基于PDMS 的三維照明布置設計軟件

吳琨

（四川電力設計咨詢有限責任公司，四川 成都610041）

目前國內擁有完整電氣三維布置解決方案的軟件還處于起步階段，無論在民用建筑和電力行業，電氣專業布置設計仍然以二維設計為主，而三維布置設計僅僅為了配合其他專業進行占位和碰撞檢查，一方面增加了電氣設計人員的工作量，另一方面不滿足全專業數字化協同設計需求。照明設計屬于電氣專業布置設計中主要內容之一，PDMS也是目前國內主流的三維設計平臺之一，同時，PDMS具有強大的數據管控能力和數據傳遞能力，基于PDMS平臺進行電氣照明布置設計的二次開發，一方面能降低設計人員的工作量，提升工作效率，另一方面利用三維模型帶來的直觀可視性和數據承載能力，能夠進一步豐富PDMS平臺上的電氣三維布置設計的內容，實現“多個平臺、一個模型、一個數據架構”。

1 照明三維布置軟件設計的思路

本軟件基于“多個平臺、一個模型、一個數據架構”的理念，在PDMS 進行三維照明設計軟件開發時，創建一個實體的房間，將所有與房間有關的數據放置于實體房間的屬性之中，這樣在設計人員在使用不同的設計軟件對模型進行調用時，都可以訪問到完整的設計數據。軟件的開發思路如下：第一步，在PDMS 中創建實體的房間；第二步，選擇燈具和插座，對房間進行照度計算；第三步，將工程中房間的信息匯總，并分配照明配電箱；第四步，計算每個配電箱的供電電流，并進行開關選型；第五步，生產實際電纜接線和匯總材料表。具體設計流程詳見圖1。

2 設計步驟

2.1 定義并創建房間。本軟件選擇PDMS 中ROOM類型作為房間的載體，后續設計的參數均存儲在ROOM類型的數據結構中。軟件支持通過導入房間信息和自定義來創建生產房間。一般情況下，PDMS模型中按照順時針順序對房間坐標進行拾取，即可完成房間節點坐標錄入，再對房間名稱、房間高度進行編輯，即可創建并生成房間。

圖1 軟件設計流程圖

2.2 建立參數化燈具模板庫[1]。電氣照明燈具的種類繁多，且不同廠家的參數設置也不一樣。我們對常用的燈具進行篩選和比對之后，確定以燈具的安裝方式進行分類，同時可以通過光源類型和燈具類型進行篩選，并參照三維設備建模板的方式，每種燈具內都建立了5 個參數化的設備模版（光源數量、光源類型、安裝方式、光源功率、功率因數），以滿足實際工程的需求。

2.3 照明燈具的布置[2]。在實際的電氣照明設計中，設計人員經常忽視實際施工過程中的可能遇到的碰撞問題。照明燈具所在的房間內，各種管道、設備、橋架、母線可能十分密集，本軟件燈具布置提供了自動布置、平面布置、扇形布置等多種方式在避開了房間內的實體設備之后，再進行燈具的布置。設計人員在選取房間類型之后，軟件根據不同房間類型的照度需求，給出推薦的燈具數量，可選擇安裝方式，行列的排列方式，選定后軟件會自動算出行間距、列間距，并進行燈具布置。當房間內有實體設備和燈具碰撞，或者實際的燈具布置行列間距超出房間的范圍時，軟件會彈出提示，提醒設計人員進行修改。

2.4 房間的照度計算。選取需要進行照明照度計算的ROOM結構房間，將顯示房間燈具信息，包括型號、數量、電流等信息。根據先前選取的不同的房間類型，軟件會對應顯示其照度維護系數、室形系數、功率密度要求、照度要求等參數數值，并自動計算得出房間的平均照度與功率密度數值，給出照度計算是否滿足照度計算要求。

2.5 配置照明配電箱。照明電氣布置最繁瑣的設計過程之一就是配置照明配電箱。本軟件在房間完成房間的照度計算之后，可以選取房間配置并生產照明配電箱。然后，根據需要該配電箱需要供電的房間信息（包括回路數和回路的電流等），軟件自動生成需要照明配電箱供電的回路，并在列表中顯示出來。通過列表顯示出來的目的，主要是方便設計人員對供電的回路進行修改，可以燈具進行增加或移除操作。

同時為了滿足實際工程的需求，在配置照明配電箱的時候，可以對新增，刪除，合并和拆分供電回路。同時，對供電回路進行修改配置之后，可能出現燈具未被供電或者被重復供電的情況，本軟件在確定供電回路時，彈窗提示設計人員，對違背供電或重復供電的燈具進行調整。

2.6 照明回路配置計算書和布線。根據先前的計算數據和信息，軟件可以方便生成每個供電回路的計算電流，和配電箱的總電流，生成照明回路的配置計算書。同時，燈具、插座和照明箱等設備的高度、KKS 編碼等信息都已賦值在模型中，根據這些信息，設計人員編制出照明電纜清冊。將照明電纜清冊導入軟件中，設計人員可以直接利用PDMS進行虛擬電纜路徑敷設，在虛擬路徑的基礎上，軟件考慮電纜實際的轉彎半徑，槽盒的容積率等信息，對照明設計進行實體電纜敷設，最后統計材料，開列出材料匯總。

圖2 配置照明配電箱

3 創新點優勢和不足

3.1 本軟件的優勢。電氣照明設計是電氣專業布置設計的組成部分，本軟件充分發揮了PDMS三維布置設計的優勢，一方面讓照明設計可以參與到多專業協同中來，另一方面在設計階段通過準確定位設備，避免了因碰撞造成的損失，也為現場施工提供了直觀和可靠依據。

實體電纜敷設的功能利用的是我院開發的另一款基于PDMS的三維電纜敷設軟件，已經實際應用于樂山福華項目燃煤項目等火電項目中，同時被多家單位采購使用，在材料統計上，數據準備，統計效率高，提升了設計人員工作效率的同時，也節省了施工采購的時間和金錢。

參數化的燈具模板定制，可以讓燈具模型的適用性更廣，針對不同的項目和實際工程，不需要額外的開發和錄入燈具參數，節省了設計人員的時間，提升了設計的便捷性和效率。

3.2 本軟件的不足。目前來說，軟件在與外專業的電氣三維提資的功能上存在缺失，是下一步研究和開發的方向；另一方面，軟件在照明配電回路的新增，刪除，合并和拆分的操作上，還存在不便捷的地方，需要進一步完善；軟件目前的照度計算主要針對于房間、集控樓等建筑，目前在道路照明等場合的計算，仍然需要完善和改進。

4 結論

傳統的設計方法中，在三維設計主要作為工藝專業檢查碰撞而使用，但是隨著三維設計已成為國內主流設計手段，電廠的數字化和信息化要求也越來越高，現階段的設計方法對三維電氣專業提出了更多的需求和更高的要求。三維照明布置設計除了豐富電氣在三維協同設計中的發展外，也使得電氣照明設計更加精細化、標準化和規范化，避免了大量重復的人力勞動。同時，在工程投標和為業主展示等方面，三維照明設計也能體現出差異化設計優勢，也更能適應國際市場的需求，提高設計院的競爭力。