CN112160427A - 一种基于bim的3d打印装配式建筑 - Google Patents

一种基于bim的3d打印装配式建筑 Download PDF

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Abstract

本方案属于建筑工程技术领域，公开了一种基于BIM的3D打印装配式建筑。包括由3D打印零件装配而成的建筑主体；所述建筑主体天花板内设有通道，所述通道内设有组成逃生通道的分段滑梯，所述分段滑梯内设有旋转滑梯和头尾相配合的伸缩柱，所述分段滑梯拉伸状态长度等于单层楼高度，所述分段滑梯以折叠方式通过设置在天花板内的记忆合金固定在天花板通道内；所述记忆合金与设置在天花板内的加热装置连接，所述加热装置与重力开关连接，所述重力开关设置在分段滑梯上。本方案在现有技术上在做了改进，通过引入分段滑梯使得建筑主体在发生火灾时，多层楼的逃生人员能够快速通过逃生通道安全逃生。

Description

一种基于BIM的3D打印装配式建筑
技术领域
本方案属于建筑技术领域，具体涉及一种基于BIM的3D打印装配式建筑。
背景技术
随着建筑4.0时代的到来，装配式建筑将成为建筑模式的主流。基于BIM的3D打印装配式建筑将被大规模投入使用，其中BIM(建筑信息模型)是一种用于设计、建造、管理的数字化方法。3D打印则是采用数字技术材料打印机来实现，用于一些产品的直接制造，现建筑领域使用这种技术打印而成的零部件。
基于BIM的3D打印装配式建筑支持建筑工程的集成管理环境，通过BIM建模技术实现建筑结构的模块化，通过3D打印技术实现模块的快速批量生产，可以使建筑工程在其整个进程中显著提高效率、大量减少风险；此外，装配式建筑除了满足日常居住所需以外，逃生装置也非常重要，当遇到紧急情况时，能够迅速紧急逃生，减少人员伤亡。
公开号为CN 204502169U的中国实用新型专利公开了一种高层建筑垂直式逃生滑道，该逃生滑道包括初始时设置在高层建筑逃生口附近的箱体，箱体连接有能够将该箱体自逃生口推出并悬置于高层建筑外的伸缩机构，箱体内装有螺旋形的滑道，滑道的进口端固定于箱体内，出口端自由放置于箱体内，在滑道外侧壁上安装有螺旋型钢丝，箱体底板为能够与箱体分离的活动部件，箱体内设置有能够将箱体底板向下放至地面的升降装置，箱体底板与箱体之间连接有用于固定滑道的钢缆，滑道上的钢丝与钢缆相固定，在箱体底板下移过程中，钢缆牵拽滑道下移使滑道形成并保持螺旋状。
该实用新型专利的高层建筑垂直式逃生滑道结构复杂，并且只适用于单层用户逃生，并不适合大火时多层楼用户同时逃生的情况。
发明内容
本方案提供一种基于BIM的3D打印装配式建筑的滑梯通道，以解决现有技术在火灾情况下多层楼用户同时逃生的问题。
为了达到上述目的，本方案提供一种基于BIM的3D打印装配式建筑，包括由3D打印零件装配而成的建筑主体；所述建筑主体上设有逃生通道；所述建筑主体天花板内设有通道，所述通道内设有组成逃生通道的分段滑梯，所述分段滑梯内设有旋转滑梯和头尾相配合的伸缩柱，所述分段滑梯拉伸状态长度等于单层楼高度，所述分段滑梯以折叠方式通过设置在天花板内的记忆合金固定在天花板通道内；所述记忆合金与设置在天花板内的加热装置连接，所述加热装置与重力开关连接，所述重力开关设置在分段滑梯上；所述伸缩柱设有分支，所述分支与旋转滑梯连接。
本方案原理：当室内发生火灾时，设置在天花板内的记忆合金温度升高，产生形变，放下折叠在天花板通道内的分段滑梯，分段滑梯内的旋转滑梯和伸缩柱在自身重力的情况下迅速展开，然后完全伸展开的分段滑梯下端接触下层楼分段滑梯上的重力开关，重力开关通电控制加热装置给记忆合金加热，使记忆合金产生形变放下下层楼天花板内折叠设置的分段滑梯，各个伸缩柱相互配合支撑整个逃生通道重量，其分支连接并伸展旋转滑梯，以此类推形成一个逃生通道。
本方案有益效果：着火楼层及其他楼层受影响的用户进入整个滑梯内部，从旋转滑梯上快速滑下去，避免火灾来临时无法多层楼用户同时逃生的状况。
进一步，所述通道内还设有伸展和折叠时高度与分段滑梯伸展和折叠时相同的圆柱形外壳，所述圆柱形外壳以折叠方式通过设置在天花板内的记忆合金固定在天花板内，所述圆柱形外壳上设有出入口和用于控制出入口的开关。本层人员可通过开关进入滑梯内，而滑梯内的人不能直接进入别人家里，圆柱形外壳保护他人隐私和财产安全。
