互联网思维在建筑给排水设计中的应用及展望

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　　摘   要：随着互联网技术在各行各业的大力推广，传统给水排水设计行业也在进行着一次大的变革。传统给水排水设计具有效率低、易出错、表达不清、协同性差等特点，互联网行业的一些思维、技术恰好可以进行弥补。鉴于学科的交叉性，结合建筑给水排水专业设计、计算机行业中的JAVA语言，来对互联网思维与传统建筑给水排水设计理念的相结合进行简要的探讨。同时，也给从事互联网加建筑的从业人员进行一些专业之间特点的简单介绍。
　　关键词：给水排水  互联网  AUTOCAD  BIM  JAVA
　　中图分类号：TU992                                文献标识码：A                        文章编号：1674-098X（2019）02（c）-0146-03
　　Abstract： With the diffusion and application of Internet technology in all walks of life， the traditional building water supply and drainage design industry is undergoing a great revolution. The traditional industry has many negative characteristics such as inefficiency， error-prone， ambiguous expression and poor synergy which can been offset by called Internet thinking. In view of the interdisciplinary nature， combined with the building water supply and drainage professional design， the computer industry in the JAVA language， to the Internet thinking and the traditional building water supply and drainage design concept of the combination of a brief discussion.At the same time， also to engage in the Internet and construction practitioners between some professional characteristics of a brief introduction.
　　Key Words： Building Water Supply And Drainage; Internet; AUTOCAD; BIM; JAVA
　　建筑给水排水设计经历了漫长的手工制图板制图时代，发展到现今使用计算机软件进行制图设计，已有20多年的历史。这20多年，由于计算机软件制图方式的广泛使用，使得建筑给水排水设计工作效率较之以往有了飞跃的提高。但是随着时代的发展，尤其是计算机技术对各个行业的广泛涉入，使之目前传统的AUTOCAD辅助设计制图方式变得较为落后。这种落后主要体现在以下三个方面：协同性、可视性、信息性。为此，结合目前国家相关建筑给水排水设计规范和JAVA语言的优势特点，分析讨论在建筑给水排水设计工作中面临的以上三个方面的问题，为日后给水排水专业结合互联网思维进行高效率设计提供可能。
　　1  协同性
　　所谓协同性，是指协调两个或者两个以上的不同资源或者个体，共同一致地完成某一目标的过程或能力。建筑给水排水设计作为建筑设计行业的一个分支，离不开协同性，即协同设计。
　　传统的协同设计并没有实现更高层次的协同，只不过是各自为战之后成果的简单拼接，所以时效性、准确性比较差。比较常见的例子就是：建筑给水排水专业给其它专业提完条件之后，由于某种原因又有一些修改，那么就需要重新進行提条件，可采用的方式有口头告知、截图通知，或者干脆重新发一版条件图纸。这就要求设计者要做到不能忘记修改条件图的事件，并且需要采取重复一遍提条件的程序，不但给自己带来麻烦、下游专业也会降低工作效率。
