建筑給排水CAD的現(xiàn)狀問題及發(fā)展對策

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 內容提要：盡管我國在建筑給排水CAD 開發(fā)取得了長足的發(fā)展,但也存在諸多的問題。如:軟件開發(fā)全面規(guī)劃問題;成圖軟件問題;數(shù)據(jù)結構與專業(yè)計算功能問題;軟件價格等問題。文章對此提出了今后的發(fā)展對策。

　　隨著計算機應用技術的不斷發(fā)展，特別是近年來計算機輔助設計（CAD）已不斷滲透到建筑給排水設計領域，使我國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題，本文對此略談己見。

　　1 建筑給排水CAD 技術的發(fā)展現(xiàn)狀

　　20 世紀80 年代中期國內開展了計算機輔助設計和制造（CADPCAM）工作。當初計算機硬件都采用工作站，由于它投資大，CAD 的應用沒能得到很好的普及，專業(yè)軟件也不可能得到很好的開發(fā)。90 年代以來，微機的發(fā)展十分迅速，處理能力不斷加強，價格不斷降低，使CAD 的普及應用成為現(xiàn)實，因而提供了一種功能強大的繪圖和設計環(huán)境。同時，設計內容上也逐漸增加，從只能做常規(guī)室內給排水設計發(fā)展到能進行室內、外給排水，熱水供應、消防、雨水、泵站到集繪圖和計算為一體的軟件包。

　　建筑給排水CAD 的發(fā)展是隨著建筑CAD 的發(fā)展而進行的，其專業(yè)軟件開發(fā)起步較晚。1990 年初建筑給排水僅局限于利用CAD 來繪制原理圖，由于缺少完整的圖庫，只有在施工圖設計中推廣運用，才能真正做到提高設計進步和出圖率。由于建筑給排水專業(yè)對計算機輔助設計軟件水平要求較高，在施工圖中所繪制的透視圖并不是僅通過視點的轉換能得到的，它有別于原始的真三維圖形。從1994 年始，我國正式出現(xiàn)了商業(yè)性的給排水專用軟件包，為建筑給排水計算機輔助設計應用提供了條件，從而開始了一個新時代。設計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，達到減輕設計人員的勞動強度并提高設計效率的目的，使他們有更多的時間用于設計方案的優(yōu)化。

　　CAD 專業(yè)軟件包的開發(fā)和設計單位微機的大量配置，使各用戶根據(jù)自身的特點建立一定量的圖庫和模塊，正如60 年代中期專業(yè)設計院刻制大量的圖形和文字圖章一樣。計算機也加強了標準化，改進了設計質量，還廣泛應用于圖形的修改，減少了重復工作量，使設計人員擺脫了機械記憶和大量、單調的查資料工作。例如設計人員可隨時從計算機中查到有關規(guī)范內容、資料數(shù)據(jù)和習慣做法等，做出決策，替代了很多繁瑣的工作。

　　2 開發(fā)和應用中存在的問題

　　除了軟件開發(fā)起步晚、資金少起點低、技術差、及軟件漢化水平低等普遍存在的問題之外，我國的建筑給排水CAD 還存在一些特有的問題。

　　2.1 軟件開發(fā)全面規(guī)劃問題

　　目前我國建筑給排水軟件開發(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，沒有統(tǒng)一標準，各種軟件互不兼容、互相排斥，軟件開發(fā)水平比世界先進水平差之甚大。有些軟件只是在低水平上的重復，缺乏特色，有的甚至存在不應有的錯誤。這種一哄而上的做法不但令軟件用戶即工程設計人員無所適從，也給軟件的進一步開發(fā)設置了障礙。這個問題要解決，除了優(yōu)勝劣汰的市場法則之外，還需要行業(yè)管理部門的有效管理。

