KR102002829B1 - 3d 프린터를 이용하여 제작한 벽체구조 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 수직으로 형성되는 전면벽(100);
상기 전면벽(100) 후면에 이격되어 수직으로 형성되는 후면벽(200);
상기 전면벽(100)과 상기 후면벽(200) 사이에 다수개의 수직중공(300)을 형성하며 채워지는 내부벽(400);
을 포함하여 구성되되,
3D 프린터를 이용하여 일체로 제작되므로 상기 전면벽(100) 및 상기 후면벽(200) 그리고 상기 수직중공(300) 및 상기 내부벽(400)의 위치와 형상 그리고 크기를 다양하게 비정형으로 제작할 수 있는 것을 특징으로 하는 3D 프린터를 이용하여 제작한 벽체구조를 제공한다.
더불어 수직으로 형성되는 전면벽(100);
상기 전면벽(100) 후면에 이격되어 수직으로 형성되는 후면벽(200);
상기 전면벽(100)과 상기 후면벽(200) 사이에 다수개의 중공(300`)을 형성하며 채워지는 내부기둥(400`);
을 포함하여 구성되되,
3D 프린터를 이용하여 일체로 제작되므로 상기 전면벽(100) 및 상기 후면벽(200) 그리고 상기 중공(300`) 및 상기 내부기둥(400`)의 위치와 형상 그리고 크기를 다양하게 비정형으로 제작할 수 있는 것을 특징으로 하는 3D 프린터를 이용하여 제작한 벽체구조를 제공한다.
상기 전면벽(100) 후면에 이격되어 수직으로 형성되는 후면벽(200);
상기 전면벽(100)과 상기 후면벽(200) 사이에 다수개의 수직중공(300)을 형성하며 채워지는 내부벽(400);
을 포함하여 구성되되,
3D 프린터를 이용하여 일체로 제작되므로 상기 전면벽(100) 및 상기 후면벽(200) 그리고 상기 수직중공(300) 및 상기 내부벽(400)의 위치와 형상 그리고 크기를 다양하게 비정형으로 제작할 수 있는 것을 특징으로 하는 3D 프린터를 이용하여 제작한 벽체구조를 제공한다.
더불어 수직으로 형성되는 전면벽(100);
상기 전면벽(100) 후면에 이격되어 수직으로 형성되는 후면벽(200);
상기 전면벽(100)과 상기 후면벽(200) 사이에 다수개의 중공(300`)을 형성하며 채워지는 내부기둥(400`);
을 포함하여 구성되되,
3D 프린터를 이용하여 일체로 제작되므로 상기 전면벽(100) 및 상기 후면벽(200) 그리고 상기 중공(300`) 및 상기 내부기둥(400`)의 위치와 형상 그리고 크기를 다양하게 비정형으로 제작할 수 있는 것을 특징으로 하는 3D 프린터를 이용하여 제작한 벽체구조를 제공한다.
Description
본 발명은 3D 프린터를 이용하여 벽체 내부에 중공을 동시에 형성하여 배관 공간 및 단열재 공간을 일체로 시공할 수 있으며, 위치와 형상 그리고 크기를 다양하게 비정형으로 제작할 수 있는 것을 특징으로 하는 3D 프린터를 이용하여 제작한 벽체구조에 관한 것이다.
콘크리트 복합벽체는 거푸집, 외장재, 단열재, 구조체, 내장재 등 다수의 층이 평행하게 배열되어 구성된다.
3D 프린팅 적층 장비를 이용하여 콘크리트 복합벽체를 시공하는 경우, 거푸집 없이 외벽을 출력 후 벽체 사이에 지그재그, S자, 8자 등 Infill 패턴을 출력하는 방식으로 구성한다.
기존 대부분의 3D 콘크리트 벽체 구조는 구조체 중심으로 형성되며, 벽체 성능 확보를 단열, 배선 및 배관 설비, 방수 등과 같은 공정은 3D 콘크리트 벽체 구조와는 별도로 구분되며 필요시 기존 방식으로 진행된다.