进一步，所述逃生通道设置在阳台上，一般阳台着火的可能性比较小，室内着火的可能性比较大，即使阳台着火，逃生人员也可从大门逃出。
进一步，所述滑梯通道内设置的旋转滑梯与水平面的坡度为30°，滑下去的时候速度不会太快，舒适度更好。
进一步，所述圆柱形外壳上设有烟雾报警器，当某一层楼发生火灾时，烟雾报警器就会检测到烟雾然后发出警报声，提醒人们赶紧逃生。
进一步，设有分段滑梯的天花板处四周设有围挡和警示标志，避免逃生通道形成时，人们正好站在分段滑梯处，毫无准备的进入逃生通道并滑下去了。
进一步，所述分段滑梯内的旋转滑梯内圈与伸缩柱完全接触，避免人们在逃生通道中下滑时，不小心将手脚之卡在旋转滑梯的内圈中。
进一步，所述阳台上设有推拉门，所述推拉门的上下门框内设有滑动轨道，所述滑动轨道与推拉门相配合，所述推拉门门框左右两侧设有槽口，所述槽口内设有记忆合金，所述记忆合金伸展状态时与推拉门接触。在阳台推拉门关闭的情况下，室内着火，记忆合金温度升高，产生形变，使推拉门自动弹开，为逃生人员争取更多时间。
进一步，所述推拉门靠近室内门沿侧面上设有溶液腔，所述溶液腔内设有隔膜，所述隔膜将溶液腔分为两个腔，所述溶液腔内分别设有碳酸钙和稀盐酸，所述推拉门靠近室内门沿侧面上设有溶液腔，所述溶液腔内设有隔膜，所述隔膜将溶液腔分为两个腔，所述溶液腔内分别设有碳酸钙和稀盐酸；所述溶液腔伸展部分设有滑动轨道，所述滑动轨道上连接有推板，所述推板上设有橡胶棒，所述溶液腔靠近推板的一侧设有通孔，所述通孔与橡胶棒相配合，所述橡胶棒连接有直径比橡胶棒小的圆杆，所述圆杆与隔膜连接，所述推板与溶液腔之间连接有记忆合金。当室内着火，记忆合金受热伸长，将推板向远离溶液腔的方向推动，推板带动橡胶棒和圆杆向远离溶液腔的方向滑动，使橡胶棒完全不接触通孔，圆杆移动过程中将隔膜破坏，使溶液腔内的碳酸钙和稀盐酸发生化学反应，生成水和二氧化碳，二氧化碳从溶液腔上的通孔与圆杆之间的孔中流出，溶液腔伸展部分使二氧化碳向下扩散，将室内因发生火灾产生的烟雾隔离在室内，避免气体进入逃生通道内。
进一步，所述溶液腔材质为塑料材质，塑料材质不会被稀盐酸腐蚀。
附图说明
图1为本发明实施例的逃生通道结构示意图。
图2为本发明实施例的分段滑梯折叠结构示意图。
图3为本发明实施例的分段滑梯展开结构示意图。
图4为本发明实施例的推拉门结构示意图。
图5为本发明实施例的溶液腔剖面结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细的说明：
说明书附图中的附图标记包括：建筑主体1、逃生通道101、分段滑梯2、旋转滑梯201、伸缩柱202、分支203、A记忆合金204、重力开关205、出入口206、圆柱形外壳207、阳台208、天花板209、下层楼天花板210、通道211、推拉门3、B记忆合金301、溶液腔302、橡胶棒303、圆杆304、隔膜305、通孔306、推板307、C记忆合金308。
实施例基本如附图1、附图2所示：
本方案提供一种基于BIM的3D打印装配式建筑，包括建筑主体1，建筑主体1通过3D打印零件装配而成，而装配零件则是先通过BIM技术设计好的。
BIM(建筑信息模型)是一种用于设计、建造、管理的数字化方法。3D打印则是采用数字技术材料打印机来实现，用于一些产品的直接制造。基于BIM的3D打印装配式建筑支持建筑工程的集成管理环境，通过BIM建模技术实现建筑结构的模块化，然后通过3D打印技术实现模块的快速批量生产，可以使建筑工程在其整个进程中显著提高效率、大量减少风险。
建筑主体1的各层楼天花板内设有通道211，通道211内设有分段滑梯2，各层楼分段滑梯2构成逃生通道101；每层楼的天花板内设置有八个A记忆合金204，八个A记忆合金204将折叠的分段滑梯2固定在天花板209内。分段滑梯201拉伸状态时长度等于单层楼楼高，A记忆合金204与设置在天花板209上的加热装置连接，加热装置与重力开关205连接，重力开关205设置在分段滑梯2上。
A记忆合金204呈弹簧形状且受温度影响会发生形变；当重力开关205闭合时，加热装置工作给A记忆合金204加热，使之受热发生形变缩短。当重力开关205打开时，加热装置不工作，A记忆合金204不发生形变。
