模数协调操作方法

模数协调模数网格的设置与应用

模数网格的设置是建筑模数协调应用的前提。新型工业化建筑的部件按照模数网格进行定位安装，模数网格线起到部件定位控制线的作用。例如，在使用单、双线混和的模数网格进行建筑空间分隔部件（墙体、门、窗等）的定位安装时，符合 1M 模数的分隔部件用同样符合 1M 模数的双线网格定位，部件的界面限定在网格线以内，形成符合扩大模数（如 3M）进级的模数化内部空间，为内装部件模块化提供了可能。

模数协调关于优先尺寸

所谓优先尺寸，是指从模数数列中事先排选出的模数或扩大模数尺寸，作为优先尺寸数列。优先尺寸的实施意味着建筑部件规格的数量得到控制，部件安装更简便易行，从而使得新型工业化建筑产品实现效益最大化。优先尺寸应包括网格优先尺寸和部件优先尺寸两类，前者是后者得以实施的基础。网格优先尺寸是指建筑支撑体空间网格、内部空间网格和平面网格等各层级网格的最优化的参数数列；部件优先尺寸是指建筑专业部位或部件的最优化的参数数列。网格优先尺寸和部件优先尺寸的根本区别在于，前者的参数是指相邻网格线之间的尺寸，后者的参数是指部件三个维度上的外缘尺寸。

模数协调关于部件定位

部件定位方法有中心线定位法、界面定位法两种。中心线定位法，指基准面（线）设于部件上（多位部件的物理中心线），且与模数网格线重叠的部件定位方法；界面定位法，指基准面（线）设于部件边界，且与模数网格线重叠的方法。中心线定位和界面定位两种方法可以混合使用。

部件通过模数网格进行定位协调，因此部件定位方法和模数网格的设置有密切关系。单线模数网格最合适中心线定位法，定位轴线与网格线重叠。如果要求部件的某一侧为平整界面的模数空间时，在单线网格中，也可采用界面定位法。

双线模数网格最适合界面定位法，部件定位轴线与双网格线的中分线重叠，部件的界面与双网格线重叠，以保证部件两侧的空间模数化。单、双线模数网格也可混合设置。双线网格用于空间分隔部件和支撑体结构部件的定位，单线网格用于内装部件的定位。

“支撑体”（Support）来源于荷兰的开放建筑（Open Building）理论，在日本，演化为 SI 体系的“骨架”（Skeleton）。无论是 SI 体系，还是 PC 体系，都试图把结构支撑部分从建筑其他部分分离出来，以谋求更加可变的建筑内部空间。

当把建筑看作是三维坐标空间中三个方向均为模数尺寸的模数空间网格时，这一空间网格在新型工业化建筑中可被设定为模数协调体系的第一层级——支撑体空间网格。支撑体空间网格在三个空间方向上的模数可以不等距，层高以基本模数1M（模数）进级，开间和进深以扩大模数6M和3M进级（如图1所示）。

支撑体结构部件主要指梁、柱或板等，它们通过预制装配或现浇的方式连接成符合空间网格参数的建筑框架，从而形成模数化的支撑体和单元内部空间框架。支撑体结构部件的尺寸应符合模数要求，其中梁、柱的长度方向和板的长度、宽度宜以1M、3M或6M进级，梁柱截面尺寸和板的厚度宜以1M、1/2M或1/5M进级。起固定、连接结构部件作用的分部件在三个维度上的参数宜以1/2M、1/5M、1/10M进级。

模数协调单元空间网格与空间分隔部件的模数协调

支撑体空间网格可以分解为数个独立的单元，这些单元可被设定为模数协调体系的第二层级——单元空间网格（图2）。新型工业化建筑的空间单元是可变的。在建筑的长寿命使用过程中，人们对建筑空间的需求会改变，在不改变建筑支撑体结构的情况下，可根据需要改变单元空间的形态和尺寸。

虽然在尺度上小于支撑体空间网格，但是单元空间网格的框架仍然是由支撑体结构部件（含分部件）连接装配形成。相邻单元空间网格之间通过空间分隔部件的安装形成隔墙、楼板，从而形成具有相对独立性的空间单元。以住宅建筑为例，逐层分解的单元空间网格与住宅单元、住宅户型、房间等空间单位相对应。如图 2 所示，逐层分解的单元空间网格参数分别以 3M 和 1M 进级。空间分隔部件的尺寸应符合模数，其中长度和宽度方向的尺寸宜以基本模数 1M 或扩大模数 n·M 进级，厚度方向宜以 1/2M、1/5M 等分模数进级。

模数协调平面网格与内装、外装部件的模数协调

新型工业化建筑需要在支撑体最外层的框架上装配外装部件，以形成建筑外围护结构；而在单元空间内部，内装部件需装配于各空间界面。上述外围护结构所形成的界面，以及内部空间界面，安装内装或外装部件都在相应的二维模数网格中进行，这些二维模数网格可被设定为模数协调体系的第三层级——平面网格（图3）。

不同的空间界面按照所需装配部件的不同，采用不同参数的平面网格。平面网格参数按照从大到小的顺序，分别以 3M、1M、1/2M 进级。内装、外装部件（分部件）的类型复杂，数量达到上万种之多，在尺寸上跨度较大。除了极少数板状部件在长度方向上的尺寸以 3M 进级以外，大部分内装、外装部件的尺寸以 1M 和 1/2M 进级；内装、外装分部件的尺寸宜以分模数 1/2M、1/5M、1/10M 进级。用平面网格进行部件的定位安装能体现模数协调体系的应用价值。例如，北京中国银行总部大楼的卫生间以面砖的尺寸 150 mm×300 mm 作为平面网格的参数，房间各界面的总长度均为 150 mm 和 300 mm的整数倍数，厕位、洗手池、灯具等均按此平面网格定位安装，装修效果完美。

