暖通工程畢業(yè)論文精修《淺議暖通空調(diào)CAD系統(tǒng)的研究與應用》

1、暖通工程畢業(yè)論文精修:淺議暖通空調(diào)CAD系統(tǒng)的研究與應用    暖通工程畢業(yè)論文精修:淺議暖通空調(diào)CAD系統(tǒng)的研究與應用【摘要】本文通過對暖通空調(diào)CAD系統(tǒng)的現(xiàn)狀與存在問題的分析,提出了集成化暖通空調(diào)CAD開發(fā)環(huán)境的概念及其內(nèi)涵,并指出了主要的實現(xiàn)途徑。  【關鍵詞】集成化;暖通空調(diào);CAD;開發(fā)環(huán)境  1引言暖通空調(diào)(HVAC)計算機輔助設計技術(CAD)的迅速發(fā)展和普及,對CAD系統(tǒng)的集成化提出了更高更迫切的要求1,而信息科學理論中計算機科學、系統(tǒng)與控制科學、人工智能等領域相關技術的全面進步,為開發(fā)集成化程度更高的CAD系統(tǒng)提供了

2、堅實的技術基礎。代寫論文本文擬通過分析現(xiàn)有暖通空調(diào)CAD系統(tǒng)存在的問題,提出集成化的CAD系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境(Integrated CAD Development Environment,ICADDE)的概念及其內(nèi)涵,并指出主要的實現(xiàn)途徑。  2暖通空調(diào)CAD系統(tǒng)的現(xiàn)狀暖通空調(diào)CAD是暖通空調(diào)專業(yè)計算機應用發(fā)展的較高階段和成果的綜合體現(xiàn)。作為建筑工程領域開發(fā)和應用CAD技術的一部分,我國暖通空調(diào)CAD系統(tǒng)的研究始于80年代中期,90年代才進入實用階段2。在目前硬件與軟件系統(tǒng)均以驚人的速度發(fā)展的同時,也暴露出一系列問題,嚴重制約和影響著暖通空調(diào)CAD各項功能的全面提高。2.1系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)展不均

3、衡首先是系統(tǒng)內(nèi)部各子系統(tǒng)之間發(fā)展應用的不平衡。一般認為,一個較為完善的暖通空調(diào)CAD系統(tǒng)至少應包括三大功能塊,即:(1)設計計算,完成常規(guī)專業(yè)計算,如負荷計算、水力計算等;(2)模擬分析,對備選方案進行仿真模擬及分析,以利決策,如全年能耗分析、冷熱源分析等;(3)圖紙繪制,包括圖形繪制及相關技術文件的編制,如施工圖及設計說明書等。暖通空調(diào)計算機應用的發(fā)展始于模擬分析及設計計算,而目前圖紙繪制功能后來居上,其應用程度遠遠超過了上述兩方面。出現(xiàn)這種情況的原因是對圖紙繪制的要求最為迫切,而模擬分析及計算功能存在使用困難、特殊問題不能解以及結果不可信等問題3。其次是功能塊中各子模塊之間發(fā)展應用也不平衡

4、,如水力計算中水系統(tǒng)計算一般比風系統(tǒng)更為成熟,圖形繪制中二維圖形生成又遠比三維圖形快捷。上述種種不均衡現(xiàn)象必然造成CAD系統(tǒng)內(nèi)部的“瓶頸”,導致系統(tǒng)整體水平的下降。2.2系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)交換能力差系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)交換能力差,一方面數(shù)據(jù)大量重復冗余,另一方面相互之間交換數(shù)據(jù)只能通過各自的輸入/輸出接口人工完成?，F(xiàn)有暖通空調(diào)CAD系統(tǒng)三大功能塊之間往往是相互獨立的,建筑條件等有關信息在各塊中重復輸入與儲存,而圖紙繪制所需設計階段的計算結果又需以另一格式重新輸入。即使在功能模塊內(nèi)部各部分之間也難以實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞,如按不同空調(diào)系統(tǒng)設計負荷,再將各系統(tǒng)負荷分別應用于空氣處理設計這項似乎較為簡單的工作也不易實現(xiàn)。系

5、統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)通訊能力的低下,將在最主要的程度上阻礙CAD系統(tǒng)的進一步發(fā)展。2.3系統(tǒng)相對封閉系統(tǒng)內(nèi)部適用條件、功能、運行模式在開發(fā)完成時即已固定,一旦實際情況與預定設置不相一致則難以應用,更不具備增加新功能、補充新數(shù)據(jù)、提供新知識的擴充能力。如現(xiàn)有暖通空調(diào)CAD系統(tǒng)只提供個別負荷計算的公式,并嚴格規(guī)定輸入格式,若出現(xiàn)新的需求則無法運行或結果荒謬。而整個系統(tǒng)的外部接口相對固定,與相關系統(tǒng)之間無法直接交換信息,同時也降低了自身的兼容性?，F(xiàn)有暖通空調(diào)CAD系統(tǒng)難以從建筑等相關專業(yè)直接提取所需信息并將有關管道布置等信息傳遞至其他專業(yè),而且系統(tǒng)之間往往互不兼容,限制了其使用范圍。這種相對封閉的系統(tǒng)結構已越

