建筑给排水CAD的现状问题及发展对策

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

塑料排水板用插板机插入软土地基，在上部预压荷载作用下，软土地基中空隙水由塑料排水板排到上部铺垫的砂层或水平塑料排水管中，由其他地方排出，加速软基固结。在软土地基处理中，塑料排水板的作用设计，施工设备基本与袋砂井相同。

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。