蜂巢輕質墻體

2/5/20231一、項目背景房屋是人類社會發展必需品之一，隨著經濟的發展和人們生活水平的不斷提高，人口的不斷增多，需求量不斷增加，并且對其質量、舒適度、環保等方面的要求也越來越高。墻體材料的生產與土地、能源、環境等之間的矛盾越來越尖銳。建設節約型低碳排放已成為社會發展主題，新型墻體材料具有資源綜合利用、節土、節能、保護環境等優勢，已成為墻體材料行業發展的趨勢。2/5/20232

2005年中國國務院辦公廳下發了《關于進一步推進墻材革新和推廣節能建筑》的通知，明確提出，到2010年底所有城市禁止使用粘土實心磚，大力推廣新型墻體材料。

2006年12月1日，中國公布了《墻體節能建筑構造》等三十五項國家建筑標準設計。

2008年1月1日，中國公布并開始實施《新型墻體材料專項基金征收使用管理辦法》，加快推廣新型墻體材料，促進節約能源和保護耕地等。新型墻體材料的政策環境優越，市場將會獲得更大的發展空間。二、項目機遇：2/5/20233三、市場需求現中國每年平均房屋竣工面積20億平方米，其墻體材料總量約為30億平方米。預計“十一五”期間，全社會房屋竣工面積將達到90億平方米（其中新建60億平方米以上）。

2010年底新型墻體材料產量所占比重達到55%以上，達到10萬億塊標準磚。如按蜂巢輕質墻體80元/平方米測算，則每年對輕質墻體材料的市場需求將達2400億元。據中國建材工業經濟研究會報告顯示：未來10年甚至更長一段時期內，建筑材料行業將以高于國民經濟3～4個百分點的速度增長，到2010年建材工業產值將達到1萬多億元，將成為國民經濟的重要增長點，新型墻體材料的市場份額也將以年均8％的速度遞增。

2/5/20234

四、目標與團隊

1、目標:

秉承節能、環保的建筑理念，自主創新、研究、開發并制造出國際先進的《蜂巢輕質墻體構造體系》系列產品，貢獻于建筑的輕質墻體新事業。實現《HEALTH》全球化品牌戰略目標。

2/5/20235

2、團隊：

(1)科技團隊：邱玉東，高級工程師，同濟大學上海同設建筑設計院副院長，長期從事水利工程、工業、民用建筑設計的科研與實踐工作。來增祥，教授，同濟大學建筑系博士生導師、上海市人民政府建設中心專家組組長、長期從事建筑設計、室內設計教學與工程實踐。季萬江，教授，同濟大學建工系混凝土教研室講師，國家一級注冊結構工程師；同濟大學上海同設建筑設計院總工程師，近年來一直從事建筑結構體系的研究。

2/5/20236劉盛璜，教授；同濟大學建筑與城市規劃學院，建筑環境工效學研究室主任，國家一級注冊建筑師，人體工程學專家，近年來從事建筑環境與傳統風水學的研究。毛東興，教授；同濟大學聲學研究所教授，聲學博士，中國聲學學會理事，上海全國聲學標準委員會噪聲分會主任委員，主要研究領域為心理聲學及聲品質，環境聲學與噪聲控制。2/5/20237李滬曾，教授；德國柏林工業大學工學博士、博士生導師、同濟大學學術委員會委員，教育部和德國學術交流中心選拔留學生專家，全國高校制造技術及機床研究會理事，工程機械學專家。施衛星，教授;同濟大學結構工程與防災研究所教授，工學博士，博士生導師，全國機械振動與沖擊標準化委員會二分委副主任委員，WC3中方代表。主要從事工程結構抗震及基礎隔震，結構抗震試驗技術研究與應用等。2/5/20238(2)管理團隊：董事長:邱玉東；同濟大學上海同設建筑設計院副院長，高級工程師。上海巨洲商務有限公司董事長總經理:戴明華

