暖通空調設計軟件開發思考范文

本站小編為你精心準備了暖通空調設計軟件開發思考參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

1引言

本論文得到“十二五國家科技支撐計劃課題:基于建筑信息模型綜合規劃設計技術研發應用”的支持。近年來，隨著綠色建筑設計的逐漸推廣，相關建筑領域的設計軟件開發也開始適應綠色建筑設計發展的需要，關注建筑全壽命周期內的應用，由于綠色建筑設計技術是集合了傳統設計中的多個專業，軟件也由單一專業設計軟件向系統設計軟件擴展，由施工圖設計向包括建筑運維在內的全壽命周期擴展，即使在設計施工圖設計階段，也由專業間數據簡單文件傳遞向專業間的協同設計擴展，使用新的技術使得描述對象唯一化，對象數據唯一化，數據使用達到最大化。其中關鍵技術就是建筑信息模型(BIM)技術。目前，PKPM系列設計軟件正在向新一代基于建筑信息模型技術的設計軟件產品發展，本文結合目前暖通空調新一代設計軟件的開發，就如何利用建筑信息模型技術于產品開發進行探討。

2建筑信息模型技術在暖通空調設計軟件開發中的應用

2．1利用建筑信息模型技術描述專業對象暖通空調設計的對象主要包括設備、管道、附件，以往以施工圖設計為中心的設計建模強調的是圖面表達，以符號為主，不關心其實際物理屬性(幾何和性能參數)，所有數據都在設計者心中，離開設計者，許多信息會變得不完整。而利用建筑信息模型技術建模的基本要求就是模型中包含對象的所有信息，包括外觀形狀和性能參數，這些信息為后續設計分析工作提供條件。面向對象設計是實現信息模型的設計方法。根據暖通專業對象不同，確定不同的描述方法。暖通設備種類多，形狀復雜，如何比較真實描述其幾何和專業參數是軟件設計的關鍵。幾何描述是暖通設備展示的一項復雜技術。難點在于暖通設備形狀差異太大和種類繁多，設備幾何描述又是模型三維展示的基礎，設計軟件永遠無法將設備完全一樣的顯示，也不可能將各種型號的設備完全包含在內，因此表達形狀近似需要有一個度，表達方法需要開放式表達，用戶可以擴充。如水泵電機外殼有許多散熱肋片，有許多小螺絲，從視覺角度，沒有必要完全按照真實地肋片個數和肋高顯示，因為人們關心的是水泵，只要“像”就可以，在后續的碰撞檢查中，只需要控制外輪廓尺寸，所以適當簡化外形表示，即減小了制作工作量，又減少了計算機大量內存，同時提高了顯示效率。性能參數描述需要分類設計，對于制冷機，有離心制冷機、吸收式制冷機、往復式制冷機等，不同制冷機不僅形狀差異很大，技術參數也不同，要詳細描述這些設備，必須根據對象的不同設定不同的描述參數，由于同類制冷機的不同型號參數數量相同，只是參數內容不同，可以按照產品樣本方式描述這些參數，樣本可以提供足夠的設備信息，包括設備基礎做法要求等。對于管道的描述，它涉及到管材、連接方式和管道外各層的做法，管材涉及管材標準及管件標準，管道外材料包括防腐層、保溫層、保護層、管道類別標記和流向標記，它涉及到施工做法，以前由施工說明中的說明內容也要添加到對象的描述中，所以，對于管道需要分成多個類別描述，包括管道本身和外包材料及施工做法描述。由于對象的真實描述，使得信息量非常大，必須結合專業特點有效組織數據。前面提到使用產品樣本方式描述設備，使用管材庫描述管材，使用材料庫描述保溫材料和做法。做到盡可能面向對象，抽象數據類，減少數據冗余。建筑信息模型技術就是要盡可能將對象的全部信息記錄到對象中，為專業分析、專業協調、后續設計和施工、運維等提供足夠的設計階段信息，今后在施工階段，只要施工技術人員利用移動設備查看設計模型，一切設計信息都可獲得，在設備系統調試階段可以隨時查看每個設備的設計參數、每個風口的風量、每段管道的做法等。可見模型建立的是否完整取決于專業數據結構設計，對后續階段應用具有很大影響。

2．2注重模型三維顯示效率從不同視角三維顯示出暖通設計的設備、管道及其附件貫穿于整個設計過程，在設計過程中，需要隨時查看建立的模型，檢查設備布置、管道走向是否合理，在特殊需要空間布置時，還要在空間布置管道，在設計完成后，觀察全樓系統情況。由于暖通系統有大量的設備和附件，需要占用大量計算機內存，為提高顯示效率，加快顯示速度，除圖形平臺提供較強的顯示功能外，從專業本身編程考慮，在構造三維實體時也應考慮顯示效率，如根據顯示應用情況，在概略顯示整體情況時，可采用較粗的實體構造方法，如水管采用單線表示或圓周采用較少等分段數，在需要局部放大觀察時，詳細構造實體形狀。