现代建筑模数有清晰的发展脉络，大致经历了数列应用、扩大模数应用、模数协调应用、模数协调和模数网格的应用等几个阶段。

模数协调是指一组有规律的数列相互之间配合协调的学问。假如绕开具体模数与模数数列的数值确定，模数协调实际上就是将很多的建筑构配件按照某种规则尺寸来协同生产，并遵循同一规则有组织地把它们放置在一个三维空间之内。传统工业化建筑的模数应用主要是预制构件（墙板、楼板等大模块）的尺寸确定和定位，以及扩大模数网格对建筑开间、进深、层高等数值的控制。与传统工业化建筑相比，新型工业化建筑的部件（分部件）种类多、构造更为复杂，在设计阶段就要解决各种部件（分部件）之间的模数协调关系；同时，更加关注“小模块化”的内装、外装体系，以提高建筑的综合品质。因此，较之以往，新型工业化建筑的模数协调应用有所突破，通过“体系”的建立，实现结构体系和装饰体系之间，以及各种部件、分部件之间模数的协调。

模数的应用自古希腊起就存在于建筑设计及建造过程中，至近代，其在建筑行为中的重要性更为突出，成为工业化建筑发展的基本技术手段之一。模数的存在价值除了建筑模块化与标准化所带来的经济意义与社会意义，还在于模数手段对建筑形式感的可操作性，而后者往往被人们所忽略，甚至被误解为限制了建筑的形式美。科学的模数协调体系，可以提升模数对于新型工业化建筑的价值与意义。　

模数协调体系对于新型工业化建筑设计至关重要，同时，对部件的生产、定位和安装，后期维护和管理，乃至建筑拆除后的部件再利用都有积极意义。经过半个多世纪的研究与探索，建筑模数协调体系需要落实到新型工业化建筑生产的全过程，以促进建筑产品质量的提高和社会、经济效益的提升。 2100433B

建筑模数协调的内容:

① 模数数列。在建筑设计中要求用有限的数列作为实际工作的参数，它是运用叠加原则和倍数原理在基本数列基础上发展起来的。中国《建筑模数协调统一标准》(GBJ2-86)中的模数数列表,包括基本模数、扩大模数和分模数，各有适用范围。

② 模数化网格。由三向直角坐标组成的、三向均为模数尺寸的模数化空间网格，在水平和垂直面上的投影称为模数化网格。网格的单位尺度是基本模数或扩大模数。网格的三个方向或同一方向可以采用不同的扩大模数。网格的基本形式有基本模数化网格和扩大模数化网格两种。

③ 定位原则。在网格中每个构件都要按三个方向借助于边界定位平面和中线（或偏中线）定位平面来定位。所谓边界定位是指模数化网格线位于构件的边界面，而中线（或偏中线）定位是指模数化网格线位于构件中心线（或偏中心线）。

④ 公差和接缝。公差是两个允许限值之差，包括制作公差、安装公差、就位公差等。接缝是两个或两个以上相邻构件之间的缝隙。在设计和制造构件时，应考虑到接缝因素。

建筑协调内容应该符合的要求:

①应用模数数列调整装配整体式建筑与构配件（部品）的尺寸关系，优化建筑构配件（部品）的尺寸与种类。

②构配件（部品）组合时，能明确各配件（部品）的尺寸与位置，使设计、制造与安装等各个部品配合简单，满足装配整体式建筑设计精细化、高效率和经济性要求。

英语 module(模数)一词源出拉丁语modulus，原意是小尺度。模数作为统一构件尺度的最小基本单位，在古代建筑中就已应用。在古希腊罗马建筑中五种古典柱式的高度与柱底直径成倍数关系。中国宋代《营造法式》规定的大木作制度,木构件尺寸都用材份来度量;清工部《工程做法》用斗口作为木构建筑基本模数。1920年，美国人A.F.比米斯首次提出利用模数坐标网格和基本模数值来预制建筑构件。第二次世界大战期间，德国人E.诺伊费特提出了著名的“八分制”，瑞典人贝里瓦尔等提出了综合性模数网格和以10厘米为基本模数值的模数理论。当时建筑工业化尚处在初始阶段，用预制件装配的建筑因造价过高而难于推广。第二次世界大战后，工业化体系建筑蓬勃兴起，建筑模数受到重视。至60年代，建筑模数有三种理论：比米斯模数、勒·柯布西耶模数、雷纳级数。这些理论对现代建筑模数数列中的叠加原则、倍数原理、优选尺寸等都起过作用。从70年代起，国际标准化组织房屋建筑技术委员会(ISO/TC59)陆续公布了有关建筑模数的一系列规定。建筑模数协调体系已成为国际标准化范围内的一种质量标准 。

本标准的主要技术内容是：1、总则；2、术语；3、定位坐标与优先尺寸；4、公差与配合；5、模数网格；6、模数协调的应用。对原《住宅建筑模数协调标准》的砖混结构模数协调、大板结构模数协调等章节、条文的编制内容和编制方法全面修订，并相应编制了术语、公差配合和模数网格及应用条文。编制过程中重点贯彻对国际ISO标准的应用，并结合中国目前的具体应用情况增加了一些实际应用的条文。2100433B