CN114150796A - 幕墙构件及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种幕墙构件及其制造方法，所述幕墙构件包括：并排地设置的多个U形槽钢(1)，所述U形槽钢在其开口侧具有彼此相对的内卷边；钢筋网层(2)，所述U形槽钢与钢筋网层紧邻并且以其开口侧朝向钢筋网层；混凝土浇筑体(3)，其中，所述钢筋网层被浇筑在混凝土内并且所述U形槽钢的空腔被混凝土填充；沿着所述U形槽钢的走向固定在U形槽钢的底部上的第一材料条(4)，所述第一材料条的材料具有比U形槽钢的钢材低的导热系数；和保温材料(5)，所述保温材料安置在由U形槽钢和第一材料条限定的接纳空间中。所述幕墙构件可以满足强度和耐久性以及保温性能的要求，并且可以是轻量化的。
Description
技术领域
本发明涉及建筑技术领域，更具体地，涉及一种幕墙构件和一种用于制造幕墙构件的方法。
背景技术
在一些建筑物中可以采用幕墙构件形成建筑物的非承重的墙体。典型地，建筑物的墙壁可以具有保温效果，其中，外部的热量或者冷量不能容易地传导到建筑物的内部，反之亦然，使得建筑物可以是节能的。幕墙构件应具有足够的强度和耐久性。幕墙构件的轻量化也是期望的。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种幕墙构件及其制造方法，其中，所述幕墙构件可以满足强度和耐久性以及保温性能的要求，并且可以是轻量化的。
按本发明的第一方面，建议一种幕墙构件，所述幕墙构件包括：
并排地设置的多个U形槽钢，所述U形槽钢在其开口侧具有彼此相对的内卷边；
钢筋网层，所述U形槽钢与钢筋网层紧邻并且以其开口侧朝向钢筋网层；
混凝土浇筑体，其中，所述钢筋网层被浇筑在混凝土内并且所述U形槽钢的空腔被混凝土填充；
沿着所述U形槽钢的走向固定在U形槽钢的底部上的第一材料条，所述第一材料条的材料具有比U形槽钢的钢材低的导热系数；和
保温材料，所述保温材料安置在由U形槽钢和第一材料条限定的接纳空间中。
在这种幕墙构件中，通过采用具有特定横截面形状的U形槽钢，与现有技术相比可以提高幕墙构件的强度和耐久性，其中，混凝土浇筑体可以牢固地锁定U形槽钢；通过设置保温材料以及通过设置第一材料条，与现有技术相比可以提高幕墙构件的保温性能；此外，通过U形槽钢与钢筋网层的组合，与现有技术相比可以在至少保持、尤其是提高幕墙构件强度的情况下减小混凝土浇筑体的厚度，并且因此整个幕墙构件可以是轻量化的。
在一些实施方式中，第一材料条的材料可以是具有比U形槽钢的钢材低的导热系数的复合材料，例如纤维增强复合材料。
在一些实施方式中，第一材料条的材料可以是木质材料，例如正交胶合木。
在一些实施方式中，所述幕墙构件可以包括木材框架，所述木材框架具有第一木条作为所述第一材料条。
在一些实施方式中，所述木材框架可以由正交胶合木构成。
在一些实施方式中，所述幕墙构件可以包括表面层。所述表面层例如可以是装饰板例如不锈钢板或铝板。
在一些实施方式中，所述表面层可以与所述第一材料条紧邻并且固定所述保温材料。
在一些实施方式中，所述第一材料条可以通过自攻螺钉固定在U形槽钢的底部上。
在一些实施方式中，所述表面层可以通过自攻螺钉固定在第一材料条上。
在一些实施方式中，所述幕墙构件可以包括第二材料条，所述第二材料条可以固定所述保温材料，所述第二材料条可以构造成用于形成所述幕墙构件的中空层。
在一些实施方式中，所述木材框架可以具有第二木条作为所述第二材料条。
在一些实施方式中，所述第二材料条可以与第一材料条正交。
在一些实施方式中，所述幕墙构件可以包括表面层，所述表面层与第二材料条紧邻，其中，所述中空层处在保温材料与表面层之间。
在一些实施方式中，所述表面层可以与第二材料条通过紧固元件例如自攻螺钉固定连接。
