[摘要]在当前我国住宅产业化的背景下，住宅部品体系是实现住宅产业化的关键。首先，文章从住宅部品体系集成化的角度给出了住宅部品体系集成化的概念，并分析了住宅部品体系的技术体系，包括技术支持体系、生产技术体系、管理技术体系以及流通供配体系，然后，对主要影响和制约住宅部品体系集成的部品模数制、部品模数标准、部品接口技术等作了深入的探讨。最后，对促进我国住宅部品体系集成的发展提出了发展策略。
[关键词]住宅产业化；住宅部品；集成化；模数
[中图分类号]F062.9 [文献标识码]A [文章编号]1002-736X(2008)10-0175-03
Industrialization and Integration of Housing Component System
Gao Weiqing 1, Su Zhenmin 1, Wang Qunyi 2
(1. College of Management Science and Engineering, Nanjing University of Technology, Nanjing, Jiangsu 210009; 2. Jiangsu Construction Group, Nanjing, Jiangsu 210005)
Abstract: The Study on integration for housing component system is a key issue to realize housing industrialization under the background of current housing industrialization in China. This paper proposed the conception of integration for housing component system from the view of integration for housing component system and analyzed the technology system of housing component system which includes technical supporting system, production technology system, management technology system and circulation for the distribution system. Then, this paper deeply discussed the modular, standardization, connection technology etc which affect and constrain the integrated for housing component system. Lastly, this paper put forward some concerned strategy to promote the development of integration for housing component system.
Key words: housing industrialization; housing component; integration; Modulus
住宅产业化应具备三个关键标志：一是建立住宅建设标准化体系，形成组合化、配套化的住宅部品体系；二是扩大新型建材的推广应用，形成集约化生产规模；三是降低能耗和原材料、水资源、工地资源消耗，开发和应用新材料、新技术和新设备提高劳动生产率和节能效果（中华人民共和国建设部，2001）。这其中的核心问题是建立新的住宅建筑体系和住宅部品体系。住宅部品体系是推进住宅产业化的重要保证。同时，日本等国的成功经验也告诉我们，没有住宅部品的工业化和产业化，就没有住宅建设的工业化和产业化，没有高质量、高性能的住宅部品就没有高质量、高性能的住宅。
一、住宅部品体系集成化的内涵
（一）住宅部品的概念
住宅部品是构成住宅建筑的组成部分，是住宅建筑中的一个独立单元，它具有规定的功能（肖吉军，2004）。按照住宅建筑的各个部位和功能要求，将住宅进行部品部件化的分解，使其在工厂内制作加工成半成品（部件化），作为系统集成和技术配套整体部件，运至施工现场，达到在工程现场组装简捷、施工迅速，并保证部品安装就位后，能确保其规定的技术要求和质量要求，发挥其作用。
（二）住宅部品体系集成的概念