;上海市松江區小昆山鎮工業公司總經理，上海市恒峰紙業包裝有限公司董事長兼總經理；上海市恒峰機械有限公司董事長。副總經理，楊寶三；同濟大學經濟管理學院MBA。副總經理，徐文華，湖南株洲工學院包裝工程系，學士。2/5/20239陳福廣，高級顧問；中國建材科學研究院，教授級高級工程師、常務副院長；國家建材局政策法規司司長、規劃發展司司長兼國家墻改和建筑節能辦公室主任；中國建材工業協會高級顧問、國家建材工業科教委副主任、中國國際工程咨詢公司專家委員，國家墻體、屋面、道路用建筑材料標準化委員會顧問委員。劉澤華，宿遷市政府派駐首席代表；市建設局副局長、宿遷市規劃局副局長、黨組成員；宿遷市人大環資委主任。2/5/202310金建明，投資顧問；同濟大學經濟管理學院,MBA中日友交商會上海事務所主任

，上海康氏門實業有限公司董事長；上海科升投資公司副總經理。董滬眾，法律顧問;復旦大學國際政治系，法律學士；北京大學法律系,法律碩士；上海市高級人民法院，高級法官。國家司法部特批律師。2/5/202311

五、技術背景

1、技術組成：由同濟大學建筑學、結構學、環境學、聲學、材料學、機械學等六個學科權威專家聯手打造；是自主創新科研成果。申報十項專利技術。

2/5/20231212、技術新穎性

據上海市浦東科技信息中心科技查新報告:

在世界范圍內查詢,該體系取消了現有蜂巢板墻體建造中支撐龍骨和固定構件，施工工藝達世界先進水平.2/5/202313六、項目屬性

1、2005年該項目通過上海市高新技術成果轉化評審委員會評審；批準為上海市高新技術成果轉化項目

2/5/2023143、2007年----宿遷市發改委報批建廠

2/5/202315（2）2007年

市質量監督局批準海爾斯企業標準2/5/202316（5）2007年

通過市科委雙高認定1、高新技術企業2、高新技術產品2/5/202317九、蜂巢輕質墻體產品系列

（1）產品功能與性能：一種專用于工業、民用建筑內墻體的蜂巢結構板材。防火、防水、抗壓、保溫節能、再生利用。（2）原材料及工藝：草木纖維水泥加壓板為面材、草木纖維蜂巢為芯材；用改性玉米淀粉膠經機械加工物理合成。

1、蜂巢輕質墻板2/5/2023182、限位槽

（1）產品功能及性能:

專用于蜂巢墻體板材安裝中的限位。阻燃、防水、可再生利用。（2）原材料及工藝：木塑為主材或草木纖維為主材、用改性玉米淀粉膠經機械加工物理合成。2/5/202319

3、填充劑產品功能與性能：一種專用于蜂巢結構型填充劑，作板縫粘接與填充。阻燃、防水、隔音、易施工原材料及工藝：改性聚氨酯無毒環保材料,機械灌裝。2/5/202320

4、清洗劑產品功能與性能：一種專用于填充劑的清洗劑易燃、易揮發。原材料及工藝：溶劑、機械灌裝2/5/202321

5、噴槍：產品功能與性能：一種為上述填充劑與清洗劑配套的專用工具。原材料及工藝：金屬與無毒塑料2/5/202322

6、嵌縫劑

嵌縫劑1#:

產品功能與性能:

專用于蜂巢墻板板面縫隙內層的處理。

耐火、抗壓、粘接性好，環保材料。

嵌縫劑2#:

產品功能與性能:

專用于蜂巢墻板板面縫隙外層的表面處理。

阻燃、抗裂、環保材料。

2/5/202323

7、尼龍錨栓與射釘

產品功能與性能:專用于限位槽的固定及墻板上的掛重。2/5/202324

十、產品六大優勢1、重量輕(比加氣混凝土輕60%，比混凝土砌塊輕８0％，比黏土磚輕９０％)