在一些实施方式中，所述多个U形槽钢可以彼此平行地设置。
在一些实施方式中，所述幕墙构件可以包括钢框架，所述钢框架包括所述多个U形槽钢和另外的U形槽钢，所述另外的U形槽钢与所述多个U形槽钢成横向地设置并且与所述多个U形槽钢的端部连接例如焊接。
在一些实施方式中，所述钢框架可以与所述钢筋网层连接例如焊接。
在一些实施方式中，所述另外的U形槽钢可以与所述多个U形槽钢具有相同的横截面形状。因此可以通过切割具有相同横截面的连续槽钢以及通过将它们焊接而简单地形成钢框架。
在一些实施方式中，所述幕墙构件可以包括环绕框架，所述环绕框架包围限定混凝土浇筑体。所述环绕框架可以用作为在浇筑混凝土时的模具部件。
所述环绕框架例如可以具有U形横截面，其中，U形横截面的底部在周向上包围限定混凝土浇筑体，U形横截面的两个腿可以平行于幕墙构件的延伸平面。U形横截面的腿的长度例如可以大致等于U形槽钢的内卷边的长度。这例如可以有利于环绕框架在钢框架上的焊接。作为替换，所述环绕框架也可以具有L形横截面或者任意其他的适宜的横截面形状。
在一些实施方式中，所述环绕框架可以焊接在钢框架和/或钢筋网层上。
在一些实施方式中，所述保温材料可以构造成用作为在浇筑混凝土时的模板。因此，幕墙构件的制造可以是低成本的，易于实施。在一些实施方式中，可以完全省去用于浇筑混凝土的单独的模具。
在一些实施方式中，在幕墙构件的厚度方向上观察，所述U形槽钢可以具有高度尺寸，所述高度尺寸的一部分可以被钢筋网层占据，所述高度尺寸的其余部分可以被保温材料占据。
在一些实施方式中，所述保温材料可以是单层的或者多层的。
在一些实施方式中，所述幕墙构件可以具有矩形轮廓。
按本发明的第二方面，建议一种用于制造幕墙构件的方法，所述方法可以包括以下步骤：
提供由U形槽钢构成的钢框架，所述钢框架包括并排地设置的多个U形槽钢以及另外的U形槽钢，所述另外的U形槽钢与所述多个U形槽钢成横向地设置并且与所述多个U形槽钢的端部连接，至少一个、尤其是每个U形槽钢在其开口侧具有彼此相对的内卷边；
在钢框架上形成钢筋网层，其中，各所述U形槽钢以其开口侧朝向钢筋网层；
提供木材框架，所述木材框架包括第一木条，并且将第一木条通过自攻螺钉固定在相应的U形槽钢的底部上；
将保温材料安置在由钢框架和木材框架形成的接纳空间中；
浇筑混凝土以形成混凝土浇筑体，其中，所述保温材料用作为在浇筑混凝土时的模板，钢筋网层被浇筑在混凝土内并且各所述U形槽钢的空腔被混凝土填充。
在一些实施方式中，所述方法可以还包括步骤：提供环绕框架，其中，所述环绕框架安置在钢筋网层的与钢框架背离的一侧，所述环绕框架用作为在浇筑混凝土时的模具部件，并且包围限定混凝土浇筑体。
在一些实施方式中，所述方法可以还包括步骤：借助于自攻螺钉将表面层固定到木材框架上，其中，所述表面层固定保温材料。
在一些实施方式中，所提供的木材框架可以具有第二木条，所述第二木条与第一木条正交，所述第二木条固定保温材料。
在一些实施方式中，所述方法可以还包括步骤：借助于自攻螺钉将表面层固定到第二木条上，其中，所述第二木条在保温材料与表面层之间形成中空层。
前面提及的技术特征、后面将要提及的技术特征以及在附图中可以得到的技术特征可以任意地相互组合，只要它们不是相互矛盾的。所有的在技术上可行的特征组合都包含在本申请的内容中。
附图说明
下面参照附图借助实施例更详细地说明本发明。其中：
图1是按本发明的第一实施方式的幕墙构件的横截面图。
图2是图1的横截面图的左侧的端部区域的局部放大图。
图3是图1的横截面图的局部A的局部放大图。
图4是图1的幕墙构件的钢框架的透视图。
图5是图1的幕墙构件的木材框架的透视图。
图6是按本发明的第二实施方式的幕墙构件的横截面图。
图7是图6的横截面图的左侧的端部区域的局部放大图。
图8是图6的横截面图的局部B的局部放大图。