6、來越不能適應工程設計千變?nèi)f化的需要。2.4用戶界面友好程度低目前CAD系統(tǒng)在很大程度上仍是以軟件而非以用戶為中心,用戶界面及其開發(fā)處于次要的地位。暖通空調(diào)CAD系統(tǒng)在孤立、封閉的前提下,設計計算和模擬分析功能塊一般是圍繞程序進行的,圖紙繪制部分則往往是在Auto CAD界面的基礎上進行簡單的加工,均非真正意義上的界面。至于在可視化、操作優(yōu)化及容錯性諸方面,界面功能也存在很大的缺陷。界面友好程度的提高是增強CAD系統(tǒng)實用性、實現(xiàn)用戶與程序逐漸分離的必然要求。同時,目前的暖通空調(diào)CAD系統(tǒng)還存在智能化程度低、數(shù)據(jù)不標準、開發(fā)重復且不規(guī)范等問題。產(chǎn)生上述問題的原因是多方面的,而提高暖通空調(diào)CAD系統(tǒng)

7、集成化程度成為解決現(xiàn)存問題、增強系統(tǒng)功能的關鍵。  3暖通空調(diào)ICADDE的概念3.1含義所謂集成,目前尚未出現(xiàn)準確完備的定義,本文擬將其分成兩個層次進行分析:狹義的集成概念一般認為是在CAD內(nèi)部各子系統(tǒng)之間、各設計階段之間充分實現(xiàn)信息共享、數(shù)據(jù)互傳、操作一致,其關鍵問題包括工程數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)交換標準與幾何模擬等方面,這一層次相應的系統(tǒng)可稱為集成化的CAD系統(tǒng)(ICAD),而廣義的集成概念不僅包含上述集成化(Integrated)的內(nèi)容,還應實現(xiàn)目前CAD系統(tǒng)的交互式(Interactive)、智能化(Intelligent)及網(wǎng)絡化等目標,即認為交互式是CAD軟硬件系統(tǒng)通過界面與用戶

8、的集成,智能化是CAD動態(tài)系統(tǒng)與靜態(tài)固有知識的集成,網(wǎng)絡化則是CAD系統(tǒng)多用戶、多階段、多目標的集成及與其他計算機系統(tǒng)的集成,這一層次相應的系統(tǒng)成為一個可供CAD開發(fā)應用的基礎平臺,因此可稱為集成化的CAD系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境(ICADDE)。作為ICADDE在暖通空調(diào)工程中的有機應用,暖通空調(diào)ICADDE應包括上述兩個層次集成化概念的所有內(nèi)涵并充分實現(xiàn)暖通空調(diào)設計與CAD系統(tǒng)各項功能。3.2學科背景目前信息科學等新興學科在自然科學技術體系中的地位尚在討論之中,現(xiàn)綜合現(xiàn)有學科分類與定義的有關資料45,提出暖通空調(diào)ICADDE的學科背景框架如圖1所示。其中,技術層內(nèi)列明的現(xiàn)有相關新興科學技術理論為暖通空

9、調(diào)ICADDE的研究與開發(fā)提供了工具并指明了途徑。  4實現(xiàn)暖通空調(diào)ICADDE的主要途徑4.1暖通空調(diào)設計信息流分析暖通空調(diào)設計信息流既是現(xiàn)實世界設計活動的抽象,又是CAD系統(tǒng)與ICADDE的開發(fā)基礎。信息流的分析為軟件開發(fā)的原型系統(tǒng)確定了功能模型,決定了ICADDE的集成方式和相應的軟件結構和功能結構,并為交互式、智能化和網(wǎng)絡化等功能概念的實現(xiàn)提供了現(xiàn)實依據(jù)。為了區(qū)分不同性質(zhì)的信息,這里將設計對象視為“狀態(tài)”,而將從原始資料、設計要求和約束條件構成的初始狀態(tài)到中間狀態(tài)再到目標狀態(tài)的一系列活動視為“過程”。上述結構適于暖通空調(diào)的整體和局部設計,在此基礎上將“狀態(tài)”和“過程”兩部分信息進一步詳細描述,就構成了建立原型系統(tǒng)等所需的信息流。4.2集成方式系統(tǒng)集成方式一般需根據(jù)集成要求、集成內(nèi)容及