一種用于住宅工業(yè)化建造和部品化裝配的模塊化系統(tǒng)及設(shè)計(jì)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及建筑【技術(shù)領(lǐng)域】，提供一種用于住宅工業(yè)化建造和部品化裝配的模塊化系統(tǒng)及設(shè)計(jì)方法；包括兩方面的內(nèi)容：一方面，提供一種用于住宅工業(yè)化建造和部品化裝配的模塊化系統(tǒng)；另一方面，提供一種用于住宅工業(yè)化建造和部品化裝配的模塊化設(shè)計(jì)方法；包括步驟：確定建筑空間基本尺寸，劃分所述建筑空間的功能區(qū)域；根據(jù)模數(shù)要求建立所述空間內(nèi)部品裝配集中區(qū)域的模數(shù)網(wǎng)格；根據(jù)功能要求選取標(biāo)準(zhǔn)模塊集成在模數(shù)化網(wǎng)格內(nèi)，根據(jù)設(shè)計(jì)意圖或客戶需求選擇匹配方案；形成最佳的匹配結(jié)果作為設(shè)計(jì)輸出。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了建筑結(jié)構(gòu)及室內(nèi)部品的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)和一體化裝配，在獲得最佳匹配結(jié)果的同時(shí)獲得最佳效率。
【專利說明】一種用于住宅工業(yè)化建造和部品化裝配的模塊化系統(tǒng)及設(shè)計(jì)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及住宅建筑領(lǐng)域，特別涉及一種用于住宅工業(yè)化建造和部品化裝配的模塊化系統(tǒng)及設(shè)計(jì)方法。

【背景技術(shù)】
[0002]住房不但是居住文化和現(xiàn)實(shí)需求的具體體現(xiàn)，同時(shí)也是社會(huì)文明和科技水平的綜合反映，近一個(gè)世紀(jì)以來，隨著生活方式的變革，中國人的居住形態(tài)發(fā)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(yè)的發(fā)展比較，我國住宅生產(chǎn)方式是及為落后的，具體體現(xiàn)在應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)混亂、施工技術(shù)粗放、管理系統(tǒng)脫節(jié)等整體工業(yè)化水平較低，特別是絕大多數(shù)住宅還已“毛坯房”的方式交付給使用者，使用者不得不進(jìn)行二次“裝修”，而傳統(tǒng)“裝修”又是以現(xiàn)場(chǎng)手工作業(yè)來完成的，不但帶來環(huán)境污染和資源浪費(fèi)等一系列問題，更為嚴(yán)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(dòng)住宅以成品方式交付，淘汰傳統(tǒng)手工操作方式，提高住宅工業(yè)現(xiàn)代化水平，是我國住宅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化所面臨的現(xiàn)實(shí)問題。
[0003]住宅工業(yè)現(xiàn)代化的本質(zhì)是用現(xiàn)代工業(yè)的生產(chǎn)方式來建造住宅。其特征包括:標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、工廠化生產(chǎn)、信息化管理、一體化實(shí)施。工業(yè)時(shí)代以工業(yè)化為特征，工業(yè)化以機(jī)器大生產(chǎn)為前提，以工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化為手段實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率的最大化。標(biāo)準(zhǔn)化以簡(jiǎn)化、統(tǒng)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(dá)到控制成本、提升品質(zhì)的目的。新型工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化體系以模塊化設(shè)計(jì)理論為基礎(chǔ)，不但實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化的效率，同時(shí)提供了一種以標(biāo)準(zhǔn)化為條件的多樣化設(shè)計(jì)方法，而成為現(xiàn)代標(biāo)準(zhǔn)化的最高形式。今天模塊化原理以被應(yīng)用到工業(yè)制造的各個(gè)領(lǐng)域，而遺憾的是這一系統(tǒng)解決問題的方法，在住宅建設(shè)領(lǐng)域卻沒有得到深刻的理解和廣泛的運(yùn)用。