2/5/202325產品六大優勢

3、砌筑快(比傳統材料快7—20倍)

2/5/202326

產品六大優勢

4、提高得房率（比傳統材料增加3.7%的可利用面積）5、減少結構投資、降低工程造價（結構投資比使用傳統材料減少5%—8%）（工程造價比使用傳統材料降低10%—15%）6、抗震性能優越，便于設計方案的優化；安裝與調整更為方便、易搬運，大大地減輕了建筑工人的勞動強度。2/5/202327市管委會大樓的施工現場2/5/202328(2)

科學研究與應用技術總結

2009年國家建設部——建設科技、中國建材、墻材革新與建筑節能雜志入編多篇論文論文選（一）海爾斯蜂巢輕質墻體在高烈度區框架及框架-核心筒結構設計中的應用同濟大學上海同設建筑設計院副院長邱玉東總工程師季萬江上海華東建設發展設計有限公司副總工程師趙德良【提要】采用蜂巢輕質墻體，降低結構自重，從而降低結構受到的地震作用，達到降低結構用鋼量，降低工程造價，墻體的特性優勢明顯，節省項目投資的目的。【關鍵詞】蜂巢輕質墻體高烈度地震作用工程造價結構設計1.海爾斯蜂巢輕質墻體構造海爾斯蜂巢輕質墻體是以纖維蜂巢2為芯材，不燃材料植物纖維水泥蒸壓板1為敷面，用天然玉米淀粉膠復合而成的蜂巢墻板，通過專用限位槽3結合專用填充劑、專用嵌縫劑和專用錨栓等安裝，形成全新的《海爾斯蜂巢輕質墻體建筑構造》體系。適用于居住建筑、公共建筑和工業建筑工程的非承重內隔墻。因其單位平方米重量僅相當于普通多孔磚墻體的二十五分之一，相當于混凝土空心砌塊的十五分之一，相當于輕鋼龍骨紙面石膏板的三分之一。圖1海爾斯蜂巢輕質墻體構造

2/5/202329論文選（一）

海爾斯蜂巢輕質墻體在高烈度區框架及框架-核心筒結構設計中的應用所以更適用于高層建筑的內隔墻體。其基本構造見上圖1。設計材料選用參見：2008/2009《建筑師設計選材手冊》立面材料設計專輯——海爾斯蜂巢輕質墻體。設計方案選用詳見：《海爾斯蜂巢輕質墻體建筑構造》圖集/2009滬J/T-1472.海爾斯蜂巢輕質墻體主要技術指標見表（1）2/5/202330蜂巢輕質墻體單位技術指標試驗方法或依據規范面密度kg/m31200≤

D≤1400GB/T7019-1997耐火極限h0.75＜

te

≤1.30GB8624-2006抗壓強度ＭＰａ2≤抗壓強度

≤

5抗沖擊次抗沖擊25次以上單點吊掛力N20≤F≤500導熱系數w/（m.k）≤

0.13計權隔聲量dB35≤Rw

＜50GB/T-50121-2005含水率%≤10濕脹率%≤0.20%GB/T7019-1997質

量kg/㎡18≤W≤28甲醛含量00GB50325-2001放射性

內照射指數≤

0.25外照射指數≤

0.35GB6566-2001再生利用率%100%論文選（一）

海爾斯蜂巢輕質墻體在高烈度區框架及框架-核心筒結構設計中的應用表（1）2/5/202331論文選（一）

海爾斯蜂巢輕質墻體在高烈度區框架及框架-核心筒結構設計中的應用3.海爾斯蜂巢輕質墻體主要特點海爾斯蜂巢輕質墻體具有良好的抗震、緩沖性能，輕質、安裝快捷方便、不開縫、不變形，大板塊（3300*1200*100）安裝、整體性好，占用空間小；防水、保溫、節能、隔聲、耐火，不含有放射性、毒害性物質，廢棄物可降解、也可回收再利用，無污染。該結構體系全國首創，施工技術經科技查新為國際先進；也是上海市高新技術成果。因其質量很輕，故應用于高層建筑更有利于結構的優化。我們將其在高烈度區框架-核心筒結構設計中的應用，并獲得了很好的成效。4.工程應用實例:

