基于AutoCAD軟件的智能建筑環(huán)境空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

官文娟 張靜

摘 ?要： 針對智能建筑環(huán)境空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中人為因素導(dǎo)致的統(tǒng)計(jì)誤差問題，提出基于AutoCAD軟件的智能建筑環(huán)境空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。文中以O(shè)bject ARX和MFC作為AutoCAD軟件的開發(fā)環(huán)境與開發(fā)工具，進(jìn)行智能建筑環(huán)境空間結(jié)構(gòu)布線設(shè)計(jì)，將系統(tǒng)劃分成智能建筑群干線模塊、智能建筑干線模塊、水平模塊和工作區(qū)模塊;在面向?qū)ο蟮沫h(huán)境下通過C++類聲明描述智能建筑環(huán)境空間結(jié)構(gòu)實(shí)體專業(yè)對象，采用專業(yè)對象的類定義圖定義專業(yè)對象，基于使用者設(shè)置的專業(yè)對象參數(shù)，生成材料列表，估算智能建筑環(huán)境空間結(jié)構(gòu)布線成本;AutoCAD軟件內(nèi)的圖像數(shù)據(jù)庫，依據(jù)專業(yè)對象圖標(biāo)信息同圖像數(shù)據(jù)庫記錄間的動態(tài)連接關(guān)系，利用數(shù)據(jù)庫接口ASI技術(shù)的雙向操作功能統(tǒng)計(jì)專業(yè)對象，保障信息一致性，防止人為因素導(dǎo)致的統(tǒng)計(jì)誤差。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該設(shè)計(jì)方法統(tǒng)計(jì)建筑空間結(jié)構(gòu)實(shí)體專業(yè)對象的精度達(dá)到99%以上，設(shè)計(jì)效率與布線精度優(yōu)于對比方法。

關(guān)鍵詞： 智能建筑; 環(huán)境空間; 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì); AutoCAD軟件; 布線設(shè)計(jì); 專業(yè)對象統(tǒng)計(jì)

中圖分類號： TN915?34; TP301.6 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號： 1004?373X（2019）20?0173?04

Method of intelligent building environment spatial structure design

based on AutoCAD software

GUAN Wenjuan， ZHANG Jing

（Wuhan University of Science and Technology City College， Wuhan 430083， China）

Abstract： In allusion to the statistical error caused by human factors in the design process of intelligent building environment space structure， a method of intelligent building environment space structure design based on AutoCAD software is proposed. The object ARX and MFC are used as the development environment and development tools of AutoCAD software to design the intelligent building environment space structure wiring. The wiring design is divided into trunk module of intelligent building group， trunk module of intelligent building， horizontal module and workspace module according to the function. In object?oriented environment， the entity professional objects of the intelligent building environment space structure are described by C++ class declaration， and the class definition diagram of the professional objects is adopted to define the professional objects. On the basis of the professional object parameters set by users， material list is generated and the wiring cost of intelligent building environment space structure is estimated. As for the image database in AutoCAD software， according to the dynamic connection relationship between professional object icon information and image database records， the bidirectional operation function of database interface ASI technology is utilized to carry out statistic of professional objects， so as to guarantee the consistency of information and prevent the statistical error caused by human factors. The experimental results show that the accuracy of the design method for statistic of entity professional objects of the intelligent building environment space structure is over 99%， and the design efficiency and wiring accuracy of this design method are better than those of the comparison methods.

Keyword： intelligent building; environmental space; structural design; AutoCAD software; wiring design; professional object statistic

20世紀(jì)末，自美國建造世界上第一座智能建筑后，智能建筑在世界各國、各大城市中蓬勃發(fā)展[1]。在智能建筑環(huán)境空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，環(huán)境空間結(jié)構(gòu)布線設(shè)計(jì)被普遍應(yīng)用，其作為智能建筑不可缺少的基礎(chǔ)設(shè)施之一[2]。智能建筑環(huán)境空間結(jié)構(gòu)布線設(shè)計(jì)過程中，智能建筑結(jié)構(gòu)不同器件圖像符號的繪制、編輯與連線都較為繁雜，且器件數(shù)量的統(tǒng)計(jì)與測量工作量較大，易出現(xiàn)錯誤，在智能建筑中導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)癱瘓的因素中有七成以上是因?yàn)椴季€問題導(dǎo)致[3]。為解決上述問題，利用AutoCAD軟件進(jìn)行智能建筑環(huán)境空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其優(yōu)勢在于強(qiáng)大的繪圖功能及友好的工作界面[4]，在智能建筑環(huán)境空間結(jié)構(gòu)布線設(shè)計(jì)過程中，利用AutoCAD軟件能夠降低智能建筑環(huán)境空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難度，避免人為因素帶來統(tǒng)計(jì)誤差，提升布線精度。

