本发明涉及一种基于3d打印的装配式建筑物施工方法。
背景技术：
长期以来，我国建筑行业都采用现场施工的方式，包括脚手架的搭设、支模、绑扎钢筋、浇注混凝土、现场养护等等，对于这种需要施工进度安排的施工方式存在很大的弊端，不但需要强大的劳动力，而且施工现场很混乱，施工周期长，环境污染严重，为了改变这一现状，国内外都在大力研究发展装配式建筑。
装配式建筑是指建筑的部分或全部构件在构件预制工厂生产完成后，通过相应的运输方式运到施工现场，采用可靠的安装方式或安装机械将构建组装起来，成为具备使用功能的建筑物。
我国采用的装配式建筑大部分还是延续了传统的建筑模式，只是把加工地点从现场转移到了工厂，以装配式建筑板为例，生产工序为刚模制作→钢筋绑扎→混凝土浇筑→脱模，用相似的制作方式把相应的构件全部制作完成后运输到施工现场，以类似于“堆积木”的形式组建房屋。装配式建筑相对传统建筑而言：建造速度快了；受气候条件的制约小了；节约了劳动力；也提高了建筑质量，而且对现场环境的影响降到了最低。但这种装配式建筑也有不利的地方，当所有的构件都需要在工厂打印再装配的时候就需要放线极其准确，标高测量等也要精确，不然尺寸的偏差超过允许范围，预制构件就很难安装下去，如果叠合板安装不平整，就会造成板与剪力墙间有较大的裂缝，就要重新支模再筑造，反而增加了不必要的成本，而且对孔洞预留的位置也要精准，安装完后再开洞会更加麻烦。
有鉴于此，本发明人对此进行研究，专门开发出一种基于3d打印的建筑物施工方法。
技术实现要素：
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种基于3d打印的建筑物施工方法，节能环保，精度高。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种基于3d打印的装配式建筑物施工方法，包括如下步骤：
步骤一：3d打印装配式建筑物材料准备；
步骤二：3d打印装置预设参数准备；
步骤三：3d打印装置根据预设参数打印建筑物部分或整体结构步骤；
步骤四：采用bim技术，通过bim技术与3d打印技术的融合，以建筑工程项目的各项相关信息数据作为基础，建立起三维的建筑模型，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息；
步骤五：3d打印装置根据电脑设计的图纸和方案，将3d打印的材料通过挤压头挤压然后层层叠加油墨喷绘成相关的结构件，打印机的挤压头上安装有齿轮转动装置，以z字形的打印方式逐渐打印形成所需的房屋基础和墙壁。
通过采用上述技术方案，通过3d打印装置代替传统的人工木模，能够有效节约人力成本和模具材料成本，同时实现高精度、高可靠性等特点，具有巨大的市场潜力；且bim技术与3d打印技术的融合，通过bim技术建立模型和图纸绘制，bim模型中，每个图元都包含了构件的空间尺寸、材料属性等参数，而且所有的构件之间都是相互关联的，任何一个构件的参数信息发生变化，与之相关的所有构件都会发生相应的变化，由此产生的三维立体模型相对手工制作而言更为精准，而且所有的图元构成的三维立体图更直观，从可视化的角度可以及时发现设计存在的问题，完善设计方案。这样在施工阶段的时候，通过bim技术与3d打印机的相互配合，打印出来的建筑更符合空间合理性，同时能提高建筑建造的准确度，而且只要在合理的范围内变动部分参数，就可以制造出空间不一样的建筑物，同样也不需要支任何模板，既节省了材料和人力，又能满足不同人群的居住需求和公共设施。
本发明进一步设置为，所述步骤一中，3d打印装配式建筑物所采用的原料为建筑垃圾或工业垃圾。
通过采用上述技术方案，实现了建筑垃圾二次回收利用的原则，有效利用了原本应该废弃的建筑垃圾，新建建筑也不会产生新的建筑垃圾，更节能更环保。
本发明进一步设置为，所述建筑垃圾或工业垃圾通过分离、粉碎加工完成后，结合水泥、钢筋、纤维、有机粘结剂形成打印所需的材料。
通过采用上述技术方案，打印油墨拥有可塑性强、可循环打印、快速凝固成型的特点，这种打印方式实现了建筑垃圾二次回收利用的原则，有效利用了原本应该废弃的建筑垃圾，新建建筑也不会产生新的建筑垃圾，更节能更环保。
本发明进一步设置为，所述步骤五中，在房屋基础和墙壁中间使用钢筋水泥进行二次打印灌注。
通过采用上述技术方案，使用钢筋水泥进行二次打印灌注，从而使结构连成一体，最终制造拼接成整个整体建筑物。
本发明进一步设置为，所述步骤五方式打印出来的构件都是中空的，只在墙体中布置桁架状构造物。
通过采用上述技术方案，不仅减轻了建筑本身的重量，而且还能在空隙的地方填充保温材料，可以做成自保温的墙体。
本发明进一步设置为，所述装配式建筑物内预埋水管、电线。