宿豫經濟開發區商務中心,其效果見下圖2。2/5/202332論文選（一）

海爾斯蜂巢輕質墻體在高烈度區框架及框架-核心筒結構設計中的應用表（2）序號項目數據內容1建筑結構的安全等級二級2地基基礎安全等級乙級3樁基安全等級甲級4設計使用年限50年5抗震設防類別丙類建筑6地基土液化等級及處理不考慮地基土液化影響7抗震設防烈度8度8地震加速度0.3g9設計地震分組第一組10場地類別III類11特征周期Tg=0.45s12水平地震影響系數最大值αmax=0.2413抗震等級一級14風荷載0.40KN/m215地面粗糙度B級2/5/202333論文選（一）

海爾斯蜂巢輕質墻體在高烈度區框架及框架-核心筒結構設計中的應用結構設計主要截面見表(3)：構件類型樓層典型框架柱（b×h）框架梁（b×h）抗震墻厚度（mm）柱、墻混凝土強度等級地下室～第5層600×1000400×700400×600700600C60第6層～第12層600×1000400×700400×600600500C60～C50第13層～第17層600×600400×700400×600500400C40～C30第18層～屋面400×600300×500300×700400300C30表（3）2/5/202334論文選（一）

海爾斯蜂巢輕質墻體在高烈度區框架及框架-核心筒結構設計中的應用典型樓層結構平面圖

2/5/202335論文選（一）

海爾斯蜂巢輕質墻體在高烈度區框架及框架-核心筒結構設計中的應用5.采用海爾斯蜂巢輕質墻體與采用混凝土空心砌塊、加氣混凝土砌塊墻體的比較

由于海爾斯蜂巢輕質墻體密度很小，用于高層建筑將有效減小結構重量，從而降低結構受到的地震作用。對于處在高地震烈度區的高層建筑來說，使用海爾斯蜂巢輕質墻材更能顯示出其減輕地震作用的良好效果。下面將以宿豫經濟開發區商務中心這一鋼筋混凝土框架-核心筒結構為例，對采用海爾斯蜂巢輕質墻體與采用混凝土空心砌塊墻體、加氣混凝土砌塊墻體三種情況下的結構動力特性、地震作用下基底剪力、地震作用下層間位移角、結構配筋用鋼量等進行比較。

5.1結構動力特性比較表4列出了建筑中采用海爾斯蜂巢輕質墻體與采用混凝土空心砌塊、加氣混凝土砌塊墻體三種情況下的結構動力特性比較，從表中可以看出，當采用蜂巢輕質墻體時，結構的周期較小，而結構的剛度在兩種情況下是不變的，說明此時結構的質量較低。2/5/202336論文選（一）

海爾斯蜂巢輕質墻體在高烈度區框架及框架-核心筒結構設計中的應用實際上，采用海爾斯蜂巢輕質墻體時結構的總質量為41743噸，采用混凝土空心砌塊墻體時結構的總質量為46793噸，采用加氣混凝土砌塊墻體時結構的總質量為45011噸，三者比較后發現采用海爾斯蜂巢輕質墻體結構質量減少約12％和8%。由于地震作用是慣性力作用，減小結構質量將會減小結構承受的地震作用。三種情況下的結構動力特性比較見表(4)支撐類型自振周期海爾斯蜂巢輕質墻體(X+Y+Rz)混凝土空心砌塊墻體(X+Y+Rz)加氣混凝土砌塊墻體(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+0.00+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）2/5/202337論文選（一）