　　如今的互联网行业对传统的协同工作性质进行了很大的改进，它在保留传统协同性的基础上，将传统的协同性进行优化升级，使之全部都在一个平台下进行工作。这样的好处是与工作有关的一切行为都可以在平台上及时迅速的得到共享，自动化程度得以提高。以JAVA语言特点为例，现如今用JAVA语言进行程序开发的IDE工具为Eclipse，在Eclipse的环境下，所有程序开发者都可以在这个平台上共同完成软件的开发工作。每个人负责某一个模块开发，可以在Eclipse环境下同时进行的，也可以不同时进行;但是无论怎么，相互之间的工作平台属于同一个服务器，可以通过不断同步到服务器，随时让同伴得到自己工作信息内容，以及在平台上直接展开互助合作。
　　计算机行业的这种高效率协同工作方式，现如今已经被建筑行业成功借鉴。BIM技术，就是较为成功的运用了这种思维理念。以往我们进行建筑给水排水设计，如果时间紧任务重情况下，往往需要多个设计人员分工合作、共同完成。比如：一人做给排水设计，一人做消防喷淋设计、一人做卫生间大样图设计、一人做机房、水箱水池设计等等。但是这样要面临设计结束合图、检查碰撞、调图等过程，比较麻烦。但是应用BIM可以省略这些繁琐步骤，因为都是一个设计平台，每人做设计的同时可以清楚地看到同伴的设计成果和进程，第一时间发现问题就解决了，不需要拖到最后，更不需要合图。此外BIM也可以自动检查碰撞，提高设计效率。 　　建筑相关行业设计的高效协同性是未来发展的趋势之一，但是现如今的发展方向存在一个问题，那就是只注重在BIM设计中的应用，而完全忽略了传统AUTOCAD的发展。任何新事物从诞生发展到成熟都需要一个过程，在相当长的一个时间内淘汰AUTOCAD是不现实的，况且如今的BIM软件还存在很多的问题，一些BUG甚至会反过来影响设计效率。有些比较简单的设计项目如果强制运用BIM技术，不但不会提高效率，反而会适得其反。所以高效协同性这种设计理念未来不但需要在BIM技术中大力发展，也要在传统AUTOCAD中进行植入。
　　2  可视性
　　关于可视性，是强调视觉上的通达性，即从一个或多个位置所能看到的范围或可见程度。传统的建筑给水排水设计工具为AUTOCAD，辅之以各种国内插件，设计图纸为二维模式，可视性较差。互联网在这方面很早就做得比较好，除了其具有专业特性的优势外，其宏观思想也是不可忽视的。
　　互联网中的程序开发，如果仅仅是程序员面对浩如烟海的后台代码，而没有一个直接视觉的表现，恐怕难免会出现各种错误，同时对程序开发也会造成很大困难。所以Java Web一开始就很好的解决了这个问题。在程序开发中，通过Tomcat等容器，可以使前端JSP页面与后端Java控制台实现交互，从而可以使程序员开发过程中，随时随地看到自己工作的劳动成果，也便于进行自我发现、修补Bug。然而在建筑给水排水行业设计当中，一成不变的是平面二维图纸，但是建筑物都是立体的，设计中只能以三视图的形式来表示。这需要设计人员、施工人员首先在头脑中将其立体化，这期间比较费时，还有可能出现理解上的误差。有关这一点，建筑给水排水设计行业可以参考互联网行业的理念，将设计图纸立体化，这样设计成果一目了然，即容易让他人短时间理解，又可以让设计变得更贴近现实。
　　BIM技术在这方面目前已经探索了若干年，并且取得了可喜的成果。BIM技术赋予设计内容信息化，不但可以在设计中自动将平面图纸同步三维立体化，而且还能将三维设计成果重新赋值于平面图中。使设计人员可以非常形象的看到自己的设计成果，提高设计准确度。由于专业的差异，互联网行业是利用开发工具开发软件;而建筑给水排水行业则是利用计算机专业开发好的软件来进行自己专业的设计。所以，以BIM技术为代表的建筑相关行业开发工具，比互联网软件开发还有一个优点，那就是不需要第三方插件就可以实现设计的可视化。
　　尽管BIM的可视性具有很大优点，但是其缺点也是一直存在，并且是未来几年应该着重解决的问题。首先与计算机行业的开发工具Eclipse相比，BIM太过于笨重。Eclipse各种版本从没有占用超过1GB内存的，但是BIM软件则需要电脑的各种配置达到很高的要求，软件本身需要内存也很大。尤其是随着设计内容的增多，软件运行的速度会越来越慢，设计中也会比较卡顿，给人以不友好的感觉。尤其是建筑给水排水专业喷淋系统的设计，到设计工作的最后阶段往往BIM已经不堪重负，甚至崩溃，造成设计内容的丢失。次之，由于可视性的存在，各种菜单、子菜单种类繁多，虽然是功能细化，但是造成不必要的繁琐。还是以建筑给水排水设计中喷淋系统为例，画一个防火分区的喷头而不出现这样或那样错误的操作步骤提示，远远多于平面二维设计。这两个缺点，是当下BIM技术需要解决的问题，使BIM轻量化、简易化，才更有利于设计师的使用，从而达到设计师只专注于设计的目的。
　　关于可视化的问题，建议只在BIM中完善即可，不需要在AUTOCAD中发展。大型复杂项目需要可视化操作与设计，可以选择BIM设计。至于一些简易的小型项目，则不需要可视化操作，利用传统的AUTOCAD设计，反而会更得心应手。