[0004]模塊化方法的本質(zhì)，就是將系統(tǒng)分解為相對(duì)獨(dú)立的標(biāo)準(zhǔn)模塊，通過統(tǒng)一的設(shè)計(jì)規(guī)則，規(guī)范各模塊接口技術(shù)及邊界條件，使各模塊既能夠?qū)崿F(xiàn)自身的技術(shù)演進(jìn)，又能通過統(tǒng)一的接口條件組成新系統(tǒng)，使產(chǎn)品更新能夠以最小的代價(jià)，獲取最大的效率。用模塊化設(shè)計(jì)原理進(jìn)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(jié)構(gòu)、圍合空間及各種居住生活設(shè)施共同構(gòu)成的復(fù)雜系統(tǒng)，如何統(tǒng)一各模塊間邊界條件，實(shí)現(xiàn)順利組合是關(guān)鍵性技術(shù)環(huán)節(jié)，所謂邊界包括兩方面；接口技術(shù)和幾何尺寸，在工業(yè)化設(shè)計(jì)中，運(yùn)用“模數(shù)”方法可以解決標(biāo)準(zhǔn)化過程中各模塊間的尺寸協(xié)調(diào)問題，然而，現(xiàn)行的建筑模數(shù)系統(tǒng)存在諸多缺欠，是作為外件的結(jié)構(gòu)體與作為內(nèi)件的填充體實(shí)現(xiàn)模塊化的整體裝配帶來很多問題。
[0005]建筑模數(shù)指建筑設(shè)計(jì)中選定的標(biāo)準(zhǔn)尺寸單位。按《住宅建筑模數(shù)統(tǒng)一協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定:基本模數(shù)的數(shù)值規(guī)定為100mm，以M表示，即IM = 100mm?；灸?shù)的導(dǎo)出模數(shù)分為擴(kuò)大模數(shù)和分模數(shù)，擴(kuò)大模數(shù)的基數(shù)為3M，6M，12M，15M，30M，60M共6個(gè)，其相應(yīng)的尺寸分別為300mm、600mm、1200mm、1500mm、3000mm、6000mm ;分模數(shù)的基數(shù)為 1/10M，1/5M, 1/2M 共 3 個(gè)，其相應(yīng)的尺寸為10mm、20mm、50mm。建筑空間模數(shù)采用擴(kuò)大模數(shù)“3M = 300mm”為進(jìn)級(jí)單位。分模數(shù)指整數(shù)除基本模數(shù)的數(shù)值，主要適用于縫隙、構(gòu)造節(jié)點(diǎn)、構(gòu)配件斷面尺寸。這一模數(shù)體系的不足有以下幾個(gè)方面:
[0006]首先，要實(shí)現(xiàn)外部結(jié)構(gòu)體與內(nèi)部填充體的一體化裝配的前提條件是設(shè)計(jì)的一體化，也就是說模數(shù)體系應(yīng)不但能滿足建筑設(shè)計(jì)應(yīng)用尺寸的要求，還應(yīng)該滿足室內(nèi)部品設(shè)計(jì)應(yīng)用尺寸的要求，然而，現(xiàn)有建筑模數(shù)最小的尺寸數(shù)字是分模數(shù)“10mm”，以1mm為標(biāo)準(zhǔn)單位是無法滿足不居室部品設(shè)計(jì)對(duì)尺寸的要求的，如櫥柜臺(tái)面厚度尺寸為36mm、柜門厚度為18mm等均不是1mm的整數(shù)倍，當(dāng)然1mm更滿足不了部品設(shè)計(jì)對(duì)細(xì)小尺寸的要求。
[0007]其次，采用建筑分模數(shù)進(jìn)行部品尺寸設(shè)計(jì)存在與空間尺寸的關(guān)聯(lián)問題，建筑分模數(shù)是由基本模數(shù)“ IM= 100mm”分割出的10mm、20mm、50mm,這個(gè)尺寸系列在建筑構(gòu)件中使用可能沒有問題，但部品設(shè)計(jì)使用這個(gè)系列不太方便，原因是建筑空間是以“3M = 300mm”作為尺寸進(jìn)級(jí)單位的，分割模數(shù)“10、20、50”所形成的尺寸系列，與空間的“300”沒有直觀的關(guān)系，而10、20、50之間也沒有直觀的關(guān)聯(lián)性，造成整體尺寸系統(tǒng)的無序。
[0008]再者，套用基本模數(shù)M= 100的導(dǎo)出分模數(shù)系列，存二次分割困難、轉(zhuǎn)換關(guān)系復(fù)雜，特別是所形成的部品與空間尺寸比例關(guān)系不對(duì)應(yīng)的問題，建筑設(shè)計(jì)師與部品設(shè)計(jì)師對(duì)尺寸思考方式不一致等等，均對(duì)一體化設(shè)計(jì)制造了一種阻礙，存在明顯的缺欠，不能很好的支持建筑與部品間模塊化的系統(tǒng)設(shè)計(jì)模式。而事實(shí)上，現(xiàn)有建筑模數(shù)體系，由于只能滿足建筑設(shè)計(jì)需要而忽視與部品設(shè)計(jì)的關(guān)聯(lián)，缺乏系統(tǒng)的約束力，造成模數(shù)的推廣和運(yùn)用上的尷尬局面。如:在櫥柜的模數(shù)標(biāo)準(zhǔn)中，生搬硬套建筑模數(shù)，采用1.5、4.5、5.5、6.5、7.5、8.5...，不但大量使用小數(shù)點(diǎn)，而且規(guī)范的尺寸及其粗糙，幾乎失去了模數(shù)的意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009](一 )本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題:
