基于AutoCAD平臺(tái)的建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)

黃國盛

（廣東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司廣東廣州510000）

計(jì)算機(jī)是人類智慧的結(jié)晶，其被廣泛應(yīng)用到現(xiàn)代社會(huì)各行各業(yè)中。計(jì)算機(jī)在信息管理、數(shù)值模擬及計(jì)算方面具有強(qiáng)大的功能，方便了我們的生活及科研。我國社會(huì)不斷發(fā)展過程中，建筑行業(yè)引進(jìn)了CAD輔助設(shè)計(jì)技術(shù)，相關(guān)設(shè)計(jì)人員能夠使用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)圖紙的繪制及設(shè)計(jì)，提高了圖畫的質(zhì)量及工作效率。現(xiàn)代大部分的建筑設(shè)計(jì)行業(yè)都使用AutoCAD系統(tǒng)，此系統(tǒng)能夠代替?zhèn)鹘y(tǒng)手工繪圖，從而滿足建筑工程不同專業(yè)的設(shè)計(jì)需求，其還為用戶提供了強(qiáng)大的編輯圖像繪制等功能，從而使用戶能夠進(jìn)行二次開發(fā)。建筑給排水是一個(gè)具有較高專業(yè)性的行業(yè)，大部分的單位在給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中都具有自身的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及使用的圖像要素。在進(jìn)行給排水系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)過程中，提高系統(tǒng)的自動(dòng)化程度、計(jì)算速度及精度，避免數(shù)據(jù)在輸入過程中的重復(fù)性，從而提高設(shè)計(jì)的效率，在建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中具有重要的現(xiàn)實(shí)意義及價(jià)值。

1 設(shè)計(jì)思路

建筑給排水系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)思路主要是根據(jù)現(xiàn)代建筑給排水系統(tǒng)的需求，通過AutoCAD平臺(tái)實(shí)現(xiàn)計(jì)算與繪圖，從而能夠有效實(shí)現(xiàn)兩者的一體化工作。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，要以數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為基礎(chǔ)，從而便于隨時(shí)隨地實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)參數(shù)的修改及查詢。并且要將需要解決的問題制作為子模塊，在系統(tǒng)菜單中嵌入，從而有效提高程序的靈活性及實(shí)用性，具體思路詳見圖1。

圖1 基于AutoCAD的建筑給排水設(shè)計(jì)思路

2 模塊設(shè)計(jì)

2.1 繪圖環(huán)境定制

基于AutoCAD平臺(tái)的優(yōu)化設(shè)計(jì)建筑給排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)首先創(chuàng)建滿足自身專業(yè)作圖環(huán)境需求，所以就要使用AutoCAD實(shí)現(xiàn)定制工作，使其能夠更加用戶化及專業(yè)化。AutoCAD平臺(tái)具有圖案、字體、符號(hào)庫，雖然內(nèi)容豐富，但是并不能夠滿足用戶需求，所以就要?jiǎng)?chuàng)建自身需求的圖案、線性和符號(hào)庫，以此提高工作效率。那么需要滿足的任務(wù)包括：實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)變量的合理設(shè)計(jì)，創(chuàng)建滿足自身專業(yè)的繪圖環(huán)境；根據(jù)程序參數(shù)文件創(chuàng)建姓名；根據(jù)線型文件對(duì)滿足專業(yè)的線型進(jìn)行定義；使用菜單文件創(chuàng)建滿足自身工作的菜單。

2.2 工具命令

AutoCAD平臺(tái)的編輯及繪制圖形的功能較為強(qiáng)大，但是替代傳統(tǒng)手繪是不夠的，所以就要對(duì)其進(jìn)行二次開發(fā)，將現(xiàn)有的功能進(jìn)行擴(kuò)充，添加具有參數(shù)化及智能化的命令。并且根據(jù)項(xiàng)目和專業(yè)的需求，AutoCAD平臺(tái)中的部分很少能夠使用，還有部分功能使用較為頻繁，所以就要對(duì)現(xiàn)有的用戶界面進(jìn)行修改，將不經(jīng)常使用的功能消除，將使用頻繁的功能調(diào)整到相應(yīng)的位置，從而有效提高系統(tǒng)的運(yùn)行速度，便于用戶操作。

2.3 計(jì)算繪圖

計(jì)算和繪圖根據(jù)不同的任務(wù)可以分為多個(gè)不同的子模塊，不同模塊之間的功能也是不同的。此模塊根據(jù)ActiveX的方法設(shè)置安全數(shù)組為全局變量，以此能夠?qū)崿F(xiàn)多個(gè)子程序的調(diào)用，滿足程序連貫性，并且還能夠有效解決其他給排水軟件中繪圖及計(jì)算的缺點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)計(jì)算繪圖一體化。在使用程序過程中，首先要根據(jù)設(shè)計(jì)人員的意圖實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)圖形的繪制，通過適當(dāng)?shù)恼{(diào)整之后就是軸測圖，并且提取相應(yīng)的信息，以此進(jìn)行接下來的管網(wǎng)水利計(jì)算。建筑給排水工程中的計(jì)算項(xiàng)目主要包括排水管網(wǎng)、給水管網(wǎng)、熱水管網(wǎng)水利和熱損失、化糞池等。