　　3  信息性
　　所谓信息性，是指某一固定事物的固有属性的描述。在传统的建筑给水排水设计工具AUTOCAD中，已经具备了信息性这个特点，但是信息性的程度比较低下，比如只能定义图层、线型、线性比例等等。之后国内的各种辅助设计工具，比如天正、鸿业等，做了一些改进。这些辅助设计工具在基于AUTOCAD固有功能的前提下，可以进行一些简单专业性的计算。直到今天的BIM，在信息性方面虽然有了很大进步，甚至可以直接赋予各种特性直接到设计内容中，不过这其中仍然存在不少的问题。而信息性的成熟，则是互联网行业的一个最基本的特点，有关于互联网行业信息性的思维，非常值得建筑给水排水设计相关行业的借鉴。
　　在JAVA语言信息性方面，有一个很重要的理念，那就是面向对象。面向对象有三个最基本的特性：封装、继承、多态。所谓封装，是指一种将抽象性函式接口的实现细节部份包装、隐藏起来的方法。适当的封装可以让代码更容易理解与维护，也加强了代码的安全性。继承就是子类继承父类的特征和行为，使得子类对象（实例）具有父类的实例域和方法，或子类从父类继承方法，使得子类具有父类相同的行为。多态是同一个行为具有多个不同表现形式或形态的能力。多态就是同一个接口、使用不同的实例而执行不同操作，是对象多种表现形式的体现。
　　面向对象理念中的封装，简而言之，就是把某一种行为逻辑首先设计好，用代码抽象的表达出来。然后这一部分代码完成后，外部程序不能进行修改，但是可以通过预先设计好的接口来调用它，至于它内部是如何操作的不需要理解。比如现实生活中，用热水壶烧热水，人们只需要将凉水倒入水壶、通上电，过一会儿水就烧开了。这期间人们不需要研究水壶内部构造、烧热水的原理，结果水烧开了这个结果都能实现。那么热水壶就可以理解为一个封装。
　　这种理念如果应用到建筑、给水排水设计中，将会带来很高的设计效率。比如设计喷淋系统，喷淋系统的喷头布置方式有上喷、下喷、侧喷等多种方式，规范又对不同种喷头设置方式有不同的条文要求。那么按照计算机行业面向对象思想中的封装特性，就可以预先将这些业务逻辑写好，植入设计软件中，只要规范不改变，这些业务逻辑就不需要改变而封装起来。设计者只需要根据自己項目的特点，通过按钮来选择需要的设计形式即可，软件可以通过封装好的业务逻辑自动进行设计，而设计师只需检查一下软件设计的合理性，对其需要调整的地方进行调整即可。
　　面向对象思维中继承和多态的思想，如果能够应用到建筑给水排水相关设计行业中，也会给设计的信息化带来很大的好处。其实，无论是传统的AUTOCAD，还是后来天正、鸿业，乃至于BIM技术，或多或少都吸取了计算机行业中面向对象的思想。只不过目前的设计软件只把面向对象思想运用到单个的功能上，并没有把它完整的运用到一个项目上。虽然将面向对象思想运用到整个项目上，会有一些困难。例如，需要建筑给水排水软件的开发人员对建筑相关专业有很深的认识。但是计算机思维的信息性，深入运用到建筑相关行业的设计中来，是一个大势所趋。
　　4  结语
　　伴随着互联网加思维的广泛兴起，在设计理念方面，建筑给水排水设计行业正处于一个新的转型期。这期间的设计理念虽然取得了较大的进步，但是整个行业缺乏一个宏观的发展方向。目前形势下，整个设计行业过于提倡BIM的先进性，而忽略了BIM技术的不成熟带来的风险和效率低下。互联网思维只注重于BIM技术的发展，而忽略了传统AUTOCAD的实现，是不对的。事实上，对于一些小型项目，用传统的AUTOCAD设计，辅之以互联网思维的成熟运用，反而会较之BIM技术更有效率。建筑相关设计行业任何一次技术革命，都需要时间，而目前的状况是，传统的二维设计和BIM的三维设计将会长时间共存。那么互联网思维在建筑给水排水设计中的应用，就不应该只注重作为新事物的BIM技术，而忽略传统AUTOCAD的优势。
　　参考文献
　　[1] 中华人民共和国住房和城乡建设部，中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB 50015-2003建筑给水排水设计规范[S].2009.
　　[2] 中华人民共和国住房和城乡建设部，中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB 50016-2014建筑设计防火规范[S].2018.
　　[3] 中华人民共和国住房和城乡建设部，中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB 50084-2017自动喷水灭火系统设计规范[S].
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