培训教学课件：蜂巢轻质墙体

1、 蜂巢轻质墙体8/3/20221一、项目背景 房屋是人类社会发展必需品之一，随着经济的发展和人们生活水平的不断提高，人口的不断增多，需求量不断增加，并且对其质量、舒适度、环保等方面的要求也越来越高。墙体材料的生产与土地、能源、环境等之间的矛盾越来越尖锐。 建设节约型低碳排放已成为社会发展主题，新型墙体材料具有资源综合利用、节土、节能、保护环境等优势，已成为墙体材料行业发展的趋势。8/3/20222 2005年中国国务院办公厅下发了关于进一步推进墙材革新和推广节能建筑的通知，明确提出，到2010年底所有城市禁止使用粘土实心砖，大力推广新型墙体材料。 2006年12月1日，中国公布了墙体节能建筑构

2、造等三十五项国家建筑标准设计。 2008年1月1日，中国公布并开始实施新型墙体材料专项基金征收使用管理办法，加快推广新型墙体材料，促进节约能源和保护耕地等。新型墙体材料的政策环境优越，市场将会获得更大的发展空间。二、项目机遇：8/3/20223三、市场需求 现中国每年平均房屋竣工面积20亿平方米，其墙体材料总量约为30亿平方米。预计“十一五”期间，全社会房屋竣工面积将达到90亿平方米（其中新建60亿平方米以上）。 2010年底新型墙体材料产量所占比重达到55%以上，达到10万亿块标准砖。如按蜂巢轻质墙体80元/平方米测算，则每年对轻质墙体材料的市场需求将达2400亿元。 据中国建材工业经济研究

3、会报告显示：未来10年甚至更长一段时期内，建筑材料行业将以高于国民经济34个百分点的速度增长，到2010年建材工业产值将达到1万多亿元，将成为国民经济的重要增长点，新型墙体材料的市场份额也将以年均8的速度递增。 8/3/20224 四、目标与团队 1、目 标: 秉承节能、环保的建筑理念，自主创新、研究、开发并制造出国际先进的蜂巢轻质墙体构造体系 系列产品，贡献于建筑的轻质墙体新事业。 实现HEALTH全球化品牌战略目标。 8/3/20225 2、团 队： (1) 科技团队：邱玉东，高级工程师，同济大学上海同设建筑设计院副院长，长期从事水利工程、工业、民用建筑设计的科研与实践工作。来增祥，教授，

4、同济大学建筑系博士生导师、上海市人民政府建设中心专家组组长、长期从事建筑设计、室内设计教学与工程实践 。季万江，教授，同济大学建工系混凝土教研室讲师，国家一级注册结构工程师；同济大学上海同设建筑设计院总工程师，近年来一直从事建筑结构体系的研究。 8/3/20226刘盛璜，教授；同济大学建筑与城市规划学院，建筑环境工效学研究室主任，国家一级注册建筑师，人体工程学专家，近年来从事建筑环境与传统风水学的研究。毛东兴，教授；同济大学声学研究所教授，声学博士，中国声学学会理事，上海全国声学标准委员会噪声分会主任委员，主要研究领域为心理声学及声品质，环境声学与噪声控制。8/3/20227李沪曾，教授；德国

5、柏林工业大学工学博士、博士生导师、同济大学学术委员会委员，教育部和德国学术交流中心选拔留学生专家，全国高校制造技术及机床研究会理事，工程机械学专家。施卫星，教授;同济大学结构工程与防灾研究所教授，工学博士，博士生导师，全国机械振动与冲击标准化委员会二分委副主任委员，WC3中方代表。主要从事工程结构抗震及基础隔震，结构抗震试验技术研究与应用等。8/3/20228(2) 管理团队：董事长:邱玉东；同济大学上海同设建筑设计院副院长，高级工程师。上海巨洲商务有限公司董事长总经理:戴明华 ;上海市松江区小昆山镇工业公司总经理，上海市恒峰纸业包装有限公司董事长兼总经理；上海市恒峰机械有限公司董事长。 副总

