建筑給排水CAD的現(xiàn)狀問(wèn)題及發(fā)展對(duì)策

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 內(nèi)容提要：盡管我國(guó)在建筑給排水CAD 開(kāi)發(fā)取得了長(zhǎng)足的發(fā)展,但也存在諸多的問(wèn)題。如:軟件開(kāi)發(fā)全面規(guī)劃問(wèn)題;成圖軟件問(wèn)題;數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與專(zhuān)業(yè)計(jì)算功能問(wèn)題;軟件價(jià)格等問(wèn)題。文章對(duì)此提出了今后的發(fā)展對(duì)策。

　　隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展，特別是近年來(lái)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）已不斷滲透到建筑給排水設(shè)計(jì)領(lǐng)域，使我國(guó)在建筑給排水方面有了較快的發(fā)展。但是，在使用中尚存在一些特有的問(wèn)題，本文對(duì)此略談己見(jiàn)。

　　1 建筑給排水CAD 技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

　　20 世紀(jì)80 年代中期國(guó)內(nèi)開(kāi)展了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造（CADPCAM）工作。當(dāng)初計(jì)算機(jī)硬件都采用工作站，由于它投資大，CAD 的應(yīng)用沒(méi)能得到很好的普及，專(zhuān)業(yè)軟件也不可能得到很好的開(kāi)發(fā)。90 年代以來(lái)，微機(jī)的發(fā)展十分迅速，處理能力不斷加強(qiáng)，價(jià)格不斷降低，使CAD 的普及應(yīng)用成為現(xiàn)實(shí)，因而提供了一種功能強(qiáng)大的繪圖和設(shè)計(jì)環(huán)境。同時(shí)，設(shè)計(jì)內(nèi)容上也逐漸增加，從只能做常規(guī)室內(nèi)給排水設(shè)計(jì)發(fā)展到能進(jìn)行室內(nèi)、外給排水，熱水供應(yīng)、消防、雨水、泵站到集繪圖和計(jì)算為一體的軟件包。

　　建筑給排水CAD 的發(fā)展是隨著建筑CAD 的發(fā)展而進(jìn)行的，其專(zhuān)業(yè)軟件開(kāi)發(fā)起步較晚。1990 年初建筑給排水僅局限于利用CAD 來(lái)繪制原理圖，由于缺少完整的圖庫(kù)，只有在施工圖設(shè)計(jì)中推廣運(yùn)用，才能真正做到提高設(shè)計(jì)進(jìn)步和出圖率。由于建筑給排水專(zhuān)業(yè)對(duì)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件水平要求較高，在施工圖中所繪制的透視圖并不是僅通過(guò)視點(diǎn)的轉(zhuǎn)換能得到的，它有別于原始的真三維圖形。從1994 年始，我國(guó)正式出現(xiàn)了商業(yè)性的給排水專(zhuān)用軟件包，為建筑給排水計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)應(yīng)用提供了條件，從而開(kāi)始了一個(gè)新時(shí)代。設(shè)計(jì)人員可以直接利用建筑工程提供的資料圖繪制給排水平面圖，然后生成所需的透視圖，達(dá)到減輕設(shè)計(jì)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度并提高設(shè)計(jì)效率的目的，使他們有更多的時(shí)間用于設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化。

　　CAD 專(zhuān)業(yè)軟件包的開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)單位微機(jī)的大量配置，使各用戶根據(jù)自身的特點(diǎn)建立一定量的圖庫(kù)和模塊，正如60 年代中期專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)院刻制大量的圖形和文字圖章一樣。計(jì)算機(jī)也加強(qiáng)了標(biāo)準(zhǔn)化，改進(jìn)了設(shè)計(jì)質(zhì)量，還廣泛應(yīng)用于圖形的修改，減少了重復(fù)工作量，使設(shè)計(jì)人員擺脫了機(jī)械記憶和大量、單調(diào)的查資料工作。例如設(shè)計(jì)人員可隨時(shí)從計(jì)算機(jī)中查到有關(guān)規(guī)范內(nèi)容、資料數(shù)據(jù)和習(xí)慣做法等，做出決策，替代了很多繁瑣的工作。

　　2 開(kāi)發(fā)和應(yīng)用中存在的問(wèn)題

　　除了軟件開(kāi)發(fā)起步晚、資金少起點(diǎn)低、技術(shù)差、及軟件漢化水平低等普遍存在的問(wèn)題之外，我國(guó)的建筑給排水CAD 還存在一些特有的問(wèn)題。