分段滑梯2内设有旋转滑梯201和头尾相配合的伸缩柱202，伸缩柱202设有分支203，分支203与旋转滑梯201连接。分段滑梯2的四周设有圆柱形外壳207，圆柱形外壳207折叠和拉伸时的高度与分段滑梯2折叠和拉伸时的高度完全一样，圆柱形外壳207折叠时通过八个A记忆合金204固定在天花板209内。
逃生通道101设置在阳台208上，一般阳台208着火的可能性比较小，室内着火的可能性比较大，即使阳台208着火，逃生人员也可从大门逃出。
附图3所示：
当A记忆合金204受热时，发生形变自动回缩，放下折叠在天花板209内的旋转滑梯201、圆柱形外壳207和伸缩柱202，圆柱形外壳207起一个保护作用，将旋转滑梯201四周围住，伸缩柱202的分支203与旋转滑梯部分连接；伸展后的旋转滑梯201下端接触下层楼分段滑梯2上的重力开关205，重力开关205通电控制加热装置给A记忆合金204加热，A记忆合金204受热发生形变，自动回缩，放下折叠在下层楼天花板210内的旋转滑梯201、圆柱形外壳207和伸缩柱202。以此类推，建筑主体1内的全部伸缩柱202通过相互配合相连接形成一个总支撑柱，全部分段滑梯2相互配合连接成一个逃生通道101，所有天花板和伸缩柱承担整个逃生通道101和逃生人员的重量。圆柱形外壳207上设有出入口206和用于控制出入口206打开闭合的开关，本楼层的人员可通过出入口206进入，而逃生通道101内的其他楼层人员则不能从内侧打开出入口206，圆柱形外壳207的设置可以确保本层楼财产及隐私安全。逃生通道101的最底层出口可直接连通至室外，使逃生人员能够安全出去。
圆柱形外壳207上设有烟雾报警器，能够感受到烟雾并发出报警声，提醒人们赶紧逃生。滑梯通道1内设置的旋转滑梯201与水平面的坡度为30°，滑下去的时候速度不会太快，舒适度更好。
分段滑梯2内的旋转滑梯201内圈与伸缩柱202完全接触，避免人们在逃生通道1中下滑时，不小心将手脚之卡在旋转滑梯201的内圈中。
设有分段滑梯2的天花板209处四周设有围挡和警示标志，避免逃生通道101形成时，人们正好站在分段滑梯2处，毫无准备的进入逃生通道并滑下去了。
附图4所示：
阳台208上设有通入室内的推拉门3，推拉门的上下门框内设有滑动轨道，滑动轨道与推拉门3相配合，推拉门3门框左右两侧设有槽口，所述槽口内设有弹簧形状的B记忆合金301，B记忆合金301伸展状态时与推拉门接触。当推拉门3被锁上，由于室内着火因高温导致门锁被破坏无法打开推拉门3，B记忆合金301受高温产生形变，向推拉门3门方向伸展，推动推拉门3打开，帮助本楼层人员快速从室内出去进入到逃生通道101内。
附图5所示：
推拉门3靠近室内门沿侧面上设有溶液腔302，溶液腔302内设有隔膜305，隔膜305将溶液腔302分为两个腔，溶液腔302内分别设有碳酸钙和稀盐酸，溶液腔302两端伸展部分都设有滑动轨道，所述滑动轨道上连接有推板307，推板307上设有橡胶棒303，溶液腔302靠近推板307的一侧设有通孔306，通孔306与橡胶棒303相配合，橡胶棒303连接有直径比橡胶棒303小的圆杆304，圆杆304与隔膜305连接，推板307与溶液腔302之间连接有C记忆合金308，C记忆合金308呈弹簧形状且受热发生形变。
当室内着火，C记忆合金308受热伸展，将推板307向远离溶液腔302的方向推动，推板307带动橡胶棒303和圆杆304向远离溶液腔302的方向滑动，使橡胶棒303完全不接触通孔306，圆杆304移动过程中将隔膜305破坏，使溶液腔302内的碳酸钙和稀盐酸发生化学反应，生成水和二氧化碳，二氧化碳从溶液腔上的通孔306与圆杆304之间的孔中流出，溶液腔302伸展部分使二氧化碳向下扩散，将室内因发生火灾产生的烟雾隔离在室内，避免气体进入逃生通道内。
具体操作：