图9是图6的幕墙构件的钢框架的透视图。
图10是图6的幕墙构件的木材框架的透视图。
具体实施方式
下面首先参照图1至图5说明按本发明的第一实施方式的幕墙构件，其中，图1是按第一实施方式的幕墙构件的横截面图，图2是图1的横截面图的左侧的端部区域的局部放大图，图3是图1的横截面图的局部A的局部放大图，图4是图1的幕墙构件的钢框架的透视图，并且图5是图1的幕墙构件的木材框架的透视图。
所述幕墙构件可以包括并排地设置的六个U形槽钢1和两个另外的U形槽钢11，所述另外的U形槽钢11与所述六个U形槽钢1成横向地设置并且与所述六个U形槽钢的端部连接例如焊接，这些U形槽钢1、11可以形成一个钢框架10。U形槽钢1、11可以分别在其开口侧具有彼此相对的内卷边9(见图2)。U形槽钢1可以彼此平行地布置。成本有利的是，所有U形槽钢1、11可以具有相同的横截面形状，例如它们可以由相同的连续型材截取。
所述幕墙构件可以包括钢筋网层2。所述钢筋网层2可以包括纵横交错的钢筋。所述钢筋网层2可以在预制的钢框架10上铺置。另外也可能的是，钢筋网层2和钢框架10分别预制，然后组合在一起。所述U形槽钢1、11与钢筋网层2紧邻并且以其开口侧朝向钢筋网层2。所述钢筋网层2可以与钢框架10连接例如焊接。
所述幕墙构件可以包括木材框架20，所述木材框架可以包括作为第一材料条4的第一木条。第一材料条4可以沿着U形槽钢1的走向固定在U形槽钢1的底部上，例如可以借助于自攻螺钉8(见图2和图3)实现固定。所述第一材料条4的材料具有比U形槽钢的钢材低的导热系数。尤其是木质材料可以具有显著较低的导热系统，并且因此可以基本上完全避免热桥的形成。特别有利的是，所述木材框架20可以由正交胶合木构成。正交胶合木可以具有良好的性能例如良好的耐久性、负载能力、不易开裂等等。
所述幕墙构件可以包括环绕框架7，所述环绕框架7可以作为在浇筑混凝土时的模具部件。所述环绕框架7例如可以由不锈钢或铝材制成。如图2所示，所述环绕框架7可以具有U形横截面，其中，U形横截面的底部在周向上包围限定混凝土浇筑体3，U形横截面的两个腿可以平行于幕墙构件的延伸平面。U形横截面的腿的长度例如可以大致等于U形槽钢1的内卷边9的长度。这例如可以有利于环绕框架7在钢框架10上的焊接。作为替换，所述环绕框架7也可以具有L形横截面或者任意其他的适宜的横截面形状。所述L形状的长腿可以在周向上包围限定混凝土浇筑体3，所述L形状的短腿可以焊接在U形槽钢1的内卷边9上。所述L形状的短腿可以与U形槽钢1的内卷边9具有大致相同的长度。
所述幕墙构件可以包括混凝土浇筑体3。在浇筑混凝土时，混凝土填充到钢筋网层2的空隙中并且填充到钢框架10的各个U形槽钢1、11的空腔中，使得钢筋网层2被浇筑在混凝土内并且U形槽钢1、11的空腔被混凝土填充。为清晰起见，在图1至图3中未描述处在钢筋网层2和U形槽钢中的混凝土，而仅仅描述处在钢筋网层2上方的混凝土。
所述幕墙构件可以包括保温材料5，所述保温材料安置在由U形槽钢和第一材料条4限定的接纳空间中。在如图1所示的第一实施方式中示例性地存在六个U形槽钢1和六个第一材料条4以及五个接纳空间。保温材料5例如可以是发泡材料或者保温棉。按照单个保温材料的厚度的不同情况，可以在每个接纳空间中设置一层或者多层保温材料。
所述幕墙构件可以包括表面层6，所述表面层与所述第一材料条4紧邻并且固定所述保温材料5。所述表面层6例如可以是装饰板例如铝板。典型地，所述表面层6可以构成墙体的室内可视表面。所述表面层6例如可以通过另外的自攻螺钉固定在木材框架20上。所述表面层6可以压紧保温材料5，并且因此按第一实施方式的幕墙构件可以没有中空层。
