建材行业深度报告：政策扩容系列一：减隔震，建筑安全卫士

2021-2023年，多个建材品类迎来“政策扩容”，2022年大多因资金问题、施工问题落地不显著，但无数案例证明政策拐点的重要性。2023年可能是多个子行业边际变化最大的一年，我们将系统梳理非金属材料的受益品种。第一篇，建筑减隔震。 我国建筑减隔震行业：《条例》预计扩容市场需求10倍+ （1）2021年7月19日，第744号国务院令公布《建设工程抗震管理条例》（简称《条例》），自2021年9月1日起施行。 （2）我们梳理了2021年9月以来、24个减隔震采购中标案例，总结如下特征： ①从项目类型来看，8个学校项目、5个医院项目，合计13个，占比54%。5家医院项目中有3家是非低价中标。数据中心、储气、机场项目是非低价中标，预计这些领域对抗震产品要求高于学校，8个学校项目中6个是低价中标。 ②从中标主体角度，采购金额落在100-1500万区间，5个1000万以上的大项目中，有4个为非低价中标，中标人为震安科技（3个）、天铁股份（1个）为主，对应是规模较大的上市公司。而1000万以下项目中，中标单位规模各异，部分情况下中小企业评标排名可以出现在更靠前的位置。所有24个项目中，震安中标11个。 ③从地区分布角度，24个案例主要分布在云南（5个）、山西（5个）、四川（2个）、河北（2个）、内蒙古（2个）、新疆（1个）等地震多发省份。 ④从产品类别角度，我们估计行业整体角度，减震产品数量占比更大、隔震产品金额占比更高。 （3）我们测算2025年建筑减隔震市场空间约205亿元，从不足20亿元到205亿元，减隔震市场迎来10倍以上扩容。潜在空间如机场、LNG储罐、核电站等。 《条例》正在加快落地，龙头更受益 对厂家来说，借助《条例》“推开”成长新局面，但充分竞争的市场下，市场机会明显分层。中低端持续激烈、低价中标普遍，重点项目、大金额项目更向龙头企业集中，技术与资金壁垒是关键。 对下游来说，首先，行业面临新一轮技术学习，尤其是甲方群体和设计院群体，落实责任意识，其次是衡量造价成本，高度区隔震可以减少建筑材料使用，但低度区使用减震会增加预算。所以落地一定是高度区优先、重点监视防御区需要更多推力。减隔震使用与否几乎是一个0与1的关系，出问题后的损失几何级放大，但大多数时候“相安无事”，就像地震本身一样难以预测，容易产生“侥幸”心理，或者优先级靠后。但这样的下游市场相对很多行业已经很“轻松”，有政策强制推动空间打开，有技术和资金壁垒对中低端、高端市场做“切割”，有云南、四川等省份经验可循。 投资建议：我们认为，减隔震行业是一个规模虽小但边际变化大、机会多的行业。《条例》加快落地带动的中高端机会，将更多被龙头企业攫取，因为中小企业与龙头差距在拉大，中小企业经历2022年更倾向中低端市场，对高端需求没有做好充足准备。随着2023年经济复苏，学校、医院等公建类项目投资恢复，前期项目可能要求加快落地，资金到位、项目复位双双提速，“机会留给准备的人”，龙头企业在项目储备、资金储备、产能储备、技术储备各方面均有明显优势。 风险提示：行业竞争加剧的风险；成本变化的风险；资金落地节奏不及预期。 1建筑减隔震技术：以柔克刚，安全为王 建筑减隔震是建筑减震和隔震技术的统称。减隔震技术是对传统抗震技术的一次革新，传统抗震设计理念是增强建筑本身的弹塑性，使其在地震后虽有变形却不倒塌，以保护生命安全为核心。而减隔震技术能够在保障生命安全的同时，对建筑功能也起到保护作用，即将建筑设计在弹性范围或较小的变形范围内，减少建筑损坏。 表1：建筑减震与隔震对比 减震原理及方法 建筑结构减震是指在房屋结构中设置消能装置，通过其局部变形提供附加阻尼，以消耗输入上部结构的地震能量，达到预期设防要求。