本發(fā)明涉及一種基于蜂巢式建筑墻體的人工大浮島，適用于水上浮島的建設(shè)。主要用到的技術(shù)和原理有：分散壓力、浮力原理等。屬水上浮島、建筑、力學(xué)等領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)墻體理論的誤區(qū)在于：認為墻體的抗壓強度來源于磚的抗壓強度，并與之成正比例函數(shù)關(guān)系。要達到墻體的高強度，按此理論必須采用高強度的材料。而實際上，根據(jù)墻體受力破壞的一般規(guī)律，墻體在形成壓應(yīng)力的同時，產(chǎn)生彎曲應(yīng)力，在墻體受力破壞時，壓應(yīng)力遠投有達到磚的抗壓強度，而彎曲應(yīng)力首先達到。因此，在磚砌傳統(tǒng)墻結(jié)構(gòu)中，墻體的抗壓強度主要取塊磚的抗折強度和砂漿的抗折強度及砂漿對磚的粘結(jié)力。通過提高材料抗壓強度來達到提高材料抗折強度的效果并不明顯,材料的高抗壓強度并不能真正發(fā)揮作用。因此，傳統(tǒng)的建筑對于建材是極大的浪費。

目前的人工浮島是一種可為多種野生生物提供生境的漂浮結(jié)構(gòu)，由植被基、植物和固定系統(tǒng)組成。由于采用漂浮的平臺支撐植被生長，所以能隨水位波動上下左右移動，從而可用于在一個水位波動的系統(tǒng)里恢復(fù)人類喜愛的湖濱植被。

水上漂浮建筑，首先要有正常建筑一樣的強度和穩(wěn)定性，其次要盡可能的減輕重量，節(jié)省材料，最重要的就是要漂浮，因此建筑材料要滿足可漂浮、防火、強度足夠等優(yōu)點。以發(fā)泡石英為主材料、蜂巢式建筑的墻，空心率高，質(zhì)量輕，一定壁厚的墻磚在一個方向上施加壓力時形成多向壓應(yīng)力，并產(chǎn)生應(yīng)力擴散，結(jié)構(gòu)的強度高，穩(wěn)定性好。更適合水上漂浮建筑的需求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

如圖2位浮島結(jié)構(gòu)示意圖。人工大浮島在結(jié)構(gòu)劃分上，由上至下大致可以分為六個大的分區(qū)。

第一層是承重層。承重層部分使用六方空心柱體磚和鋼筋制成多個正方體組合成一個長方體，在每個正方體中間澆筑發(fā)泡石英。以此方式制成多個長方體，作為底層稱重。

第二層是蓄水箱。蓄水箱緊挨承重層，也是蜂巢式結(jié)構(gòu)，以海水為原水，通過一定的技術(shù)手段將海水轉(zhuǎn)化為淡水。這些存儲下來的水可用作生活用水、控制整個島的吃水量、增重減少風(fēng)浪帶來的擺動，最重要的是可以起到配種平衡的作用，根據(jù)浮島上方承載的重量，進行動態(tài)調(diào)整浮島水箱重量。

第三層是人工沙灘。此層與蓄水層處在同一平面，周圍設(shè)置安全圍欄抵御海生物攻擊以及其他不法侵入。沙灘層可供度假娛樂等。

第四層是建筑層。建筑整體設(shè)計為圓錐形狀中間部分設(shè)置直升電梯和部分留空，留空部分產(chǎn)生氣流，調(diào)節(jié)樓內(nèi)溫度，冬暖夏涼；建筑外表做綠化。

第五層是圓錐的頂部設(shè)置燈塔。燈塔可作為通訊、導(dǎo)向等作用。

第六層是停機坪。該停機坪做多功能停機坪，可在停機坪外側(cè)?？看?；在停機坪下方水中設(shè)置螺旋槳，提供浮島移動的動力。停機坪設(shè)置中空，可就行污水處理等。