　　2.2 成圖軟件

　　我國現(xiàn)有的建筑給排水CAD 軟件大都是在美國Autodesk公司的CAD 軟件AutoCAD 基礎上開發(fā)的。盡管AutoCAD 是世界上迄今為止最優(yōu)秀的通用計算機輔助設計軟件之一。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用，AutoCAD 也難以接受其它軟件所產生的圖形；二是雖然帶有Autolisp 作為二次開發(fā)工具，但這種以表作為處理對象的程序設計語言運行速度慢，而且不易掌握，給設計人員結合自身情況對軟件進行二次開發(fā)造成困難（這兩個問題在1210 版本中有所改善，增加了輸出輸入圖形文件的格式，并可運用C 語言程序等） .另一個問題是版權問題，盡管我國也出現(xiàn)了不用AutoCAD 支持，自行開發(fā)全套建筑類各專業(yè)成圖軟件，在軟件集成化方面有了相當大的進展，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到較高的水平，還有相當多的工作要做。在這種情況下，為了整個軟件的先進性，在今后相當長的一段時間內，我們還需使用國外的成圖軟件。

　　2.3 數(shù)據(jù)結構與專業(yè)計算功能問題

　　通過應用實踐，現(xiàn)國內大多數(shù)軟件還不具備較好的計算功能，而計算的增加勢必提高繪圖的精度，對用戶的要求更嚴格，這也給程序設計提出了更高的要求。為此建筑給排水CAD 軟件應采用自身建立的數(shù)據(jù)庫，它是專業(yè)計算的基礎，很多軟件與提供的條件圖不匹配就是沒有依賴本專業(yè)的屬性。給排水軟件包可利用AutoCAD 中的lisp 將有關元素列表，以建立相當?shù)臄?shù)據(jù)庫，不需再存放數(shù)據(jù)文件，使繪圖與計算一體化，這樣就更有利于使用。

　　2.4 價格問題

　　目前，建筑給排水軟件的市場價格在7 000～15 000 元?？紤]到軟件的開發(fā)成本和開發(fā)水平、技術含量及帶來的效益，這個價格還是偏高的。軟件價格普遍偏高制約了它的普及，這也與分散經營、形不成規(guī)模效益的現(xiàn)行體制有關。軟件價格過高造成用戶減少，與此同時軟件開發(fā)商的收益減少，于是形成價格進一步提高的惡性循環(huán)。沒有高普及度的CAD 軟件應用群體，也就無法產生高水平的軟件。價格還與性能有關，由于種種原因，性能較優(yōu)的軟件往往不能相應地賣出優(yōu)價，結果是低劣軟件充斥市場。

　　3 建筑給排水CAD的進一步開發(fā)

　　3.1 專業(yè)功能方面

　　傳統(tǒng)專業(yè)功能：增強和完善計算功能，包括各種水量、流量計算，給排水管線水力計算，水箱水池計算等。圖塊圖庫也應在原來的基礎上增加數(shù)量、提高質量、完善功能、方便使用。新增專業(yè)功能：建筑給排水CAD 軟件在專業(yè)功能開發(fā)方面還有很多工作可做，如自動設計給排水管道避開、繞過或穿過梁柱等障礙物；自動根據(jù)規(guī)范檢查管道管徑、坡度、埋深、間距；消防系統(tǒng)的消火栓與噴淋噴頭自動布置和噴灑強度的自動確定；自動選擇布置化糞池、檢查井，并自動連接管線；自動選擇泵，并作出基本無需改動的泵房設計圖；自動為管道系統(tǒng)添加必要的部件、配件（如清掃口、泄水閥等） .自動對部分或全部給排水設計進行優(yōu)化，使建筑給排水CAD 在智能化方面上一個新臺階。

　　3.2 用戶界面方面

　　用戶界面是軟件的“臉面”，直接反映軟件開發(fā)的水平，按照最新的判別標準，軟件必須要有相應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 風格，并應該適應軟件潮流的友好、實用的用戶界面，以及方便的鼠標（數(shù)字化儀） 操作和隨心所欲的聯(lián)機幫助。