구조체 중심의 3D 프린팅 콘크리트 벽체 구조는 단열, 배선 및 배관 설비, 방수 등과 같은 일반적인 벽체의 요구 성능을 만족시키지 못하며 이러한 벽체 구조로 시공된 건물은 거주공간으로 활용되기에 한계를 갖는다.
또한, 벽체 구조와 단열 및 설비 요소 등이 분리되어 형성됨으로서 시공 복잡성이 높아지는 단점이 있다. 특히, 비정형의 구조체일 경우 단열 및 설비 요소 등의 시공 난이도가 높아 공사비용 및 공사기간의 증가로 이어지는 문제점이 있다.
이에 본 발명자는 3D 프린팅 적층 장비를 이용하여 콘크리트 벽체를 시공함에 있어 구조체와 단열과 설비 공간이 디자인된 중공 Infill 패턴을 동시에 적층하여 다용도의 공간을 함께 형성하는 벽체 구조를 제공하기 위하며 본 발명을 개발하기에 이르렀다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해서 제시되는 것이다. 그 목적은 3D 프린터를 이용하여 벽체 내부에 중공을 동시에 형성하여 배관 공간 및 단열재 공간을 일체로 시공할 수 있으며, 위치와 형상 그리고 크기를 다양하게 비정형으로 제작할 수 있는 것을 특징으로 하는 3D 프린터를 이용하여 제작한 벽체구조를 제공하고자 한다.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은 수직으로 형성되는 전면벽(100);
상기 전면벽(100) 후면에 이격되어 수직으로 형성되는 후면벽(200);
상기 전면벽(100)과 상기 후면벽(200) 사이에 다수개의 수직중공(300)을 형성하며 채워지는 내부벽(400);
을 포함하여 구성되되,
3D 프린터를 이용하여 일체로 제작되므로 상기 전면벽(100) 및 상기 후면벽(200) 그리고 상기 수직중공(300) 및 상기 내부벽(400)의 위치와 형상 그리고 크기를 다양하게 비정형으로 제작할 수 있는 것을 특징으로 하는 3D 프린터를 이용하여 제작한 벽체구조를 제공한다.
더불어 수직으로 형성되는 전면벽(100);
상기 전면벽(100) 후면에 이격되어 수직으로 형성되는 후면벽(200);
상기 전면벽(100)과 상기 후면벽(200) 사이에 다수개의 중공(300`)을 형성하며 채워지는 내부기둥(400`);
을 포함하여 구성되되,
3D 프린터를 이용하여 일체로 제작되므로 상기 전면벽(100) 및 상기 후면벽(200) 그리고 상기 중공(300`) 및 상기 내부기둥(400`)의 위치와 형상 그리고 크기를 다양하게 비정형으로 제작할 수 있는 것을 특징으로 하는 3D 프린터를 이용하여 제작한 벽체구조를 제공한다.
본 발명에 따르면 3D 프린터를 이용하여 벽체 내부에 중공을 동시에 형성하여 배관 공간 및 단열재 공간을 일체로 시공할 수 있으며, 위치와 형상 그리고 크기를 다양하게 비정형으로 제작할 수 있는 것을 특징으로 하는 3D 프린터를 이용하여 제작한 벽체구조를 제공한다.
도 1은 본 발명의 3D 프린터를 이용하여 제작한 벽체구조를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 3D 프린터를 이용하여 제작한 벽체구조의 다른 실시예이다.
도 3은 본 발명의 3D 프린터를 이용하여 제작한 벽체구조에서 기둥부 및 유닛단위의 구성을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 3D 프린터를 이용하여 제작한 벽체구조에서 기둥부 및 1층 전체단위의 구성을 도시한 것이다.
도 5 및 6은 본 발명에서 배선관과 케이싱을 도시한 것이다.
도 7은 본 발명에서 유닛 상호간의 결합부를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 3D 프린터를 이용하여 제작한 벽체구조의 다른 실시예이다.
도 3은 본 발명의 3D 프린터를 이용하여 제작한 벽체구조에서 기둥부 및 유닛단위의 구성을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 3D 프린터를 이용하여 제작한 벽체구조에서 기둥부 및 1층 전체단위의 구성을 도시한 것이다.
