互聯網思維在建筑給排水設計中的應用及展望

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　　摘   要：隨著互聯網技術在各行各業的大力推廣，傳統給水排水設計行業也在進行著一次大的變革。傳統給水排水設計具有效率低、易出錯、表達不清、協同性差等特點，互聯網行業的一些思維、技術恰好可以進行彌補。鑒于學科的交叉性，結合建筑給水排水專業設計、計算機行業中的JAVA語言，來對互聯網思維與傳統建筑給水排水設計理念的相結合進行簡要的探討。同時，也給從事互聯網加建筑的從業人員進行一些專業之間特點的簡單介紹。
　　關鍵詞：給水排水  互聯網  AUTOCAD  BIM  JAVA
　　中圖分類號：TU992                                文獻標識碼：A                        文章編號：1674-098X（2019）02（c）-0146-03
　　Abstract： With the diffusion and application of Internet technology in all walks of life， the traditional building water supply and drainage design industry is undergoing a great revolution. The traditional industry has many negative characteristics such as inefficiency， error-prone， ambiguous expression and poor synergy which can been offset by called Internet thinking. In view of the interdisciplinary nature， combined with the building water supply and drainage professional design， the computer industry in the JAVA language， to the Internet thinking and the traditional building water supply and drainage design concept of the combination of a brief discussion.At the same time， also to engage in the Internet and construction practitioners between some professional characteristics of a brief introduction.
　　Key Words： Building Water Supply And Drainage; Internet; AUTOCAD; BIM; JAVA
　　建筑給水排水設計經歷了漫長的手工制圖板制圖時代，發展到現今使用計算機軟件進行制圖設計，已有20多年的歷史。這20多年，由于計算機軟件制圖方式的廣泛使用，使得建筑給水排水設計工作效率較之以往有了飛躍的提高。但是隨著時代的發展，尤其是計算機技術對各個行業的廣泛涉入，使之目前傳統的AUTOCAD輔助設計制圖方式變得較為落后。這種落后主要體現在以下三個方面：協同性、可視性、信息性。為此，結合目前國家相關建筑給水排水設計規范和JAVA語言的優勢特點，分析討論在建筑給水排水設計工作中面臨的以上三個方面的問題，為日后給水排水專業結合互聯網思維進行高效率設計提供可能。
　　1  協同性
　　所謂協同性，是指協調兩個或者兩個以上的不同資源或者個體，共同一致地完成某一目標的過程或能力。建筑給水排水設計作為建筑設計行業的一個分支，離不開協同性，即協同設計。
　　傳統的協同設計并沒有實現更高層次的協同，只不過是各自為戰之后成果的簡單拼接，所以時效性、準確性比較差。比較常見的例子就是：建筑給水排水專業給其它專業提完條件之后，由于某種原因又有一些修改，那么就需要重新進行提條件，可采用的方式有口頭告知、截圖通知，或者干脆重新發一版條件圖紙。這就要求設計者要做到不能忘記修改條件圖的事件，并且需要采取重復一遍提條件的程序，不但給自己帶來麻煩、下游專業也會降低工作效率。
