基于VisualLisp的火災自動報警系統(tǒng)圖數(shù)字化技術研究

鄒 帆

(上海復旦規(guī)劃建筑設計研究院有限公司 杭州分公司, 浙江 杭州 310000)

0 引 言

隨著人工智能技術發(fā)展,各行業(yè)數(shù)字化水平快速上升,行業(yè)生產(chǎn)力極大提高。建筑行業(yè)作為國家經(jīng)濟支柱之一,也對此展開了探索與發(fā)展。隨著北京、深圳等人工智能審圖試點工作的展開,人工智能審圖系統(tǒng)正成為越來越多地區(qū)和部門開展圖審工作的手段,推動勘察設計行業(yè)的數(shù)字化轉型和高質量發(fā)展[1]。在施工圖設計階段,這種由圖形實體與計算機語言相互轉換的規(guī)則同樣適用,生產(chǎn)數(shù)字化必然成為現(xiàn)今設計工作的技術發(fā)展方向,對提高設計人員的設計效率,保證設計圖紙的工作質量具有極其重要的現(xiàn)實意義。

目前,電氣設計數(shù)字化技術的研究大部分集中于配電箱系統(tǒng)圖在AutoCAD繪圖軟件的智能生成。利用 Excel 制作電氣負荷計算表及配電箱計算表的方法,提出了Excel和Access結合AutoCAD制作電氣系統(tǒng)圖的實現(xiàn)方法[2]。基于以上思路,簡化了將Excel表格中的數(shù)據(jù)一一對應的輸入CAD 系統(tǒng)圖中的工作量[3]。然而,現(xiàn)有研究大多集中在電氣配電箱系統(tǒng)圖,對消防系統(tǒng)圖相關的研究較少。特別是火災自動報警系統(tǒng)圖,與建筑平面中防火分區(qū)等相關度大,尤其受建筑防排煙和給排水專業(yè)影響更大,相關研究較少。本文提出了基于VisualLisp的火災自動報警系統(tǒng)圖的數(shù)字化生成解決方法。

1 建筑電氣設計的圖紙構成

在建筑電氣施工圖圖紙設計的工作中,可以分為兩部分:一是根據(jù)建筑平面布置設備以及相關管線的平面圖設計;二是將平面圖中各電氣設備信息轉化為系統(tǒng)形式的系統(tǒng)圖設計。相對而言,平面圖設計為創(chuàng)造性勞動,需要設計人員根據(jù)不同的建筑業(yè)態(tài)自主設計,現(xiàn)階段通過AI或者數(shù)字化技術較難實現(xiàn);系統(tǒng)圖設計為重復性勞動,基于現(xiàn)有平面設計結合相關規(guī)范原則再次設計,與前者相比,借助AI或者數(shù)字化技術更容易實現(xiàn)。

2 火災自動報警系統(tǒng)圖的二次開發(fā)實現(xiàn)思路及解決方法

在現(xiàn)今建筑設計行業(yè)中,AutoCAD是比較主流的設計平臺,具有廣泛的業(yè)界基礎并且便于用戶二次開發(fā)。VisualLisp程序語言集成于AutoCAD軟件內,是其最直接的程序語言。相對其他程序語言而言,VisualLisp語法簡單、編譯環(huán)境兼容性強、功能函數(shù)強大,可直接調用執(zhí)行所有AutoCAD的命令并掌握運用所有的AutoCAD系統(tǒng)變量。因此,采用基于VisualLisp語言的AutoCAD二次開發(fā)以實現(xiàn)火災自動報警系統(tǒng)圖的數(shù)字化是比較合適的。

2.1 火災自動報警系統(tǒng)圖及編制依據(jù)

火災自動報警系統(tǒng)圖體現(xiàn)整個項目消防設計的關鍵信息和網(wǎng)絡架構,應與平面表達完全一致,否則將影響圖紙的設計質量,甚至無法正常施工運行。其主要編制依據(jù)為《火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范》GB 50116—2013、《民用建筑電氣設計標準》GB 51348—2013和《建筑設計防火規(guī)范》GB 50016—2014等國家現(xiàn)行標準和規(guī)范[4-6]。同時,《建筑工程設計文件編制深度規(guī)定(2016版)》第4.5.10條規(guī)定了電氣消防系統(tǒng)在施工圖設計中的深度要求。