　　2.1 軟件開(kāi)發(fā)全面規(guī)劃問(wèn)題

　　目前我國(guó)建筑給排水軟件開(kāi)發(fā)的單位、人員很多，但是力量分散，各自為政，互不通氣。缺乏全面規(guī)劃，沒(méi)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，各種軟件互不兼容、互相排斥，軟件開(kāi)發(fā)水平比世界先進(jìn)水平差之甚大。有些軟件只是在低水平上的重復(fù)，缺乏特色，有的甚至存在不應(yīng)有的錯(cuò)誤。這種一哄而上的做法不但令軟件用戶即工程設(shè)計(jì)人員無(wú)所適從，也給軟件的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)設(shè)置了障礙。這個(gè)問(wèn)題要解決，除了優(yōu)勝劣汰的市場(chǎng)法則之外，還需要行業(yè)管理部門(mén)的有效管理。

　　2.2 成圖軟件

　　我國(guó)現(xiàn)有的建筑給排水CAD 軟件大都是在美國(guó)Autodesk公司的CAD 軟件AutoCAD 基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的。盡管AutoCAD 是世界上迄今為止最優(yōu)秀的通用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件之一。但也有一些不足：一是軟件兼容性不好，即AutoCAD 生成的圖形文件不能被很多軟件所調(diào)用，AutoCAD 也難以接受其它軟件所產(chǎn)生的圖形；二是雖然帶有Autolisp 作為二次開(kāi)發(fā)工具，但這種以表作為處理對(duì)象的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言運(yùn)行速度慢，而且不易掌握，給設(shè)計(jì)人員結(jié)合自身情況對(duì)軟件進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)造成困難（這兩個(gè)問(wèn)題在1210 版本中有所改善，增加了輸出輸入圖形文件的格式，并可運(yùn)用C 語(yǔ)言程序等） .另一個(gè)問(wèn)題是版權(quán)問(wèn)題，盡管我國(guó)也出現(xiàn)了不用AutoCAD 支持，自行開(kāi)發(fā)全套建筑類(lèi)各專(zhuān)業(yè)成圖軟件，在軟件集成化方面有了相當(dāng)大的進(jìn)展，但要在功能上全面趕上AutoCAD、特別是在圖形編輯與修改方面達(dá)到較高的水平，還有相當(dāng)多的工作要做。在這種情況下，為了整個(gè)軟件的先進(jìn)性，在今后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，我們還需使用國(guó)外的成圖軟件。

　　2.3 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與專(zhuān)業(yè)計(jì)算功能問(wèn)題

　　通過(guò)應(yīng)用實(shí)踐，現(xiàn)國(guó)內(nèi)大多數(shù)軟件還不具備較好的計(jì)算功能，而計(jì)算的增加勢(shì)必提高繪圖的精度，對(duì)用戶的要求更嚴(yán)格，這也給程序設(shè)計(jì)提出了更高的要求。為此建筑給排水CAD 軟件應(yīng)采用自身建立的數(shù)據(jù)庫(kù)，它是專(zhuān)業(yè)計(jì)算的基礎(chǔ)，很多軟件與提供的條件圖不匹配就是沒(méi)有依賴(lài)本專(zhuān)業(yè)的屬性。給排水軟件包可利用AutoCAD 中的lisp 將有關(guān)元素列表，以建立相當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)庫(kù)，不需再存放數(shù)據(jù)文件，使繪圖與計(jì)算一體化，這樣就更有利于使用。

　　2.4 價(jià)格問(wèn)題

　　目前，建筑給排水軟件的市場(chǎng)價(jià)格在7 000～15 000 元?？紤]到軟件的開(kāi)發(fā)成本和開(kāi)發(fā)水平、技術(shù)含量及帶來(lái)的效益，這個(gè)價(jià)格還是偏高的。軟件價(jià)格普遍偏高制約了它的普及，這也與分散經(jīng)營(yíng)、形不成規(guī)模效益的現(xiàn)行體制有關(guān)。軟件價(jià)格過(guò)高造成用戶減少，與此同時(shí)軟件開(kāi)發(fā)商的收益減少，于是形成價(jià)格進(jìn)一步提高的惡性循環(huán)。沒(méi)有高普及度的CAD 軟件應(yīng)用群體，也就無(wú)法產(chǎn)生高水平的軟件。價(jià)格還與性能有關(guān)，由于種種原因，性能較優(yōu)的軟件往往不能相應(yīng)地賣(mài)出優(yōu)價(jià)，結(jié)果是低劣軟件充斥市場(chǎng)。