附圖說明

圖1是傳統(tǒng)墻體結(jié)構(gòu)圖；

圖2是浮島結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是方形單元拼接方式圖；

圖4是方形和正六邊形對齊排列圖；

圖5是六邊形組合最優(yōu)模型圖；

圖6是蜂巢式墻體結(jié)構(gòu)。

具體實施方式

蜂巢的結(jié)構(gòu)是在加長菱形十二面體砌塊組合造型后，形成六邊形拼接剖面的造型。

如圖3方形單元拼接有以下兩種方式對齊頂點和不對齊頂點。由幾何學(xué)可知，不對齊定點方式的外圍邊長較長,帶來的弊端是不利于節(jié)省材料；對齊頂點排列方式中，全等正方形排列優(yōu)于全等矩形排列,最次之為不規(guī)則矩形排列。

現(xiàn)試比較正方形對齊排列與正六邊形對齊排列。如圖4為方形和正六邊形對齊排列圖。其中1與2具有相同的單元個數(shù)，設(shè)其面積相同；對1來說：s=n²;其總邊長l=2n²+2n；單元數(shù)極多時，；對2來說：；設(shè)一具體數(shù)字，比如n=9，比較如下：

而

也就是說：同等面積，b排列形式邊長之和只相當于a排列形式的60%強，若套用建筑構(gòu)造的對比，可以節(jié)省近40%的建筑墻體材料。且n值越大λb/λa的值越小，節(jié)約的價值就越多。

經(jīng)計算：全等六邊形組合的最優(yōu)模型（最少耗費材料）應(yīng)為具有三條對稱軸的排列方式，如圖5，其總邊長ln=3n(3n-1)l0（n為每邊單元數(shù)，l0位單元長度）；總面積其組合形式優(yōu)點是在n較小時，比nxn型可以進一步節(jié)省材料。

試以一定長度的材料圍合成如圖幾種形狀,正四邊形,正六邊形,正n邊形直至圓。由幾何計算可知圍成圓形的圖形面積為最大。且邊數(shù)越多,圍合面積越大。單獨對比正方形與正六邊形可以發(fā)現(xiàn)，100平方米的正方形其周長為40m。同樣面積的正六邊形其周長僅為37.22m。假設(shè)某住宅平面為正方形，另一住宅平面為正六邊形,兩房屋面積相同，按房屋2.8m高度，墻體厚度為50墻，相比之下，六邊形住宅的墻體體積可節(jié)省3.892立方墻體材料，約占房屋總墻體體積的7%。

以上，相較于其他形狀，六方柱體更適合作為蜂巢結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)單體，蜂巢形式在空間和強度上都比傳統(tǒng)的建筑方式更有優(yōu)勢，特別是在水上浮島的建筑中，對于建筑材料的密度要求比較高。而六方柱體空心磚圍城的蜂巢結(jié)構(gòu)，剛好中間可以填充發(fā)泡石英這種同時具備浮力、防火、抗壓能力極強的極大優(yōu)點。利用發(fā)泡石英填充，蜂巢式結(jié)構(gòu)墻體，分層建設(shè)的理念便可滿足建筑人工大浮島的基本要求。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種基于蜂巢式建筑墻體的人工大浮島。此建筑墻體設(shè)計為蜂巢式墻體結(jié)構(gòu)，其特點是自重輕，結(jié)構(gòu)強度高。墻主體由正六方空心柱體的磚砌成，空心孔洞中可以澆筑發(fā)泡石英材料，六方空心磚預(yù)留管孔可以安插布線管或直接布線。圍護墻的外墻面端孔可以用玻璃和陶瓷將其封閉，內(nèi)墻面可以采用各類裝飾板將端孔封閉成墻體。

技術(shù)研發(fā)人員：柴軍杰;任晉原;高佩瑤
受保護的技術(shù)使用者：深藍海工（北京）科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.04.28
技術(shù)公布日：2017.07.18