國際項目工廠照明的數(shù)字化設(shè)計方法研究

引言

近年來,隨著國內(nèi)新建煉廠工程市場的逐漸飽和,越來越多的煉化工程公司開始向中東、北非、南美等地區(qū)尋求業(yè)務(wù)發(fā)展。由于歷史原因,此部分地區(qū)工程項目大多執(zhí)行歐美體系建設(shè)標(biāo)準(zhǔn),與國內(nèi)項目相比,其建設(shè)周期較長,對數(shù)字化交付程度、設(shè)計過程資料提交以及施工圖質(zhì)量要求更嚴(yán)格,同時運用的設(shè)計軟件也有所不同,對于剛開展國際項目的工程公司來說執(zhí)行較為困難。

本文以某大型國外煉廠項目為例,對工廠照明數(shù)字化設(shè)計進(jìn)行介紹和總結(jié)。

1國內(nèi)與國際項目工廠照明設(shè)計對比

由于執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)、用戶要求以及建設(shè)模式不同,國內(nèi)和國際項目工廠照明設(shè)計有較大差異,以某個按照歐美標(biāo)準(zhǔn)體系執(zhí)行的大型國外煉廠項目為例,其國內(nèi)外項目工廠照明設(shè)計對比如表1所示?？偟膩碚f,國際項目照明設(shè)計要求更高,對照明設(shè)計人工時要求較高,此方式是否適用于國內(nèi)項目還需要根據(jù)項目實際情況進(jìn)行分析。

2照明設(shè)計應(yīng)用軟件

項目主要用到三種設(shè)計軟件,分別為照度計算軟件、三維建模軟件、平面圖軟件,本文主要介紹照度計算和三維建模軟件的應(yīng)用。

照度計算軟件通常用DIALux,它是由德國的DIAL公司開發(fā)設(shè)計,目前主要應(yīng)用于歐洲市場。近些年,DIALux已進(jìn)入中國市場,目前已有中文簡體版本,鑒于其免費的策略,已有很多國人在使用。

國內(nèi)外應(yīng)用比較普遍的三維模型設(shè)計軟件有英國AVEVA公司的PDMS、美國Intergraph公司的SmartPlant3D(以下簡稱SP3D)、Bentley公司的ProjectwiSeTM、AutodeSk公司的RevitTMMEP等,本文主要介紹PDMS和SP3D,這兩個軟件的使用對比如表2所示。

平面圖軟件通常用AutoCAD,由于存在與三維建模軟件兼容問題,建議優(yōu)先采用低版本。

3照度計算方法

3.1建立計算模型

利用三維模型在DIALux軟件中搭建出管橋、構(gòu)架、平臺以及設(shè)備等基本模型,也可以自由創(chuàng)建一些參數(shù)化設(shè)備,例如泵、塔或者罐等設(shè)備,只需要建立一個模型,其他同類設(shè)備通過改參數(shù)的方法就可以復(fù)制生成。圖1為某項目搭建完成的計算模型。

3.2創(chuàng)建計算平面

在需要照度計算的區(qū)域創(chuàng)建計算平面。對于有操作要求的區(qū)域,計算平面設(shè)置在操作點高度:對于需要觀測的區(qū)域,計算平面設(shè)置在觀測高度:對于通道及平臺,計算平面設(shè)置在地面高度。

圖2為某項目中搭建的管橋下的計算平面,高度為地面上1m。

3.3布置燈具

燈具布置有多種方式:(1)對于管橋及矩形平臺,可以使用矩陣排列方式:(2)對于走道,可以使用直線排列方式:(3)對于圓形平臺,可以使用圓形排列方式:(m)部分區(qū)域燈具布置無規(guī)則,可以使用單一布置方式。圖3為某項目管橋下燈具布置圖。

3.4生成照度計算報告

前面做的所有工作都是為了生成照度計算結(jié)果,生成后首先設(shè)計人員應(yīng)與執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)比對,找出燈具布置不合理的平面,然后根據(jù)計算報告對不合理的燈具布置進(jìn)行調(diào)整,再對修改后的燈具布置重新計算直到符合要求,最終得到符合要求的照度計算結(jié)果。所有計算區(qū)域的照度計算結(jié)果匯總后與計算執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)以及燈具選型原則合并,即可得到一份完整的照度計算報告。圖4為某項目管橋下的照度計算結(jié)果。

4三維建模方法

4.1創(chuàng)建燈具元件庫

一個項目可能要用到多種類型燈具,因此先建立元件庫,需要用某類燈具時可以直接調(diào)用。PDMS的Equipment功能模塊下,設(shè)計人員可以自由創(chuàng)建設(shè)備元件模型,主要使用兩個工具—正實體元件、負(fù)實體元件,二者搭配使用可以創(chuàng)建出各種各樣的設(shè)備模型。此外,PDMS和SP3D均支持將燈具廠家模型文件導(dǎo)入生成元件庫功能。

4.2三維模型中布置燈具

布置燈具可以使用鼠標(biāo)拖拽的方式或直接在燈具屬性中輸入坐標(biāo)數(shù)據(jù),當(dāng)一類燈具初次布置完成后,此類燈具可以直接使用復(fù)制的方式在模型中布置。圖5為某項目管橋下燈具在三維模型中的布置效果,因為建模過程中可能會出現(xiàn)燈具與管道碰、與支架碰、與電纜橋架碰、與檢修通道碰的情況,所以設(shè)計過程中可能會多次更改布置,最終做到既布置美觀,又能避免碰撞。

4.3導(dǎo)出平面圖

燈具布置完成后可以隨時根據(jù)項目進(jìn)度要求導(dǎo)出平面圖,平面出圖設(shè)置在項目伊始由管理員設(shè)置好,設(shè)計人員只需要進(jìn)行簡單操作,例如添加文件名、出圖范圍及選取圖框等即可生成平面圖作為施工建設(shè)依據(jù)。

5總結(jié)與展望

相比國內(nèi)常用的二維設(shè)計方式,應(yīng)用三維模型設(shè)計軟件能夠確保燈具布置合理,再結(jié)合照度計算軟件可以確保照明設(shè)計滿足設(shè)計規(guī)范,并能顯著減少現(xiàn)場施工變更。隨著國內(nèi)外項目數(shù)字化交付的標(biāo)準(zhǔn)越來越完善,用戶要求越來越高,設(shè)計人員使用專業(yè)軟件進(jìn)行設(shè)計已經(jīng)是大勢所趨,能夠熟練使用軟件不僅能提高設(shè)計質(zhì)量,還能提高公司競爭力。

目前,照度計算軟件與三維模型設(shè)計軟件還存在著功能不統(tǒng)一的問題,設(shè)計過程中需要在DIALux、PDMS和SP3D中重復(fù)構(gòu)建工廠場景模型,消耗很多人工時,主要原因在于PDMS和SP3D都是多專業(yè)共用的平臺,是工程公司主要使用的三維建模軟件,但不具備照度計算功能:DIALux雖然照度計算功能強(qiáng)大,但不適用于多專業(yè)協(xié)同設(shè)計。如果PDMS和SP3D能夠增加照度計算功能,或者DIALux能夠直接提取PDMS和SP3D的模型并作為計算平面,那么照度計算與三維模型布置就可以同步完成,照明設(shè)計的效率會大大提高,相信這樣的軟件會有更加廣闊的市場需求。