海爾斯蜂巢輕質墻體在高烈度區框架及框架-核心筒結構設計中的應用5.2結構基底剪力比較表5顯示出，建筑中采用海爾斯蜂巢輕質墻墻體與采用混凝土空心砌塊、加氣混凝土砌塊墻體三相比較，混凝土空心砌塊在地震作用下的X向基底剪力減小約12％，Y向基底剪力減小約13％；加氣混凝土砌塊在地震作用下的X向基底剪力減小約8％，Y向基底剪力減小約8％。就直觀的說明了采用該墻體的減震效果。結構基底地震剪力比較見表(5)：

表(5)墻體類型基底剪力海爾斯蜂巢輕質墻體混凝土空心砌塊墻體加氣混凝土砌塊墻體X向基底剪力

(kN)265032973128610Y向基底剪力

(kN)2684830280291302/5/202338論文選（一）

海爾斯蜂巢輕質墻體在高烈度區框架及框架-核心筒結構設計中的應用墻體類型層間位移角海爾斯蜂巢輕質墻體混凝土空心砌塊墻體加氣混凝土砌塊墻體X向最大層間位移角1/9201/8511/874Y向最大層間位移角1/8861/8401/8645.3結構層間位移角比較從表6中能夠看出，建筑中采用海爾斯蜂巢輕質墻體時，結構的最大層間位移角較小，說明結構在地震作用下的變形較小，這也反映出采用海爾斯蜂巢輕質墻體的優越性。結構最大層間位移角比較見表(6)：表（6）2/5/202339論文選（一）

海爾斯蜂巢輕質墻體在高烈度區框架及框架-核心筒結構設計中的應用5.4結構配筋用鋼量比較結構除了承受恒載、活載等豎向荷載外，還要承受地震荷載、風荷載等水平荷載，其中地震荷載的大小對鋼筋混凝土構件配筋量有直接的影響。由于采用蜂巢輕質墻材后，建筑的總質量降低，結構承受的地震作用減小，從而結構構件配筋用鋼量降低。通過建筑中采用海爾斯蜂巢輕質墻體與采用混凝土空心砌塊、加氣混凝土砌塊墻體三者的比較，發現采用蜂巢輕質墻體后，結構配筋用鋼量分別減少8％和5%左右。所以降低了結構造價。2/5/202340論文選（一）

海爾斯蜂巢輕質墻體在高烈度區框架及框架-核心筒結構設計中的應用5.5基礎部分材料用量比較本工程基礎采用鋼筋混凝土鉆孔灌注樁，鋼筋混凝土閥板基礎，樁徑800mm，樁長27m。基礎部分材料用量比較見表(7)：表（7）墻體類型分

項海爾斯蜂巢輕質墻體混凝土空心砌塊墻體加氣混凝土砌塊墻體工程總質量41743噸46793噸45011噸基礎底板厚度h=1900mmh=2100mmh=2100mm主樓下布樁數146根166根160根2/5/202341論文選（一）

海爾斯蜂巢輕質墻體在高烈度區框架及框架-核心筒結構設計中的應用通過建筑中采用海爾斯蜂巢輕質墻體與采用混凝土空心砌塊及加氣混凝土砌塊墻體三者的比較，發現采用蜂巢輕質墻體后，主體建筑下樁數可減少12.0％、板厚減少9.5%左右，底板鋼筋混凝土用量減少440m3,樁鋼筋混凝土用量減少271m3。從而降低了基礎造價。5.6保溫性能的比較海爾斯蜂巢輕質墻體為復合材料，內外傳導的熱橋主要是空氣和草木纖維體，導熱系數小；與采用混凝土空心砌塊及加氣混凝土砌塊墻體相比較，有更好的節能效果。

保溫性能的比較見表（8）墻體類型導熱系數海爾斯蜂巢輕質墻體混凝土空心砌塊墻體加氣混凝土砌塊墻體W/m.K0.08—0.130.7--1.20.10—0.16表（8）2/5/202342論文選（一）

