轻钢轻板住宅统一协调模数

6.4.1　轻钢轻板住宅统一协调模数

确定统一协调模数，是推广适应型住宅，保证住宅建筑主体与设备制品之间的有机配合，方便连接，促进住宅产品开发向标准化、系列化和组合化发展的关键。近50年来，国内外在工业化住宅的设计方法上的实践表明，模数协调大都利用模数、模块的基本方法，进行空间组合。笔者认为总的可归纳为模块组合定位法和模数网格定位法两种方法。模数网格法是我国常使用的定位法，本节就这种方法重点讨论。

（1）模块组合定位法：使用模数构件法进行设计，需要有发达的建筑业市场基础，设计时直接考虑模数构件的规格尺寸。在有些国家，有许多专业化的建筑构配件和建筑制品的厂商。他们的产品都是按照一定的模数尺寸系列生产的。设计人可以查阅产品目录，选用这些模数构件进行设计，而不用经过模数网格设计。先进产品开发的一条重要公理是：设计工作做得越深入，就越难满足以后新增加的要求。实际上，模数构件使设计变成像作者手里的单词一样，可以有多种组合。当然，如果在做出每个设计决定的时候都有许多模数构件，那么整个设计就会有太多的不同，这样将导致设计的瘫痪。选择种数最多，数量大的建筑部件为模数标准型系列，与局部非标准部件配合，是适应的模数化空间的另一种方式。

（2）模数网格定位法：模数网格定位法是用一种尺寸线布置出空间网格，即单轴线定位和双轴线定位。单轴线定位法主要考虑结构构件的标准化、定型化生产与组装，但空间净尺寸不符合模数，同样的轴线尺寸，采用不同建筑材料得到的构件尺寸不同，故空间尺寸不同。双轴线定位法主要考虑室内空间，空间标志尺寸符合模数，但这使单轴线定位法中结构构件由于要加上搁置长度而不符合模数，而且结构形式不同，跨度不同，搁置长度也发生变化。这样，结构构件的通用性就会降低，另外这种室内模数空间是相对的，例如，在一个符合模数的空间中进行再划分时，如果隔墙厚度不符合模数，则两个次空间中只能保证其中之一符合模数。

图6-14　荷兰SAR模数网格系统

a. 国外产业化住宅的模数协调。笔者认为，模数协调规则是为工业化、标准化生产服务的，是一种人为的工具。荷兰、日本的经验可以给我们带来有益的启示。荷兰SAR模数协调方法实际上是一种1～2M（1M＝l00毫米）宽窄相间的交叉格子系统，对于这样的网格系统，连续的距离为3M，与现行的扩大模数是一致的（图6-14）。定位有两条基准线：1M格带的中心线与2M格带的中心线。不同厚度的构件定位于不同的中心线上。其原则是使构件边缘落在1M格带内。例如，若构件厚度不大于100毫米，如隔墙，则中心线落在lM格带的中心线上，若构件厚度大于200毫米而又小于等于400毫米，如承重墙，则中心线落在2M格带的中心线上。这样，由于构件的边缘总是落在1M格带内，构件的边界就被限制住了，从而使各构件之间不会发生配合问题，空间的最低限度尺寸也得到保证。这里规定构件边缘总落在lM格带内，是由于这样得到的配置尺寸，即构件的边缘与紧邻格子线之间的距离总是不大于100毫米，范围较小。如界落在2M格带内，空间的标志尺寸与实际尺寸会有很大差距，标志尺寸将变得无意义。SAR体系模数网格定位法：兼顾了结构构件与室内空间，实际上，它也是一种单轴线定位法，对于结构构件，因该模数网格建立在3M基础上，所以没有矛盾；对于所形成的空间来说，标志尺寸也为3M，并通过不大于100毫米的配合尺寸加以协调。

日本芦屋浜高层钢结构住宅由新日本制铁、竹中工务店、松下电工等组成的联合建造，其方案在投标竞赛中获得第一名。该住宅方案一大特色和创新是设定了明确的模数系统，房屋的建筑、结构、构配件的尺寸均以该模数系统为基准。其基本模数网格系统为平面方向1G=900毫米、高度方向2 400毫米（2 400毫米加上楼板厚度230毫米即为一个住户楼层的层高2 630毫米）。在此基础上，住宅空间的大小、各种构配件根据不同楼层和房型布置，确定最佳尺寸值。为适应各种不同的使用情况和安装需要，在外墙与钢框架结构的连接处允许一定的尺寸调整（变数），并由此进行外部装修。图6-15、6-16表示该方案中水平和高度方向上模数网格的划分情况。

图6-15　A及A´详图

（资料来源：同图6-15）

图6-16 高度的确定

（资料来源：同图6-15）

图中所示的开间、进深、高度三个方向上为便于安装而设置的变数值表示在表6-2中。表中所示的符号：Xa、Xb、X—1、X—2、X—3、Total X、Ya、Yb、Yc、、Total Y均表示在表6-3中。

表6-2　模数划分的基本原则

表6-3　进深方向（Y方向）变量值

b. 轻钢轻板住宅的模数协调两种思路。通过分析以上两套不同的模数系统，笔者认为有不少地方是值得借鉴的。不难看出每套模数的特征都与本体系的特点紧密关联。荷兰SAR模数协调原则兼顾了结构构件与室内空间，但首先，结构构件主要是指承重墙与分隔墙，对于轻钢轻板住宅主要的承重构件是柱，如果墙体（填充体）与柱（支撑体）的中心线分别限制在1M、2M中心线内，就会造成墙体与柱的错位，影响室内美观。另外，轻钢轻板住宅中，从室内空间角度考虑，主要元素是外墙、隔墙，其中隔墙，从发展看，墙体厚度将限制在100毫米以内，与SAR体系的有关规定一致。而对外墙则有些不同。外墙板从我国目前来看，大都小于200毫米，如ALC板最大厚度为200毫米。第三，外墙与柱脱离，钢柱本身形成的冷桥对室内有影响。同时由于外墙位置固定，限制了建筑师住宅立面处理的灵活性。日本住宅居室空间设计以榻榻米模数为核心，扩大到建筑模数，缩小到生活用品的尺度规格，成为统一的整体。但第一，对于结构构件，该模数网格不符合国际上通行的3M制。目前，大多数国家也都实行建筑3M制，即把3M作为水平扩大模数中的一个主要基数。第二，室内空间由于没有完全考虑内隔墙厚度，也未形成净模。笔者结合我国情况，依照轻钢轻板住宅特点对SAR网格系统某些元素的具体规定做补充与修正，采取单轴定位与SAR网格系统共用方法协调技术装配空间，即在住宅平面内部构件尺寸采用双轴线定位，而外墙使用单轴线定位，通过增加住宅外围轴线作为过渡型解决方式，实现最大模数化的可容空间（图6-17、6-18、6-19）。

图6-17　轻钢轻板住宅建筑模数改进后表示方法

图6-18　内隔墙模数网格

　图6-19　 外墙模数网格

模数协调规则是为工业化、标准化生产服务的，是一种人为的工具。制定它的原则之一应是与现有建筑技术整体水平相一致，而且易于操作。因此，笔者建议结合我国实际情况，研究发展适合我国住宅建设的标准化方法，在开展住宅建设部件化、产业化的同时，既要考虑到远期可持续发展的方法，又要考虑近期实现标准化的经济型过渡方式，因为模数协调问题是一个需跨部门合作的问题，很难使各相关部门轻易抛弃既有的工艺、准则。目前，还没有一个完美的模数系列保证所提供的空间均为净模时，作为住宅统一协调模数系统的发展可以考虑过渡型方式。