ARCHICAD針對醫(yī)療潔凈空間的二次開發(fā)及應(yīng)用

摘要：本文結(jié)合醫(yī)療潔凈空間的特殊要求，著重闡述了ARCHICAD應(yīng)用情況，同時根據(jù)醫(yī)療潔凈空間的實際需求進行了二次開發(fā)，實現(xiàn)了設(shè)計，制造、施工的數(shù)字工業(yè)一體化。

關(guān)鍵詞：醫(yī)療潔凈空間；ARCHICAD；二次開發(fā)；數(shù)字工業(yè)一體化

1、引言

醫(yī)療潔凈空間對室內(nèi)環(huán)境的潔凈度、換氣次數(shù)、溫度、濕度、壓力梯度、噪聲、照度以及圍護結(jié)構(gòu)材料等具有特殊要求，很多沒有相關(guān)設(shè)計經(jīng)驗的設(shè)計院也沒有能力進行設(shè)計，通常會交由具有設(shè)計資質(zhì)的專業(yè)公司進行二次設(shè)計及施工。并且醫(yī)療潔凈空間多采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的一體化裝配方式，這對企業(yè)的設(shè)計、制造、施工等能力是一個考驗，傳統(tǒng)方式是先CAD二維圖紙設(shè)計，施工時才對二維圖紙進行三維翻模，再現(xiàn)場進行加工或委托預(yù)制廠進行加工，這過程中可能因為人的因素導(dǎo)致技術(shù)參數(shù)傳遞存在誤差，最終導(dǎo)致難易保證設(shè)計施工的質(zhì)量，并且效率也十分低下。

本文將著重闡述通過ARCHICAD對醫(yī)療潔凈空間的裝修專業(yè)進行正向設(shè)計，即從圖紙設(shè)計開始進行三維真實建模，并通過二次開發(fā)實現(xiàn)設(shè)計與制造的參數(shù)互通，直接生成制造設(shè)備讀取的技術(shù)參數(shù)進行產(chǎn)品制造，并導(dǎo)出的工程量清單及現(xiàn)場施工協(xié)同所需的二維或包含具備所有產(chǎn)品信息的三維圖紙，實現(xiàn)設(shè)計、制造、施工的數(shù)字工業(yè)一體化。

2、ARCHICAD的主要特點

ARCHICAD（以下簡稱AC）是GRAPHISOFT公司于1982年開始開發(fā)的專門用于建筑設(shè)計的BIM制圖軟件。AC的集成模型是一個包含了全部建筑信息的3D中心數(shù)據(jù)庫，可以跟蹤建造一個建筑所需的所有組成部分，它的不同視圖，包括3D模型、平立剖、大樣詳圖等，只是同一數(shù)據(jù)信息的不同表達方式而已，在項目的任何階段均可及時地于集成模型做數(shù)據(jù)交互，并讀取和更新集成模型數(shù)據(jù)。

3、ARCHICAD的二次開發(fā)原理

用戶輸入數(shù)據(jù)后會被存儲在AC的BIM數(shù)據(jù)庫中，并提取出三維形體數(shù)據(jù)，通過GDL編譯器編譯成三維幾何形體，然后通過3D渲染引擎完成渲染，最終在Windows和Mac平臺上輸出渲染圖像成果，這就是AC的基本軟件構(gòu)造。在這個流程中，API可以直接控制BIM數(shù)據(jù)、GDL編譯器和3D渲染引擎，在整體數(shù)據(jù)流程中即時交互。

GDL是Geometric Description Language的簡稱，就是幾何程序設(shè)計語言。GDL 腳本語言是GRAPHISOFT專利的幾何描述語言，可以允許用戶根據(jù)需要對軟件構(gòu)造工具及對象圖庫潛在的功能進行擴充。

API就是Application Programming Interface的簡稱，又稱為應(yīng)用編程接口，就是軟件系統(tǒng)不同組成部分銜接的約定。如果說GDL編程是AC的有限地二次開發(fā)，那么API開發(fā)則是真正意義上使AC二次開發(fā)有無限的可能性，API幾乎可以讀出AC里面絕大多數(shù)的原始數(shù)據(jù)，API手段更是基本上實現(xiàn)了AC里面絕大多數(shù)的操作指令。

GDL生成的構(gòu)件在AC里面統(tǒng)稱為對象，無法與系統(tǒng)其他智能構(gòu)件做交互計算，同時GDL的數(shù)據(jù)輸入只局限于內(nèi)置參數(shù)和面板參數(shù)輸入，不能與用戶及時交互，而API開發(fā)的插件，完美地解決了GDL的這些問題。

4、ARCHICAD針對醫(yī)療潔凈空間的二次開發(fā)應(yīng)用

以醫(yī)療潔凈空間最典型的潔凈手術(shù)部為例，我們針對該空間的潔凈裝修專業(yè)利用API二次開發(fā)了兩大功能模塊：“醫(yī)院走廊輔板”和“手術(shù)室排板布設(shè)”，見圖1。

