CAD技术在排水工程设计中应用的体会

来源:用户上传      作者: 吴晓东

　　九十年代以来，微电子技术的发展十分迅速，计算机的处理能力不断加强，同时计算机和电子产品的价格在不断降低，使CAD 的普及应用成为现实，因而提供了一种功能强大的绘图和设计环境。与此同时，设计内容上也逐渐增加，从只能做常规室内给排水设计发展到能进行室内、外给排水，热水供应、消防、雨水、泵站到集绘图和计算为一体的软件包。
　　近年来，随着计算机应用的普及，当今工程设计、结构设计、工程资料管理、工程预算都普遍应用了计算机，在排水工程技术领域，从水文调查、水质监测、计量、自动控制、制图等方面，人们也已普遍使用计算机技术。CAD（Computer Aided Design）系统的含义是指计算机辅助设计系统，是计算机在工程设计领域中的重要技术应用。因为使用CAD的人多半是设计师，而应用软件的发展方向也都是着重在某专业的辅助设计上，所以被称之为“电脑辅助设计”。经过最近10年的努力，在排水工程设计中，CAD技术主要被应用在制图和一部分辅助计算方面。
　　1.CAD技术在排水工程设计中的应用
　　1.1计算机图形技术
　　工程设计的主要最终产品是图纸。利用CAD技术绘制成电子版图纸是计算机图形技术应用的直接表现。排水工程辅助设计软件表现出了它远远高于传统手工绘图的优越性，首先是平面定义的相对简单，平面管线与相关设备能够自动连接，并在系统图上生成相应的图块，能进行一定的可逆性操作，绘制的系统图较为详细，基本上无需经过修改即可成图。
　　1.2工程数据库的建立使用和完善
　　在一项设计提交计算机之前，需要进行大量的工种间的配合，如提升泵站地下室的混凝土水池预留防水套管位置是一项复杂的工作，要涉及很多资料，而且在整理工程中有出错的可能。如果借助工程数据库，通过计算机软件完成此项工作，再由数据库生成条件图，可以做到简单、快捷、高效。此外，施工图中情况会更加复杂，管道众多，数据量非常大，没有一种有效的数据库操作方法工作量和工作难度将会非常大，难以保证以高质量和快速及时提交准确的设计文件。同时，在排水工程中大量的数据需要存储、计算和管理，数据库可以较便捷地完成这些工作。
　　1.3标准件库运用
　　在排水工程设计中，标准件主要是材料和设备。材料可以由图纸中的图例表示，而设备则涉及到选型、计算和布置等较多方面。目前的排水工程辅助设计软件一般提供了比较完备的材料库，有的软件还提供了能自行扩充维护的数据库，包括各种管材、管件的的型号规格和设计标准等一些能被CAD系统直接调用的文件。而设备资料相对较少，但目前已有一些软件已将水泵等常用设备编入标准件库。通过使用CAD系统及部分专用的工具软件，通过计算机设备选型的可直接被调入CAD进行布置设计。
　　2.CAD技术在排水工程设计中的应用的优点
　　1）提高设计效率，保证画面整洁。排水管线设计中地形复杂，画面线条繁多，用传统的设计和绘图方法不仅速度慢，而且不容易保持画面整洁，造成读图和识别困难，直接影响工程施工的顺利进行。而运用CAD技术，通过计算机和绘图仪的配合使用，较好地解决了这些问题；2）大大降低设计工作量；3）通过计算机、数码相机、扫描仪、绘图仪等电子设备，及电子版地形图纸的应用使得CAD系统所出的设计图纸准确性、尺寸精度进一步提高，复杂细节反映更精确，特别是对大型、复杂、特型形状的设计和三维图形的绘制，提供了一种极为有效的方法；4）便于管理、保存和共享，检索便捷，节约空间。通过Internet网和内部网络实现共享。目前的CAD系统已经发展成为用户可以使用它来创建、浏览、管理、打印、输出、共享及准确复用富含信息的设计图形系统工具；5）工程技术设计的最佳表现形式就是各种图纸，它包含的设计技术信息是仅用文字表述难以达到的，计算机技术的运用可接进行设计图纸的传递，设计信息传递迅速直观，并且不易发生误解，便于工程参与各方人员及时沟通和改进设计。
　　图一：
　　
　　3.CAD技术的发展趋势
　　3.1软件向系列化发展，专业性强
　　软件之间相互兼容性好，可相互转换或直接使用，在专业的内容上更加全面，除了透视图的生成外还可生成剖面图、管道的纵断面等，形成真正的三维空间，全面地实现自动生成。此外，整个建筑给排水CAD 软件将由多个子程序多部分组成，也可以相对独立的部分出现，功能齐全，形成系列化。
　　3.2完善计算，实现图形与数据的完整统一
　　开发出环状管网的计算以及多种系统的分析计算，可以做到图形完成后自动完成计算。对于复杂的给排水系统，可智能化地判别系统形式，迅速地进行水力计算，并提供选择的设备，从而摒弃繁琐的数据手册。此外，还具备完善的图形库和数据信息库，可备查询、调用。
　　3.3向优化设计发展，形成专家系统
　　扩充利用专家系统，咨询、确定选择系统和设计原则，及时产生合理的设计方案。由于计算速度的加快和存贮容量的增加，采用优化设计理论(如数学规划方法或准则法) 迅速寻求满足规范和其它经济技术要求，而且应是工程费或换算运营费之和最小的设计。在施工图设计中，可提出管道的最佳走向和设备的最佳布置等，进行自动分析。
　　3.4建筑设计软件间的相互协调
　　目前常困扰着建筑设计工程之间的相互管道碰撞问题，它通过自动检测给排水管道与暖通风管、电气桥架、结构梁之间的交叉，做好工程间的配合。此外，还能为土建工程自动预留孔洞图。
　　4.结语
　　总之，IT业的迅猛发展将带动排水工程专业CAD系统的高速发展。使给排水工程专业CAD系统的应用水平不断提高，进一步提高排水设计的工作效率。让CAD系统根据实际经验、施工条件和工程的特点等，使设计做到在满足现行规范的前提下，更加合理，充分满足实际要求，达到安全可靠、经济适用的目的。
　　（作者单位：南京市排水管理处江苏南京210000）

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