Основным способом, позволяющим сократить сроки строительства, повысить его качество и снизить стоимость, является индустриализация, т. е. максимальное использование в строительном процессе машин и механизмов, универсальной легко трансформирующейся технологической оснастки, а также применение в строящихся зданиях заранее изготовленных в заводских условиях строительных конструкций, изделий и деталей. Индустриализация в строительстве снижает трудоёмкость строительных процессов, способствует росту производительности труда и облегчает труд людей.
Но применение индустриальных методов строительства зданий экономически целесообразно при возможности использования одного и того же технологического оборудования и строительных конструкций в массовом строительстве, т. е. в разных по назначению зданиях. Для выполнения этого условия, т. е. обеспечения широкой возможности использования одних и тех же строительных конструкций и технологической оснастки, необходима унификация частей зданий и их конструктивных элементов.
Унификация – это разработка однотипных объёмно-планировочных и конструктивных решений зданий и приведение к единообразию размеров частей этих зданий и размеров и формы их конструктивных элементов. Унификация достигается путём сокращения типов и размеров конструктивных элементов и отбора наиболее совершенных конструктивных решений. При этом унифицируются не только основные геометрические размеры и форма конструкций, изделий и деталей, но и их основные эксплуатационные характеристики (несущая способность, тепло- и звукоизоляция), что обеспечивает их взаимозаменяемость.
Сокращение количества размеров частей зданий и их конструктивных элементов производится на основе единой модульной системы в строительстве (ЕМС). Единая модульная система – это совокупность правил взаимной увязки (координации) размеров объёмно-планировочных и конструктивных частей зданий, их конструктивных элементов и конструкций на основе кратности этих размеров установленной единице, называемой модулем. Во то время, когда основным строительным материалом для стен зданий был кирпич, величина модуля была увязана с размерами кирпича.
В настоящее время модуль М = 100 мм. Все размеры здания и его основных конструктивных элементов, имеющие значение для унификации, должны быть кратны модулю. Для большей эффективности ЕМС кроме основного модуля (М = 100 мм) применяют производные модули: укрупнённые и дробные.
Укрупнённый модуль получается увеличением основного модуля в целое число раз: 2М; 3М; 6М; 12М; 15М; 30М и 60М и соответственно укрупнённые модули могут быть: 200; 300; 600; 1200; 1500; 3000 и 6000 мм. Укрупнённые модули применяют при назначении размеров зданий в плане и по высоте, а также размеров крупных конструкций.
Дробный модуль составляет часть основного модуля: 1/2 М; 1/5 М; 1/10 М; 1/20 М; 1/50 М и 1/100 М и соответственно равен 50; 20; 10; 5; 2 и 1 мм. Дробные модули применяют при назначении относительно малых размеров конструктивных элементов и деталей, например, размеров поперечного сечения балок, плит перекрытий, колонн, толщин плитных конструкций, листовых материалов и др.
Конструктивное решение здания определяется в зависимости от его объёмно-планировочного решения, а унификация объёмно-планировочных решений основывается на унификации их основных параметров: пролёта здания, его шага и высоты этажа.
Пролёт L – это расстояние между продольными несущими конструкциями (продольными несущими стенами или продольными рядами стоек каркаса).
Шаг B – это расстояние между поперечными несущими конструкциями (поперечными несущими стенами или поперечными рядами стоек каркаса).
Высота этажа H – это расстояние от пола до пола смежных этажей или от пола верхнего этажа до верха чердачного перекрытия или верха совмещённого покрытия.
Часть объёма здания с размерами, соответствующими пролёту здания, его шагу и высоте этажа, называется объёмно-планировочным элементом здания (рис. 3.1 а).