所谓部品体系集成，就是将住宅的若干个既相对独立又相互关联的住宅部品体系优化集成为具有一定规模的大系统的过程（刘名瑞，2004）。这个大系统不是各个住宅部品的简单堆积，而是借助于自动化系统和综合布线网络系统把现有的分离的设备、功能、信息组合到一个相互关联的、统一的、协调的系统之中，从而能够把先进的高技术成果，巧妙、灵活地运用到现有的集成部品系统中，以充分发挥其更大的作用和潜力。
二、住宅部品体系及技术体系
住宅部品体系就是使住宅部品形成工业化批量生产，通过标准化、系列化、配套化，实现住宅部品的互换性和互补性，是推进住宅产业现代化的基础和关键。它决定了建筑技术集成的水平，影响到住宅的性能。住宅部品体系的建立，是以住宅部品物理性能为本，并辅以部品技术体系以支撑，促进部品集成化技术快速发展及新部品的系列开发，加速部品的更新换代。
（一）住宅部品体系的组成框架
住宅部品体系按照住宅（小区）的各主要功能部位，建设部住宅产业化促进中心明确了住宅部品体系的框架，将住宅部品分为七个体系。（1）结构部品体系：支撑结构、楼板、楼梯。（2）外围护部品体系：围护墙、地面、屋面、门、窗、保温隔热、防水、外墙装饰。（3）内装部品体系：分隔墙、内门、装饰部件、户内楼梯、壁柜。（4）厨卫部品体系：卫生间、厨房、换气风道。（5）设备部品体系：暖通和空调系统、给水排水设备系统、燃气设备系统、电气与照明系统、消防系统、电梯系统、新能源系统、管道系统、分质供水系统等。（6）智能化部品体系：物业管理与服务、安全消防、网络与布线、家庭智能终端。（7）小区配套部品体系：室外设施、停车设备、园林绿化、垃圾贮置与处理。
（二）住宅部品技术体系
部品技术是保障住宅各部品特定功能实现的各种技术的总称，也是实现住宅功能的前提。
1．技术支持体系。部品的技术支持体系包括住宅部品集成化技术、标准化技术、新型结构技术、新型材料技术以及部品的物理、环境性能技术等。如集成式厨房、卫生间等性能选择和系列化配置；住宅设备和管道的集成技术等；住宅与部品的模数协调研究、住宅与部品、部品与部品的接口技术研究等。
2．生产技术体系。部品生产技术是一种属于制造业的工厂化生产技术。并行工程CE、成组技术GT、柔性制造系统FMS和即时化生产JIT都是非常适用的先进工厂化生产技术。
3．管理技术体系。部品的管理技术是现代化的制造业必要的管理技术。生产的管理模式和相应的技术进步是推动部品发展的两个方面。适用于工业化住宅部品生产管理技术很多，包括敏捷制造、精益建造、大规模定制、计算机集成制造系统技术等。
4．流通供配体系。部品流通供配体系是在住宅部品流通过程中，由住宅部品生产、分销商、零售商和配送集团等所构成的链状结构或网络结构的体系。它可以使住宅部品在工业化方式生产出来后尽快应用到实际工程中，减少库存和损耗，并保证各部品间的标准协调。电子商务迅速发展，网络电子商务使商品流通方便快捷、高效低成本，为新型流通供配体系的形成与发展提供了良好的技术基础。建立适应住宅产业化要求的新型住宅产业物流体系，将电子商务理论和方法应用于住宅部品流通供配体系中，通过研究电子商务环境下住宅部品流通供配体系的构成和流程，建立基于电子商务的住宅部品流通供配体系（李忠富、张德群，2003）。
三、住宅部品体系集成技术
住宅建设中，住宅部品的集成前提主要解决住宅各部品之间尺寸模数协调统一、连接形式与接口尺寸、公差配合尺寸，只有各个部品的设计标准化、系列化、配套化，才能保证众多不同行业生产的部品集成应用在住宅中。
（一）住宅部品的模数化
模数化即模数协调，即一组有规律的数列相互之间的配合与协调。建筑模数及其协调是指生产和施工活动应用模数协调的原理和原则方法，规范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规程，形成一个全社会有序的生产秩序，充分保障各生产企业自由创新。
1．净模数制。所谓净模数制就是各材料遵照自己的模数，然后互相之间进行协调。净模数制的基本原则是：安装任何构件必须给相邻的构配件留下一个模数化的自由空间，一个构件的自由限度应在相邻的构件自由限度开始的地方终止（中华人民共和国建设部，2001）。净模数制为结构主体所包容空间提供了一个模数化空间，为住宅部品提供了模数化可能。这就为各种部品提供了标准定型化、模数系列化和组合装配化的前提条件，从而使住宅部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。净模数制的实现依靠双轴定位的方法。下面讨论荷兰SAR体系双轴定位轴线的应用。荷兰SAR体系双轴定位轴线。SAR体系双轴定位轴线的特点是将建筑分成支撑体系和住宅用部件两部分，并把它们纳入3M技术的模数网格设计中（内田祥哉，1983）。它采用的是将3M和1M/2M相配合的双轴定位的设计原则。建筑师设计或住户参与过程是在3M模数化网格上进行的，而在开发住宅用部品时，加入1M / 2M的网格，有利于对内部空间和构件尺度的计量。