6、经理，杨宝三；同济大学经济管理学院MBA。副总经理，徐文华，湖南株洲工学院包装工程系，学士。8/3/20229陈福广，高级顾问；中国建材科学研究院，教授级高级工程师、常务副院长；国家建材局政策法规司司长、规划发展司司长兼国家墙改和建筑节能办公室主任；中国建材工业协会高级顾问、国家建材工业科教委副主任、中国国际工程咨询公司专家委员，国家墙体、屋面、道路用建筑材料标准化委员会顾问委员。刘泽华，宿迁市政府派驻首席代表；市建设局副局长、宿迁市规划局副局长、党组成员；宿迁市人大环资委主任。8/3/202210金建明，投资顾问；同济大学经济管理学院,MBA中日友交商会上海事务所主任 ，上海康氏门实业有限公

7、司董事长； 上海科升投资公司副总经理。董沪众，法律顾问;复旦大学国际政治系，法律学士；北京大学法律系,法律硕士；上海市高级人民法院，高级法官 。国家司法部特批律师 。8/3/202211五、技术背景 1、 技术组成： 由同济大学建筑学、结构学、环境学、声学、材料学、机械学等六个学科权威专家联手打造；是自主创新科研成果。申报十项专利技术。 8/3/20221212、技术新颖性 据上海市浦东科技信息中心科技查新报告: 在世界范围内查询,该体系取消了现有蜂巢板墙体建造中支撑龙骨和固定构件，施工工艺达世界先进水平.8/3/202213六、项目属性 1、 2005年该项目通过上海市高新技术成果转化评审委

8、员会评审；批准为上海市高新技术成果转化项目 8/3/2022143、2007年-宿迁市发改委报批建厂 8/3/202215（2）2007年 市质量监督局批准海尔斯企业标准8/3/202216（5）2007年 通过市科委双高认定1、高新技术企业2、高新技术产品8/3/202217九、蜂巢轻质墙体产品系列 （1）产品功能与性能： 一种专用于工业、民用建筑内墙体的蜂巢结构板材。 防火、防水、抗压、保温节能、再生利用。（2）原材料及工艺： 草木纤维水泥加压板为面材、草木纤维蜂巢为芯材；用改性玉米淀粉胶经机械加工物理合成。 1、 蜂巢轻质墙板8/3/2022182、限位槽 （1）产品功能及性能: 专用于

9、蜂巢墙体板材 安装中的限位。 阻燃、防水、可再生利用。（2）原材料及工艺： 木塑为主材或草木纤维为主材、用改性玉米淀粉胶经机械加工物理合成。8/3/202219 3、填充剂产品功能与性能： 一种专用于蜂巢结构型填充 剂，作板缝粘接与填充。 阻燃、防水、隔音、易施工原材料及工艺： 改性聚氨酯无毒环保材料,机械灌装。8/3/202220 4、清洗剂产品功能与性能： 一种专用于填充剂的清洗剂 易燃、易挥发。原材料及工艺：溶剂、机械灌装8/3/202221 5、 喷枪：产品功能与性能： 一种为上述填充剂与清洗剂配套的专用工具。原材料及工艺：金属与无毒塑料8/3/202222 6、嵌缝剂嵌缝剂1#:产品

10、功能与性能: 专用于蜂巢墙板板面缝隙内层的处理。 耐火、抗压、粘接性好，环保材料。嵌缝剂2#:产品功能与性能: 专用于蜂巢墙板板面缝隙外层的表面处理。 阻燃、抗裂、环保材料。 8/3/202223 7、 尼龙锚栓与射钉 产品功能与性能:专用于限位槽的固定及墙板上的挂重。8/3/202224 十、产品六大优 势1、重量轻 (比加气混凝土轻60%，比混凝土砌块轻0，比黏土砖轻) 8/3/202225产品六大优 势3、砌筑快 (比传统材料快720倍) 8/3/202226产品六大优 势4、提高得房率（比传统材料增加3.7%的可利用面积）5、减少结构投资、降低工程造价 （ 结构投资 比使用传统材料减少

