模数协调——住宅产业化的前题条件--开彦的博客

（本文为人居委筹办的国际模数会6月9-10在北京召开而重新发表）

住宅建筑模数协调标准编制组开彦

住宅模数协调标准[GB-T50100-2001]经建设部批准，即将发布执行了。

建筑模数及其协调在房屋建筑中的作用，早已成为广大建筑工作者所认识。早在五十年代末，我国已对模数数列及扩大模数展开了研究。六十年代初，拟定了“建筑统一模数制”，并开始在全国房屋建筑中执行。对全工业与民用建筑的标准化、工业化起到了积极的推进作用。特别是在建筑构配件预制和安装的发展中达到相当的水平。八十年代以后，中国建筑技术研究院根据国际标准化组织提出的模数协调TC95文件原则，对1970年的文本进行了必要的修订和扩充，形成[GBJ2-86]建筑模数协调统一标准。

但是，在此之前我国的模数协调原则的应用和实践，主要是局限在房屋建筑的结构构件及配件的予制与安装方面。对住宅产品、设备和设施开发、生产和安装方面缺少模数协调的应用和指导。据初步估计，目前我国生产的与住宅相关的材料、产品和设备大约已有1800多种。生产基本状况是无序的、自流的。

1.因为缺乏模数协调原则指导下的统一规格尺寸的要求，在开发和引进住宅产品的过程中无章可循，任意性极大，品种多、规格杂乱。据调查统计，七个新建企业生产的15个型号的浴缸，实际就有七种长度，八种宽度和十三种高度。无标准化可言，严重影响了安装质量。

　　2.因为产品规格尺寸多、缺乏互换性，与建筑设计难以协调。施工安装离不开砍、锯、填、嵌原始施工方法，施工处于粗放型。成品的质量档次始终处于低水平。

　　3.生产工场因得不到在统一模数协调指导下的规格尺寸要求，担心生产产品不能与建筑设计配合，成品销路受阻，无法安排大批量生产，产品定型长期不能完成，（害怕一旦国家作出新规定）严重影响产品系列化的发展。迫切呼唤模数协调原则指导统一规格要求的早日出台。

　　4.因为住宅产品规格尺寸的任意性和施工安装尺寸无要求，部品与建筑，部品与部品之间缺少固定模式的配合。接口技术缺乏研究，接口配件不配套、不齐全。成品质量差，不美观。

　　5.建筑设计与建筑施工常困扰于寻找不到相应规格的产品。好的住宅设计项目，没有完善品质的住宅部品相配合，那是空想。好的产品没有很好的配合接口，那是粗制滥造。在住宅商品的今日，已远不能满足市场的需要了。

　　我国住宅建筑正面临前所未有的发展前展，住宅建设总量在10~15年内仍将保持增长的趋势。与此同时，追求质量，追求高尚品质的住房和居住生活质量已经急迫地提到议事日程中来。如何满足这一个大市场的需求，迎接我国住宅建设从“数量型”向“质量型”转换。这是我们每俱从事住宅建设的工作者的历史责任。

　　从世界各国特别是发达国家住宅建设的发展水平和趋势看，住宅建设已达到相当的精品精度，安装的准确度（公差度）已达到毫米级水平，组合件的加工公差以毫米计。接近和相当于机加工的水平。普通的建筑制品和材料均需要妥善的包装和运输。在施工安装方面，常采用小型集装包（箱）的形式，配备有成套的零部件，定型螺丝、螺母，甚至配置施工安装的特殊工具。安装的劳动力配置表和工时表，安装工艺和验收要求等，对安装的成品绝对保证质量，极大提高了工效，节约了劳动力。