　　3 建筑給排水CAD的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)

　　3.1 專(zhuān)業(yè)功能方面

　　傳統(tǒng)專(zhuān)業(yè)功能：增強(qiáng)和完善計(jì)算功能，包括各種水量、流量計(jì)算，給排水管線水力計(jì)算，水箱水池計(jì)算等。圖塊圖庫(kù)也應(yīng)在原來(lái)的基礎(chǔ)上增加數(shù)量、提高質(zhì)量、完善功能、方便使用。新增專(zhuān)業(yè)功能：建筑給排水CAD 軟件在專(zhuān)業(yè)功能開(kāi)發(fā)方面還有很多工作可做，如自動(dòng)設(shè)計(jì)給排水管道避開(kāi)、繞過(guò)或穿過(guò)梁柱等障礙物；自動(dòng)根據(jù)規(guī)范檢查管道管徑、坡度、埋深、間距；消防系統(tǒng)的消火栓與噴淋?chē)婎^自動(dòng)布置和噴灑強(qiáng)度的自動(dòng)確定；自動(dòng)選擇布置化糞池、檢查井，并自動(dòng)連接管線；自動(dòng)選擇泵，并作出基本無(wú)需改動(dòng)的泵房設(shè)計(jì)圖；自動(dòng)為管道系統(tǒng)添加必要的部件、配件（如清掃口、泄水閥等） .自動(dòng)對(duì)部分或全部給排水設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，使建筑給排水CAD 在智能化方面上一個(gè)新臺(tái)階。

　　3.2 用戶界面方面

　　用戶界面是軟件的“臉面”，直接反映軟件開(kāi)發(fā)的水平，按照最新的判別標(biāo)準(zhǔn)，軟件必須要有相應(yīng)的便于用戶操作的界面。因此，給排水軟件用戶界面的發(fā)展方向是形成直觀、形象、美觀、貼近AutoCAD 與WINDOWS 風(fēng)格，并應(yīng)該適應(yīng)軟件潮流的友好、實(shí)用的用戶界面，以及方便的鼠標(biāo)（數(shù)字化儀） 操作和隨心所欲的聯(lián)機(jī)幫助。

　　3.3 系統(tǒng)軟件

　　開(kāi)發(fā)專(zhuān)業(yè)軟件應(yīng)當(dāng)充分利用軟件技術(shù)發(fā)展的最新成果，使專(zhuān)業(yè)軟件的水平上一個(gè)臺(tái)階。這主要包括3 個(gè)方面：系統(tǒng)軟件、圖形支持軟件和漢字系統(tǒng)。對(duì)于應(yīng)用軟件來(lái)說(shuō)，只能選擇而不能創(chuàng)造系統(tǒng)。在選擇時(shí)應(yīng)當(dāng)充分利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源，除了采用新版本的DOS 操作系統(tǒng)外，還應(yīng)注重開(kāi)發(fā)WINDOWS 應(yīng)用軟件。隨著計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的發(fā)展，在未來(lái)幾年當(dāng)中不能在WINDOWS 中運(yùn)行的軟件將逐步退出市場(chǎng)，而至今尚未開(kāi)發(fā)出一種在WINDOWS環(huán)境下運(yùn)行的軟件，即“建筑給排水FOR WINDOWS”，這一點(diǎn)應(yīng)當(dāng)引起軟件開(kāi)發(fā)者的高度重視。對(duì)于日漸走紅的OS/2 操作系統(tǒng)，也應(yīng)有所關(guān)注。在支持軟件方面，除了考慮與Auto2CAD10.0、11.0、12.0 等各版本的兼容性之外，還應(yīng)考慮最新的13.0 版本的新功能。此外還應(yīng)注重跟上漢字系統(tǒng)和漢化軟件的發(fā)展；漢字字體的增加使圖面漢字質(zhì)量有了保障，漢字輸入方式的改善還可提高成圖速度，增強(qiáng)軟件功能。

　　3.4 硬件資源開(kāi)發(fā)

　　硬件性能的提高和價(jià)格下降，為軟件開(kāi)發(fā)提供了更廣闊的活動(dòng)空間。建筑給排水CAD 也應(yīng)注意硬件資源的開(kāi)發(fā)利用，包括利用新一代的高檔微機(jī)與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，雙屏幕和大尺寸、高分辨率顯示器，大容量的內(nèi)存和硬盤(pán)，各類(lèi)輸入設(shè)備如CDROM、掃描儀和輸出設(shè)備如噴墨、激光繪圖儀、打印機(jī)等，以適應(yīng)硬件的發(fā)展，這也是軟件發(fā)展的一個(gè)方向。