[0010]鑒于以上所述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種用于住宅工業(yè)化建造和部品化裝配的模塊化系統(tǒng)及設(shè)計(jì)方法；運(yùn)用模塊化設(shè)計(jì)方法，對(duì)傳統(tǒng)住宅建筑的設(shè)計(jì)模式，進(jìn)行系統(tǒng)性改造，提供一套與住宅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展相對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)性設(shè)計(jì)模式，并通過完善現(xiàn)有建筑模數(shù)體系，實(shí)現(xiàn)建筑外件和內(nèi)件的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，多樣化組合和一體化裝配。
[0011](二)技術(shù)方案
[0012]為實(shí)現(xiàn)上述目的及其它相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種用于住宅工業(yè)化建造和部品化裝配的模塊化系統(tǒng)，將一般住房空間組織模式，按基本功能分解為三個(gè)層級(jí)的模塊系統(tǒng):其中，第一層級(jí)為單位功能模塊，各單位空間一般滿足某一類居住行為，如:衛(wèi)生間、廚房、臣卜室、起居室、餐廳、門廳、陽臺(tái)等單位功能空間模塊，一個(gè)特定的住房往往是由若干單位功能空間組織構(gòu)成的；第二層級(jí)為單一功能模塊，對(duì)應(yīng)于某一單一的居住行為，一般是對(duì)單位功能空間的二次分解產(chǎn)生的，如衛(wèi)生間模塊二次分解，形成入廁、盥洗、沐浴等單一功能子模塊；第三層級(jí)為部品模塊，對(duì)應(yīng)于完成某一單一的居住行為所必須的設(shè)施，一般是二級(jí)功能子模塊繼續(xù)分解，將設(shè)施剝離出來的結(jié)果，在住宅產(chǎn)業(yè)化的語境中，往往被稱為部品，所以這一層級(jí)的模塊也稱為部品模塊，如住宅衛(wèi)生間入廁功能模塊繼續(xù)分解，形成座便器、蹲便器、小便器等部品子模塊系統(tǒng)。部品模塊是構(gòu)成居住環(huán)境的物質(zhì)要素，也是基本單元。住宅的模塊化分解及模塊化層級(jí)的建立，提供了形成住宅模塊化設(shè)計(jì)所必須的整體構(gòu)架，以及逐級(jí)深化的系統(tǒng)性認(rèn)識(shí)和思考方法。
[0013]本發(fā)明一種適用于住宅工業(yè)化建造及部品化裝配的模塊化系統(tǒng)和設(shè)計(jì)方法中，住宅部品分類系統(tǒng)根據(jù)住宅部品的位置、功能、使用性質(zhì)和行業(yè)特點(diǎn)，對(duì)住宅部品進(jìn)行分類；基本分類系統(tǒng)包括:墻體部品、頂面部品、地面部品、門窗部品、廚房部品、衛(wèi)生間部品、豕具部品、設(shè)備部品、管線部品九大類；在此基礎(chǔ)上的進(jìn)一步劃分，可以形成完整的住宅部品系統(tǒng)，進(jìn)而建立編碼系統(tǒng)。
[0014]本發(fā)明一種適用于住宅工業(yè)化建造及部品化裝配的模塊化系統(tǒng)和設(shè)計(jì)方法中，所述建立與住宅建筑模數(shù)系統(tǒng)協(xié)調(diào)的二級(jí)模數(shù)系統(tǒng)中，在住宅建筑領(lǐng)域現(xiàn)有模數(shù)體系以外的，針對(duì)小尺寸協(xié)調(diào)或部品設(shè)計(jì)需要，補(bǔ)充或新建的任何一種針對(duì)住宅設(shè)計(jì)的二級(jí)模數(shù)系統(tǒng)。
[0015]本發(fā)明一種適用于住宅工業(yè)化建造及部品化裝配的模塊化系統(tǒng)和設(shè)計(jì)方法中，所述設(shè)計(jì)方法；包括步驟:
[0016]確定建筑空間的基本尺寸,劃分所述建筑空間的各功能區(qū)域；
[0017]根據(jù)建筑模數(shù)系統(tǒng)，保證所述空間內(nèi)部品裝配集中區(qū)域凈尺寸為“300mm”的整數(shù)倍;
[0018]根據(jù)二級(jí)模數(shù)系統(tǒng)，建立所述空間內(nèi)部品裝配集中區(qū)域30mmX30mm 二級(jí)模數(shù)網(wǎng)格；
[0019]根據(jù)設(shè)計(jì)意圖，使用二級(jí)模數(shù)設(shè)計(jì)網(wǎng)格，進(jìn)行單一功能空間尺寸和部品尺寸設(shè)計(jì)或選取系統(tǒng)儲(chǔ)存的標(biāo)準(zhǔn)模塊。
[0020]根據(jù)設(shè)計(jì)意圖或客戶需要，將與所述模數(shù)網(wǎng)格相匹配的一系列功能和部品模塊，集成并填充在所述模數(shù)網(wǎng)格中，確定最佳的匹配結(jié)果作為設(shè)計(jì)輸出。