　　针对我国的劳动力市场和技术认知水平，不一定要求短期内实现高目标，高水准。但是我国的住宅建设质量及水平，肯定最终要向国际水平靠拢。实现接近和达到先进国家的建设水准。除此之外，我国的住宅建设技术还要力争能走向世界，输出中国制的住宅产品和安装技术。这一远大目标，并非是遥远的事，只要我们共同努力，切实地从基础技术工作抓起，我们就能实现我们的目标。而模数协调的研究和应用是住宅建设的最重要的技术基础工作之一。

　　模数协调的概念，简单地说，就是一组有规律的数列相互之间配合和协调的学问。生产和施工活动应用模数协调的原理和原则方法，规模住宅建设生产各环节的行为，制定符合相互协调配合的技术要求和技术规程。共同遵守，严格履行，形成一个全社会有序生产秩序，充分保障各生产企业自由创新，发挥潜在能力的广阔天地。

　　世界各国众多学者展开了多种研究，提出各自的建筑模数雏型。目前在联合国欧洲经济合作局（E.P.A）及国际标准化组织（I.S.O）的倡导下，着手在全世界范围内统一建筑模数制。联合国ISO-TC59房屋建筑模数协调委员会历年来已经编制了一系列的模数协调标准，得到众多国家的认可。我国自86年以来，也参与了国际签约工作。

　　国际模数数列采用差级数理论来编排。我国建筑模数协调统一标准[GBJ 2-86]的数列遵守国际的规定。数列以基本模数M=100为基本模数值，向上为扩大模数3M数列，向下为分模数（M/2，M/5，M/10）数列，级差均匀，数字间协调性能比较好。

　　我国对模数数列的应用始自于五十年代，由于一开始就注意了与国际模数的接轨工作，使我国模数数列和模数协调的应用取得了较大的成功，建立了深厚的模数协调应用的思想基础和技术基础。但是由于长期以来，我国住宅产部品产业未得到发展，建筑模数、分模数系列始终未得到长足发展，致使应用水平落后于国外20年。摆在我们面前的任务，就是充分应用模数协调的原则方法，指导住宅产品的开发，生产和安装。

　　住宅建筑作为最终产品，是由各部分数千种产品（模数协调中称为部品）所组成的（在日本有1万多种，美国有5万多种），它主要包括下列几个专业部位。

　　各部位的成千上万种产品将按照不同的生产方式、不同的生产地点和不同的生产时间按照统一规格尺寸要求进行预生产或现场生产，最后在安装现场进行安装组合。各部位部品要按照组合体与组合件、组合件与部品、部品与部品之间要能有组织的、彼此协调地、配合良好地联接在一起。模数网格的作用就是一个联接纽带，用模数网络的设计方法达到最佳模数协调的效果。

　　所谓模数网格设计，就是利用正义三度空间的模数化空间网络进行建设设计和局部构造设计。例如：把模数化的组合件如柱、梁、楼板及墙板等依规律填充到模数化的空间中去，就组合了三度空间的建筑。这些空间的模数化网格线就构成了模数组合件在建筑空间中就位的界线，模数标准称为定位线（面）。

　　模数网格分为基本模数网格、扩大模数网格和分模数网格几种，扩大模数网格通常来确定房屋结构及其构件相互协调关系。而基本模数网格和分模数网格则用来确定各种产品之间的联接接口相互协调关系。例如：各种管线的安装位置及其组合件的尺寸配合关系。

　　建筑物或者建筑的专门部位是由各组合件构成的，不管它们是成品或者现场制作，它们均要由定位线定位，施工安装过程中按定位轴线和定位线就位。对每一个构件来讲，它有可能是三个方向的边界定位，或者二个方向边界线和一个方向中心定位，选择的装配定位的方式要依照最终配面所达到的功能要求来确定，可采用一种定位方法，亦可混合应用不同的定位方法。

　　模数网格设计的目的，不但能保证结构组合件（或现浇混凝土模板）的模数化系列尺寸。最主要的是为结构主体所包容空间（或称可容空间）提供了一个模数化空间，为建筑部品（称之为容纳件）提供了模数划可能。这就为各种部品或是组合件提供了标准定型化、模数系列化和组合装配化的前提条件，才能使住宅产品及其配件生产和安装纳入工业化、集约化和组装化的道路。