通过采用上述技术方案，预埋设置使生产流程的正规化、科学化、集成化，促进了建筑质量的得到显著提高。
本发明进一步设置为，所述装配式建筑物整体逐层打印，一次性形成整体结构。
通过采用上述技术方案，打印过程操作简单，增加墙体的牢固度，改善整体结构的稳定性，无需额外人工成本。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
其一，建筑质量高。装配式建筑物的所有构件都可以根据建筑需要，加工成整体墙板、梁、柱和楼板等，并且可以在结构建筑内将水管、电线、窗户等预埋好，固定的模具导致生产流程的正规化、科学化、集成化，促进了建筑质量的得到显著提高；
其二，降低建筑成本。由于装配式建筑所需要的构件一般都是在工厂车间预先生产好的，工作过程只需将构件进行现场组合安装即可，节省人力物力，人工成本大幅度降低，同时节约了建筑成本；
其三，提高工作效率，预制结构工期短，投资回收快，工作人员只需将预先做好的构件进行固定即可，大大减少了人工工作量，工作效率随之提高；
其四，节能环保性能好，装配式建筑在设计和生产时可以充分利用工业废料，节约材料，而且大多数构件都是经过柔性连接成整体的，因此抗震性高、耐火性好、隔音效果好等，装配式建筑使得现场施工作业量减少、施工现场更加整洁、减少了噪音与粉尘的污染、降低了建筑垃圾的生产而且耗能与二氧化碳释放也非常少，居住舒适度高，有效推动了绿色建筑的发展。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明进行详细描述。
实施例：一种基于3d打印的装配式建筑物施工方法，包括如下步骤：
步骤一：3d打印装配式建筑物材料准备；
步骤二：3d打印装置预设参数准备；
步骤三：3d打印装置根据预设参数打印建筑物部分或整体结构步骤；
步骤四：采用bim技术，通过bim技术与3d打印技术的融合，以建筑工程项目的各项相关信息数据作为基础，建立起三维的建筑模型，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息；
步骤五：3d打印装置根据电脑设计的图纸和方案，将3d打印的材料通过挤压头挤压然后层层叠加材料喷绘成相关的结构件，打印机的挤压头上安装有齿轮转动装置，以“z”字形的打印方式逐渐打印形成所需的房屋基础和墙壁。
3d打印装置在打印前就可以通过bim技术可视化的特点，展示、协调、模拟优化以后就能避免3d打印机在实际施工过程中出现预留孔洞不精准、管线分布不合理、结构尺寸不协调等问题。
3d打印装配式建筑所采用的原料有很多，主要来源是建筑垃圾和工业垃圾，首先把建筑垃圾分离、粉碎加工完成后，结合水泥、钢筋、纤维、有机粘结剂形成打印所需的材料，打印材料拥有可塑性强、可循环打印、快速凝固成型的特点，在现场通过打印装置挤压头以“z”字形的排列方式，层层叠加打印成所需的墙体等构件。
在操作过程中，bim技术与3d打印技术的融合主要体现在施工阶段，最初在设计阶段时，可以通过bim技术建立模型和图纸绘制，bim模型中，每个图元都包含了构件的空间尺寸、材料属性等参数，而且所有的构件之间都是相互关联的，任何一个构件的参数信息发生变化，与之相关的所有构件都会发生相应的变化，由此产生的三维立体模型相对手工制作而言更为精准，而且所有的图元构成的三维立体图更直观，从可视化的角度可以及时发现设计存在的问题，完善设计方案。
这样在施工阶段的时候，通过bim技术与3d打印机的相互配合，打印出来的建筑更符合空间合理性，同时能提高建筑建造的准确度，而且只要在合理的范围内变动部分参数，就可以制造出空间不一样的建筑物，同样也不需要支任何模板，既节省了材料和人力，又能满足不同人群的居住需求和公共设施。
为了使打印的建筑更加的牢固，在房屋基础和墙，以及墙和墙中间还可以使用钢筋水泥进行二次打印灌注，从而使结构连成一体，最终制造拼接成整个整体建筑物。
这种方式打印出来的构件都是中空的，只在墙体中布置桁架状构造物，不仅减轻了建筑本身的重量，而且还能在空隙的地方填充保温材料，可以做成自保温的墙体。
在打印完成后，将所有的构件拼接在一起，进行二次打印灌注使之成为一个整体建筑，而且在施工现场没有产生任何扬尘和建筑垃圾，所配备的人员也非常少，只需几个机械操作人员和管理人员即可。这种3d打印的装配式建筑，不仅满足了预制装配式建筑所有的优点，而且还解决了预制装配式建筑的缺点。从技术上说，这样的建筑也是十分安全的，这种打印出来的墙体强度是普通水泥墙体的5倍。
但是目前所拥有的技术打印的材料能保证的安全性只适用于低楼层的建筑，如果想要建造安全适用的高楼大厦，可能就要开发研究类似于钢结构一样的材料或者其他。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。