2.4 數(shù)據(jù)庫模塊

實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)就是數(shù)據(jù)庫資源，能夠使設(shè)計(jì)人員擺脫傳統(tǒng)工具書查閱的麻煩，為工程設(shè)計(jì)提供有效支持。建筑給排水工具要?jiǎng)?chuàng)建的數(shù)據(jù)庫主要包括：

繪圖專業(yè)圖框和標(biāo)準(zhǔn)圖例庫，主要包括經(jīng)常使用的設(shè)計(jì)符號(hào)，比如給水排水衛(wèi)生設(shè)備。根據(jù)給排水制圖的相關(guān)規(guī)范，使用AutoCAD的幻燈片圖庫功能創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫，在開發(fā)過程中編寫相應(yīng)的LISP程序，將插入的圖塊根據(jù)需求縮放到滿意的大小。

實(shí)現(xiàn)查詢、計(jì)算的設(shè)計(jì)資料庫，將數(shù)據(jù)進(jìn)行具體的劃分，比如水泵、管材的參數(shù)和信號(hào)屬于設(shè)備材料庫；排水、給水的用水定額、額定流量、噴頭參數(shù)等屬于參數(shù)設(shè)計(jì)庫；經(jīng)濟(jì)分析數(shù)據(jù)主要包括材質(zhì)管材單價(jià)、口徑單價(jià)、工程資金、工程預(yù)算資金等額。在二次開發(fā)過程中，此部分使用專業(yè)數(shù)據(jù)庫語言實(shí)現(xiàn)，能夠便于數(shù)據(jù)的查詢、添加和修改，從而能夠成為獨(dú)立系統(tǒng)，從而便于隨時(shí)隨地的調(diào)用。

3 系統(tǒng)定制

3.1 繪圖環(huán)境模塊

繪圖環(huán)境模塊的定制使用AutoCAD工具實(shí)現(xiàn)，AutoCAD平臺(tái)中的支持文件格式為ASC碼，比如線型、圖案、參數(shù)等，用戶可以創(chuàng)建或者修改此文件，從而實(shí)現(xiàn)自身專業(yè)的需求。在初次使用優(yōu)化之后的系統(tǒng)之后，要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的初始化，內(nèi)容主要包括系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)線型、標(biāo)準(zhǔn)層、標(biāo)準(zhǔn)顏色的設(shè)置，系統(tǒng)菜單的加載、圖像系統(tǒng)變量的設(shè)置等。在繪圖之前，要實(shí)現(xiàn)繪圖比例及圖幅的確定，尤其是繪圖比例，因?yàn)樵趫D片繪制過程中所有的尺寸都與比例有關(guān)。因?yàn)榻ㄖo排水工程在設(shè)計(jì)過程中的相似性及規(guī)范性，在初始化過程中就能夠?qū)崿F(xiàn)各種類型管網(wǎng)的設(shè)置，在系統(tǒng)需要的顏色、層及線型加載完成之后，就能夠?qū)崿F(xiàn)建筑給排水系統(tǒng)菜單的加載，如表1所示。

表1 系統(tǒng)初始化參數(shù)文件命令的簡化

AutoCAD線型是通過“.LIN”線型文件定義，在.LIN中具有AutoCAD定義之后的標(biāo)準(zhǔn)線型，但是建筑給排水系統(tǒng)在平面設(shè)置過程中的類型管線交叉復(fù)雜，只是通過使用空白分割點(diǎn)及劃線構(gòu)成的線型會(huì)使設(shè)計(jì)圖較為復(fù)雜。我們能夠通過不同圖層開關(guān)或者使用不同顏色進(jìn)行解決此問題，定義線型之后就會(huì)像內(nèi)部定義線型一樣方便加載及使用。行格式的定義為：

Alignment，patdesc-1，patdesc-2，...，[“string”，stylename，R=n，A=n，S=n，x=n，y=n]，patdesc-1，...