根據(jù)以上規(guī)范要求,火災自動報警系統(tǒng)圖的數(shù)字化內容如下:① 電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)圖以及各監(jiān)測點名稱、位置等;② 消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)圖以及各監(jiān)測點名稱、位置等;③ 消防電話系統(tǒng)圖;④ 消防應急廣播系統(tǒng)圖;⑤ 火災自動報警及消防聯(lián)動控制系統(tǒng)圖,其中報警線路和手動控制線路等消防主干線路編號,消防聯(lián)動和消防電源監(jiān)控、火災監(jiān)控模塊箱編號,非消防切除配電箱編號。

2.2 傳統(tǒng)設計流程與數(shù)字化生成思路對比

以一般項目為例,分為傳統(tǒng)系統(tǒng)圖設計流程與自動生成模式的開發(fā)流程,火災自動報警系統(tǒng)傳統(tǒng)設計流程如圖1所示、火災自動報警系統(tǒng)數(shù)字化生成流程如圖2所示。如圖1中所示,傳統(tǒng)的設計過程中設計人員需不斷重復著各個防火分區(qū)各類報警聯(lián)動設備的統(tǒng)計工作,設計任務繁雜瑣碎,重復性勞動過多,進而也無法對圖紙質量有所保證。相比而言,利用數(shù)字化技術生成的方法大大提高了設計人員的工作效率,減少了圖紙中出現(xiàn)平面與系統(tǒng)對應不上等諸多問題。如圖2所示,設計人員只需選擇項目類型,輸入初始參數(shù)即可。借助于VisualLisp二次開發(fā)的輔助能力,結合各設計院出圖標準所指定的輸出規(guī)則,實現(xiàn)火災自動報警系統(tǒng)圖的自動生成。

圖1 火災自動報警系統(tǒng)傳統(tǒng)設計流程

圖2 火災自動報警系統(tǒng)數(shù)字化生成流程

2.3 AutoCAD二次開發(fā)準備工作

針對項目類型的不同,通過建立動態(tài)塊對其可見性參數(shù)控制來實現(xiàn)傳統(tǒng)設計過程中參照對應項目類型模板的過程。針對其他設備專業(yè)的各模塊的消防聯(lián)動需求,需對其控制箱或配電箱聯(lián)動模塊的屬性值各自定義以便區(qū)分,如消防風機聯(lián)動的輸入輸出模塊定義為消防風機聯(lián)動模塊,用于切除非消防配電的輸入輸出模塊定義為非消防電源切除模塊等。

一般工程項目而言,地上單體設置消防控制室及屋面消防水箱;地下室設置消防水池及消防水泵房。根據(jù)有無消控室和消防水箱的原則,地上部分和地下室可對應不同圖塊來表達,地下室火災報警系統(tǒng)圖圖塊如圖3所示。地上部分火災報警系統(tǒng)圖圖塊如圖4所示。

圖3 地下室火災報警系統(tǒng)圖圖塊

圖4 地上部分火災報警系統(tǒng)圖圖塊

2.4 二次開發(fā)VisualLisp程序設計

根據(jù)如圖2所示火災自動報警系統(tǒng)數(shù)字化生成流程,火災自動報警系統(tǒng)數(shù)字化生成的核心任務在于虛線框內各流程中相關功能的實現(xiàn)?；诟髟O計標準和規(guī)范不斷的更新修訂以及各設計人員不同的出圖標準,二次開發(fā)VisualLisp程序設計采用模塊化設計,以滿足其靈活性和適應性。其主要功能模塊包括:

(1) 通過DCL對話框讀入初始信息,包括項目類型、子項編號、起始線路編號等;

(2) 統(tǒng)計并處理防火分區(qū)邊界內各設備的數(shù)量信息,包括應急廣播、手動火災報警按鈕、聲光報警器、報警電話、感煙探測器、感溫探測器、紅外光束感煙探測器、消火栓啟泵按鈕、水流指示器、信號閥、280 ℃防火閥/常開、排煙口、正壓送風口、擋煙垂壁控制箱、防火卷簾控制箱等;統(tǒng)計消防電源監(jiān)控配電箱、電氣火災監(jiān)控配電箱、消防風機控制箱等標注信息。

