论文部分内容阅读
摘要：本文结合医疗洁净空间的特殊要求，着重阐述了ARCHICAD应用情况，同时根据医疗洁净空间的实际需求进行了二次开发，实现了设计，制造、施工的数字工业一体化。
关键词：医疗洁净空间;ARCHICAD;二次开发;数字工业一体化
1、引言
医疗洁净空间对室内环境的洁净度、换气次数、温度、湿度、压力梯度、噪声、照度以及围护结构材料等具有特殊要求，很多没有相关设计经验的设计院也没有能力进行设计，通常会交由具有设计资质的专业公司进行二次设计及施工。并且医疗洁净空间多采用标准化、模块化的一体化装配方式，这对企业的设计、制造、施工等能力是一个考验，传统方式是先CAD二维图纸设计，施工时才对二维图纸进行三维翻模，再现场进行加工或委托预制厂进行加工，这过程中可能因为人的因素导致技术参数传递存在误差，最终导致难易保证设计施工的质量，并且效率也十分低下。
本文将着重阐述通过ARCHICAD对医疗洁净空间的装修专业进行正向设计，即从图纸设计开始进行三维真实建模，并通过二次开发实现设计与制造的参数互通，直接生成制造设备读取的技术参数进行产品制造，并导出的工程量清单及现场施工协同所需的二维或包含具备所有产品信息的三维图纸，实现设计、制造、施工的数字工业一体化。
2、ARCHICAD的主要特点
ARCHICAD（以下简称AC）是GRAPHISOFT公司于1982年开始开发的专门用于建筑设计的BIM制图软件。AC的集成模型是一个包含了全部建筑信息的3D中心数据库，可以跟踪建造一个建筑所需的所有组成部分，它的不同视图，包括3D模型、平立剖、大样详图等，只是同一数据信息的不同表达方式而已，在项目的任何阶段均可及时地于集成模型做数据交互，并读取和更新集成模型数据。3、ARCHICAD的二次开发原理
用户输入数据后会被存储在AC的BIM数据库中，并提取出三维形体数据，通过GDL编译器编译成三维几何形体，然后通过3D渲染引擎完成渲染，最终在Windows和Mac平台上输出渲染图像成果，这就是AC的基本软件构造。在这个流程中，API可以直接控制BIM数据、GDL编译器和3D渲染引擎，在整体数据流程中即时交互。
GDL是Geometric Description Language的简称，就是几何程序设计语言。GDL 脚本语言是GRAPHISOFT专利的几何描述语言，可以允许用户根据需要对软件构造工具及对象图库潜在的功能进行扩充。
API就是Application Programming Interface的简称，又称为应用编程接口，就是软件系统不同组成部分衔接的约定。如果说GDL编程是AC的有限地二次开发，那么API开发则是真正意义上使AC二次开发有无限的可能性，API几乎可以读出AC里面绝大多数的原始数据，API手段更是基本上实现了AC里面绝大多数的操作指令。
GDL生成的构件在AC里面统称为对象，无法与系统其他智能构件做交互计算，同时GDL的数据输入只局限于内置参数和面板参数输入，不能与用户及时交互，而API开发的插件，完美地解决了GDL的这些问题。
4、ARCHICAD针对医疗洁净空间的二次开发应用
以医疗洁净空间最典型的洁净手术部为例，我们针对该空间的洁净装修专业利用API二次开发了两大功能模块：“医院走廊辅板”和“手术室排板布设”，见图1。
4.1 “医院走廊辅板”的功能模块
其包括：“墙板铺设”、“吊頂铺设”、“墙板改门板”、“墙面展开图”、“吊顶展开图”等子功能。往下是需要预设的参数：包括标准墙板的尺寸、单挂或双挂的选择、吊顶辅设类型的选择、吊顶标高、墙板和吊顶对应的图层。
具体操作过程如下：
（1）墙板铺设：先进行墙板标准板的参数预设，再在点击“墙板铺设”在需绘制的该层2D视窗中沿外墙面顺时针进行绘制，墙板铺设完毕之后，系统根据实体墙长度按照标准板及非标板自动分割，其中黑色字体标识的为设定的标准板，红色字体标识的为非标板，橙色字体标识的为门头板，转角处自动生成阳角护角。
（2）吊顶铺设：吊顶铺设分为房间铺设和走廊铺设两种铺设方式，根据实际需要铺设的情况进行选择，在2D视窗的吊顶平面图上，系统根据房间及走廊大小，自动生成吊顶标准板及吊顶非标板，其中黑色字体标识的是吊顶标准板，橙色的是吊顶非标板。
（3）生成门头板：选择门所在位置的墙板，点击“墙板改门板”，输入对应尺寸即可生成该门对应的门头板