[0021]優(yōu)選地，所述方法中，所述建筑模數(shù)以IM = 10mm為基本模數(shù)，以建筑擴(kuò)大模數(shù)3M=300mm為空間尺寸的進(jìn)級(jí)單位,所述二級(jí)模數(shù)體系，以Im = 1mm為基本模數(shù)，以3m =30mm為單一功能空間尺寸和部品尺寸的進(jìn)級(jí)單位。
[0022]優(yōu)選地，所述方法中，所述戶內(nèi)部品裝配集中區(qū)域?yàn)樗鼋ㄖ臻g中的幾個(gè)典型的功能區(qū)域，各功能區(qū)域單獨(dú)建立二級(jí)模數(shù)網(wǎng)格。
[0023]優(yōu)選地，所述方法中，所述戶內(nèi)部品裝配集中區(qū)域?yàn)樗鼋ㄖ臻g的所有功能區(qū)域，對(duì)其統(tǒng)一建立二級(jí)模數(shù)網(wǎng)絡(luò)。
[0024]優(yōu)選地，所述方法中，所述協(xié)調(diào)規(guī)范為預(yù)設(shè)的匹配指標(biāo)或用戶的選擇。
[0025]優(yōu)選地，所述方法中，在填充過程中進(jìn)一步對(duì)小尺寸區(qū)域，使用一級(jí)和二級(jí)模數(shù)體系的分模數(shù)進(jìn)行綜合協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)。所述一級(jí)模數(shù)體系為現(xiàn)行建筑模數(shù)體系，其分模數(shù)；即1/2M = 50mm、1/5M = 20mm、l/10M = 1mm的數(shù)列、主要用于建筑縫隙、構(gòu)造節(jié)點(diǎn)、構(gòu)配件界面等部分的尺寸設(shè)計(jì)；所述二級(jí)模數(shù)體系是本發(fā)明提供的補(bǔ)充模數(shù)體系，其分模數(shù)采用l/2m = 5mm、l/5m = 2mm、l/10m= Imm的數(shù)列，主要用于部品裝配公差、產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)、特殊部品及產(chǎn)品的尺寸設(shè)計(jì)及尺寸協(xié)調(diào)。
[0026](三)技術(shù)效果
[0027]如上所述，本發(fā)明一種適用于住宅工業(yè)化建造及部品化裝配的模塊化系統(tǒng)和設(shè)計(jì)方法；具有以下有益效果:
[0028]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供了一種適用于住宅工業(yè)化建造及部品化裝配的模塊化系統(tǒng)和設(shè)計(jì)方法；通過至少兩級(jí)的模數(shù)單位分別建立網(wǎng)格和模型，在模型與網(wǎng)格間建立了直觀的關(guān)聯(lián)，規(guī)范了模型的模塊接口技術(shù)、邊界尺寸條件，使各模型在自由組合的同時(shí)可以良好地匹配建筑空間的模數(shù)，實(shí)現(xiàn)了住宅產(chǎn)業(yè)模塊化設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化、模數(shù)化及系列化，在獲得良好的匹配設(shè)計(jì)結(jié)果的同時(shí)，保證住宅產(chǎn)品品質(zhì)，提高部品工廠化率，降低人工成本，減低施工污染和能耗，便于建筑內(nèi)件的更換及維護(hù)，保證建筑結(jié)構(gòu)的安全壽命，為我國住宅建筑的綠色發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展提高一套可行的設(shè)計(jì)方法體系。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1是本發(fā)明的建立模塊化設(shè)計(jì)系統(tǒng)的示意圖；
[0030]圖2a_圖2c是一個(gè)典型居住空間的功能區(qū)域模塊化層級(jí)分解方式示意圖；
[0031]圖3a_圖3c是本發(fā)明的一級(jí)模數(shù)和二級(jí)模數(shù)規(guī)則建立的典型住宅單位空間模塊、單一功能模塊和住宅部品模塊示意圖；
[0032]圖4a是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中在少數(shù)部品集中裝配區(qū)域單獨(dú)建立模數(shù)網(wǎng)格的示思；
[0033]圖4bl及圖4b2是本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中在建筑空間內(nèi)統(tǒng)一建立模數(shù)網(wǎng)格的不意圖；
[0034]
[0035]圖5a_圖5c是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中在住宅廚房區(qū)域內(nèi)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)部品模塊的選取和填充，并將填充后的匹配完成的設(shè)計(jì)作為結(jié)果輸出示意；
