建筑给排水CAD的现状问题及发展对策

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 内容提要：尽管我国在建筑给排水CAD 开发取得了长足的发展,但也存在诸多的问题。如:软件开发全面规划问题;成图软件问题;数据结构与专业计算功能问题;软件价格等问题。文章对此提出了今后的发展对策。

　　随着计算机应用技术的不断发展，特别是近年来计算机辅助设计（CAD）已不断渗透到建筑给排水设计领域，使我国在建筑给排水方面有了较快的发展。但是，在使用中尚存在一些特有的问题，本文对此略谈己见。

　　1 建筑给排水CAD 技术的发展现状

　　20 世纪80 年代中期国内开展了计算机辅助设计和制造（CADPCAM）工作。当初计算机硬件都采用工作站，由于它投资大，CAD 的应用没能得到很好的普及，专业软件也不可能得到很好的开发。90 年代以来，微机的发展十分迅速，处理能力不断加强，价格不断降低，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。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。

　　建筑给排水CAD 的发展是随着建筑CAD 的发展而进行的，其专业软件开发起步较晚。1990 年初建筑给排水仅局限于利用CAD 来绘制原理图，由于缺少完整的图库，只有在施工图设计中推广运用，才能真正做到提高设计进步和出图率。由于建筑给排水专业对计算机辅助设计软件水平要求较高，在施工图中所绘制的透视图并不是仅通过视点的转换能得到的，它有别于原始的真三维图形。从1994 年始，我国正式出现了商业性的给排水专用软件包，为建筑给排水计算机辅助设计应用提供了条件，从而开始了一个新时代。设计人员可以直接利用建筑工程提供的资料图绘制给排水平面图，然后生成所需的透视图，达到减轻设计人员的劳动强度并提高设计效率的目的，使他们有更多的时间用于设计方案的优化。

　　CAD 专业软件包的开发和设计单位微机的大量配置，使各用户根据自身的特点建立一定量的图库和模块，正如60 年代中期专业设计院刻制大量的图形和文字图章一样。计算机也加强了标准化，改进了设计质量，还广泛应用于图形的修改，减少了重复工作量，使设计人员摆脱了机械记忆和大量、单调的查资料工作。例如设计人员可随时从计算机中查到有关规范内容、资料数据和习惯做法等，做出决策，替代了很多繁琐的工作。

　　2 开发和应用中存在的问题

　　除了软件开发起步晚、资金少起点低、技术差、及软件汉化水平低等普遍存在的问题之外，我国的建筑给排水CAD 还存在一些特有的问题。

　　2.1 软件开发全面规划问题

　　目前我国建筑给排水软件开发的单位、人员很多，但是力量分散，各自为政，互不通气。缺乏全面规划，没有统一标准，各种软件互不兼容、互相排斥，软件开发水平比世界先进水平差之甚大。有些软件只是在低水平上的重复，缺乏特色，有的甚至存在不应有的错误。这种一哄而上的做法不但令软件用户即工程设计人员无所适从，也给软件的进一步开发设置了障碍。这个问题要解决，除了优胜劣汰的市场法则之外，还需要行业管理部门的有效管理。

　　2.2 成图软件

　　我国现有的建筑给排水CAD 软件大都是在美国Autodesk公司的CAD 软件AutoCAD 基础上开发的。尽管AutoCAD 是世界上迄今为止最优秀的通用计算机辅助设计软件之一。但也有一些不足：一是软件兼容性不好，即AutoCAD 生成的图形文件不能被很多软件所调用，AutoCAD 也难以接受其它软件所产生的图形；二是虽然带有Autolisp 作为二次开发工具，但这种以表作为处理对象的程序设计语言运行速度慢，而且不易掌握，给设计人员结合自身情况对软件进行二次开发造成困难（这两个问题在1210 版本中有所改善，增加了输出输入图形文件的格式，并可运用C 语言程序等） .另一个问题是版权问题，尽管我国也出现了不用AutoCAD 支持，自行开发全套建筑类各专业成图软件，在软件集成化方面有了相当大的进展，但要在功能上全面赶上AutoCAD、特别是在图形编辑与修改方面达到较高的水平，还有相当多的工作要做。在这种情况下，为了整个软件的先进性，在今后相当长的一段时间内，我们还需使用国外的成图软件。

　　2.3 数据结构与专业计算功能问题

　　通过应用实践，现国内大多数软件还不具备较好的计算功能，而计算的增加势必提高绘图的精度，对用户的要求更严格，这也给程序设计提出了更高的要求。为此建筑给排水CAD 软件应采用自身建立的数据库，它是专业计算的基础，很多软件与提供的条件图不匹配就是没有依赖本专业的属性。给排水软件包可利用AutoCAD 中的lisp 将有关元素列表，以建立相当的数据库，不需再存放数据文件，使绘图与计算一体化，这样就更有利于使用。