11、5%8%） （工程造价比使用传统材料降低10%15%）6、 抗震性能优越，便于设计方案的优化；安装与调整更为方便、易搬运，大大地减轻了建筑工人的劳动强度。8/3/202227市管委会大楼的施工现场8/3/202228(2) 科学研究与应用技术总结 2009年国家建设部建设科技、中国建材、墙材革新与建筑节能杂志入编多篇论文论文选（一）海尔斯蜂巢轻质墙体在高烈度区框架及框架-核心筒结构设计中的应用 同济大学上海同设建筑设计院 副 院 长 邱玉东 总工程师 季万江 上海华东建设发展设计有限公司 副总工程师 赵德良【提要】采用蜂巢轻质墙体，降低结构自重，从而降低结构受到的地震作用，达到降低结构用钢量，

12、降低工程造价，墙体的特性优势明显，节省项目投资的目的。【关键词】蜂巢轻质墙体 高烈度 地震作用 工程造价 结构设计1.海尔斯蜂巢轻质墙体构造 海尔斯蜂巢轻质墙体是以纤维蜂巢2为芯材，不燃材料植物纤维水泥蒸压板1为敷面，用天然玉米淀粉胶复合而成的蜂巢墙板，通过专用限位槽3结合专用填充剂、专用嵌缝剂和专用锚栓等安装，形成全新的海尔斯蜂巢轻质墙体建筑构造体系。适用于居住建筑、公共建筑和工业建筑工程的非承重内隔墙。因其单位平方米重量仅相当于普通多孔砖墙体的二十五分之一，相当于混凝土空心砌块的十五分之一，相当于轻钢龙骨纸面石膏板的三分之一。 图1 海尔斯蜂巢轻质墙体构造 8/3/202229论文选（一）

13、海尔斯蜂巢轻质墙体在高烈度区框架及框架-核心筒结构设计中的应用所以更适用于高层建筑的内隔墙体。其基本构造见上图1。设计材料选用参见：2008/2009建筑师设计选材手册立面材料设计专辑海尔斯蜂巢轻质墙体。设计方案选用详见：海尔斯蜂巢轻质墙体建筑构造图集/2009沪J/T-1472. 海尔斯蜂巢轻质墙体主要技术指标见表（1）8/3/202230蜂巢轻质墙体单 位技 术 指 标试验方法或依据规范面 密 度kg/m1200 D 1400GB/T7019-1997耐火极限h0.75 te 1.30GB8624-2006抗压强度2 抗压强度 5抗 冲 击次抗冲击25次以上单点吊挂力N20F 500导热系

14、数w/（m.k） 0.13计权隔声量dB35 Rw 50GB/T-50121-2005含 水 率 %10湿 胀 率 %0.20%GB/T7019-1997质 量kg/18W28甲醛含量00GB50325-2001放 射 性 内照射指数 0.25外照射指数 0.35GB6566-2001再生利用率%100%论文选（一）海尔斯蜂巢轻质墙体在高烈度区框架及框架-核心筒结构设计中的应用表（1）8/3/202231论文选（一）海尔斯蜂巢轻质墙体在高烈度区框架及框架-核心筒结构设计中的应用3. 海尔斯蜂巢轻质墙体主要特点 海尔斯蜂巢轻质墙体具有良好的抗震、缓冲性能，轻质、安装快捷方便、不开缝、不变形，大板

15、块（3300*1200*100）安装、整体性好，占用空间小；防水、保温、节能、隔声、耐火，不含有放射性、毒害性物质，废弃物可降解、也可回收再利用，无污染。 该结构体系全国首创，施工技术经科技查新为国际先进；也是上海市高新技术成果。因其质量很轻，故应用于高层建筑更有利于结构的优化。我们将其在高烈度区框架-核心筒结构设计中的应用，并获得了很好的成效。4.工程应用实例: 宿豫经济开发区商务中心,其效果见下图2。8/3/202232论文选（一）海尔斯蜂巢轻质墙体在高烈度区框架及框架-核心筒结构设计中的应用表（2）序号项目数据内容1建筑结构的安全等级二级2地基基础安全等级乙级3桩基安全等级甲级4设计使用