[0036]圖6是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中模塊化設(shè)計(jì)方法的流程示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0037]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0038]如圖1所示，本發(fā)明住房模塊化設(shè)計(jì)系統(tǒng)示意，包括以下具體內(nèi)容:
[0039]把住宅空間分解為一個(gè)個(gè)空間任務(wù)塊。
[0040]如圖2 (a、b、c)是一個(gè)典型居住空間的功能區(qū)域模塊化層級(jí)分解方式示意圖；將一般住房空間組織模式，按基本功能分解為三個(gè)層級(jí)的模塊系統(tǒng)，其中；
[0041]圖2a表達(dá)了第一層級(jí)模塊；即單位功能模塊，所述單位功能空間，一般對(duì)應(yīng)某一類居住行為，如:衛(wèi)生間、廚房、臥室、起居室、餐廳、門廳、陽臺(tái)等單位功能空間模塊，一個(gè)特定的住房往往是由若干單位功能空間組織構(gòu)成的。
[0042]圖2b表達(dá)了第二層級(jí)為單一功能模塊，對(duì)應(yīng)于某一單一的居住行為，一般是對(duì)單位功能空間的二次分解產(chǎn)生的，如衛(wèi)生間模塊二次分解，形成入廁、盥洗、沐浴等單一功能子模塊。圖2c表達(dá)了第三層級(jí)為部品模塊，對(duì)應(yīng)于完成某一單一的居住行為所必須的設(shè)施，一般是二級(jí)功能子模塊繼續(xù)分解，將設(shè)施剝離出來的結(jié)果，在住宅工業(yè)化建造和部品化裝配的技術(shù)語境中，往往被稱為部品，所以這一層級(jí)的模塊也稱為部品模塊層級(jí)。
[0043]圖3是本發(fā)明的一級(jí)模數(shù)和二級(jí)模數(shù)規(guī)則建立的典型住宅單位空間模塊、單一功能模塊和住宅部品模塊示意圖，該示意圖同時(shí)反應(yīng)了各級(jí)模塊的系列化標(biāo)準(zhǔn)模型。
[0044]圖3a表達(dá)了典型單位功能空間模塊的示例；如所述空間為部品集中裝配區(qū)域，按模數(shù)系統(tǒng)的要求，該空間凈尺寸以“300_”為進(jìn)級(jí)單位。圖3a中，空間劃分可以內(nèi)面為基準(zhǔn)也可以外面為基準(zhǔn)。
[0045]圖3b表達(dá)了典型單一功能空間模塊的示例；如所述空間為部品集中裝配區(qū)域，按模數(shù)系統(tǒng)的要求，該空間凈尺寸以“30mm”為進(jìn)級(jí)單位，并建立30mmX30mm的模數(shù)網(wǎng)格。
[0046]圖3c表達(dá)了典型部品模塊的示例；按模數(shù)系統(tǒng)的要求，所述空間主要部品外形尺寸以“30mm”為進(jìn)級(jí)單位，并建立以30mm為進(jìn)級(jí)單位的住宅部品規(guī)格系列。
[0047]按模塊化設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，上述各層級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)模塊所構(gòu)成的住宅部品模塊體系，按既定的規(guī)則設(shè)計(jì)好的，每一層級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)模塊為上一層級(jí)提供選擇，同時(shí)對(duì)下一層級(jí)的設(shè)計(jì)提出與系統(tǒng)匹配的參數(shù)條件，因此也獲得對(duì)下一層級(jí)模塊的選擇權(quán)。
[0048]如圖4-6所示，本發(fā)明提供了一種住宅工業(yè)化建造及部品化裝配的模塊化設(shè)計(jì)方法，包括以下具體步驟:
[0049]圖4a是表達(dá)一個(gè)實(shí)施例中，按設(shè)計(jì)意圖或客戶要求確定建筑空間的基本尺寸，劃分所述建筑空間的功能區(qū)域；
[0050]圖4bl和圖4b2展示了兩種典型的模數(shù)網(wǎng)格的建立方式。圖4bl中，僅選取建筑空間的少數(shù)幾個(gè)典型的功能區(qū)域(如廚房、衛(wèi)生間等)作為戶內(nèi)部品裝配集中區(qū)域(模數(shù)區(qū))，其他區(qū)域作為非模數(shù)區(qū)，各模數(shù)區(qū)單獨(dú)建立模數(shù)網(wǎng)格。圖4b2中，將整個(gè)建筑空間的所有功能區(qū)域都作為戶內(nèi)部品裝配集中區(qū)域(模數(shù)區(qū))統(tǒng)一建立模數(shù)網(wǎng)格，僅將分戶墻作為非模數(shù)區(qū)。
[0051]圖5a所示，根據(jù)功能選取適用于所述戶內(nèi)部品裝配集中區(qū)域的部品，根據(jù)部品模數(shù)建立選取的所述部品的模塊化模型；圖5b進(jìn)一步展示了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中部品模型填充的實(shí)例。該圖中以廚房為例，首先按照廚房區(qū)域需要的功能選取部品，在模數(shù)網(wǎng)格中將配套的一系列部品模型填充進(jìn)廚房區(qū)域的內(nèi)部?jī)艨臻g。因?yàn)橥还δ懿科房赡軙?huì)有多種尺寸模型，填充過程中選取各種不同功能的模型進(jìn)行組合，可能會(huì)得到多組可能的匹配結(jié)果，圖5c示出了一組優(yōu)選的匹配結(jié)果，實(shí)際處理過程中，可以進(jìn)一步設(shè)定一些匹配指標(biāo)，t匕如炊具、煙道、上下水的安裝位置要求，人員活動(dòng)空間要求和/或冰箱、櫥柜、洗碗池的尺寸要求等，進(jìn)而從多組匹配結(jié)果中選擇最適合的至少一組作為結(jié)果輸出。又或者，可以將所有匹配結(jié)果統(tǒng)一在用戶界面中列出，由用戶自由選擇適用的匹配結(jié)果。