如图1至图3所示，在幕墙构件的厚度方向上观察，所述U形槽钢可以具有高度尺寸，所述高度尺寸的一部分被钢筋网层2占据，所述高度尺寸的其余部分被保温材料5占据。也可能的是，钢筋网层2的底侧与钢框架10的顶侧齐平，并且因此钢筋网层2不占据U形槽钢的高度尺寸的一部分。U形槽钢的整个高度尺寸可以用于容纳保温材料5。
所述幕墙构件可以具有矩形轮廓或者任意其他适宜的轮廓形状例如棱形或者梯形。
按第一实施方式的幕墙构件例如可以按照以下方法制造：
提供由U形槽钢构成的钢框架10；
在钢框架10上形成钢筋网层2，其中，各U形槽钢1、11以其开口侧朝向钢筋网层2；
提供环绕框架7，其中，所述环绕框架7安置在钢筋网层2的与钢框架10背离的一侧；
提供木材框架20，其中，将木材框架固定在钢框架10的底部上；
将保温材料5安置在由钢框架和木材框架形成的接纳空间中；
浇筑混凝土以形成混凝土浇筑体3，其中，所述保温材料5用作为在浇筑混凝土时的模板，并且所述环绕框架7用作为在浇筑混凝土时的模具部件，其中，钢筋网层2被浇筑在混凝土内并且各所述U形槽钢1、11的空腔被混凝土填充，环绕框架7包围限定混凝土浇筑体3；
将表面层6固定到木材框架20上，其中，所述表面层6固定保温材料5。
在此需要说明的是，上面提及的各个步骤，以及在每个步骤之中的多个分步骤，不必一定按照描述的先后顺序来实现，而是可以按照任意的在逻辑上可以实现的顺序来实现。例如钢框架10、环绕框架7和木材框架20的建立可以并行地实现；钢筋网层2的建立可以钢框架10的建立分开地进行或者混合地进行；表面层6的安置可以在浇筑混凝土之前或者之后进行。
在图6至图10中显示的幕墙构件的第二实施方式与前述的第一实施方式是类似的，例如钢框架10、钢筋网层2、环绕框架7、混凝土浇筑体3之中的至少一个或全部可以与在第一实施方式中的情况是相同的。第二实施方式与第一实施方式的区别主要在于木材框架20。下面主要说明这两种实施方式的区别，而在其他方面可以参考第一实施方式的说明。
木材框架20可以不仅包括六个第一木条作为第一材料条4，并且包括四个第二木条作为第二材料条14，其中，第二材料条14与第一材料条4相互正交。第一材料条4处于一个第一层面中，第二材料条14处于一个第二层面中。整个木材框架20例如可以由正交胶合木制成。所述第二材料条14固定保温材料5。表面层6与第二材料条14紧邻，例如表面层6可以通过自攻螺钉固定在第二材料条14上。第二材料条14形成一个处在保温材料5与表面层6之间的中空层。所述中空层一方面可以有利于幕墙构件的保温性能，另一方面可以用于接纳管线例如电线或水管。
在一种未示出的实施方式中，在第二实施方式中的木材框架20可以用两个分开的木材框架代替，其中一个木材框架可以具有第一材料条4并且另一个木材框架可以具有第二材料条4。可能的是，取代与第一材料条4正交的第二材料条14，第二材料条14也可以与第一材料条4具有相同的取向并且具有增大的宽度，以使得第二材料条14可以固定保温材料5。
按第二实施方式的幕墙构件例如可以按照以下方法制造：
提供由U形槽钢构成的钢框架10；
在钢框架10上形成钢筋网层2，其中，各U形槽钢1、11以其开口侧朝向钢筋网层2；
提供环绕框架7，其中，所述环绕框架安置在钢筋网层2的与钢框架10背离的一侧；
提供木材框架20；
将保温材料5安置在由钢框架和木材框架形成的接纳空间中；
将木材框架20固定在钢框架10的底部上；
浇筑混凝土以形成混凝土浇筑体3，其中，所述保温材料5用作为在浇筑混凝土时的模板，并且所述环绕框架7用作为在浇筑混凝土时的模具部件，其中，钢筋网层2被浇筑在混凝土内并且各所述U形槽钢1、11的空腔被混凝土填充，环绕框架7包围限定混凝土浇筑体3；
将表面层6固定到木材框架20上，其中，所述表面层6固定在第二材料条14上，第二材料条14形成在保温材料5与表面层6之间的中空层。