　　4 今后建筑給排水CAD技術(shù)的發(fā)展前景

　　4.1 軟件向系列化發(fā)展，專(zhuān)業(yè)性強(qiáng)

　　軟件之間相互兼容性好，可相互轉(zhuǎn)換或直接使用，在專(zhuān)業(yè)的內(nèi)容上更加全面，除了透視圖的生成外還可生成剖面圖、管道的縱斷面等，形成真正的三維空間，全面地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)生成。此外，整個(gè)建筑給排水CAD 軟件將由多個(gè)子程序多部分組成，也可以相對(duì)獨(dú)立的部分出現(xiàn)，功能齊全，形成系列化。

　　4.2 完善計(jì)算，實(shí)現(xiàn)圖形與數(shù)據(jù)的完整統(tǒng)一

　　開(kāi)發(fā)出環(huán)狀管網(wǎng)的計(jì)算以及多種系統(tǒng)的分析計(jì)算，可以做到圖形完成后自動(dòng)完成計(jì)算。對(duì)于復(fù)雜的給排水系統(tǒng)，可智能化地判別系統(tǒng)形式，迅速地進(jìn)行水力計(jì)算，并提供選擇的設(shè)備，從而摒棄繁瑣的數(shù)據(jù)手冊(cè)。此外，還具備完善的圖形庫(kù)和數(shù)據(jù)信息庫(kù)，可備查詢、調(diào)用。

　　4.3 向優(yōu)化設(shè)計(jì)發(fā)展，形成專(zhuān)家系統(tǒng)

　　擴(kuò)充利用專(zhuān)家系統(tǒng)，咨詢、確定選擇系統(tǒng)和設(shè)計(jì)原則，及時(shí)產(chǎn)生合理的設(shè)計(jì)方案。由于計(jì)算速度的加快和存貯容量的增加，采用優(yōu)化設(shè)計(jì)理論（如數(shù)學(xué)規(guī)劃方法或準(zhǔn)則法） 迅速尋求滿足規(guī)范和其它經(jīng)濟(jì)技術(shù)要求，而且應(yīng)是工程費(fèi)或換算運(yùn)營(yíng)費(fèi)之和最小的設(shè)計(jì)。在施工圖設(shè)計(jì)中，可提出管道的最佳走向和設(shè)備的最佳布置等，進(jìn)行自動(dòng)分析。

　　4.4 建筑設(shè)備軟件間的相互協(xié)調(diào)

　　目前常困擾著建筑設(shè)備工種之間的相互管道碰撞問(wèn)題，它通過(guò)自動(dòng)檢測(cè)給排水管道與暖通風(fēng)管、電氣橋架、結(jié)構(gòu)梁之間的交叉，做好工種間的配合。此外，還能為土建工程自動(dòng)預(yù)留孔洞圖。

　　4.5 加強(qiáng)微機(jī)聯(lián)網(wǎng)，讓軟件資源共享

　　把所有的微電腦組成局部網(wǎng)絡(luò)，最后掛到整個(gè)高速的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，它可使每臺(tái)計(jì)算機(jī)在任何環(huán)境里與任何1 臺(tái)計(jì)算機(jī)進(jìn)行“交談”，做到資源共享，這樣還有利于檢索查詢和避免軟盤(pán)之間病毒的感染。

　　4.6 針對(duì)專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，運(yùn)用多屏顯示

　　這一點(diǎn)有別于目前同步或多屏幕顯示，而是根據(jù)建筑給排水有透視圖的特殊要求，將平面圖與透視圖或剖面圖分別在多個(gè)屏幕中同步顯示，以充分利用屏幕，直觀地進(jìn)行圖形設(shè)計(jì)。

　　總之，計(jì)算機(jī)的發(fā)展將帶動(dòng)建筑給排水CAD ，進(jìn)一步提高工作效率，以使工程設(shè)計(jì)做到在滿足現(xiàn)行規(guī)范的前提下，根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)、施工條件和工程的特點(diǎn)等，把給排水設(shè)計(jì)得更加合理，充分滿足實(shí)際要求，達(dá)到安全可靠、經(jīng)濟(jì)適用的目的。