[0052]
[0053]考慮到空間的具體形狀會(huì)存在顯著差異，加上部品的類型、數(shù)量和位置也不可能盡善盡美，本發(fā)明為了盡可能地實(shí)現(xiàn)完美匹配，進(jìn)一步對(duì)小尺寸區(qū)域進(jìn)行綜合協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)。具體地，對(duì)于小尺寸部品、部品縫隙、構(gòu)造節(jié)點(diǎn)、零配件斷面及公差等狀況，使用分模數(shù)3/100M、1/100M、1/50M、1/20M等規(guī)范要求，生成相應(yīng)的模型，在填充時(shí)進(jìn)行綜合協(xié)調(diào)。
[0054]上述各附圖雖然僅以俯視圖的方式展示了平面填充的二維效果，但實(shí)際情況中，由于部分部品在空間上有重疊布置的需求，比如吊柜、煙機(jī)等部品，本發(fā)明的方法顯然也可擴(kuò)充到三維空間中。由于三維空間中的重疊布置需求較少，同樣基于建筑模數(shù)和部品模數(shù)的整數(shù)倍關(guān)系進(jìn)行協(xié)調(diào)填充即可，較易實(shí)施，在此不再贅述。
[0055]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解，實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關(guān)的硬件來完成，所述的程序可以存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時(shí)，包括上述實(shí)施例方法的各步驟，而所述的存儲(chǔ)介質(zhì)可以是:ROM/RAM、磁碟、光盤、存儲(chǔ)卡等。
[0056]將與所述模數(shù)網(wǎng)格的模數(shù)尺寸相匹配的一系列部品的模塊化模型分別填充在所述模數(shù)網(wǎng)格中，選取滿足協(xié)調(diào)規(guī)范的匹配結(jié)果作為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)輸出。
[0057]優(yōu)選地，在本發(fā)明中，為了實(shí)現(xiàn)部品與建筑空間的無縫匹配，建筑模數(shù)采用3M =300mm為空間尺寸進(jìn)級(jí)單位，部品模數(shù)采用3m = 3M/10 = 30mm為部品尺寸進(jìn)級(jí)單位，以3M(300mm)和3m(30mm)的十進(jìn)制尺寸關(guān)系建立模數(shù)網(wǎng)格。亦即，建筑空間各區(qū)域的內(nèi)部?jī)艨臻g以3M的整數(shù)倍劃分，部品規(guī)格以3m的整數(shù)倍設(shè)計(jì)。
[0058]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供了一種模塊化空間協(xié)調(diào)方法及系統(tǒng)，通過至少兩級(jí)的模數(shù)單位分別建立網(wǎng)格和模型，在模型與網(wǎng)格間建立了直觀的關(guān)聯(lián)，規(guī)范了模型的模塊接口技術(shù)、邊界尺寸條件，使各模型在自由組合的同時(shí)可以良好地匹配建筑空間的模數(shù)，實(shí)現(xiàn)了住宅產(chǎn)業(yè)自動(dòng)化設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化、模數(shù)化及系列化，在獲得良好的匹配設(shè)計(jì)結(jié)果的同時(shí)可以最大效率地完成產(chǎn)業(yè)模塊化的推廣。
[0059]注:模塊化設(shè)計(jì)方法與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的區(qū)別在于；傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法每次設(shè)計(jì)需要從頭開始，逐步深化完成，而模塊化設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)師主要是選取標(biāo)準(zhǔn)模塊進(jìn)行組合，達(dá)到設(shè)計(jì)意圖，所以模塊化設(shè)計(jì)是以標(biāo)準(zhǔn)化為條件的設(shè)計(jì)方法，因此，模塊化是以保證效率為前提，同時(shí)又實(shí)現(xiàn)多樣化選擇的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法。
