1.4 建筑模数

为了使建筑制品、建筑构配件及其组合件实现工业化大规模生产,使不同材料、不同形式和不同制造方法的建筑构配件、组合件等符合模数并具有较大的通用性和互换性,我国颁布了《建筑模数协调统一标准》(GBJ 2—1986),此后,为推进房屋建筑工业化,实现建筑或部件的尺寸和安装位置的模数协调,经修订,更名为《建筑模数协调标准》(GB/T 50002—2013)。其强调基本模数,强调模数网格与模数协调应用。适用于一般民用与工业建筑的新建、改建和扩建工程的设计、部件生产、施工安装的模数协调。

1.4.1 模数的基本概念

建筑物及其部件(或分部件)选定的尺寸单位,并作为尺寸协调中的增值单位,称为建筑模数。

1.基本模数

模数协调中的基本尺寸单位,用M表示。数值为100mm,即1M=100mm。整个建筑物和建筑物的一部分以及建筑部件的模数化尺寸,应是基本模数的倍数。

2.导出模数

导出模数应分为扩大模数和分模数,扩大模数是基本模数的整数倍数;分模数是基本模数的分数值,一般为整数分数。其基数应符合下列规定:

1)扩大模数基数应为2M、3M、6M、9M、12M…

2)分模数基数应为M/10、M/5、M/2。

1.4.2 模数数列

模数数列是以基本模数、扩大模数、分模数为基础,扩展成的一系列尺寸。模数数列应根据功能性和经济性原则确定。

1)建筑物的开间或柱距,进深或跨度,梁、板、隔墙和门窗洞口宽度等分部件的截面尺寸宜采用水平基本模数和水平扩大模数数列,且水平扩大模数数列宜采用2nM、3nM(n为自然数)。

2)建筑物的高度、层高和门窗洞口高度等宜采用竖向基本模数和竖向扩大模数数列,且竖向扩大模数数列宜采用nM。

3)构造节点和分部件的接口尺寸等宜采用分模数数列,且分模数数列宜采用M/10、M/5、M/2。

1.4.3 模数协调

模数协调是应用模数实现尺寸协调及安装位置的方法和过程。其在部件尺寸标准化的基础上,协调部件和功能空间的尺寸关系,并实现建筑设计、制造、运输、施工等过程的协调配合。

1.模数网格

模数网格可由正交、斜交或弧线的网格基准线(面)构成,连续基准线(面)之间的距离应符合模数(图1-3),不同方向连续基准线(面)之间的距离可采用非等距的模数数列(图1-4)。

图1-3 模数网格的类型

a)正交网格 b)斜交网格 c)弧线网格

图1-4 模数数列非等距的模数网格

对于模数网格在三维坐标空间中构成的模数空间网格,其不同方向上的模数网格可采用不同的模数,如图1-5所示。

图1-5 模数空间网格

模数网格的选用应符合下列规定:

1)结构网格宜采用扩大模数网格,且优先尺寸应为2nM、3nM模数系列。

2)装修网格宜采用基本模数网格或分模数网格。隔墙、固定橱柜、设备、管井等部件宜采用基本模数网格,构造做法、接口、填充件等分部件宜采用分模数网格。分模数的优先尺寸应为M/2、M/5。

2.部件定位

部件是建筑功能的组成单元,由建筑材料或分部件构成。在一个及以上方向的协调尺寸符合模数的部件称为模数部件。分部件是作为一个独立单位的建筑制品,是部件的组成单元,在长、宽、高三个方向有规定尺寸。在一个及以上方向的协调尺寸符合模数的分部件称为模数分部件。

部件的定位应符合下列规定:

1)每一个部件的位置都应位于模数网格内。

2)部件占用的模数空间尺寸应包括部件尺寸、部件公差,以及技术尺寸所必需的空间(图1-6)。技术尺寸是模数尺寸条件下,非模数尺寸或生产过程中出现误差时所需的技术处理尺寸。

图1-6 部件占用的模数空间

e 1e2e3—部件尺寸(可为模数尺寸或非模数尺寸);n1M、n2M—模数占用空间

部件的尺寸在设计、加工和安装过程中的关系应符合下列规定(图1-7):

1)部件的标志尺寸应根据部件安装的互换性确定,并应采用优先尺寸系列。

2)部件的制作尺寸应由标志尺寸和安装公差决定。

3)部件的实际尺寸与制作尺寸之间应满足制作公差的要求。

图1-7 部件的尺寸

标志尺寸是符合模数数列的规定,用以标注建筑物定位线或基准面之间的垂直距离以及建筑部件、建筑分部件、有关设备安装基准面之间的尺寸。制作尺寸是制作部件或分部件所依据的设计尺寸。实际尺寸是部件、分部件等生产制作后的实际测得的尺寸。

3.优先尺寸

优先尺寸是从模数数列中事先排选出的模数或扩大模数尺寸。部件的优先尺寸应由部件中通用性强的尺寸系列确定,并应指定其中若干尺寸作为优先尺寸系列。卫生间、厨房平面优先选用净尺寸,见表1-3。

表1-3 卫生间、厨房平面优先选用净尺寸

模数协调应实现下列目标:

1)实现建筑的设计、制造、施工安装等活动的互相协调。

2)能对建筑各部位尺寸进行分割,并确定各部件的尺寸和边界条件。

3)优选某种类型的标准化方式,使得标准化部件的种类最优。

4)有利于部件的互换性。

5)有利于建筑部件的定位和安装,协调建筑部件与功能空间之间的尺寸关系。