　　就模数协调原则应用的最大效能之一，就是要充分地对住宅专业部位或者住宅部品的参数系列进行优化选择。在保证基本需求的基础上，实行最少化，以此来保证各种住宅部品和组合品种简化，确保制造业的简易和经济，安装业的方便和效率。

　　但是，因为使用者的需求不同，而且随着居住生活质量的提高，对住宅部品和组合件会有多样化的要求，不但要品种多而且要有互换性，这就要求对某种住宅专业部位和住宅部品实施优选尺寸，使其形成一个优先系列尺寸。他们不仅在不同的部品和组合件中是协调的，而且对其它建筑物也是协调的。

　　选择优选系列尺寸的选择因素，是和社会需求和企业的生产能力，供应能力是相关的。在生产能力尚未到达相应水平的情况下，应尽可能的减少优先数列，以达到最佳经济效果。另一方面，在我们修编住宅模数协调标准时要特别注意的是，重视对现状社会部品的摸底调查，在确定优先系列尺寸时，首先考虑已在实际生产中大量使用并符合模数协调要求的数列，以减少改制对生产造成的损失。如果确定不能满足优先尺寸系列要求的，实行过渡期制度，在若干年以后逐步归纳到有优先尺寸系列中来。

　　接口与公差是建筑模数协调重要环节。接口是指相邻两个或两个以上部品或组合件连接点，当他们装配联结在一起时，需要用连接件加以固定和联接。通常这些连接件具备承载能力，安全可靠，纠正偏差，固定位置，安装简易，外观整齐，经济耐用，便于维修等特点。一般说来，要求较高，并不是人们通常想象简单的构造。国际上已对接口技术进行专门研究，各种建筑部品接口已形成行业，有各种成套的，定型的产品。

　　公差是由制作、定位、安装中不可避免的误差引起的。公差一般包括制作公差、位置公差和安装公差等几种。公差包含了上限值和下限值之间的差，在设计中应当把公差的允许值考虑进去，处理在合事的范围中，保证在接缝安装，加工制作，放线定位中可允许的限度范围内，表现出接口功能性、质量性、美观性。

　　减小制造公差，提高公差的控制等级就意味着提高造价。需求较好的设备和技术。同样，定位及安装的精确度越高，制作公差的精度也必须提高，安装花费也越高。公差的正确选择决定于建筑物要求的性能和经济因素，以及加工制作的工艺水平。本标准，参照国际常用范围初步提出试用公差等级，依我国加工水平，可适当降级使用。

　　我国自86年开始对建筑模数标准化作了规模较大的修编工作，如表列：

　　以上标准大致分为三个类别层次，一类属于总标准，规定了数列、定义、原则和方法。二类是专业的分标准。表中所列专为住宅使用的模数协调标准。三类是专门部位的标准，表内所列为楼梯、门窗、厨房及卫生间。四类应是住宅专门部位的各种产品或零部件统一规格尺寸的规定。可用产品分类目录的统一规格尺寸加以指定。

　　四级层次构成了模数协调体系的框架，其中一、二类为原则规定。是制定“标准的标准”，三、四类是应用标准，具体指导工程产品设计，制作加工，销售经营，施工安装，更换改造等方面。

　　对模数协调认识和应用方法，因受条件局限也尚未有充足的理论和实践。特别二类标准“住宅模数协调标准”，实际上只是对当时通行的大板住宅和砖混住宅作了一些选择上的规定，并没有从原则基础、应用方法、协调原理上阐述，指导意义不大。本次修编主要使用已有标准的名称，作了全局性的改动。