可以看出，所谓单轴定位与双轴定位是将结构所占空间定义了的结果。而在运用双轴定位时，往往还借助于单轴定位的办法。在处理各模数空间单元或构件的连接时，必须确定适宜的连接尺寸，除了允许的误差之外，将连接尺寸控制在100mm范围内。这样100mm就又作为基本模量出现。由于实际需要也可将100mm作分解处理，增加分模数如1/10M、1/5M、1 / 4M。在实际运用中，由于需要连接的产品种类很多，过分详细的规则可能造成约束，可只考虑对一些原则性的东西进行的处理，基本的方法仍可遵循构件只可在100mm格带里出现的原则。根据上述规则来设定模数网格，将格网定为3M×3M，即将3M作为基本模量，再选定适合的辅助模量处理300mm的模距系统。100mm成为第一个辅助模量，3M的格网就有两种分法，即以100mm划分3M的格网，形成更小的基本模数100mm的辅助格网，或以100mm、200mm形成的交叉格网。现将分别讨论两种模数网格在构配件定位时对空间影响及量度的情况。第一，100 mm/ 200mm的模数网格。在100mm/200mm格网中，所有的尺寸都与3M的模距有关，并可以区分出三种情况：一是，在一条宽的和一条窄的格带间的范围；二是，在两条窄的格带间的范围；三是，在两条宽的格带间的范围。一条宽和一条窄的格带的间距是3M的倍数，而每两条窄格带的间距是(n×300-100) mm，两条宽格带的间距是(n×300+100) mm，所有的计算皆可以用n×300、(n×30-100)、(n×300+100)，这三个式子来表示。在交叉格子系统里，所有连续的距离都是300mm的倍数（如图-1）。
按前面的分析，大小不同的构件边缘一般落在1M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100mm，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。100mm/200mm的模数网格的基本模量有100mm、200mm两个，构件的边缘位于100mm格带内，内部空间可用n×300、(n×300-100)、(n×300+100)表示，基本以300mm的间距进级，形成模数化网格空间。内部空间可以300mm为基础，以 100mm为补充模数。 第二，100mm的模数网格。在将3M划分为3个100mm的格带网格时，构件的边缘始终出现在100格带的边缘。空间的尺寸将为100mm的整倍数，构件安置的限制并没有很多的限制。但如若物件安置的随意性太多，种类就越多。在运用100mm格网处理3M标准网格时，可使构件或空间单元以100mm的级差设置，对空间的限制可减少，基本满足空间标准，使得空间尺寸较合人体活动需求，因而更具适应性。由以上分析可以看出，SAR体系模数网格定位法，兼顾了结构构件与室内空间，其定位原则可对我国定位方法即单轴线定位和双轴线定位的发展提供很好的借鉴（适应型住宅通用填充体课题组，1995）。
2．住宅部品的模数标准。（1）部品模数优选尺寸。住宅部品模数的规定与优选尺寸关系密切。优选尺寸是简化住宅部品品种，保证制造业的简易、经济和安装业的效率的基础，因此对住宅模数系列的优选尺寸进行探讨具有重要意义。不同部品体系的优选尺寸依据不同，《住宅建筑模数协调标准》规定：外墙厚度优选尺寸系列宜为：1M、1.5M、2M、2.5M、3M；内墙厚度优选尺寸系列宜为：0.5M、3/5M、4/5M、1M、1.5M、2M；层高优选尺寸系列宜为：20M～30M，间隔1M；室内高度优选尺寸系列宜为：20M～28M之间，间隔1M；对采用平面布局以及部件或组合件基准面之间的优选尺寸，可加以分解和组合，使它仍成为优选尺寸。以住宅内装部品为例，优选尺寸的制定依据主要有以下三个方面。第一，以住宅建筑模数的标准为制定依据。因为内装部品等是在住宅结构完工后对已有的建筑结构和围护体进行装修，需要考虑将内部隔墙等构件和模数空间单元的边缘落在住宅结构的格网线上。因此，部品尺寸要与住宅建筑的模数标准相配合，使其与住宅主体建设的生产部门形成一个协调的系统进行配套生产。第二，要以住宅生活空间的使用为制定依据。住宅室内部品设计是为了住宅内部空间的使用更为合理、舒适、经济和美观。因此，制定室内部品标准要对生活空间的功能，内部的家具、设备及其布置进行充分考虑，研究制定出使住宅内部空间更为合理的模数标准，使建筑模数标准的分模数标准得以完善，以协调整个住宅产业各个生产部门的生产，保证产品定型化和标准化，使住宅产业成为一个完整、有机的整体部门。第三，要以加工的材料性能和机械设备加工工艺要求为依据。在实际情况中，部品加工要受到部品加工原材料的影响，如墙板的生产和加工，就要考虑各种基材的密度、强度。