再次需要说明的是，上面提及的各个步骤，以及在每个步骤之中的多个分步骤，不必一定按照描述的先后顺序来实现，而是可以按照任意的在逻辑上可以实现的顺序来实现。例如木材框架20的建立可以完全地在浇筑混凝土之前实现。然而也可能的是，木材框架20的建立可以在浇筑混凝土之前部分地实现，并且在浇筑混凝土之后才将第二材料条14固定在第一材料条4上以最终建立木材框架20。
幕墙构件例如可以具有2m×2m或者2m×3m的平面尺寸或者任意其他的适宜的尺寸。
需要注意的是，在此使用的术语是仅用于说明具体方面的目的，而不用于限制公开内容。如在此使用的单数形式“一个”和“所述一个”应包括复数形式，除非上下文明确地另有表述。可以理解到，术语“包括”和“包含”以及其他类似术语，在申请文件中使用时，具体说明所陈述的操作、元件和/或部件的存在，而不排除一个或多个其他操作、元件、部件和/或它们的组合的存在或添加。如在此使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的列举的项目的所有的任意的组合。在对附图的说明中，类似的附图标记总是表示类似的元件。
在附图中的元件的厚度可以为了清楚性起见而被夸张。另外可以理解到，如果一个元件被称为在另一个元件上、与另一个元件耦合或者与另一个元件连接，那么所述一个元件可以直接地在所述另一个元件上形成、与之耦合或者与之连接，或者在它们之间可以有一个或多个介于中间的元件。相反，如果在此使用表述“直接在……上”、“直接与……耦合”和“直接与……连接”，那么表示没有介于中间的元件。用来说明元件之间的关系的其他词语应该被类似地解释，例如“在……之间”和“直接在……之间”、“附着”和“直接附着”、“相邻”和“直接相邻”等等。
在此术语例如“顶”、“底”、“上方”、“下方”、“上面”、“下面”等等用来描述如在附图中所示的一个元件、层或区域相对于另一个元件、层或区域的关系。可以理解到，除了在附图中描述的取向之外，这些术语应该也包含装置的其他取向。
可以理解到，尽管术语“第一”、“第二”等等可以在此用来说明不同的元件，但是这些元件不应被这些术语限制。这些术语仅仅用来将一个元件与另一个元件区分开。因此，第一元件可以被称为第二元件，而不背离本发明构思的教导。
也可以考虑到，在此公开的所有示例性的实施方式可以任意地相互组合。
最后要指出的是，上述实施例仅仅用于理解本发明，而不对本发明的保护范围构成限制。对于本领域技术人员来说，在上述实施例的基础上可以做出修改，这些修改都不脱离本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种幕墙构件，其特征在于，所述幕墙构件包括：
并排地设置的多个U形槽钢(1)，所述U形槽钢在其开口侧具有彼此相对的内卷边(9)；
钢筋网层(2)，所述U形槽钢与钢筋网层紧邻并且以其开口侧朝向钢筋网层；
混凝土浇筑体(3)，其中，所述钢筋网层被浇筑在混凝土内并且所述U形槽钢的空腔被混凝土填充；
沿着所述U形槽钢的走向固定在U形槽钢的底部上的第一材料条(4)，所述第一材料条的材料具有比U形槽钢的钢材低的导热系数；和
保温材料(5)，所述保温材料安置在由U形槽钢和第一材料条限定的接纳空间中。
2.根据权利要求1所述的幕墙构件，其特征在于，所述幕墙构件包括木材框架(20)，所述木材框架具有第一木条作为所述第一材料条；
优选地，所述木材框架由正交胶合木构成。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的幕墙构件，其特征在于，所述幕墙构件包括表面层(6)，所述表面层与所述第一材料条紧邻并且固定所述保温材料；和/或
所述第一材料条通过自攻螺钉(8)固定在所述U形槽钢的底部上；