　　模数的关键在“协调”，是讲数与数列之间的关系达到和谐的原则和原理。数列和优化数列（参数）并不是应有的目的，而只有应用这些数列和优化数列（参数），进行互相配合，相互制约才能产生最大的效应。标准阐述数列、参数、轴线定位多了，而协调的定义、概念和应用少了，以至于与实践应用脱节，不能真正地指导开发、生产和安装，发挥模数的作用。

　　组合建筑物有诸多个专门部位。目前只有楼梯、门窗、厨房和卫生间三类部位模数标准，而大多部位标准尚且缺项。诸如：屋面、吊顶、隔墙、管束、电梯、盒子间、内梯、板材……等等。而住宅部品材料、设备等分类达数十种，成千上万种部品，目前已作出统一规定尺寸要求寥寥无几。缺口数量颇大。

　　表中所列标准大多在十多年前编制完成的，不同程度地反映原标准已不适应现代住宅建筑技术发展的要求。很多名词术语需要重新定义，补充完善。应增添的应补足，不适应的应当进行调整。新的技术和部品应当反映进来，尚要给各类参数留出空间，提供发展、创新的可能，修编的任务十分繁重。

　　本标准参照国际标准TC-59的有关条文，并重点研究日本、法国等国家的编制思想和方法。力求使我国住宅模数协调标准与国际标准靠拢。采取先易后难，先简后繁先重点全面的逐步推进的方针，使模数协调的概念逐步为各行各业认识，为众多的研究、设计、施工销售人员所掌握，真正成为工具，发挥模数协调对住宅产业的效用。

　　正在修编的部品标准尚有“住房厨房及相关设备基本参数”、“住宅卫生间及相关设备基本参数”两本，其他部位标准将随着住宅产业化发展进程逐步展开。欢迎有关单位、公司企业承担或参与专业部门标准的编制工作。

　　关于数量大、分类广的住宅产品、材料和设备模数尺寸控制，将随着我国“住宅部品分类法”的研究和推行，“住宅优良部品分类目录”编制完善，逐步展开，使各类部品各有归属，明确各类部品发展空间。

　　模数协调是涉及到各个工业部门、政府、开发商的多方面人员和部门，需要克服部门之间的差异，实行通力合作。在住宅建设中推行模数协调体制是历史发展的必然，只有广泛地推行模数协调体制才能保证住宅产业现代化的健康发展，才能保证各行各业的兴旺进步。相反哪个部门、团体态度消极，不给于配合和执行，必将遭到历史淘汰。

　　为此，建议在全国范围内，建立跨部门的全国住宅建筑模数协调发展协会，建立专门行业委员会，负责对全国和本行业的模数应用工作的推广和协调工作。在建设部的相关部门内建立模数指导小组，负责策划和指导全国模数的日常工作。

　　共同的责任，共同的使命，把整个事业联系在一起。有关的规定、协议、原则要共同的承认，并自觉遵守，才能使模数协调标准尽快地在部品的开发、生产和安装中发挥作用。因此，整个模数协调的各类标准编制工作应当得到各主管部门的重视和参与。将相关部门组织在一起，共同研究并共同贯彻。

　　推广和应用模数协调原则、方法，对我们大多数人员是陌生的，因此必须要加强学习和研究工作，并勇于实践。标准编制选择试点城市开展重点推广试行工作，总结经验后，向全国扩散。

　　除此之外，尚应围绕模数协调推广工作的重点，开展相关技术攻关的研究，解决疑难问题，例如：大力推广整体卫生间盒子结构的有关模数配合尺寸及其接口技术的研究。大力采用可拆改、易维修轻质隔墙板的模数系列尺寸及其接口技术的研究。住宅各种配管、排管定型设计、连接定位、放线定位、接口技术和连接件配套技术的研究等等。只有通过深化的研究，才能使各类部品、材料和设备之间有一个良好的配合，满足和达到现代住宅精品要求，才能稳步健全地开拓各类住宅部品、材料和设备市场，一个中国住宅产业化现代化的时代必将尽早的实现。

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