具体方法是将结构中的某些构件（如支撑、剪力墙、连接件等）设计成消能杆件，在小风或小震下，这些消能杆件或装置，和结构共同工作，使结构处于弹性状态并保持正常的使用功能； 在大震作用下，随着建筑的侧向变形增大，消能杆件或设备能够产生较大阻尼，将输入到建筑的动能转化为热能等形式进行消耗，迅速衰减建筑结构的地震反应，避免主体出现危及生命和丧失使用功能的损坏。减震消能部件根据不同形式可分为消能支撑、消能剪力墙、消能节点和消能连接。 图1：四种消能部件 阻尼器是减震消能部件的核心单元之一。阻尼器根据不同的耗能机理可分为速度相关型、位移相关型和复合型阻尼器。目前最常见的速度相关型阻尼器为黏滞（流体）阻尼器。黏滞阻尼器的基本原理是与结构共同工作的黏滞流体阻尼器的导杆受力，推动活塞运动，活塞两边的高粘性阻尼介质产生压力差，使阻尼介质通过阻尼孔，产生阻尼力。位移相关型阻尼器的耗能大小与位移有关，常见的有金属屈服型阻尼器、摩擦型阻尼器。金属屈服型阻尼器可以通过累积塑性变形而消耗地震能量，保护主体结构。而复合型阻尼器具有速度、位移两种阻尼器的特点。 图2：黏滞阻尼器 图3：金属屈服型阻尼器 消能减震技术适用于建筑结构的地震/风振控制。结构层数越多、高度越高、变形越大、场地烈度越高，减震技术效果更加明显。减震技术适用场景包括：高层及超高层建筑、高柔度结构、大跨度桥梁、生命线工程、旧有建筑加固及改造等。 表2：常见的减震耗能装置及其特点 隔震原理及方法 基地隔震结构通过在基础结构和上部结构之间设置隔震层，使上部主体结构与地震动的水平成分隔离。地震作用的破坏力主要来自水平运动，而隔震层能大大减少上部结构受到的水平地震力。隔震层通常由隔震支座、阻尼器和复位装置组成，隔震支座既承担了建筑物的重量，又因其中含有弹簧而使建筑物具有一定的弹性恢复能力，阻尼器能吸收地震作用的能量，减少建筑位移。 （注释：地震动是一个名词） 复位装置能够使结构在微震或风荷载作用下，保持和普通结构相同的安全性。在建筑物遭遇较小的地震时，隔震结构能够有效减少地震对上部建筑的影响，因此对建筑本身的设计可以保持在弹性变形范围内，震后建筑物即可恢复到初始状态；在遭遇特大地震时，隔震结构也能有效保护人员的生命安全以及建筑的使用功能。 图4：隔震原理示意图 图5：隔震结构基本组成 常用的隔震支座包括天然夹层橡胶支座、铅芯橡胶支座、高阻尼橡胶支座等。 其中，天然夹层橡胶支座阻尼较小，不具备足够的耗能能力，需要配合阻尼器使用； 而铅芯橡胶支座和高阻尼橡胶支座本身具有良好的阻尼效果，对阻尼器的需求相对较小。 图6：天然夹层橡胶支座 图7：铅芯橡胶支座 表3：隔震支座主要类型及特点 1.1在高烈度区域具备经济性 相比于传统的结构抗震措施，减隔震技术是一种主动的抗震措施，能使建筑结构对抗地震作用、风荷载的能力大幅提高。优点包括： （1）安全性：消能减震构件能在地震发生时迅速吸收地震能量，减小结构受到的地震破坏，通常减震结构的地震反应能够比传统抗震结构降低20-40%。隔震技术可以降低建筑上部结构地震作用的50-80%。 （2）经济性：分为造价经济性和长期经济性。造价方面，减隔震技术在抗震烈度不低于8度的场地经济性明显。当建筑结构中设置有足够的减震消能装置时，建筑对剪力墙、结构断面配筋的需求都会减少，可节约造价约5%-10%，对于旧建筑物的改造加固，和传统抗震加固方案对比，可节约材料造价10%-60%。长期经济性方面，以墨西哥2003年地震为例，地震中2700栋建筑倒塌或严重破坏，13600栋建筑不同程度损坏，而安装了98个液体黏滞阻尼器的墨西哥市长大楼，在该地震中几乎没有任何损坏，大幅降低建筑修复成本。根据《隔震建筑的经济性分析》数据，采用隔震措施后一般可减小震后损失维修费用的8%-35%。 表4：减震、隔震对比 表5：场地类别划分 减隔震技术均能降低建筑物的钢筋混凝土用量，降低工程造价。云南日报数据显示，在全国范围内130个项目、355万平米的减隔震建筑工程的调查结果显示，大幅提高建筑性能的情况下，9度抗震设防区采用减隔震技术可节约造价5%左右，8度设防地区采用减隔震技术造价略微降低或持平，7设防地区造价约提高100元/平米。 