16、年限50年5抗震设防类别丙类建筑6地基土液化等级及处理不考虑地基土液化影响7抗震设防烈度8度8地震加速度0.3g9设计地震分组第一组10场地类别III类11特征周期Tg=0.45s12水平地震影响系数最大值max=0.24 13抗震等级一级14风荷载0.40KN/m15地面粗糙度B级8/3/202233论文选（一）海尔斯蜂巢轻质墙体在高烈度区框架及框架-核心筒结构设计中的应用结构设计主要截面见表(3)： 构件类型楼层典型框架柱（bh）框架梁（bh）抗震墙厚度（mm）柱、墙混凝土强度等级地下室第5层6001000400700400600700600C60第6层第12层60010004007004

17、00600600500C60C50第13层第17层600600400700400600500400C40C30第18层屋面400600300500300700400300C30表（3）8/3/202234论文选（一）海尔斯蜂巢轻质墙体在高烈度区框架及框架-核心筒结构设计中的应用典型楼层结构平面图 8/3/202235论文选（一）海尔斯蜂巢轻质墙体在高烈度区框架及框架-核心筒结构设计中的应用5.采用海尔斯蜂巢轻质墙体与采用混凝土空心砌块、加气混凝土砌块墙体的比较 由于海尔斯蜂巢轻质墙体密度很小，用于高层建筑将有效减小结构重量，从而降低结构受到的地震作用。对于处在高地震烈度区的高层建筑来说，使用海

18、尔斯蜂巢轻质墙材更能显示出其减轻地震作用的良好效果。下面将以宿豫经济开发区商务中心这一钢筋混凝土框架-核心筒结构为例，对采用海尔斯蜂巢轻质墙体与采用混凝土空心砌块墙体、加气混凝土砌块墙体三种情况下的结构动力特性、地震作用下基底剪力、地震作用下层间位移角、结构配筋用钢量等进行比较。 5.1结构动力特性比较 表4列出了建筑中采用海尔斯蜂巢轻质墙体与采用混凝土空心砌块、加气混凝土砌块墙体三种情况下的结构动力特性比较，从表中可以看出，当采用蜂巢轻质墙体时，结构的周期较小，而结构的刚度在两种情况下是不变的，说明此时结构的质量较低。8/3/202236论文选（一）海尔斯蜂巢轻质墙体在高烈度区框架及框架-核

19、心筒结构设计中的应用实际上，采用海尔斯蜂巢轻质墙体时结构的总质量为41743吨，采用混凝土空心砌块墙体时结构的总质量为46793吨，采用加气混凝土砌块墙体时结构的总质量为45011吨，三者比较后发现采用海尔斯蜂巢轻质墙体结构质量减少约12和8%。由于地震作用是惯性力作用，减小结构质量将会减小结构承受的地震作用。三种情况下的结构动力特性比较见表(4) 支撑类型 自振周期海尔斯蜂巢轻质墙体(X+Y+Rz)混凝土空心砌块墙体(X+Y+Rz)加气混凝土砌块墙体(X+Y+Rz)T1（s）1.3457 (1.00+0.00+0.00)1.4152 (1.00+0.00+0.00)1.3905(1.00+0

20、.00+0.00)T2（s）1.2600 (0.00+1.00+0.00)1.3242 (0.00+1.00+0.00)1.3015(1.00+0.00+0.00)T3（s）0.8569 (0.00+0.00+1.00)0.9087 (0.00+0.00+1.00)0.8903(1.00+0.00+0.00)T3/T10.63680.64210.6403表（4）8/3/202237论文选（一）海尔斯蜂巢轻质墙体在高烈度区框架及框架-核心筒结构设计中的应用5.2 结构基底剪力比较 表5显示出，建筑中采用海尔斯蜂巢轻质墙墙体与采用混凝土空心砌块、加气混凝土砌块墙体三相比较，混凝土空心砌块在地震作用