整个逃生通道1在不发生火灾时，其组成部分分段滑梯2分别折叠固定在单层楼的天花板209内，与正常阳台无异。当室内发生火灾时，分段滑梯2内A记忆合金204发生形变，自动缩回，使分段滑梯2下落至下层楼天花板210上，并触动下层楼分段滑梯2上的重力开关205，重力开关205通电控制加热装置给A记忆合金204加热，A记忆合金204受热发生形变，自动回缩，放下折叠在下层楼天花板210内的旋转滑梯201、圆柱形外壳207和伸缩柱202，依此类推，各个楼层的分段滑梯2相互配合形成一个完整的逃生通道101，其中各个分段滑梯2中的伸缩柱202相互配合形成一个支撑柱，和阳台一起支撑着逃生通道101和逃生人员的重量。圆柱形外壳207上的烟雾报警器发出警报声，提醒本层楼人员赶紧逃生，本层楼的人员通过打开圆柱形外壳207上的出入口206进入逃生通道1内进行逃生。
此时如果阳台208上的推拉门3被锁起来，因高温导致锁坏了无法打开时，推拉门3上的B记忆合金301受热产生形变，朝推拉门3方向推动推拉门3，使推拉门3被打开，方便逃生人员快速从室内进入阳台208上的逃生通道1逃生。
此时，C记忆合金308受热伸展，将推板307向远离溶液腔302的方向推动，推板307带动橡胶棒303和圆杆304向远离溶液腔302的方向滑动，使橡胶棒303完全不接触通孔306，圆杆304移动过程中将隔膜305破坏，使溶液腔302内的碳酸钙和稀盐酸发生化学反应，生成水和二氧化碳，二氧化碳从溶液腔302上的通孔306中流出，溶液腔302上端伸展出来的部分将阻隔二氧化碳向上扩散，使二氧化碳向下扩散，将室内因发生火灾产生的烟雾隔离在室内，避免气体进入逃生通道1内呛到逃生人员。同时产生的水从通孔306中流出，对室内进行灭火。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种基于BIM的3D打印装配式建筑，包括由3D打印零件装配而成的建筑主体；所述建筑主体上设有逃生通道；其特征在于：所述建筑主体天花板内设有通道，所述通道内设有组成逃生通道的分段滑梯，所述分段滑梯内设有旋转滑梯和头尾相配合的伸缩柱，所述分段滑梯拉伸状态长度等于单层楼高度，所述分段滑梯以折叠方式通过设置在天花板内的记忆合金固定在天花板通道内；所述记忆合金与设置在天花板内的加热装置连接，所述加热装置与重力开关连接，所述重力开关设置在分段滑梯上，所述伸缩柱设有分支，所述分支与旋转滑梯连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于BIM的3D打印装配式建筑，其特征在于：所述通道内还设有伸展和折叠时高度与分段滑梯伸展和折叠时相同的圆柱形外壳，所述圆柱形外壳以折叠方式通过设置在天花板内的记忆合金固定在天花板内，所述圆柱形外壳上设有出入口和用于控制出入口的开关。
3.根据权利要求1所述的一种基于BIM的3D打印装配式建筑，其特征在于：所述逃生通道设置在阳台上。
4.根据权利要求1所述的一种基于BIM的3D打印装配式建筑，其特征在于：所述滑梯通道内设置的滑梯与水平面的坡度为30°。
5.根据权利要求2所述的一种基于BIM的3D打印装配式建筑，其特征在于：所述圆柱形外壳上设有烟雾报警器。
6.根据权利要求1所述的一种基于BIM的3D打印装配式建筑，其特征在于：设有分段滑梯的天花板处四周设有围挡和警示标志。
7.根据权利要求1所述的一种基于BIM的3D打印装配式建筑，其特征在于：所述分段滑梯内的旋转滑梯内圈与伸缩柱完全接触。
8.根据权利要求3所述的一种基于BIM的3D打印装配式建筑，其特征在于：所述阳台上设有推拉门，所述推拉门的上下门框内设有滑动轨道，所述滑动轨道与推拉门相配合，所述推拉门门框左右两侧设有槽口，所述槽口内设有记忆合金，所述记忆合金伸展状态时与推拉门接触。
9.根据权利要求8所述的一种基于BIM的3D打印装配式建筑，其特征在于：所述推拉门靠近室内门沿侧面上设有溶液腔，所述溶液腔内设有隔膜，所述隔膜将溶液腔分为两个腔，所述溶液腔内分别设有碳酸钙和稀盐酸；所述溶液腔伸展部分设有滑动轨道，所述滑动轨道上链接有推板，所述推板上设有橡胶棒，所述溶液腔靠近推板的一侧设有通孔，所述通孔与橡胶棒相配合，所述橡胶棒连接有直径比橡胶棒小的圆杆，所述圆杆与隔膜连接，所述推板与溶液腔之间连接有记忆合金。
10.根据权利要求9所述的一种基于BIM的3D打印装配式建筑，其特征在于：所述溶液腔材质为塑料材质。
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