7 Единая модульная система в строительстве

7. ЕДИНАЯ МОДУЛЬНАЯ СИСТЕМА В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

Основным способом строительства, обеспечивающим сокращение сроков, повышение качества и снижения его стоимости, является индустриализация. Элементы здания изготавливаются на специальных промышленных предприятиях (заводах сборных железобетонных изделий, домостроительных комбинатах) при помощи машин. Из доставленных на место строительства (строительную площадку) элементов при помощи машин производится сборка или монтаж здания.

Индустриализация снижает трудоемкость строительных процессов, способствует постоянному росту производительности труда, значительно облегчает труд людей. Только при индустриальных способах строительства стало возможным осуществление грандиозных объемов гражданского и промышленного строительства в нашей стране.

Заводское изготовление элементов зданий экономически целесообразно, главным образом, при массовом производстве, когда во многих одинаковых и разных по назначению зданиях применяются одни и те же элементы.

Для того чтобы достигнуть такого положения необходима унификация, т.е. к единообразию частей здания и соответственно размеров и формы их конструктивных элементов, изготовляемых на заводах. Например, устанавливается единая высота этажа жилых зданий и соответственно один размер стен по высоте, ограниченное количество размеров оконных проемов в стенах и соответственно ограниченное количество размеров и типов оконных переплетов и т.п. Следовательно, унификация достигается путем ограничения количества типов и размеров конструктивных элементов здания.

«Типоразмер» можно встретить в технической литературе, означающий тот или иной конструктивный элемент здания, имеющий свои характерные размеры, форму и конструктивные решения.

Ограничение размеров осуществляется на основе единой модульной системы (ЕМС), т.е. совокупности правил координации размеров здания и его элементов на основе кратности этих размеров установленной единице, т.е. модулю.

В России в качестве основного модуля М принимают величину 100 мм. Все размеры здания, имеющие значение для унификации, должны быть кратны М. Для повышения степени унификации устанавливаются производственные модули: укрупненные и дробные.

Укрупненным модулем называется величина основного модуля увеличенная в целое количество раз: 2М, 3М, 6М, 12М, 15М, 30М и 60М. Укрупненный модуль используется для определения размеров здания по горизонтали (расстояние между осями несущих конструкций в поперечном и продольном направлениях) и вертикали (высота этажей), а также крупных конструкций и изделий.

Для назначения относительно малых размеров конструктивных элементов и деталей (сечений оконных переплетов, балок, толщины плитных и листовых материалов) применяются дробные модули. Дробный модуль составляет часть основного модуля: 1/2М, 1/5М, 1/10М, 1/20М, 1/50М, 1/100М. Таким образом, производные модули выражаются следующими числовыми величинами: - укрупненные – 200, 300, 600, 1200, 1500, 3000 и 6000 мм; дробные – 50, 20, 10, 5, 2 и 1 мм.

Уменьшению количества размеров способствует применение растущих градаций. Градацией называется разность между смежными величинами так называемого «единого ряда» установленных модулированных размеров. Растущая градация по мере увеличения абсолютного размера сама увеличивается. Например, числовой ряд высот производственных зданий имеет следующие размеры: 3,6;42;4,8;5,4;6;7,2;8,4;9,6;10,8;12,6;14,4;16,2;18м. До высоты 6 м градация имеет величину 0,6 м; при высоте здания от 6 до 10,8 м градация составляет 1,2 м, а выше 10,8 градация возрастает до 1,8 м.

Это нам позволяет значительно сократить количество размеров в зданиях и типоразмеров элементов изделий и конструкций для сборного строительства.

При проектировании и в строительстве применяют следующие размеры:

а) номинальный или конструктивный;

б) натуральный или фактический.

Натуральный размер - проектное расстояние между условными осями здания (Lн).

Конструктивный размер – проектный размер изделия (Lк), отличающийся от номинально размера на величину конструктивного зазора δ.

Натурный размер – фактический размер изделия (Lф), отличающийся от конструктивного на величину, определяемую допуском (+ и -), величины которого зависят от установленного класса точности изготовления изделия и регламентированы для каждого из них.

Номинальные размеры должны быть кратными принятому производственному модулю (модулированы), т.е. Lн = кМ, где к – целое число.

Конструктивные размеры должны быть равны номинальным за вычетом зазора между изделиями: Lк= Lн- δ = кМ-δ.

Из этого мы видим, что натурные и конструктивные размеры могут и не быть кратными основному и производственному модулям.

Проектирование здания, т.е. определение размеров и расположения основных элементов, осуществляется при помощи пространственной системы модульных плоскостей и линий их пересечения, расстояния между которыми равно основному или производственному модулю.

На плане здания некоторые из этих плоскостей, совпадающие с несущей конструкцией здания, образуют так называемые разбивочные оси – линии, проведенные на плане здания во взаимно перпендикулярных направлениях (рис.7.1, рис. 7.2).

Рис. 7.1. Привязка к осям стен (здание с несущими стенами)

Рис. 7.2. Привязка к осям колонн (здание каркасное с навесными и самонесущими стенами)

Оси обозначаются цифрами и буквами, или как говорят, маркируются. Обычно в продольном направлении здания ставятся цифры, в поперечном буквы. Эти оси в начале строительства выносятся на местность. Вынесение осей на местность называется разбивкой здания. Расстояния между осями всегда являются номинальным размером.

Для гражданских зданий при назначении размеров обычно применяют укрупненный модуль – 300 мм (3М).

В промышленных зданиях для горизонтальных размеров приняты укрупненные модули 3000 мм (30М) и главным образом 6000 мм (60М), для вертикальных размеров – 600 мм (6М).

В массовых общественных зданиях (школы, магазины, детские ясли и др.) кроме укрупненных модулей для гражданских зданий применяют и модули для промышленных зданий.

Таким образом, в настоящее время для промышленных и гражданских зданий применяются разные укрупненные модули , что указывает на несовершенство действующей модульной системы.

Правила привязки элементов к разбивочным осям позволяют унифицировать размеры и самих конструктивных элементов: колонн, столбов, балок, прогонов, плит перекрытий, покрытий и т.д.

Наибольшее значение для унификации конструкций имеет применение одинаковых размеров между несущими конструкциями здания, т.е. пролетов, шагов и высот.

Для жилых домов принята высота этажа 2,7; 2,8; и 3 м; для массовых общественных зданий – 2,7; 2,8; 3,3 и 4,2 м.

Другим способом ликвидации многообразия конструктивных элементов является типизация – сведение типов конструкций и зданий к обоснованному небольшому количеству.

Все здания, как правило, должны возводиться по типовым проектам. Типовым называется проект, обладающий высоким качеством объемно-планировочного, конструктивного, архитектурно-художественного и экономического решения здания.

Однако массовое применение типовых проектов может привести к неудовлетворительным архитектурно-художественным решениям. Застройка типовыми зданиями часто выглядит монотонно, однообразно и не удовлетворяет эстетическим требованиям.