[發明專利]一種用于住宅工業化建造和部品化裝配的模塊化系統及設計方法

在審

• 申請號: 201410185415.0
• 申請日: 2014-05-05
• 公開（公告）號: CN104166749A
• 公開（公告）日: 2014-11-26
• 發明（設計）人: 李樺
• 申請（專利權）人: 李樺
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京和信華成知識產權代理事務所(普通合伙) 11390
• 代理人: 胡劍輝

技術領域

本發明涉及住宅建筑領域，特別涉及一種用于住宅工業化建造和部品化裝配的模塊化系統及設計方法。?

背景技術

住房不但是居住文化和現實需求的具體體現，同時也是社會文明和科技水平的綜合反映，近一個世紀以來，隨著生活方式的變革，中國人的居住形態發生了根本性的改變。改革開放后，人們的居住條件得到了普遍提高。但由于諸多原因，與其他行業的發展比較，我國住宅生產方式是及為落后的，具體體現在應用標準混亂、施工技術粗放、管理系統脫節等整體工業化水平較低，特別是絕大多數住宅還已“毛坯房”的方式交付給使用者，使用者不得不進行二次“裝修”，而傳統“裝修”又是以現場手工作業來完成的，不但帶來環境污染和資源浪費等一系列問題，更為嚴重的是影響建筑安全和使用壽命。建立一套可行的方法體系，推動住宅以成品方式交付，淘汰傳統手工操作方式，提高住宅工業現代化水平，是我國住宅產業現代化所面臨的現實問題。?

住宅工業現代化的本質是用現代工業的生產方式來建造住宅。其特征包括：標準化設計、工廠化生產、信息化管理、一體化實施。工業時代以工業化為特征，工業化以機器大生產為前提，以工業標準化為手段實現生產效率的最大化。標準化以簡化、統一化、通用化、系列化、組合化、模塊化為手段，通過綜合效率的提高，達到控制成本、提升品質的目的。新型工業標準化體系以模塊化設計理論為基礎，不但實現標準化的效率，同時提供了一種以標準化為條件的多樣化設計方法，而成為現代標準化的最高形式。今天模塊化原理以被應用到工業制造的各個領域，而遺憾的是這一系統解決問題的方法，在住宅建設領域卻沒有得到深刻的理解和廣泛的運用。?

模塊化方法的本質，就是將系統分解為相對獨立的標準模塊，通過統一的設計規則，規范各模塊接口技術及邊界條件，使各模塊既能夠實現自身的技術演進，又能通過統一的接口條件組成新系統，使產品更新能夠以最小的代價，獲取最大的效率。用模塊化設計原理進行住房過程，也就是分解和組合的過程，由于住房是由建筑結構、圍合空間及各種居住生活設施共同構成的復雜系統，如何統一各模塊間邊界條件，實現順利組合是關鍵性技術環節，所謂邊界包括兩方面；接口技術和幾何尺寸，在工業化設計中，運用“模數”方法可以解決標準化過程中各模塊間的尺寸協調問題，然而，現行的建筑模數系統存在諸多缺欠，是作為外件的結構體與作為內件的填充體實現模塊化的整體裝配帶來很多問題。?

建筑模數指建筑設計中選定的標準尺寸單位。按《住宅建筑模數統一協調標準》規定：基本模數的數值規定為100mm，以M表示，即1M＝100mm。基本模數的導出模數分為擴大模數和分模數，擴大模數的基數為3M，6M，12M，15M，30M，60M共6個，其相應的尺寸分別為300mm、600mm、1200mm、1500mm、3000mm、6000mm；分模數的基數為1/10M，1/5M，1/2M共3個，其相應的尺寸為10mm、20mm、50mm。建筑空間模數采用擴大模數“3M＝300mm”為進級單位。分模數指整數除基本模數的數值，主要適用于縫隙、構造節點、構配件斷面尺寸。這一模數體系的不足有以下幾個方面：?

首先，要實現外部結構體與內部填充體的一體化裝配的前提條件是設計的一體化，也就是說模數體系應不但能滿足建筑設計應用尺寸的要求，還應該滿足室內部品設計應用尺寸的要求，然而，現有建筑模數最小的尺寸數字是分模數“10mm”，以10mm為標準單位是無法滿足不居室部品設計對尺寸的要求的，如櫥柜臺面厚度尺寸為36mm、柜門厚度為18mm等均不是10mm的整數倍，當然10mm更滿足不了部品設計對細小尺寸的要求。?

其次，采用建筑分模數進行部品尺寸設計存在與空間尺寸的關聯問題，建筑分模數是由基本模數“1M＝100mm”分割出的10mm、20mm、50mm，這個尺寸系列在建筑構件中使用可能沒有問題，但部品設計使用這個系列不太方便，原因是建筑空間是以“3M＝300mm”作為尺寸進級單位的，分割模數“10、20、50”所形成的尺寸系列，與空間的“300”沒有直觀的關系，而10、20、50之間也沒有直觀的關聯性，造成整體尺寸系統的無序。?