（4）墙面展开图、吊顶展开图：墙板及吊顶铺设完毕之后，其设计数据需转化为生产数据，在2D视窗中框选需生产的墙板及吊顶，再点击对应的“墙面展开图”或“吊顶展开图”生成制造用下料图纸，可直接把数据导入到机械设备进行生产加工。
4.2“医院走廊辅板”功能模块
其功能界面包括：“门洞及墙角设置”、“八角”、“圆弧”、“地龙骨生成”、“竖板斜板布设”、“送风天花及顶板生成”;“3D界面设备预留洞设置”、“展开图生成”等子功能。
具体操作过程如下：
（1）门洞及墙角设置：布设手术室墙板前，需进行手术室的净高、自动门、污物门及操作间门（若有）的设置，对门的延伸板进行设置，并对手术室四角是否都是八角或圆弧进行设置。
（2）八角、圆弧、地龙骨生成：根据实际需要来点击选择。
（3）竖板斜板布设：前面设置并选择完毕之后，点击该子功能进行手术室墙板的布设。
（4）送风天花及顶板生成：在点击该子功能前，先对顶板分割尺寸和送风天花的级别及方向进行设置，顶板分割尺寸及和送风天花的级别及方向确定之后，点击生成送风天花及顶板。
（5）3D界面设备预留洞设置：考虑到手术室内的医用装备如控制面板、医用柜、观片灯、气体终端箱等均为嵌入式，需在墙板上进行预留洞设置，点击该子功能进行设置。
（6）展开图生成：手术室的竖板、斜板及顶板布设完毕之后，其设计数据需转化为生产数据，在2D视窗中进行框选，再点击 “展开图生成”生成制造用下料图纸，可直接把数据导入到机械设备进行生产加工。
5、结语
只有通过对ARCHICAD的二次开发，才能使ARCHICAD在医疗洁净空间设计施工中的应用日趋完善。该二次开发的插件拥有丰富的产品构件库，简约的操作界面，简便易懂的操作方式，能让使用人员快速上手，提高工程设计及产品制造的精度和效率，实现了医疗洁净空间的设计、制造、施工的数字工业一体化。
参考文献：
[1] GB 50591-2010，洁净室施工及验收规范[S].
[2] GB 50333-2013，医院洁净手术部建筑技术规范[S].
[3] 叶栋华等 医疗洁净空间的工业一体化施工工法及其在工程中的应用[Z] 江苏省建筑建筑施工专业委员会年会评选论文壹等奖，二零一六年七月.
（作者单位：江苏启安建设集团有限公司）
关键词：医疗洁净空间;ARCHICAD;二次开发;数字工业一体化
1、引言
医疗洁净空间对室内环境的洁净度、换气次数、温度、湿度、压力梯度、噪声、照度以及围护结构材料等具有特殊要求，很多没有相关设计经验的设计院也没有能力进行设计，通常会交由具有设计资质的专业公司进行二次设计及施工。并且医疗洁净空间多采用标准化、模块化的一体化装配方式，这对企业的设计、制造、施工等能力是一个考验，传统方式是先CAD二维图纸设计，施工时才对二维图纸进行三维翻模，再现场进行加工或委托预制厂进行加工，这过程中可能因为人的因素导致技术参数传递存在误差，最终导致难易保证设计施工的质量，并且效率也十分低下。
本文将着重阐述通过ARCHICAD对医疗洁净空间的装修专业进行正向设计，即从图纸设计开始进行三维真实建模，并通过二次开发实现设计与制造的参数互通，直接生成制造设备读取的技术参数进行产品制造，并导出的工程量清单及现场施工协同所需的二维或包含具备所有产品信息的三维图纸，实现设计、制造、施工的数字工业一体化。
2、ARCHICAD的主要特点
ARCHICAD（以下简称AC）是GRAPHISOFT公司于1982年开始开发的专门用于建筑设计的BIM制图软件。AC的集成模型是一个包含了全部建筑信息的3D中心数据库，可以跟踪建造一个建筑所需的所有组成部分，它的不同视图，包括3D模型、平立剖、大样详图等，只是同一数据信息的不同表达方式而已，在项目的任何阶段均可及时地于集成模型做数据交互，并读取和更新集成模型数据。3、ARCHICAD的二次开发原理
用户输入数据后会被存储在AC的BIM数据库中，并提取出三维形体数据，通过GDL编译器编译成三维几何形体，然后通过3D渲染引擎完成渲染，最终在Windows和Mac平台上输出渲染图像成果，这就是AC的基本软件构造。在这个流程中，API可以直接控制BIM数据、GDL编译器和3D渲染引擎，在整体数据流程中即时交互。