1 ?智能建筑環(huán)境空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1.1 ?AutoCAD軟件的開發(fā)環(huán)境與開發(fā)工具

1.1.1 ?Object ARX

作為動態(tài)鏈接庫（DLL）的Object ARX應(yīng)用程序，能共享AutoCAD軟件的地址空間，同時還能直接被AutoCAD軟件調(diào)用。Object ARX應(yīng)用程序包括五大基礎(chǔ)類庫[5]，分別是：AcRx類庫、AcEd類庫、AcDb類庫、AcGi類庫和AcGe類庫。AcRx類庫中包括系統(tǒng)級別的類與C++的宏指令集，主要功能是對應(yīng)用程序?qū)嵤┘s束并注冊與識別實(shí)時類;AcEd類庫的主要功能是注冊本地命令與系統(tǒng)事件通知;AcDb類庫中包含的類能夠直接訪問AutoCAD軟件數(shù)據(jù)庫;AcGi類庫內(nèi)涵蓋圖像界面工具，能夠進(jìn)行AutoCAD軟件實(shí)體的繪制與渲染;AcDb類庫引用Ge類庫操作線性代數(shù)與幾何實(shí)體。

1.1.2 ?MFC

作為Visual C++關(guān)鍵組成部分，微軟公司推出的Microsoft Foundation Classes（MFC），微軟基礎(chǔ)類庫能夠封裝海量的APIs[6]，使用者利用MFC能夠以較快的速度開發(fā)Windows對話框界面，基于Windows對話框的Object ARX應(yīng)用程序界面同AutoCAD軟件界面相同，同時能夠同其他Windows應(yīng)用程序一起分享Windows不同資源。

1.2 ?智能建筑環(huán)境空間結(jié)構(gòu)布線設(shè)計(jì)情況

基于AutoCAD軟件的智能建筑環(huán)境空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法主要功能提供給使用者便利的設(shè)計(jì)環(huán)境與工具，增強(qiáng)智能建筑環(huán)境空間結(jié)構(gòu)布線設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化與計(jì)算機(jī)化[7]。圖1是基于AutoCAD軟件的智能建筑環(huán)境空間結(jié)構(gòu)布線設(shè)計(jì)情況。

1.3 ?專業(yè)對象定義方式與參數(shù)化設(shè)計(jì)

開發(fā)軟件應(yīng)用程序過程的關(guān)鍵是“對象”[8]，其作為智能建筑環(huán)境空間結(jié)構(gòu)布線設(shè)計(jì)過程中基本運(yùn)行和處理單位，既存在獨(dú)特屬性的實(shí)體，也是行為方式的實(shí)體。通過上述分析，類作為面向?qū)ο蟮幕A(chǔ)，其定義與組織成為智能建筑環(huán)境空間結(jié)構(gòu)布線設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。將類的概念融入C++內(nèi)，能夠描述一類全新的、存在指明屬性的、能夠定義內(nèi)容行為與方法的類對象。

圖1 ?智能建筑環(huán)境空間結(jié)構(gòu)布線情況

智能建筑環(huán)境空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，專業(yè)對象的定義采用上述類對象定義。利用AutoCAD軟件包含的編輯功能可對其進(jìn)行直接操作。圖2是智能建筑環(huán)境空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中實(shí)體專業(yè)對象的對象模型與類定義方法。

圖2 ?專業(yè)對象的類定義圖

在定義智能建筑環(huán)境空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中各實(shí)體專業(yè)對象類的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與成員函數(shù)等后，使用者能夠在對應(yīng)區(qū)域內(nèi)設(shè)置實(shí)體專業(yè)對象不同屬性等，利用人機(jī)交互形式得到相關(guān)信息，確定不同實(shí)體專業(yè)對象的層數(shù)、面積、設(shè)計(jì)等級等信息點(diǎn)數(shù)量相關(guān)參數(shù)。智能建筑環(huán)境空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法依照使用者的設(shè)置，實(shí)時自主生成各實(shí)體專業(yè)對象，并統(tǒng)計(jì)專業(yè)對象中的器件，生成材料列表，估算智能建筑環(huán)境空間結(jié)構(gòu)布線成本[9]。