海爾斯蜂巢輕質墻體在高烈度區框架及框架-核心筒結構設計中的應用5.7燃燒性能的比較通過建筑中采用海爾斯蜂巢輕質墻體與采用混凝土空心砌塊及加氣混凝土砌塊墻體三者均為無機不燃材料，燃燒性能等級相同燃燒性能的比較見表（9）：

表（9）

墻體類型燃燒性能海爾斯蜂巢輕質墻體混凝土空心砌塊墻體加氣混凝土砌塊墻體等

級AAA2/5/202343論文選（一）

海爾斯蜂巢輕質墻體在高烈度區框架及框架-核心筒結構設計中的應用5.8施工進度的比較海爾斯蜂巢輕質墻體其施工速度分別是混凝土空心砌塊墻體、加氣混凝土砌塊墻體的12和10倍。大大地提高施工效率，縮短了工期。施工進度的比較見表（10）：墻體類型分

項海爾斯蜂巢輕質墻體混凝土空心砌塊墻體加氣混凝土砌塊墻體施工定額

（m2/天/人）5045施工組織（20工人進場）10天123天98天表（10）2/5/202344論文選（一）

海爾斯蜂巢輕質墻體在高烈度區框架及框架-核心筒結構設計中的應用5.9建筑使用面積的比較海爾斯蜂巢輕質墻體其厚度較混凝土空心砌塊墻體和加氣混凝土砌塊墻體薄。所以可以節約建筑空間，增加了使用面積；本工程中增加建筑使用面積332平方米。得房率提高1.7%建筑使用面積的比較見表（11）：墻體類型分

項海爾斯蜂巢輕質墻體混凝土空心砌塊墻體加氣混凝土砌塊墻體材料規格（辦公內隔墻）3000*1200*100600*300*200600*300*200內墻占地面積㎡/延米0.100.200.20內墻占地面積

㎡332664664表（11）2/5/202345論文選（一）

海爾斯蜂巢輕質墻體在高烈度區框架及框架-核心筒結構設計中的應用5.10海爾斯蜂巢輕質墻體的應用前景海爾斯蜂巢輕質墻體已在上海及江蘇等地進行推廣并得到應用；如宿遷管委會辦公大樓、上海永和家苑、上海東明建材樓房改造工程及四川災區集成化住宅等均取得了很好的效果。相關資料表明，采用海爾斯蜂巢輕質墻體與使用混凝土空心砌塊、加氣混凝土砌塊墻體相比，質量更輕，結構質量減少約12％和8%；節約內墻體投資20％～30％，二、三類建筑能夠可增加使用面積3％～3.7％，安裝更為簡便，其施工速度是普通板材復合墻體的7倍，小塊砌體墻體的20倍；減少了施工的工作量。降低工程總造價（本案例中使用海爾斯蜂巢輕質墻體與傳統墻體材料相比較，其工程總造價節約了13%），蜂巢輕質墻體環保、可再生利用。所以，該輕質墻體是一種安全可靠、節能、環保經濟的新型內隔墻墻體。可廣泛地設計應用于高層建筑，尤其是應用在地震高烈度區的高層建筑更突顯其優越性。2/5/202346論文選（一）

海爾斯蜂巢輕質墻體在高烈度區框架及框架-核心筒結構設計中的應用6.結論:

通過對海爾斯蜂巢輕質墻體的介紹、宿豫經濟開發區商務中心框架－核心筒結構計算成果分析，以及在商務中心設計中采用海爾斯蜂巢輕質墻體與采用普通混凝土空心砌塊、加氣混凝土砌塊墻體三者的比較，能夠得到以下結論：采用海爾斯蜂巢輕質墻體后，結構的自振周期有所降低，對采用普混凝土空心砌塊墻體來說結構的總重量減少約12％，結構的X向和Y向基底剪力分別減少約12％和13％。對采用加氣混凝土砌塊墻體來說結構的總重量減少約8%，結構的X、Y向基底剪力減小約8％。使結構的最大層間位移角有所降低，結構配筋用鋼量分別減少8%和5%，同時也節約了結構配筋與混凝土用量。減少內