　　2.4 价格问题

　　目前，建筑给排水软件的市场价格在7 000～15 000 元。考虑到软件的开发成本和开发水平、技术含量及带来的效益，这个价格还是偏高的。软件价格普遍偏高制约了它的普及，这也与分散经营、形不成规模效益的现行体制有关。软件价格过高造成用户减少，与此同时软件开发商的收益减少，于是形成价格进一步提高的恶性循环。没有高普及度的CAD 软件应用群体，也就无法产生高水平的软件。价格还与性能有关，由于种种原因，性能较优的软件往往不能相应地卖出优价，结果是低劣软件充斥市场。

　　3 建筑给排水CAD的进一步开发

　　3.1 专业功能方面

　　传统专业功能：增强和完善计算功能，包括各种水量、流量计算，给排水管线水力计算，水箱水池计算等。图块图库也应在原来的基础上增加数量、提高质量、完善功能、方便使用。新增专业功能：建筑给排水CAD 软件在专业功能开发方面还有很多工作可做，如自动设计给排水管道避开、绕过或穿过梁柱等障碍物；自动根据规范检查管道管径、坡度、埋深、间距；消防系统的消火栓与喷淋喷头自动布置和喷洒强度的自动确定；自动选择布置化粪池、检查井，并自动连接管线；自动选择泵，并作出基本无需改动的泵房设计图；自动为管道系统添加必要的部件、配件（如清扫口、泄水阀等） .自动对部分或全部给排水设计进行优化，使建筑给排水CAD 在智能化方面上一个新台阶。

　　3.2 用户界面方面

　　用户界面是软件的“脸面”，直接反映软件开发的水平，按照最新的判别标准，软件必须要有相应的便于用户操作的界面。因此，给排水软件用户界面的发展方向是形成直观、形象、美观、贴近AutoCAD 与WINDOWS 风格，并应该适应软件潮流的友好、实用的用户界面，以及方便的鼠标（数字化仪） 操作和随心所欲的联机帮助。

　　3.3 系统软件

　　开发专业软件应当充分利用软件技术发展的最新成果，使专业软件的水平上一个台阶。这主要包括3 个方面：系统软件、图形支持软件和汉字系统。对于应用软件来说，只能选择而不能创造系统。在选择时应当充分利用计算机系统资源，除了采用新版本的DOS 操作系统外，还应注重开发WINDOWS 应用软件。随着计算机软件技术的发展，在未来几年当中不能在WINDOWS 中运行的软件将逐步退出市场，而至今尚未开发出一种在WINDOWS环境下运行的软件，即“建筑给排水FOR WINDOWS”，这一点应当引起软件开发者的高度重视。对于日渐走红的OS/2 操作系统，也应有所关注。在支持软件方面，除了考虑与Auto2CAD10.0、11.0、12.0 等各版本的兼容性之外，还应考虑最新的13.0 版本的新功能。此外还应注重跟上汉字系统和汉化软件的发展；汉字字体的增加使图面汉字质量有了保障，汉字输入方式的改善还可提高成图速度，增强软件功能。

　　3.4 硬件资源开发

　　硬件性能的提高和价格下降，为软件开发提供了更广阔的活动空间。建筑给排水CAD 也应注意硬件资源的开发利用，包括利用新一代的高档微机与网络服务器，双屏幕和大尺寸、高分辨率显示器，大容量的内存和硬盘，各类输入设备如CDROM、扫描仪和输出设备如喷墨、激光绘图仪、打印机等，以适应硬件的发展，这也是软件发展的一个方向。

　　4 今后建筑给排水CAD技术的发展前景

　　4.1 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。

　　4.2 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。

　　4.3 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。

　　4.4 建筑设备软件间的相互协调

　　目前常困扰着建筑设备工种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，做好工种间的配合。此外，还能为土建工程自动预留孔洞图。

　　4.5 加强微机联网，让软件资源共享

　　把所有的微电脑组成局部网络，最后挂到整个高速的网络系统中，它可使每台计算机在任何环境里与任何1 台计算机进行“交谈”，做到资源共享，这样还有利于检索查询和避免软盘之间病毒的感染。

　　4.6 针对专业特点，运用多屏显示

　　这一点有别于目前同步或多屏幕显示，而是根据建筑给排水有透视图的特殊要求，将平面图与透视图或剖面图分别在多个屏幕中同步显示，以充分利用屏幕，直观地进行图形设计。

　　总之，计算机的发展将带动建筑给排水CAD ，进一步提高工作效率，以使工程设计做到在满足现行规范的前提下，根据实际经验、施工条件和工程的特点等，把给排水设计得更加合理，充分满足实际要求，达到安全可靠、经济适用的目的。