同时要考虑加工基材的机械设备的工艺要求，这往往是板材生产的规格限制的一个重要因素。（2）公差配合尺寸。公差配合尺寸是保证工程安装精度和部品生产至关重要的因素。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。公差包含了上限值和下限值之间的差，在设计时，应把公差的允许值考虑进去，保持在合理的范围内，表现出接口的功能性、质量性和美观性。部件的尺寸与公差之间的关系如图-2所示，综合考虑各种因素，才能确定住宅部件或组合件实际尺寸和制造尺寸规则。其中，同一部件的最小尺寸与最大尺寸取决于d的大小，d为安装基准面和部件的基准面之间的容许误差，d与各公差之间的关系为：
0≤ES≤d≤ES+TS+Te+TS
（二）住宅部品的接口技术
从系统角度看，接口是指其各组成部分之间可传递功能的共享接口。简单的说，接口就是其各个零部件间的连接点（线、面），通过接口结构实现静态结合或动态结合。住宅部品的接口也就是各个部品间连接的接口，其构造方式是决定部品性能的重要因素之一。由于部品的种类繁多，接口也有多层含义，从广义上可分为硬接口与软接口（斯文·蒂伯尔伊，1993）。
1．硬接口。即部品的结构接口与水电暖及采暖通风等接口，包括接口形式、接口尺寸及精度，且要求接口具有互换性和兼容性，同时与电气系统、供水气系统中各物理参数协调配合。
2．软接口。即部品中各种软件的约束条件，部品程序设计语言、格式和标准化等，是住宅部品组合过程中信息平稳传递、变换、调整的接口。住宅部品间、部品与半部品间的接口依界面主要有三种类型：固定装配式、可拆装式，活动式装配；按接口形式有直接借口和间接接口两种类型（胡向磊，2004）。
四、住宅部品体系集成的发展策略
（一）以技术创新为发展的基础和前提
鼓励建立产、学、研相结合的科技体制，尤其要鼓励大型企业依靠自己的科技力量进行技术开发。基础性研究、共性的技术研究应由政府组织相关的科研院所和高等学校承担，亦可由民间研究机构或社团组织进行；应用研究则主要由企业组建的技术研究与开发机构进行；开发性研究应由企业本身的研究所或相关科研组织进行。鼓励科研院所和高等院校和科研力量介入住宅企业，参与企业的技术改造和技术开发，建立有效的成果推广机制，促使研究成果迅速转化为实际生产力。逐步建立与完善住宅科技市场，以利于技术的转移和扩散。
（二）以示范工程作为技术实施推广的综合载体
近年来，随着国家康居示范工程的启动，各地对住宅各部位采用的成套技术和材料部品逐渐有所重视，但对有关住宅部品集成系统却认识不足，忽视不同部品、技术之间的匹配和协调，缺乏“整合”。所以要按照住宅产业现代化的发展目标，积极引导开发商，建设一批具有集成技术、集成体系、集成部品、集成管理系统的住宅产业化技术集成度较高的示范小区，以点带面，完善机制，全面推进住宅产业现代化的实施。
（三）实施部品性能认定制度是技术实施的保证
为了住宅部品的生产形成工业化批量生产以及为使各个生产企业所生产的住宅产品具有互换性和互补性，实现住宅产品的生产系列化、配套化，必须建立住宅产品的标准化体系。并通过标准化体系将住宅建筑各部位的功能和技术性的要求转换到对住宅部件产品的功能和技术性能上，使各个住宅部件产品的技术性能与整个住宅建筑的性能有机地联系起来，将住宅产品的性能等级与住宅建筑的性能等级相协调，从而保证住宅产品和选用与住宅建筑的设计和施工建造在技术水准上保持协调统一。对住宅部品性能认证就是对部品的标准化、模数协调化、适用性、安全性的技术要求进行认证，具体要建立住宅部品的分类目录并对住宅部品进行认证。
（四）以住宅产业集团作为技术实施的主体
作为综合性、一体化的住宅生产企业，住宅产业集团是未来中国发展住宅产业的一个重要角色，它负责引导产业主体的各企业，包括房地产开发企业、构配件或部品生产企业等向专业化、规模化方向发展，通过大规模的专业化生产，提高技术水平和产品质量，降低生产成本，同时改善运输流通、施工建造现有模式弊病，从而提高企业效益，促进产业健康发展。目前这个角色还没有真正登场，应该在技术上、在组织管理上为住宅产业集团的产生创造条件。
[参考文献]
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[5]适应型住宅通用填充体课题组.住宅设计的统一协调模数[J].建筑学报,1995, (5).
[6]斯文·蒂伯尔伊.瑞典住宅研究与设计[M].张珑等译.北京:中国建筑工业出版社,1993.
[7]肖吉军.住宅产业现代化技术发展分析研究[D].西安:西安建筑科技大学管理科学与工程学院,2004.
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[责任编辑：陈雪梅]