2．3實現模型和施工圖的關聯模型和施工圖相關聯的主要目的就是保證模型和施工圖保持一致，一處修改多處自動修改。目前我國大部分設計單位仍以施工圖設計為主，目前施工圖主要包括平面施工圖、系統圖、剖面圖、詳圖、施工總說明和材料表等。由于模型中包含了對象全部信息，這些施工圖完全可以通過分析自動生成，但考慮到施工圖表達和真實對象的差異，需要增加一些與繪圖相關的設置參數，如立管圓圈大小設置、法蘭表示方法、設備圖例等。由于各種施工圖中的對象都來自于模型對象，通過項目管理和數據組織，將模型和施工圖相關聯，可實現在任一施工圖中的對象修改都自動反映在其他圖紙上，包括設備管道屬性、位置、幾何尺寸以及相應的標注，實現數據同步。標注在施工圖設計中占有比較大的工作量，為實現標注的統一自動更新，標注可與標注對象相關聯，這樣在涉及到管道尺寸、設備型號等屬性設計變更時，通過標注對象找到對象的標注，自動進行標注的自動更新。

2．4注重專業計算分析和智能檢查，最大限度地利用模型數據暖通設計模型數據除滿足設計施工圖的要求外，在輔助設計中應發揮更大作用。輔助設計包括專業計算，如負荷計算、風量統計、管道尺寸選擇、設備選擇、能耗分析、系統水力計算等，專業內和專業間管道碰撞檢查，規范檢查等功能。管道碰撞檢查是BIM軟件中非常引人關注的功能，對于大型工程來說是一必不可少的工具，在建模過程中，可以隨時檢查暖通專業和給排水專業管道設備、電氣橋架之間的碰撞，也可以檢查是否滿足管道最小間距要求、設備操作維護空間要求，避免專業沖突發生，同時利用專業間數據共享，檢查結構墻、梁、板留洞是否正確，與建筑布置是否沖突。規范檢查是一個新的數據挖據領域，也是今后中國P－BIM標準的基本要求，特別是強制性條文檢查。由于暖通專業設計對建筑專業模型數據依賴性很高，包括區域劃分、區域功能、圍護結構做法、防火分區、防火門設置、疏散樓梯等，首先應與建筑數據充分共享，為暖通專業設計是否滿足建筑防火設計規范、建筑熱工設計規范、暖通空調設計規范條文智能檢查提供分析依據，設計全專業信息齊全的模型，不僅能夠進行暖通專業本身的設計檢查，還能夠進行所有可量化的設計規范條文的智能檢查，大大提高設計質量和效率。可見建筑信息模型技術在建筑設計中的利用，具有非常大的潛力，能夠產生許多附加值。

2．5強調專業間協同和互提資料對于暖通專業來說，上游設計專業的修改，會影響本專業的設計，如建筑房間功能修改、墻移位、梁高變化等，而水電專業的修改，也會影響設備和管道的空間布置，所以暖通專業在設計過程中，應隨時得到所有相關專業的修改信息，做出處理判斷，調整系統設計，重新進行負荷計算，重新進行碰撞檢查。暖通專業的設計變化，也需要及時通知其他相關專業，特別是需要其他專業配合的變更，如結構留洞、電氣配電點參數、影響吊頂高度等情況。通過協同設計管理將各個專業信息進行管理，保證各專業圖紙的一致性。專業間自動互提資料也是BIM軟件的另一大亮點，對于暖通專業來說，需要將結構墻板留洞、設備基礎要求、設備荷載、水箱管道荷載、預埋件、設備運輸通道、設備配電要求、設備控制要求、給水要求等在設計過程中提供給相關專業，由于BIM暖通軟件具有設備管道的信息，大部分需求可以自動生成，包括圖紙或數據，自動提供給相關專業，提高了專業間互提資料的效率和準確性。

2．6考慮專業數據開放專業數據開放是今后BIM軟件的方向。專業數據共享，可以充分利用社會資源，發揮各種專業軟件的作用。設想每個軟件開發商都做自己擅長的部分，而不是大而全的全專業軟件，大家通過建筑信息模型標準建立聯系，返回數據，供其他相關人員使用，每個部分都能做精做細，軟件水平也能大幅提高。如設備廠商按照統一標準數據格式，準備產品數據，定義產品外形、產品規格性能，各種分析和繪圖軟件都能直接使用，無論對用戶還是設備廠商都是有益的。數據共享的前提需要制定各相關領域的輸出數據標準，各軟件開發商都按照統一數據標準輸出和讀入，達到暖通專業可以讀取任意軟件開發商的建筑、結構、水、電專業數據，同時也能讀取其他軟件開發商的暖通專業模型數據和產品信息。目前結構軟件已經先行一步，各軟件開發商互做接口，做到同一個模型多個軟件進行計算，互相比較計算結果，這樣，可以充分發揮各軟件的特點，也能比較不同計算方法的計算結果。專業數據共享不僅有益于本專業，也有益于相關專業，因此專業數據開放是今后軟件開發的必然趨勢。

3結論

利用建筑信息模型技術開發暖通空調設計軟件是今后軟件的開發方向，基于建筑信息模型的暖通軟件應具備以下特點:(1)所有設計成果來自于統一的專業信息模型，為在建筑全壽命周期使用提供依據;(2)在專業信息模型基礎上，結合專業特點進行數據挖掘，提高軟件智能性和提高設計效率;(3)設計過程中實現專業間協同，通過信息化管理進行專業間互提資料;(4)具有開放的數據導入和導出接口，可與第三方軟件銜接。

作者：趙志安 于曉菲 邱相武 康忠良 鮑玲玲 王一帆 單位：建研科技股份有限公司