4.1 “醫(yī)院走廊輔板”的功能模塊

其包括：“墻板鋪設(shè)”、“吊頂鋪設(shè)”、“墻板改門板”、“墻面展開圖”、“吊頂展開圖”等子功能。往下是需要預(yù)設(shè)的參數(shù)：包括標(biāo)準(zhǔn)墻板的尺寸、單掛或雙掛的選擇、吊頂輔設(shè)類型的選擇、吊頂標(biāo)高、墻板和吊頂對應(yīng)的圖層。

具體操作過程如下：

（1）墻板鋪設(shè)：先進行墻板標(biāo)準(zhǔn)板的參數(shù)預(yù)設(shè)，再在點擊“墻板鋪設(shè)”在需繪制的該層2D視窗中沿外墻面順時針進行繪制，墻板鋪設(shè)完畢之后，系統(tǒng)根據(jù)實體墻長度按照標(biāo)準(zhǔn)板及非標(biāo)板自動分割，其中黑色字體標(biāo)識的為設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)板，紅色字體標(biāo)識的為非標(biāo)板，橙色字體標(biāo)識的為門頭板，轉(zhuǎn)角處自動生成陽角護角。

（2）吊頂鋪設(shè)：吊頂鋪設(shè)分為房間鋪設(shè)和走廊鋪設(shè)兩種鋪設(shè)方式，根據(jù)實際需要鋪設(shè)的情況進行選擇，在2D視窗的吊頂平面圖上，系統(tǒng)根據(jù)房間及走廊大小，自動生成吊頂標(biāo)準(zhǔn)板及吊頂非標(biāo)板，其中黑色字體標(biāo)識的是吊頂標(biāo)準(zhǔn)板，橙色的是吊頂非標(biāo)板。

（3）生成門頭板：選擇門所在位置的墻板，點擊“墻板改門板”，輸入對應(yīng)尺寸即可生成該門對應(yīng)的門頭板

（4）墻面展開圖、吊頂展開圖：墻板及吊頂鋪設(shè)完畢之后，其設(shè)計數(shù)據(jù)需轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)數(shù)據(jù)，在2D視窗中框選需生產(chǎn)的墻板及吊頂，再點擊對應(yīng)的“墻面展開圖”或“吊頂展開圖”生成制造用下料圖紙，可直接把數(shù)據(jù)導(dǎo)入到機械設(shè)備進行生產(chǎn)加工。

4.2“醫(yī)院走廊輔板”功能模塊

其功能界面包括：“門洞及墻角設(shè)置”、“八角”、“圓弧”、“地龍骨生成”、“豎板斜板布設(shè)”、“送風(fēng)天花及頂板生成”；“3D界面設(shè)備預(yù)留洞設(shè)置”、“展開圖生成”等子功能。

具體操作過程如下：

（1）門洞及墻角設(shè)置：布設(shè)手術(shù)室墻板前，需進行手術(shù)室的凈高、自動門、污物門及操作間門（若有）的設(shè)置，對門的延伸板進行設(shè)置，并對手術(shù)室四角是否都是八角或圓弧進行設(shè)置。

（2）八角、圓弧、地龍骨生成：根據(jù)實際需要來點擊選擇。

（3）豎板斜板布設(shè)：前面設(shè)置并選擇完畢之后，點擊該子功能進行手術(shù)室墻板的布設(shè)。

（4）送風(fēng)天花及頂板生成：在點擊該子功能前，先對頂板分割尺寸和送風(fēng)天花的級別及方向進行設(shè)置，頂板分割尺寸及和送風(fēng)天花的級別及方向確定之后，點擊生成送風(fēng)天花及頂板。

（5）3D界面設(shè)備預(yù)留洞設(shè)置：考慮到手術(shù)室內(nèi)的醫(yī)用裝備如控制面板、醫(yī)用柜、觀片燈、氣體終端箱等均為嵌入式，需在墻板上進行預(yù)留洞設(shè)置，點擊該子功能進行設(shè)置。

（6）展開圖生成：手術(shù)室的豎板、斜板及頂板布設(shè)完畢之后，其設(shè)計數(shù)據(jù)需轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)數(shù)據(jù)，在2D視窗中進行框選，再點擊 “展開圖生成”生成制造用下料圖紙，可直接把數(shù)據(jù)導(dǎo)入到機械設(shè)備進行生產(chǎn)加工。

5、結(jié)語

只有通過對ARCHICAD的二次開發(fā)，才能使ARCHICAD在醫(yī)療潔凈空間設(shè)計施工中的應(yīng)用日趨完善。該二次開發(fā)的插件擁有豐富的產(chǎn)品構(gòu)件庫，簡約的操作界面，簡便易懂的操作方式，能讓使用人員快速上手，提高工程設(shè)計及產(chǎn)品制造的精度和效率，實現(xiàn)了醫(yī)療潔凈空間的設(shè)計、制造、施工的數(shù)字工業(yè)一體化。

參考文獻

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[2]GB 50333-2013，醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范[S].

[3]葉棟華等 醫(yī)療潔凈空間的工業(yè)一體化施工工法及其在工程中的應(yīng)用[Z] 江蘇省建筑建筑施工專業(yè)委員會年會評選論文壹等獎，二零一六年七月.

（作者單位：江蘇啟安建設(shè)集團有限公司）