21、下的X向基底剪力减小约12，Y向基底剪力减小约13；加气混凝土砌块在地震作用下的X向基底剪力减小约8，Y向基底剪力减小约8。就直观的说明了采用该墙体的减震效果。结构基底地震剪力比较见表(5)： 表(5) 墙体类型基底剪力海尔斯蜂巢轻质墙体混凝土空心砌块墙体加气混凝土砌块墙体X向基底剪力 (kN)265032973128610Y向基底剪力 (kN)2684830280291308/3/202238论文选（一）海尔斯蜂巢轻质墙体在高烈度区框架及框架-核心筒结构设计中的应用 墙体类型层间位移角海尔斯蜂巢轻质墙体混凝土空心砌块墙体加气混凝土砌块墙体X向最大层间位移角1/9201/8511/874Y向最

22、大层间位移角1/8861/8401/8645.3 结构层间位移角比较 从表6中能够看出，建筑中采用海尔 斯蜂巢轻质墙体时，结构的最大层间位移角较小，说明结构在地震作用下的变形较小，这也反映出采用海尔斯蜂巢轻质墙体的优越性。结构最大层间位移角比较见表(6)： 表（6）8/3/202239论文选（一）海尔斯蜂巢轻质墙体在高烈度区框架及框架-核心筒结构设计中的应用5.4 结构配筋用钢量比较 结构除了承受恒载、活载等竖向荷载外，还要承受地震荷载、风荷载等水平荷载，其中地震荷载的大小对钢筋混凝土构件配筋量有直接的影响。由于采用蜂巢轻质墙材后，建筑的总质量降低，结构承受的地震作用减小，从而结构构件配筋用钢

23、量降低。通过建筑中采用海尔斯蜂巢轻质墙体与采用混凝土空心砌块、加气混凝土砌块墙体三者的比较，发现采用蜂巢轻质墙体后，结构配筋用钢量分别减少8和5%左右。所以降低了结构造价。8/3/202240论文选（一）海尔斯蜂巢轻质墙体在高烈度区框架及框架-核心筒结构设计中的应用5.5 基础部分材料用量比较 本工程基础采用钢筋混凝土钻孔灌注桩，钢筋混凝土阀板基础，桩径800mm，桩长27m。 基础部分材料用量比较见表(7)： 表（7） 墙体类型分 项海尔斯蜂巢轻质墙体混凝土空心砌块墙体加气混凝土砌块墙体工程总质量41743吨46793吨45011吨基础底板厚度h=1900mmh=2100mmh=2100mm

24、主楼下布桩数146根166根160根8/3/202241论文选（一）海尔斯蜂巢轻质墙体在高烈度区框架及框架-核心筒结构设计中的应用 通过建筑中采用海尔斯蜂巢轻质墙体与采用混凝土空心砌块及加气混凝土砌块墙体三者的比较，发现采用蜂巢轻质墙体后，主体建筑下桩数可减少12.0、板厚减少9.5%左右，底板钢筋混凝土用量减少440m,桩钢筋混凝土用量减少271 m。从而降低了基础造价。5.6 保温性能的比较 海尔斯蜂巢轻质墙体为复合材料，内外传导的热桥主要是空气和草木纤维体，导热系数小；与采用混凝土空心砌块及加气混凝土砌块墙体相比较，有更好的节能效果。 保温性能的比较见表（8） 墙体类型导热系数海尔斯蜂巢