도 5 및 6은 본 발명에서 배선관과 케이싱을 도시한 것이다.
도 7은 본 발명에서 유닛 상호간의 결합부를 도시한 것이다.
이하 첨부한 도면과 함께 상기와 같은 본 발명의 개념이 바람직하게 구현된 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 3D 프린터를 이용하여 제작한 벽체구조를 도시한 것이다.
본 발명의 3D 프린터를 이용하여 제작한 벽체구조는 도시된 바와 같이,
수직으로 형성되는 전면벽(100);
상기 전면벽(100) 후면에 이격되어 수직으로 형성되는 후면벽(200);
상기 전면벽(100)과 상기 후면벽(200) 사이에 다수개의 수직중공(300)을 형성하며 채워지는 내부벽(400);
을 포함하여 구성되되,
3D 프린터를 이용하여 일체로 제작되므로 상기 전면벽(100) 및 상기 후면벽(200) 그리고 상기 수직중공(300) 및 상기 내부벽(400)의 위치와 형상 그리고 크기를 다양하게 비정형으로 제작할 수 있는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 수직중공(300)의 어느 하나 이상에는 수직철근(미도시)이 배근되고 콘크리트(미도시)가 타설될 수 있고,
수직배관(미도시)이 설치될 수도 있으며,
단열재(미도시)가 설치될 수 있는 것을 특징으로 한다.
도 3은 본 발명의 3D 프린터를 이용하여 제작한 벽체구조에서 기둥부 및 유닛단위의 구성을 도시한 것이고,
도 4는 본 발명의 3D 프린터를 이용하여 제작한 벽체구조에서 기둥부 및 1층 전체단위의 구성을 도시한 것이다.
도시된 바와 같이,
상기 전면벽(100)과 상기 후면벽(200) 그리고 상기 내부벽(400)의 단부에는 내부에 기둥철근(미도시)을 배근하고 콘크리트(미도시)를 타설할 수 있는 기둥거푸집 기능을 하는 기둥부(C);가 설치되는 것을 특징으로 한다.
그리고 유닛단위로 제작되어 유닛 상호간을 측면으로 결합할 수 있는 것을 특징으로 한다.
도시되지는 않았으나 본 발명은 벽체 뿐 아니라 슬래브로도 이용가능하다.
도 5 및 6은 본 발명에서 배선관과 케이싱을 도시한 것이다.
도시된 바와 같이,
상기 전면벽(100)과 상기 후면벽(200) 중 어느 하나 이상에는 전선을 포함한 배선을 매립할 수 있도록 외면에 슬롯 모양의 배선관(P)이 형성되고,
상기 배선관(P)에는 케이싱(CS)이 결합되어 마감되는 것을 특징으로 한다.
따라서 도 5와 같이, 상기 전면벽(100) 또는 상기 후면벽(200)에서 상기 케이싱(CS)이 돌출되지 않도록 상기 케이싱(CS)이 상기 배선관(P)을 감추면서 마감된다.
그리고 상기 배선관(P)과 상기 케이싱(CS)의 결합부는 상기 케이싱(CS)이 이탈하지 않도록 단턱을 형성하여 결합하는 것을 특징으로 한다.
도 7은 본 발명에서 유닛 상호간의 결합부를 도시한 것이다.
구체적으로 도 8(a) 및 (b)는 ‘장부이음’을 도시한 것이고, 도 8(c)는 ‘촉이음’을 도시한 것이다.
본 발명은 유닛단위로 제작되어 유닛 상호간을 상하로 결합할 수 있는 것을 특징으로 한다.
그리고 도 7과 같이 상기 유닛 상호간의 결합부는,
횡하중에 저항하여 이탈되지 않도록 장부이음 또는 촉이음으로 결합되는 것을 특징으로 한다.
도 2는 본 발명의 3D 프린터를 이용하여 제작한 벽체구조의 다른 실시예이다.
도 2의 실시예는 도 1의 실시예에서 중공과 채움부를 서로 대체한 것이다.
