模数协调

建筑学名词

为了使建筑在满足设计要求的前提下，尽可能减少构配件的类型，使其达到标准化、系列化、通用化。充分发挥投资效益，对大量性建筑中的尺寸关系进行模数协调。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。

模数

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。　

模数协调简介

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。

新型工业化建筑模数协调体系的三个层级

“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。

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。

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。

操作方法

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。

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。

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。

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。

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