(3) 確定火災自動報警系統(tǒng)圖中輸出各元素及數(shù)量等的坐標;

(4) 統(tǒng)計各防火分區(qū)報警點數(shù)、聯(lián)動點數(shù),繪制系統(tǒng)圖中的各主干線路;

(5) 繪制系統(tǒng)圖中各類設備的分支線路;

(6) 統(tǒng)計各主干線路回路編號,包括消防電源監(jiān)控線、電氣火災監(jiān)控線、消防電話線、手動控制線、消防廣播線、火災報警總線、DC 24 V聯(lián)動電源線等。

通過以上功能模塊,并經(jīng)數(shù)據(jù)處理后可生成每個防火分區(qū)內各類設備數(shù)量及標注信息的數(shù)據(jù)列表集合[防火分區(qū)(num_1 num_2 … num_23)編號1 編號2 編號3 編號4],其中(num_1 num_2 … num_23)為各類設備數(shù)量列表,編號為相關聯(lián)動模塊箱和配電箱的標注信息。VisualLisp數(shù)字化開發(fā)數(shù)據(jù)流程圖如圖5所示。

圖5 VisualLisp數(shù)字化開發(fā)數(shù)據(jù)流程圖

2.5 DCL人機交互設計

本著人機友好,操作簡便的原則,通過DCL對話框控制語言(Dialogue Control Language)建立人機對話框,DCL人機對話框如圖6所示。通過對話框將項目類型及相關初始參數(shù)進行設置,增加設計人員的可操作空間。

圖6 DCL人機對話框

3 設計實例及驗證

以某商業(yè)辦公項目地下室火災自動報警設計為例驗證數(shù)字化生成火災自動報警系統(tǒng)圖的準確性。在DCL人機對話框中選擇地下部分,輸入建筑單體/區(qū)域編號(B),各系統(tǒng)線路起始編號均為1。輸入?yún)?shù)設定后,點擊火災自動報警系統(tǒng)圖選擇整個地下室火災報警平面圖作為選擇對象,即可生成系統(tǒng)圖,地下室火災自動報警系統(tǒng)圖如圖7所示。其中,火災自動報警各子系統(tǒng)分列布置,各防火分區(qū)及其相關設備分行布置。按圖紙深度要求,統(tǒng)計每個防火分區(qū)內報警點數(shù)和聯(lián)動點數(shù),短路隔離器、感煙探測器、手動火災報警按鈕、聲光報警器等報警聯(lián)動設備;標注給排水專業(yè)和暖通專業(yè)消防聯(lián)動模塊箱編號及其聯(lián)動線路;標注各主干線路編號。各分區(qū)設備數(shù)量經(jīng)人工統(tǒng)計復核準確無誤。

圖7 地下室火災自動報警系統(tǒng)圖

根據(jù)以往施工圖設計的經(jīng)驗,火災自動報警系統(tǒng)圖繪制工作一般在2-3小時左右;尤其在地下室防火分區(qū)眾多且不規(guī)則時,工作難度更大。與之相比,數(shù)字化生成技術僅需幾秒內便可實現(xiàn)火災自動報警系統(tǒng)圖繪制工作,優(yōu)越性明顯。

4 結 語

火災自動報警系統(tǒng)是電氣消防設計的重要內容,由于整體設計工作內容的不斷增加,尤其是施工圖設計圖紙深度要求的不斷細化,如何保證圖紙質量是設計行業(yè)中普遍面臨的問題。本文提出了基于VisualLisp的火災自動報警系統(tǒng)圖的數(shù)字化生成方法,旨在解決平面至系統(tǒng)的圖紙轉換工作,極大提高了設計人員的工作效率,具有較好的使用價值。應當注意,本程序僅針對了設置單個消防控制室的集中報警系統(tǒng)形式,對于兩個及以上消防控制室的控制中心報警系統(tǒng)還需考慮相應的邊界條件并集成到程序中,后期還待進一步改進完善。