优选地，所述第一材料条通过自攻螺钉固定在所述U形槽钢的底部上，并且所述表面层通过自攻螺钉固定在第一材料条上。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的幕墙构件，其特征在于，所述幕墙构件包括第二材料条(14)，所述第二材料条固定所述保温材料，所述第二材料条构造成用于形成所述幕墙构件的中空层；和/或
所述木材框架具有第二木条作为第二材料条，所述第二木条与第一木条正交，所述第二材料条固定所述保温材料，所述第二材料条构造成用于形成所述幕墙构件的中空层；和/或
所述幕墙构件包括表面层(6)，所述表面层与第二材料条紧邻，其中，所述中空层处在保温材料与表面层之间；
优选地，所述表面层与第二材料条通过自攻螺钉固定连接。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的幕墙构件，其特征在于，所述多个U形槽钢彼此平行地设置；和/或
所述幕墙构件包括钢框架(10)，所述钢框架包括所述多个U形槽钢和另外的U形槽钢(11)，所述另外的U形槽钢与所述多个U形槽钢成横向地设置并且与所述多个U形槽钢的端部连接；
优选地，所述钢框架与所述钢筋网层焊接；
优选地，所述另外的U形槽钢与所述多个U形槽钢具有相同的横截面形状。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的幕墙构件，其特征在于，所述幕墙构件包括环绕框架(7)，所述环绕框架包围限定混凝土浇筑体；
优选地，所述环绕框架具有U形横截面，其中，U形横截面的底部在周向上包围限定混凝土浇筑体，U形横截面的两个腿平行于幕墙构件的延伸平面；
优选地，环绕框架的U形横截面的腿的长度等于所述U形槽钢的内卷边(9)的长度。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的幕墙构件，其特征在于，所述保温材料构造成用作为在浇筑混凝土时的模板；和/或
在幕墙构件的厚度方向上观察，所述U形槽钢具有高度尺寸，所述高度尺寸的一部分被钢筋网层占据，所述高度尺寸的其余部分被保温材料占据；和/或
所述幕墙构件具有矩形轮廓。
8.一种用于制造根据权利要求1至7中任一项所述的幕墙构件的方法，包括以下步骤：
提供由U形槽钢构成的钢框架(10)，所述钢框架包括并排地设置的多个U形槽钢(1)以及另外的U形槽钢(11)，所述另外的U形槽钢与所述多个U形槽钢成横向地设置并且与所述多个U形槽钢的端部连接，至少一个U形槽钢在其开口侧具有彼此相对的内卷边(9)；
在钢框架上形成钢筋网层(2)，其中，各所述U形槽钢以其开口侧朝向钢筋网层；
提供木材框架(20)，所述木材框架包括第一木条，并且将第一木条通过自攻螺钉固定在相应的U形槽钢的底部上；
将保温材料(5)安置在由钢框架和木材框架形成的接纳空间中；
浇筑混凝土以形成混凝土浇筑体(3)，其中，所述保温材料用作为在浇筑混凝土时的模板，钢筋网层被浇筑在混凝土内并且各所述U形槽钢的空腔被混凝土填充。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括步骤：提供由L型钢构成的环绕框架(7)，其中，所述环绕框架安置在钢筋网层的与钢框架背离的一侧，所述环绕框架用作为在浇筑混凝土时的模具部件，并且包围限定混凝土浇筑体；和/或
所述方法还包括步骤：借助于自攻螺钉将表面层(6)固定到木材框架上，其中，所述表面层固定保温材料。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所提供的木材框架具有第二木条，所述第二木条与第一木条正交，所述第二木条固定保温材料，所述方法还包括步骤：借助于自攻螺钉将表面层(6)固定到第二木条上，其中，所述第二木条在保温材料与表面层之间形成中空层。
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