GDL是Geometric Description Language的简称，就是几何程序设计语言。GDL 脚本语言是GRAPHISOFT专利的几何描述语言，可以允许用户根据需要对软件构造工具及对象图库潜在的功能进行扩充。
API就是Application Programming Interface的简称，又称为应用编程接口，就是软件系统不同组成部分衔接的约定。如果说GDL编程是AC的有限地二次开发，那么API开发则是真正意义上使AC二次开发有无限的可能性，API几乎可以读出AC里面绝大多数的原始数据，API手段更是基本上实现了AC里面绝大多数的操作指令。
GDL生成的构件在AC里面统称为对象，无法与系统其他智能构件做交互计算，同时GDL的数据输入只局限于内置参数和面板参数输入，不能与用户及时交互，而API开发的插件，完美地解决了GDL的这些问题。
4、ARCHICAD针对医疗洁净空间的二次开发应用
以医疗洁净空间最典型的洁净手术部为例，我们针对该空间的洁净装修专业利用API二次开发了两大功能模块：“医院走廊辅板”和“手术室排板布设”，见图1。
4.1 “医院走廊辅板”的功能模块
其包括：“墙板铺设”、“吊頂铺设”、“墙板改门板”、“墙面展开图”、“吊顶展开图”等子功能。往下是需要预设的参数：包括标准墙板的尺寸、单挂或双挂的选择、吊顶辅设类型的选择、吊顶标高、墙板和吊顶对应的图层。
具体操作过程如下：
（1）墙板铺设：先进行墙板标准板的参数预设，再在点击“墙板铺设”在需绘制的该层2D视窗中沿外墙面顺时针进行绘制，墙板铺设完毕之后，系统根据实体墙长度按照标准板及非标板自动分割，其中黑色字体标识的为设定的标准板，红色字体标识的为非标板，橙色字体标识的为门头板，转角处自动生成阳角护角。
（2）吊顶铺设：吊顶铺设分为房间铺设和走廊铺设两种铺设方式，根据实际需要铺设的情况进行选择，在2D视窗的吊顶平面图上，系统根据房间及走廊大小，自动生成吊顶标准板及吊顶非标板，其中黑色字体标识的是吊顶标准板，橙色的是吊顶非标板。
（3）生成门头板：选择门所在位置的墙板，点击“墙板改门板”，输入对应尺寸即可生成该门对应的门头板
（4）墙面展开图、吊顶展开图：墙板及吊顶铺设完毕之后，其设计数据需转化为生产数据，在2D视窗中框选需生产的墙板及吊顶，再点击对应的“墙面展开图”或“吊顶展开图”生成制造用下料图纸，可直接把数据导入到机械设备进行生产加工。
4.2“医院走廊辅板”功能模块
其功能界面包括：“门洞及墙角设置”、“八角”、“圆弧”、“地龙骨生成”、“竖板斜板布设”、“送风天花及顶板生成”;“3D界面设备预留洞设置”、“展开图生成”等子功能。
具体操作过程如下：
（1）门洞及墙角设置：布设手术室墙板前，需进行手术室的净高、自动门、污物门及操作间门（若有）的设置，对门的延伸板进行设置，并对手术室四角是否都是八角或圆弧进行设置。
（2）八角、圆弧、地龙骨生成：根据实际需要来点击选择。
（3）竖板斜板布设：前面设置并选择完毕之后，点击该子功能进行手术室墙板的布设。
（4）送风天花及顶板生成：在点击该子功能前，先对顶板分割尺寸和送风天花的级别及方向进行设置，顶板分割尺寸及和送风天花的级别及方向确定之后，点击生成送风天花及顶板。
（5）3D界面设备预留洞设置：考虑到手术室内的医用装备如控制面板、医用柜、观片灯、气体终端箱等均为嵌入式，需在墙板上进行预留洞设置，点击该子功能进行设置。
（6）展开图生成：手术室的竖板、斜板及顶板布设完毕之后，其设计数据需转化为生产数据，在2D视窗中进行框选，再点击 “展开图生成”生成制造用下料图纸，可直接把数据导入到机械设备进行生产加工。
5、结语
只有通过对ARCHICAD的二次开发，才能使ARCHICAD在医疗洁净空间设计施工中的应用日趋完善。该二次开发的插件拥有丰富的产品构件库，简约的操作界面，简便易懂的操作方式，能让使用人员快速上手，提高工程设计及产品制造的精度和效率，实现了医疗洁净空间的设计、制造、施工的数字工业一体化。
参考文献：
[1] GB 50591-2010，洁净室施工及验收规范[S].
[2] GB 50333-2013，医院洁净手术部建筑技术规范[S].
[3] 叶栋华等 医疗洁净空间的工业一体化施工工法及其在工程中的应用[Z] 江苏省建筑建筑施工专业委员会年会评选论文壹等奖，二零一六年七月.
（作者单位：江苏启安建设集团有限公司）