본 발명의 3D 프린터를 이용하여 제작한 벽체구조의 다른 실시예는,
수직으로 형성되는 전면벽(100);
상기 전면벽(100) 후면에 이격되어 수직으로 형성되는 후면벽(200);
상기 전면벽(100)과 상기 후면벽(200) 사이에 다수개의 중공(300`)을 형성하며 채워지는 내부기둥(400`);
을 포함하여 구성되되,
3D 프린터를 이용하여 일체로 제작되므로 상기 전면벽(100) 및 상기 후면벽(200) 그리고 상기 중공(300`) 및 상기 내부기둥(400`)의 위치와 형상 그리고 크기를 다양하게 비정형으로 제작할 수 있는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 중공(300`)의 어느 하나 이상에는 수직철근(미도시)이 배근되고 콘크리트(미도시)가 타설되는 것을 특징으로 하며,
상기 중공(300`)의 어느 하나 이상에는 수직배관(미도시)이 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 중공(300`)의 어느 하나 이상에는 단열재(미도시)가 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 전면벽(100)과 상기 후면벽(200)의 단부에는 내부에 기둥철근(미도시)을 배근하고 콘크리트(미도시)를 타설할 수 있는 기둥거푸집 기능을 하는 기둥부(C);가 설치되는 것을 특징으로 한다.
그리고 본 발명은 유닛단위로 제작되어 유닛 상호간을 측면으로 결합할 수 있는 것을 특징으로 하며,
상기 전면벽(100)과 상기 후면벽(200)의 중단에도 상기 기둥부(C);가 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기 전면벽(100)과 상기 후면벽(200) 중 어느 하나 이상에는 전선을 포함한 배선을 매립할 수 있도록 외면에 슬롯 모양의 배선관(P)이 형성되고,
상기 배선관(P)에는 케이싱(CS)이 결합되어 마감되는 것을 특징으로 하며,
상기 배선관(P)과 상기 케이싱(CS)의 결합부는 상기 케이싱(CS)이 이탈하지 않도록 단턱을 형성하여 결합하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 유닛단위로 제작되어 유닛 상호간을 상하로 결합할 수 있는 것을 특징으로 하며,
상기 유닛 상호간의 결합부는,
횡하중에 저항하여 이탈되지 않도록 장부이음 또는 촉이음으로 결합되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 3D 프린팅 적층 장비를 활용한 단열 및 설비 공간이 일체로 형성된 3D 프린팅 콘크리트 벽체 구조의 시공방법은 다음과 같다.
* 설계단계에서 구조, 단열재, 설비 요소를 고려한 3D 모델이 마련되어야 한다.
첫째, 벽체선을 적층 후 벽과 벽 사이 공간에 원형 중공(中空) 형상의 기둥선을 적층, 일정 설정 높이까지 반복한다.
둘째, 이음에 적절한 위치에 수평 철근을 배근하고 수직 철근 가이드 부재를 설치한다.
셋째, 첫째와 둘째 공정을 반복한다.
넷째, 원하는 벽체 높이가 형성되면, 중공(中空) 형상의 기둥 내부에 수직 배관을 설치하고, 단열재를 충전한다.
다섯째, 사전에 설치한 수직 철근 가이드 부재에 수직 철근을 끼워 배근한다.
본 발명은 상기에서 언급한 바와 같이 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었으나, 본 발명의 요지를 벗어남이 없는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하며, 다양한 분야에서 사용 가능하다.
따라서 본 발명의 청구범위는 이건 발명의 진정한 범위 내에 속하는 수정 및 변형을 포함한다.
