基于PDMS三維設(shè)計(jì)平臺(tái)虛擬房間研究

湖北工業(yè)大學(xué) 劉文秀

在CPR1000堆型核島廠房PDMS(工廠設(shè)計(jì)管理系統(tǒng))土建模型中，存在著1000多個(gè)房間，我們需要通過(guò)整體結(jié)構(gòu)完整的三維模型，直觀地找到某一具體房間所占用的空間和其邊界條件，中廣核目前各專(zhuān)業(yè)在統(tǒng)一的三維設(shè)計(jì)平臺(tái)上協(xié)同設(shè)計(jì)，經(jīng)常需要統(tǒng)計(jì)某一房間的相關(guān)設(shè)備、管道等材料用量;當(dāng)房間里有電纜通過(guò)時(shí)，需要用虛擬房間來(lái)統(tǒng)計(jì)房間內(nèi)的電纜數(shù)量，從而確定其防火分區(qū);同時(shí)還可以根據(jù)條件顯示房間內(nèi)相關(guān)信息為水淹計(jì)算和點(diǎn)計(jì)算提供基礎(chǔ)信息。

1 標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的核島廠房虛擬房間模型的建立

為了虛擬房間的后續(xù)開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的方便,虛擬房間需要通過(guò)統(tǒng)一的建模規(guī)則和命名規(guī)則來(lái)對(duì)其進(jìn)行界定。

1.1 房間特點(diǎn)

（1）房間編碼中表示廠房的字母大部分表示該房間所在的土建廠房，但也有少數(shù)不反應(yīng)房間編碼所表示的土建廠房，如W214房間在1DB廠房中，W233房間在1LX廠房中。

（2）房間會(huì)出現(xiàn)跨層情況，如果一個(gè)房間跨越若干層，它取用最低層位編碼。

（3）一般一個(gè)房間只屬于一個(gè)安裝分區(qū)，但R230、R260房間除外，這是因?yàn)镽廠房?jī)?nèi)部R47跟R56沒(méi)有很明顯的物理分界線，故會(huì)存在R230房間、R260房間跨越這兩個(gè)安裝分區(qū)的情況。

1.2 建模規(guī)則

核島虛擬房間模型參考土建模板圖、詳細(xì)布置圖、平面位置分布圖、三合一圖，采用設(shè)備拉伸體來(lái)建立,通過(guò)二維圖紙上房間的占位信息,選擇虛擬房間的底面占位,從樓板的結(jié)構(gòu)層(包含裝修層)開(kāi)始順時(shí)針向上拉伸,使得拉伸體的體積充滿整個(gè)房間空間,即得到一個(gè)虛擬房間。 房間水平空間按內(nèi)墻建立，豎向空間由結(jié)構(gòu)層標(biāo)高到上部樓板底面標(biāo)高,當(dāng)房間內(nèi)有梁柱的時(shí)候，房間體積包含梁柱,房間上面不存在開(kāi)孔。

1.3 命名規(guī)則

為了虛擬房間后續(xù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用,需要用統(tǒng)一的命名規(guī)則來(lái)對(duì)虛擬房間進(jìn)行命名,其命名方式如下：

表1.1 虛擬房間的命名規(guī)則

在SUBS下建立拉伸體，一個(gè)STRU下只能有一個(gè)SUBS，在建模的時(shí)候發(fā)現(xiàn),有些房間的頂板和底板具有好幾個(gè)不同的標(biāo)高,采用一個(gè)拉伸體(EXTRU)不能滿足要求,因此,一個(gè)SUBS下可以有多個(gè)EXTRU（盡量為一個(gè)）,同時(shí)在某些EXTRU上建立了負(fù)實(shí)體(NXTR)，這也是為了滿足上下板存在幾個(gè)標(biāo)高的特殊情況。

2 應(yīng)用實(shí)例

陽(yáng)江核電廠3&4號(hào)機(jī)組在安全殼內(nèi)將安裝數(shù)十臺(tái)非能動(dòng)氫氣復(fù)合器用于嚴(yán)重事故下的可燃?xì)怏w（氫氣）控制，這些非能動(dòng)氫氣復(fù)合器完全覆蓋了基準(zhǔn)事故下ETY系統(tǒng)的2臺(tái)氫氣復(fù)合器的功能。同時(shí)消氫系統(tǒng)（EUH）將增添氫氣監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)，滿足嚴(yán)重事故條件下監(jiān)測(cè)氫氣濃度的要求。

其中要完成小型氫氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)試驗(yàn)以及數(shù)據(jù)整理，需要統(tǒng)計(jì)出安全殼廠房?jī)?nèi)每個(gè)隔間建筑面積、自由面積、相鄰房間的流通面積等基礎(chǔ)參數(shù)。如果單純依靠平面圖推算的廠房參數(shù)的話，統(tǒng)計(jì)的工作量非常大，并且容易造成遺漏，測(cè)算數(shù)據(jù)存在不準(zhǔn)確因素。我們根據(jù)已經(jīng)建立的具有實(shí)際1：1尺寸的核島虛擬房間模型，利用開(kāi)發(fā)的“核島房間管理軟件”平臺(tái)抽取安全殼廠房每個(gè)隔間的建筑面積、自由面積、相鄰房間的流通面積等基礎(chǔ)參數(shù)，直觀地進(jìn)行判斷，準(zhǔn)確計(jì)算，平均一個(gè)虛擬房間的數(shù)據(jù)計(jì)算只需十幾秒，大大提高了工作效率和準(zhǔn)確性。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)核島廠房虛擬房間的建模和研究，在三維模型中建立起精確和完整的虛擬房間系統(tǒng)，促使二維房間向三維房間的轉(zhuǎn)變，促進(jìn)PDMS三維模型的進(jìn)一步完善，方便我們更直觀、清晰了解核島房間的整體分布情況，可以在PDMS三維模型中方便地調(diào)用每一個(gè)房間及其邊界內(nèi)的包容物 （設(shè)備、管道、電纜等各專(zhuān)業(yè)三維模型），借助虛擬房間來(lái)實(shí)現(xiàn)不同設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)需要，及相關(guān)計(jì)算功能，保證設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)質(zhì)量，提高設(shè)計(jì)效率，減少現(xiàn)場(chǎng)碰撞和由此產(chǎn)生的返工。

[1]王百眾，王若冰，謝敏，等.數(shù)字核電廠全壽期工程信息管理系統(tǒng).中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)第七屆青年學(xué)術(shù)會(huì)議論文集，2002.09.

[2]中國(guó)廣東核電集團(tuán)公司技術(shù)中心科研報(bào)告及論文匯編，2004.03.

[3]羅亞林，馬莉，劉文秀.《嶺澳核電站二期工程可視化施工管理信息查詢(xún)系統(tǒng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)》。ISET2006論文專(zhuān)刊.