25、轻质墙体混凝土空心砌块墙体加气混凝土砌块墙体W/m.K0.080.130.7-1.20.100.16表（8）8/3/202242论文选（一）海尔斯蜂巢轻质墙体在高烈度区框架及框架-核心筒结构设计中的应用5.7 燃烧性能的比较 通过建筑中采用海尔斯蜂巢轻质墙体与采用混凝土空心砌块及加气混凝土砌块墙体三者均为无机不燃材料，燃烧性能等级相同燃烧性能的比较见表（9）： 表（9） 墙体类型燃烧性能海尔斯蜂巢轻质墙体混凝土空心砌块墙体加气混凝土砌块墙体等 级AAA8/3/202243论文选（一）海尔斯蜂巢轻质墙体在高烈度区框架及框架-核心筒结构设计中的应用5.8 施工进度的比较 海尔斯蜂巢轻质墙体其施工速

26、度分别是混凝土空心砌块墙体、加气混凝土砌块墙体的12和10倍。大大地提高施工效率，缩短了工期。施工进度的比较见表（10）： 墙体类型分 项海尔斯蜂巢轻质墙体混凝土空心砌块墙体加气混凝土砌块墙体施工定额 （m/天/人）5045施工组织（20工人进场）10天123天98天表（10）8/3/202244论文选（一）海尔斯蜂巢轻质墙体在高烈度区框架及框架-核心筒结构设计中的应用5.9 建筑使用面积的比较 海尔斯蜂巢轻质墙体其厚度较混凝土空心砌块墙体和加气混凝土砌块墙体薄。所以可以节约建筑空间，增加了使用面积；本工程中增加建筑使用面积332平方米。得房率提高1.7%建筑使用面积的比较见表（11）： 墙体

27、类型分 项海尔斯蜂巢轻质墙体混凝土空心砌块墙体加气混凝土砌块墙体材料规格（办公内隔墙）3000*1200*100600*300*200600*300*200内墙占地面积/ 延米0.100.200.20内墙占地面积 332664664表（11）8/3/202245论文选（一）海尔斯蜂巢轻质墙体在高烈度区框架及框架-核心筒结构设计中的应用5.10 海尔斯蜂巢轻质墙体的应用前景 海尔斯蜂巢轻质墙体已在上海及江苏等地进行推广并得到应用；如宿迁管委会办公大楼、上海永和家苑、上海东明建材楼房改造工程及四川灾区集成化住宅等均取得了很好的效果。相关资料表明，采用海尔斯蜂巢轻质墙体与使用混凝土空心砌块、加气混凝

28、土砌块墙体相比，质量更轻，结构质量减少约12和8%；节约内墙体投资2030，二、三类建筑能够可增加使用面积33.7，安装更为简便，其施工速度是普通板材复合墙体的7倍，小块砌体墙体的20倍；减少了施工的工作量。降低工程总造价（本案例中使用海尔斯蜂巢轻质墙体与传统墙体材料相比较，其工程总造价节约了13%），蜂巢轻质墙体环保、可再生利用。所以，该轻质墙体是一种安全可靠、节能、环保经济的新型内隔墙墙体。可广泛地设计应用于高层建筑，尤其是应用在地震高烈度区的高层建筑更突显其优越性。8/3/202246论文选（一）海尔斯蜂巢轻质墙体在高烈度区框架及框架-核心筒结构设计中的应用6. 结 论: 通过对海尔斯蜂

29、巢轻质墙体的介绍、宿豫经济开发区商务中心框架核心筒结构计算成果分析，以及在商务中心设计中采用海尔斯蜂巢轻质墙体与采用普通混凝土空心砌块、加气混凝土砌块墙体三者的比较，能够得到以下结论： 采用海尔斯蜂巢轻质墙体后，结构的自振周期有所降低，对采用普混凝土空心砌块墙体来说结构的总重量减少约12，结构的X向和Y向基底剪力分别减少约12和13 。对采用加气混凝土砌块墙体来说结构的总重量减少约8%，结构的X、Y向基底剪力减小约8。使结构的最大层间位移角有所降低，结构配筋用钢量分别减少8%和5% ，同时也节约了结构配筋与混凝土用量。减少内墙体投资20%30，增加建筑可利用面积1.7；设计应用于高层建筑，节能环保、可有效地提高建筑工程的抗震性能，降低工程造价，提高得房率，缩短了施工，减小基本建设项目