　　3.3 系統(tǒng)軟件

　　開發(fā)專業(yè)軟件應當充分利用軟件技術發(fā)展的最新成果，使專業(yè)軟件的水平上一個臺階。這主要包括3 個方面：系統(tǒng)軟件、圖形支持軟件和漢字系統(tǒng)。對于應用軟件來說，只能選擇而不能創(chuàng)造系統(tǒng)。在選擇時應當充分利用計算機系統(tǒng)資源，除了采用新版本的DOS 操作系統(tǒng)外，還應注重開發(fā)WINDOWS 應用軟件。隨著計算機軟件技術的發(fā)展，在未來幾年當中不能在WINDOWS 中運行的軟件將逐步退出市場，而至今尚未開發(fā)出一種在WINDOWS環(huán)境下運行的軟件，即“建筑給排水FOR WINDOWS”，這一點應當引起軟件開發(fā)者的高度重視。對于日漸走紅的OS/2 操作系統(tǒng)，也應有所關注。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，還應考慮最新的13.0 版本的新功能。此外還應注重跟上漢字系統(tǒng)和漢化軟件的發(fā)展；漢字字體的增加使圖面漢字質量有了保障，漢字輸入方式的改善還可提高成圖速度，增強軟件功能。

　　3.4 硬件資源開發(fā)

　　硬件性能的提高和價格下降，為軟件開發(fā)提供了更廣闊的活動空間。建筑給排水CAD 也應注意硬件資源的開發(fā)利用，包括利用新一代的高檔微機與網(wǎng)絡服務器，雙屏幕和大尺寸、高分辨率顯示器，大容量的內存和硬盤，各類輸入設備如CDROM、掃描儀和輸出設備如噴墨、激光繪圖儀、打印機等，以適應硬件的發(fā)展，這也是軟件發(fā)展的一個方向。

　　4 今后建筑給排水CAD技術的發(fā)展前景

　　4.1 軟件向系列化發(fā)展，專業(yè)性強

　　軟件之間相互兼容性好，可相互轉換或直接使用，在專業(yè)的內容上更加全面，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，全面地實現(xiàn)自動生成。此外，整個建筑給排水CAD 軟件將由多個子程序多部分組成，也可以相對獨立的部分出現(xiàn)，功能齊全，形成系列化。

　　4.2 完善計算，實現(xiàn)圖形與數(shù)據(jù)的完整統(tǒng)一

　　開發(fā)出環(huán)狀管網(wǎng)的計算以及多種系統(tǒng)的分析計算，可以做到圖形完成后自動完成計算。對于復雜的給排水系統(tǒng)，可智能化地判別系統(tǒng)形式，迅速地進行水力計算，并提供選擇的設備，從而摒棄繁瑣的數(shù)據(jù)手冊。此外，還具備完善的圖形庫和數(shù)據(jù)信息庫，可備查詢、調用。

　　4.3 向優(yōu)化設計發(fā)展，形成專家系統(tǒng)

　　擴充利用專家系統(tǒng)，咨詢、確定選擇系統(tǒng)和設計原則，及時產生合理的設計方案。由于計算速度的加快和存貯容量的增加，采用優(yōu)化設計理論（如數(shù)學規(guī)劃方法或準則法） 迅速尋求滿足規(guī)范和其它經濟技術要求，而且應是工程費或換算運營費之和最小的設計。在施工圖設計中，可提出管道的最佳走向和設備的最佳布置等，進行自動分析。

　　4.4 建筑設備軟件間的相互協(xié)調

　　目前常困擾著建筑設備工種之間的相互管道碰撞問題，它通過自動檢測給排水管道與暖通風管、電氣橋架、結構梁之間的交叉，做好工種間的配合。此外，還能為土建工程自動預留孔洞圖。

　　4.5 加強微機聯(lián)網(wǎng)，讓軟件資源共享

　　把所有的微電腦組成局部網(wǎng)絡，最后掛到整個高速的網(wǎng)絡系統(tǒng)中，它可使每臺計算機在任何環(huán)境里與任何1 臺計算機進行“交談”，做到資源共享，這樣還有利于檢索查詢和避免軟盤之間病毒的感染。

　　4.6 針對專業(yè)特點，運用多屏顯示

　　這一點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屏幕中同步顯示，以充分利用屏幕，直觀地進行圖形設計。

　　總之，計算機的發(fā)展將帶動建筑給排水CAD ，進一步提高工作效率，以使工程設計做到在滿足現(xiàn)行規(guī)范的前提下，根據(jù)實際經驗、施工條件和工程的特點等，把給排水設計得更加合理，充分滿足實際要求，達到安全可靠、經濟適用的目的。