標(biāo)題行的定義：

Shapenumber，defbytes，shapename

3.2 工具命令模塊

為了便于繪圖，AutoCAD平臺(tái)將經(jīng)常使用功能的部分命令單獨(dú)提取作為工具欄，只要點(diǎn)擊對(duì)應(yīng)的圖標(biāo)就能夠?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)的操作，比如繪圖工具欄、標(biāo)注工具欄、圖層工具欄等，工具欄中圖表不僅形象，而且操作簡單，所以系統(tǒng)就要增加部分命令進(jìn)行工具欄自定義，此系統(tǒng)工具欄段的自定義代碼段為：

3.3 幻燈菜單

幻燈片屬于圖形快照，雖然其包括某一特定時(shí)間的圖形圖片，但是并不是圖像文件，用戶不能夠使用幻燈文件輸入到圖形中，也不能夠?qū)ζ溥M(jìn)行編輯及幻燈片的打印，只能夠?qū)ζ洳榭??；脽粑募闹饕饔脼椋?/p>

在AutoCAD中演示；在繪制圖形過程中查看其它圖形快照；通過對(duì)話框創(chuàng)建圖像控件菜單。

4 系統(tǒng)開發(fā)

4.1 對(duì)話框

DCL對(duì)話框深受廣大用戶的喜歡，其形象較為直觀，能夠隨意輸入及修改，操作方便。AutoCAD中就具有對(duì)話框設(shè)計(jì)功能，其對(duì)話框是其他軟件為了有效提高數(shù)據(jù)的輸入速度及直觀化，在應(yīng)用程序運(yùn)行頻繁過程中，對(duì)話框的另外功能就是提供適當(dāng)?shù)膸椭?。?duì)話框的設(shè)計(jì)能夠通過數(shù)字處理軟件進(jìn)行修改和編輯，定義對(duì)話框是通過DLC語言進(jìn)行編寫，通過LISP程序的調(diào)用實(shí)現(xiàn)對(duì)話框的顯示，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)話框的控制，如圖2所示。

圖2 給排水系統(tǒng)模式選擇圖

4.2 自動(dòng)繪圖及標(biāo)注

建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中主要包括兩方面的工作，分別為平面圖中管線的布置，其次是管網(wǎng)水力計(jì)算及校核的設(shè)計(jì)。輸出的成果也主要包括兩方面，分別為說明書計(jì)算及子系統(tǒng)圖。在管線布置初始化過程中，因?yàn)橄嚓P(guān)規(guī)范的需求，人為因素具有控制作用，所以此部分要求相關(guān)人員手工完成，在布置管線之后，如果草圖計(jì)算都要設(shè)計(jì)人員實(shí)現(xiàn)的，會(huì)加重設(shè)計(jì)人員的負(fù)擔(dān)，并且沒有將計(jì)算機(jī)自動(dòng)化及智能化優(yōu)勢體現(xiàn)出來。因?yàn)槠矫娌贾眠^程中，系統(tǒng)管線數(shù)據(jù)都是已知的，所以在系統(tǒng)開發(fā)過程中可以通過程序?qū)崿F(xiàn)草圖的計(jì)算。

比如水管網(wǎng)繪制，因?yàn)榕渌芫W(wǎng)干管位置不同，其主要包括下行上給及上行下給的方式，為了便于設(shè)計(jì)，系統(tǒng)的開發(fā)將此種方式分別編制為相互獨(dú)立的程序，在繪制過程中輸入相應(yīng)的命令就能夠?qū)崿F(xiàn)供水箱供水繪圖的激活。圖3為供水管網(wǎng)的草圖：

在計(jì)算完成之后，程序就會(huì)自動(dòng)調(diào)用計(jì)算結(jié)果，實(shí)現(xiàn)管段中心的標(biāo)注，部分程序?yàn)椋海╯etp nl 0）

圖3 供水管網(wǎng)的草圖

4.3 熱水系統(tǒng)

建筑中的熱水系統(tǒng)主要包括熱水供應(yīng)、熱媒及附件組成，熱媒系統(tǒng)為第一循環(huán)系統(tǒng)，主要包括熱媒管網(wǎng)、加熱器、熱源。熱水供水系統(tǒng)為第二循環(huán)系統(tǒng)，主要包括回水管網(wǎng)及熱水配水管網(wǎng)。和冷水給水系統(tǒng)相同，根據(jù)配水管網(wǎng)位置不同，也是分為兩種，上行下給及下行上給，供水方式的選擇由建筑的使用功能、熱水使用量及熱源的供給情況決定。

4.4 菜單文件

本文系統(tǒng)中的菜單文件為ASCII文本文件，其組成的部分實(shí)現(xiàn)了用戶界面內(nèi)容功能的定義，使用菜單文件實(shí)現(xiàn)用戶菜單的額定義，并且擴(kuò)充AutoCAD功能，有效提高系統(tǒng)自動(dòng)化。系統(tǒng)文件主要包括Menugroup部分，其分為多個(gè)部分，如表2所示。

5 結(jié)束語

CAD繪圖在建筑給排水系統(tǒng)中使用機(jī)率幾乎為100%，文中就實(shí)現(xiàn)了其在建筑給排水設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)給排水系統(tǒng)的創(chuàng)新，有效提高了系統(tǒng)的自動(dòng)化程度及數(shù)據(jù)的計(jì)算速度和進(jìn)度，并且提高了相關(guān)人員的設(shè)計(jì)效率，為今后建筑給排水系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)化提供了基礎(chǔ)。

表2 菜單標(biāo)簽

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