以一座处于9度区的高层建筑为例，该高层建筑高度52.4米，采用框架-核心筒结构，耗能构件为屈曲约束支撑。场地条件为：II类场地，场地特征周期0.40s，罕遇地震特征周期0.45s。 图8：屈曲约束支撑平面布置图 消能减震方案、无减震设计方案的抗震效果和造价情况对比：减震消能设计下，该项目的造价节约了169.35万元，而原设计方案总工程造价为2363.01万元，造价节约比例7.17%。 表6：减震设计与传统抗震设计对比 隔震技术同样能够节约工程造价，在抗震设防烈度较大的地区，隔震技术节约的混凝土、钢材造价＞隔震设备成本，形成经济效益。 我们梳理部分工程项目隔震与非隔震方案的造价测算，可以发现隔震技术在8度及以上抗震烈度地区的多数工程建设项目可节约造价约1-3.5%。 表7：隔震设计与传统抗震设计对比 参考文献包括《框架结构隔震技术的应用及其经济性分析》（丁伟伟等著）、《8度区某学校隔震设计与经济性分析》（王华等著）、《某剪力墙结构隔震设计技术经济性研究》（范重等著）、《9度区某高层酒店隔震设计及经济性分析》（周颖等著）、《隔震建筑的经济性分析》（党育等著） （3）技术合理性：对于减震技术，结构高度越高、柔度越大，消能减震的效果就越显著。隔震技术也同样可以确保“地震越大，隔震效果越好”。 1.2上游材料成本占比超6成 减隔震产品的主要原材料包括：橡胶、钢材、胶黏剂、阻尼介质、涂料等，铅芯隔震产品的原材料还包括铅锭。钢板、橡胶、铅锭等原材料是大宗商品，价格受经济周期、市场需求、汇率影响，波动较大。以行业龙头震安科技为例，2020年隔震、减震的原材料金额在营业成本中占比分别为65.66%、68.07%，2021年则提高到72.42%、75.54%。震安会采取钢材套期保值应对材料价格波动。最常见的胶黏剂阻尼介质是聚二甲基硅氧烷。目前在技术标准较低的地区，减隔震产品价格竞争较为激励，厂家的成本控制能力很重要。 根据2019年震安科技招股说明书，2018年公司采购所有原材料中，钢材金额占比70.97%，其次是胶黏剂，占比10.63%；隔震支座原材料成本中，钢材占比为73.28%，橡胶占比为9.67%。 图9：2018年震安科技隔震支座成本构成 图10：2018年震安科技隔震支座原材料成本构成 图11：2019-2022钢材综合价格指数（截至12.16） 1.3下游需求以学校医院为主 下游客户主要为建设项目施工方、以及少量业主单位。减隔震产品的市场主要在重点设防类建筑、特殊设防类建筑，根据《建筑工程抗震设防分类标准》，按工程类型下游需求主要为学校、医院、机场、贮气罐、电力建筑、通信建筑、科研试验建筑、大型场馆、部分工业建筑等。这类建筑通常具有人员密集、抗震设防要求高的特点。 图12：建筑减隔震上下游 2建筑减隔震市场：政策推进，百亿扩容 2.1日本市场：研发起步早，受政策+事件催化 日本减隔震发展较早，作为地震高发国，早在20世纪60年代便开始与各国开展叠层橡胶支座研究；1981年，日本大幅修改抗震标准，将住宅抗震等级从旧标准的震度５左右不倒提高到震度６强至震度７不倒；1985年日本国内的几家建筑公司开始研发免震构造系统，4家制造厂商开始开发隔震装置生产，隔震行业从研究阶段进入开发竞争阶段；2000年日本发布隔震设计告示，对隔震建筑物的结构安全及隔震材料制定了技术标准；2011年东日本大地震发生后，新增60米以上高层建筑100%采用减隔震技术，并开始重视超高层建筑在长周期地震下的地震反应研究，开发出一系列新型减震器。根据历史表现，日本隔震建筑数量的增长会以地震事件及政策的更新为契机。 普利司通，日本唯一能提供所有类型产品的隔震橡胶制造商，最大可以制造直径为1800毫米的隔震橡胶，隔震产品耐久性可达60年，同时拥有完备的隔震装置测试与评估设备，代表产品为高阻尼橡胶隔震支座。（来源：普利司通公司官网）。 图13：日本隔震建