[0060]標(biāo)準(zhǔn)模塊是預(yù)先已經(jīng)按既定的規(guī)則設(shè)計(jì)好的，每一層級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)模塊為上一層級(jí)的設(shè)計(jì)者提供選擇，同時(shí)對(duì)下一層級(jí)的設(shè)計(jì)提出設(shè)計(jì)要求，并行使選擇權(quán)。
[0061]雖然以上結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，本發(fā)明所述的方法和系統(tǒng)并不限于【具體實(shí)施方式】中所述的實(shí)施例，在不背離由所附權(quán)利要求書限定的本發(fā)明精神和范圍的情況下，可對(duì)本發(fā)明作出各種修改、增加、以及替換。
【權(quán)利要求】
1.一種用于住宅工業(yè)化建造和部品化裝配的模塊化系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括: 分解模塊，用于根據(jù)住宅各功能區(qū)域的基本功能和使用性質(zhì)，對(duì)空間進(jìn)行模塊化分解；通過繼續(xù)分解建立住宅層級(jí)化模塊系統(tǒng)；通過逐級(jí)分解，建立住宅部品模塊系統(tǒng)； 分類模塊，用于根據(jù)住宅各類部品的特征，建立住宅部品分類系統(tǒng)； 模數(shù)模塊，用于建立與建筑模數(shù)系統(tǒng)相協(xié)調(diào)的二級(jí)模數(shù)系統(tǒng)；形成建筑外件與部品內(nèi)件一體化裝配的統(tǒng)一模數(shù)體系； 標(biāo)準(zhǔn)化模塊，用于建立住宅單一功能系列化標(biāo)準(zhǔn)模塊系統(tǒng)；根據(jù)所述住宅部品分類系統(tǒng)，對(duì)所述住宅部品的規(guī)格尺寸進(jìn)行模數(shù)化歸整，形成所述住宅部品的系列化標(biāo)準(zhǔn)模塊； 反饋模塊，用于設(shè)計(jì)信息反饋和對(duì)模塊化系統(tǒng)的完善。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述分解模塊中，所述根據(jù)住宅各功能區(qū)域的基本功能和使用性質(zhì)，對(duì)空間進(jìn)行模塊化分解包括:根據(jù)模塊化設(shè)計(jì)原理將單個(gè)住宅按功能區(qū)域進(jìn)行模塊化分解，形成構(gòu)成住宅空間要素的一級(jí)模塊系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述分解模塊中，所述通過繼續(xù)分解建立住宅層級(jí)化模塊系統(tǒng)包括:在所述的一級(jí)模塊的基礎(chǔ)上，對(duì)單位功能空間繼續(xù)分解，形成二級(jí)模塊系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述分解模塊中，所述通過逐級(jí)分解，建立住宅部品模塊系統(tǒng)包括:在所述的二級(jí)功能子模塊的基礎(chǔ)上，繼續(xù)分解，將部品從空間中剝離出來，建立三級(jí)模塊系統(tǒng)也就是部品模塊系統(tǒng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述分類模塊中，所述根據(jù)住宅各類部品的特征，建立住宅部品分類系統(tǒng)包括:根據(jù)住宅部品的位置、功能、使用性質(zhì)和行業(yè)特點(diǎn)，對(duì)住宅部品進(jìn)行分類；所述分類系統(tǒng)包括:墻體部品、頂面部品、地面部品、門窗部品、廚房部品、衛(wèi)生間部品、家具部品、設(shè)備部品、管線部品九大類；在此基礎(chǔ)上的進(jìn)一步劃分，形成完整的住宅部品分類系統(tǒng)，進(jìn)而建立編碼系統(tǒng)，最終建立起住宅部品信息庫。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述模數(shù)模塊中，所述建立與建筑模數(shù)體系相協(xié)調(diào)的二級(jí)模數(shù)系統(tǒng)包括:將現(xiàn)行建筑空間尺寸作為外件，采用分割模數(shù)；計(jì)作“M”，即一級(jí)模數(shù)體系；將居住空間的單一功能模塊和部品模塊作為內(nèi)件，采用組合模數(shù)；計(jì)作“m”，即二級(jí)模數(shù)體系；所述二級(jí)模數(shù)體系，用于單一功能空間的尺寸設(shè)計(jì)和部品規(guī)格尺寸設(shè)計(jì)模數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述模數(shù)模塊中，所述形成建筑外件與部品內(nèi)件一體化裝配的統(tǒng)一模數(shù)體系包括:所述一級(jí)模數(shù)體系為現(xiàn)行建筑模數(shù)數(shù)列，即以IM=10mm為基本模數(shù)，以3M = 300mm為空間尺寸的進(jìn)級(jí)單位；所述二級(jí)模數(shù)體系以Im =1mm為基本模數(shù),3m = 30mm為單一功能空間和部品尺寸的進(jìn)級(jí)單位；所述一級(jí)模數(shù)體系中，分模數(shù)采用現(xiàn)行建筑分模數(shù)；即1/2M = 50mm、1/5M = 20mm、1/10M = 1mm的數(shù)列；二級(jí)模數(shù)體系中，分模數(shù)采用l/2m = 5mm、l/5m = 2mm> l/10m = 1mm、3mm的數(shù)列。