C: 기둥부
P: 배선관
CS: 케이싱
100: 전면벽
200: 후면벽
300: 수직중공
300`: 중공
400: 내부벽
400`: 내부기둥
P: 배선관
CS: 케이싱
100: 전면벽
200: 후면벽
300: 수직중공
300`: 중공
400: 내부벽
400`: 내부기둥
Claims (22)
- 수직으로 형성되는 전면벽(100);
상기 전면벽(100) 후면에 이격되어 수직으로 형성되는 후면벽(200);
상기 전면벽(100)과 상기 후면벽(200) 사이에 다수개의 수직중공(300)을 형성하며 채워지는 내부벽(400);
을 포함하여 구성되되,
3D 프린터를 이용하여 일체로 제작되므로 상기 전면벽(100) 및 상기 후면벽(200) 그리고 상기 수직중공(300) 및 상기 내부벽(400)의 위치와 형상 그리고 크기를 다양하게 비정형으로 제작할 수 있는 것을 특징으로 하고,
상기 수직중공(300)의 어느 하나 이상에는 수직철근이 배근되고 콘크리트가 타설되는 것을 특징으로 하고,
상기 수직중공(300)의 어느 하나 이상에는 수직배관이 설치되는 것을 특징으로 하고,
상기 수직중공(300)의 어느 하나 이상에는 단열재가 설치되는 것을 특징으로 하고,
상기 전면벽(100)과 상기 후면벽(200) 그리고 상기 내부벽(400)의 단부에는 내부에 기둥철근을 배근하고 콘크리트를 타설할 수 있는 기둥거푸집 기능을 하는 기둥부(C);가 설치되는 것을 특징으로 하고,
상기 전면벽(100)과 상기 후면벽(200) 중 어느 하나 이상에는 전선을 포함한 배선을 매립할 수 있도록 외면에 슬롯 모양의 배선관(P)이 형성되고, 상기 배선관(P)에는 케이싱(CS)이 결합되어 마감되는 것을 특징으로 하되,
상기 배선관(P)과 상기 케이싱(CS)의 결합부는 상기 케이싱(CS)이 이탈하지 않도록 단턱을 형성하여 결합하는 것을 특징으로 하고,
상기 전면벽(100) 또는 상기 후면벽(200)에서 상기 케이싱(CS)이 돌출되지 않도록 상기 케이싱(CS)이 상기 배선관(P)을 감추면서 마감되는 것을 특징으로 하며,
상기 수직철근은 사전에 수직 철근 가이드 부재에 끼워져 배근되는 것을 특징으로 하는 3D 프린터를 이용하여 제작한 벽체구조.
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- 수직으로 형성되는 전면벽(100);
상기 전면벽(100) 후면에 이격되어 수직으로 형성되는 후면벽(200);
상기 전면벽(100)과 상기 후면벽(200) 사이에 다수개의 중공(300`)을 형성하며 채워지는 내부기둥(400`);
을 포함하여 구성되되,
3D 프린터를 이용하여 일체로 제작되므로 상기 전면벽(100) 및 상기 후면벽(200) 그리고 상기 중공(300`) 및 상기 내부기둥(400`)의 위치와 형상 그리고 크기를 다양하게 비정형으로 제작할 수 있는 것을 특징으로 하고,
상기 중공(300`)의 어느 하나 이상에는 수직철근이 배근되고 콘크리트가 타설되는 것을 특징으로 하고,
상기 중공(300`)의 어느 하나 이상에는 수직배관이 설치되는 것을 특징으로 하고,
상기 중공(300`)의 어느 하나 이상에는 단열재가 설치되는 것을 특징으로 하고,
상기 전면벽(100)과 상기 후면벽(200)의 단부에는 내부에 기둥철근을 배근하고 콘크리트를 타설할 수 있는 기둥거푸집 기능을 하는 기둥부(C);가 설치되는 것을 특징으로 하고,
상기 전면벽(100)과 상기 후면벽(200) 중 어느 하나 이상에는 전선을 포함한 배선을 매립할 수 있도록 외면에 슬롯 모양의 배선관(P)이 형성되고, 상기 배선관(P)에는 케이싱(CS)이 결합되어 마감되는 것을 특징으로 하되,
상기 배선관(P)과 상기 케이싱(CS)의 결합부는 상기 케이싱(CS)이 이탈하지 않도록 단턱을 형성하여 결합하는 것을 특징으로 하고,
상기 전면벽(100) 또는 상기 후면벽(200)에서 상기 케이싱(CS)이 돌출되지 않도록 상기 케이싱(CS)이 상기 배선관(P)을 감추면서 마감되는 것을 특징으로 하며,
상기 수직철근은 사전에 수직 철근 가이드 부재에 끼워져 배근되는 것을 특징으로 하는 3D 프린터를 이용하여 제작한 벽체구조.
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