1.4 ?圖像數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

在智能建筑環(huán)境空間結(jié)構(gòu)布線設(shè)計(jì)過程中，器件與線材的統(tǒng)計(jì)既是布線設(shè)計(jì)工程的關(guān)鍵過程也是施工設(shè)計(jì)信息化的基礎(chǔ)。

設(shè)計(jì)的實(shí)體專業(yè)對象圖像置于AutoCAD軟件的圖像數(shù)據(jù)庫內(nèi)，利用面向?qū)ο蟮募夹g(shù)設(shè)計(jì)各專業(yè)對象，得到的相關(guān)信息能夠?yàn)橹悄芙ㄖh(huán)境空間結(jié)構(gòu)布線工程數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)提供依據(jù)。專業(yè)對象圖標(biāo)信息同圖像數(shù)據(jù)庫記錄間的動態(tài)連接關(guān)系[10]，需利用基于Object ARX應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)庫接口ASI技術(shù)的雙向操作功能實(shí)施數(shù)據(jù)交換和共享，以保障信息一致性。

2 ?實(shí)驗(yàn)分析

實(shí)驗(yàn)為測試本文提出基于AutoCAD軟件的智能建筑環(huán)境空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法對于專業(yè)對象的統(tǒng)計(jì)精度，以某智能建筑為實(shí)驗(yàn)對象，對比本文方法、基于協(xié)同效應(yīng)的智能建筑環(huán)境空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法和基于結(jié)構(gòu)化的智能建筑環(huán)境空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法對各專業(yè)對象的統(tǒng)計(jì)精度，結(jié)果如圖3所示。

圖3 ?統(tǒng)計(jì)精度對比結(jié)果

從圖3得到，本文方法針對各實(shí)體專業(yè)對象的統(tǒng)計(jì)精度均在99%以上，最高可達(dá)99.7%;協(xié)同效應(yīng)方法平均統(tǒng)計(jì)精度在96%左右，統(tǒng)計(jì)精度最高可達(dá)98.3%，統(tǒng)計(jì)精度波動情況較為顯著;結(jié)構(gòu)化方法平均統(tǒng)計(jì)精度與協(xié)同效應(yīng)方法差距較小，但精度曲線波動情況較為穩(wěn)定。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文方法的統(tǒng)計(jì)精度較高，能夠?qū)χ悄芙ㄖh(huán)境空間結(jié)構(gòu)布線工程中各專業(yè)對象進(jìn)行更精準(zhǔn)的統(tǒng)計(jì)。實(shí)驗(yàn)利用評分法，從統(tǒng)計(jì)精度、成本控制、設(shè)計(jì)效率及布線精度對本文方法在內(nèi)的三種智能建筑空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行評分，結(jié)果如表1～表3所示。

為更清晰體現(xiàn)不同智能建筑環(huán)境空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的差距，將不同設(shè)計(jì)方法各方面的平均得分以柱形圖形式描述，結(jié)果見圖4。

圖4 ?不同方法的平均得分對比

分析表1、表2、表3及圖4可得，本文方法設(shè)計(jì)各方面的評價得分均較高，統(tǒng)計(jì)精度、成本控制和設(shè)計(jì)效率方面的評價平均分都達(dá)到95分以上，布線精度的評價平均分也接近90分;協(xié)同效應(yīng)方法除設(shè)計(jì)效率評價平均分在70分左右外，其他方面評價平均分均在80分左右。綜合比較下，采用本文方法進(jìn)行智能建筑環(huán)境空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效果更佳。

3 ?結(jié) ?論

智能建筑作為未來建筑結(jié)構(gòu)的主要發(fā)展趨勢之一，其環(huán)境空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的研究是建筑領(lǐng)域內(nèi)持續(xù)關(guān)注的熱點(diǎn)。本文提出基于AutoCAD軟件的智能建筑環(huán)境空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，利用AutoCAD軟件，采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)與圖像數(shù)據(jù)庫技術(shù)，對使用者提供友好的人機(jī)交互功能，大幅提升智能建筑環(huán)境空間結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)效率，避免人為因素帶來的統(tǒng)計(jì)誤差，提升布線精度，具有廣闊的發(fā)展前景。

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