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述標(biāo)準(zhǔn)化模塊中，所述根據(jù)所述建立住宅單一功能系列化標(biāo)準(zhǔn)模塊系統(tǒng)包括:對(duì)所述單一功能模塊，即二級(jí)模塊的模塊尺寸進(jìn)行模數(shù)化設(shè)計(jì)，形成住宅空間單一功能系列化標(biāo)準(zhǔn)模塊系統(tǒng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述標(biāo)準(zhǔn)化模塊中，所述根據(jù)所述住宅部品分類系統(tǒng)，對(duì)所述住宅部品的規(guī)格尺寸進(jìn)行模數(shù)化歸整，形成所述住宅部品的系列化標(biāo)準(zhǔn)模塊包括:根據(jù)統(tǒng)一模數(shù)體系的規(guī)則要求，對(duì)住宅部品分類系統(tǒng)中的主要部品的規(guī)格尺寸進(jìn)行模數(shù)化設(shè)計(jì)，最終，形成所述住宅部品的系列化標(biāo)準(zhǔn)模塊系統(tǒng)。
10.一種用于住宅工業(yè)化建造和部品化裝配的模塊化設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述方法包括步驟: 確定建筑空間基本尺寸，劃分所述建筑空間的功能區(qū)域； 根據(jù)模數(shù)規(guī)則建立所述空間內(nèi)部品裝配集中區(qū)域的模數(shù)網(wǎng)格； 根據(jù)設(shè)計(jì)意圖或客戶需要，選取標(biāo)準(zhǔn)模塊集成在模數(shù)化網(wǎng)格內(nèi)，并選擇匹配方案；形成最佳的匹配結(jié)果作為設(shè)計(jì)輸出。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述確定建筑空間基本尺寸，劃分所述建筑空間的功能區(qū)域包括:根據(jù)設(shè)計(jì)意圖或客戶需要，規(guī)劃建筑空間的規(guī)模和功能區(qū)域的基本布局，確定各功能空間的基本尺寸和樣式。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)模數(shù)規(guī)則建立所述空間內(nèi)部品裝配集中區(qū)域的模數(shù)網(wǎng)格包括:在一個(gè)住宅總體規(guī)劃布局設(shè)計(jì)完成，建筑設(shè)計(jì)應(yīng)確定住宅部品裝配集中區(qū)域的設(shè)計(jì)尺寸，并適當(dāng)所述區(qū)域符合模數(shù)體系的要求，其空間凈尺寸以3M = 300mm為進(jìn)級(jí)單位，即凈尺寸為300mm的數(shù)倍；同時(shí)以300mmx300mm建立一級(jí)模數(shù)網(wǎng)格，以保證在所述空間內(nèi)能夠順利填入30mmx30mm 二級(jí)模數(shù)網(wǎng)格。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)設(shè)計(jì)意圖，選取標(biāo)準(zhǔn)模塊集成在模數(shù)化網(wǎng)格內(nèi)，并選擇匹配方案包括:使用二級(jí)模數(shù)設(shè)計(jì)網(wǎng)格進(jìn)行單一功能空間尺寸和部品尺寸設(shè)計(jì)或選取標(biāo)準(zhǔn)模塊，進(jìn)行深化設(shè)計(jì)。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)設(shè)計(jì)意圖或客戶需要，選取標(biāo)準(zhǔn)模塊集成在模數(shù)化網(wǎng)格內(nèi)，并選擇匹配方案；形成最佳的匹配結(jié)果作為設(shè)計(jì)輸出包括:將與所述模數(shù)網(wǎng)格的模數(shù)尺寸相匹配的一系列功能和部品模塊填充在所述模數(shù)網(wǎng)格中，與標(biāo)準(zhǔn)模塊進(jìn)行選擇性匹配，確定最佳的匹配結(jié)果作為設(shè)計(jì)輸出。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法還包括步驟:利用所述設(shè)計(jì)輸出進(jìn)行信息反饋并對(duì)住宅模塊化系統(tǒng)進(jìn)行完善，其中，所述住宅模塊化系統(tǒng)為開放的結(jié)構(gòu)。
【文檔編號(hào)】G06F17/50GK104166749SQ201410185415
【公開日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2014年5月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月5日
【發(fā)明者】李樺 申請(qǐng)人:李樺