國際項目工廠照明的數字化設計方法研究

于浩達

（中石化廣州工程有限公司，廣東廣州 510000）

0 引言

近年來，隨著國內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、南美等地區尋求業務發展。由于歷史原因，此部分地區工程項目大多執行歐美體系建設標準，與國內項目相比，其建設周期較長，對數字化交付程度、設計過程資料提交以及施工圖質量要求更嚴格，同時運用的設計軟件也有所不同，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，對工廠照明數字化設計進行介紹和總結。

1 國內與國際項目工廠照明設計對比

由于執行標準、用戶要求以及建設模式不同，國內和國際項目工廠照明設計有較大差異，以某個按照歐美標準體系執行的大型國外煉廠項目為例，其國內外項目工廠照明設計對比如表1所示。總的來說，國際項目照明設計要求更高，對照明設計人工時要求較高，此方式是否適用于國內項目還需要根據項目實際情況進行分析。

表1 服務器壓力測試結果

表1 國內與國際項目工廠照明設計對比

2 照明設計應用軟件

項目主要用到三種設計軟件，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用。

照度計算軟件通常用DIALux，它是由德國的DIAL公司開發設計，目前主要應用于歐洲市場。近些年，DIALux已進入中國市場，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[4]。

國內外應用比較普遍的三維模型設計軟件有英國AVEVA公司的PDMS、美國Intergraph公司的SmartPlant 3D（以下簡稱SP3D）、Bentley公司的ProjectWise TM、Autodesk公司的Revit TMMEP等[5]，本文主要介紹PDMS和SP3D，這兩個軟件的使用對比如表2所示。

表2 PDMS與SP3D使用對比

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、構架、平臺以及設備等基本模型，也可以自由創建一些參數化設備，例如泵、塔或者罐等設備，只需要建立一個模型，其他同類設備通過改參數的方法就可以復制生成。圖1為某項目搭建完成的計算模型。

圖1 搭建照度計算模型

3.2 創建計算平面

在需要照度計算的區域創建計算平面。對于有操作要求的區域，計算平面設置在操作點高度；對于需要觀測的區域，計算平面設置在觀測高度；對于通道及平臺，計算平面設置在地面高度。

圖2為某項目中搭建的管橋下的計算平面，高度為地面上1 m。

圖2 創建計算平面

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；（4）部分區域燈具布置無規則，可以使用單一布置方式。圖3為某項目管橋下燈具布置圖。

圖3 燈具布置示例

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果，生成后首先設計人員應與執行標準比對，找出燈具布置不合理的平面，然后根據計算報告對不合理的燈具布置進行調整，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果。所有計算區域的照度計算結果匯總后與計算執行標準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果。

圖4 照度計算結果

4 三維建模方法

4.1 創建燈具元件庫

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用。PDMS的Equipment功能模塊下，設計人員可以自由創建設備元件模型，主要使用兩個工具——正實體元件、負實體元件，二者搭配使用可以創建出各種各樣的設備模型。此外，PDMS和SP3D均支持將燈具廠家模型文件導入生成元件庫功能。

4.2 三維模型中布置燈具

布置燈具可以使用鼠標拖拽的方式或直接在燈具屬性中輸入坐標數據，當一類燈具初次布置完成后，此類燈具可以直接使用復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。

圖5 三維模型燈具布置效果

4.3 導出平面圖

燈具布置完成后可以隨時根據項目進度要求導出平面圖，平面出圖設置在項目伊始由管理員設置好，設計人員只需要進行簡單操作，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依據。

5 總結與展望

相比國內常用的二維設計方式，應用三維模型設計軟件能夠確保燈具布置合理，再結合照度計算軟件可以確保照明設計滿足設計規范，并能顯著減少現場施工變更。隨著國內外項目數字化交付的標準越來越完善，用戶要求越來越高，設計人員使用專業軟件進行設計已經是大勢所趨，能夠熟練使用軟件不僅能提高設計質量，還能提高公司競爭力。

目前，照度計算軟件與三維模型設計軟件還存在著功能不統一的問題，設計過程中需要在DIALux、PDMS和SP3D中重復構建工廠場景模型，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大，但不適用于多專業協同設計。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。