　　如今的互聯網行業對傳統的協同工作性質進行了很大的改進，它在保留傳統協同性的基礎上，將傳統的協同性進行優化升級，使之全部都在一個平臺下進行工作。這樣的好處是與工作有關的一切行為都可以在平臺上及時迅速的得到共享，自動化程度得以提高。以JAVA語言特點為例，現如今用JAVA語言進行程序開發的IDE工具為Eclipse，在Eclipse的環境下，所有程序開發者都可以在這個平臺上共同完成軟件的開發工作。每個人負責某一個模塊開發，可以在Eclipse環境下同時進行的，也可以不同時進行;但是無論怎么，相互之間的工作平臺屬于同一個服務器，可以通過不斷同步到服務器，隨時讓同伴得到自己工作信息內容，以及在平臺上直接展開互助合作。
　　計算機行業的這種高效率協同工作方式，現如今已經被建筑行業成功借鑒。BIM技術，就是較為成功的運用了這種思維理念。以往我們進行建筑給水排水設計，如果時間緊任務重情況下，往往需要多個設計人員分工合作、共同完成。比如：一人做給排水設計，一人做消防噴淋設計、一人做衛生間大樣圖設計、一人做機房、水箱水池設計等等。但是這樣要面臨設計結束合圖、檢查碰撞、調圖等過程，比較麻煩。但是應用BIM可以省略這些繁瑣步驟，因為都是一個設計平臺，每人做設計的同時可以清楚地看到同伴的設計成果和進程，第一時間發現問題就解決了，不需要拖到最后，更不需要合圖。此外BIM也可以自動檢查碰撞，提高設計效率。 　　建筑相關行業設計的高效協同性是未來發展的趨勢之一，但是現如今的發展方向存在一個問題，那就是只注重在BIM設計中的應用，而完全忽略了傳統AUTOCAD的發展。任何新事物從誕生發展到成熟都需要一個過程，在相當長的一個時間內淘汰AUTOCAD是不現實的，況且如今的BIM軟件還存在很多的問題，一些BUG甚至會反過來影響設計效率。有些比較簡單的設計項目如果強制運用BIM技術，不但不會提高效率，反而會適得其反。所以高效協同性這種設計理念未來不但需要在BIM技術中大力發展，也要在傳統AUTOCAD中進行植入。
　　2  可視性
　　關于可視性，是強調視覺上的通達性，即從一個或多個位置所能看到的范圍或可見程度。傳統的建筑給水排水設計工具為AUTOCAD，輔之以各種國內插件，設計圖紙為二維模式，可視性較差?；ヂ摼W在這方面很早就做得比較好，除了其具有專業特性的優勢外，其宏觀思想也是不可忽視的。
　　互聯網中的程序開發，如果僅僅是程序員面對浩如煙海的后臺代碼，而沒有一個直接視覺的表現，恐怕難免會出現各種錯誤，同時對程序開發也會造成很大困難。所以Java Web一開始就很好的解決了這個問題。在程序開發中，通過Tomcat等容器，可以使前端JSP頁面與后端Java控制臺實現交互，從而可以使程序員開發過程中，隨時隨地看到自己工作的勞動成果，也便于進行自我發現、修補Bug。然而在建筑給水排水行業設計當中，一成不變的是平面二維圖紙，但是建筑物都是立體的，設計中只能以三視圖的形式來表示。這需要設計人員、施工人員首先在頭腦中將其立體化，這期間比較費時，還有可能出現理解上的誤差。有關這一點，建筑給水排水設計行業可以參考互聯網行業的理念，將設計圖紙立體化，這樣設計成果一目了然，即容易讓他人短時間理解，又可以讓設計變得更貼近現實。
　　BIM技術在這方面目前已經探索了若干年，并且取得了可喜的成果。BIM技術賦予設計內容信息化，不但可以在設計中自動將平面圖紙同步三維立體化，而且還能將三維設計成果重新賦值于平面圖中。使設計人員可以非常形象的看到自己的設計成果，提高設計準確度。由于專業的差異，互聯網行業是利用開發工具開發軟件;而建筑給水排水行業則是利用計算機專業開發好的軟件來進行自己專業的設計。所以，以BIM技術為代表的建筑相關行業開發工具，比互聯網軟件開發還有一個優點，那就是不需要第三方插件就可以實現設計的可視化。
　　盡管BIM的可視性具有很大優點，但是其缺點也是一直存在，并且是未來幾年應該著重解決的問題。首先與計算機行業的開發工具Eclipse相比，BIM太過于笨重。Eclipse各種版本從沒有占用超過1GB內存的，但是BIM軟件則需要電腦的各種配置達到很高的要求，軟件本身需要內存也很大。尤其是隨著設計內容的增多，軟件運行的速度會越來越慢，設計中也會比較卡頓，給人以不友好的感覺。尤其是建筑給水排水專業噴淋系統的設計，到設計工作的最后階段往往BIM已經不堪重負，甚至崩潰，造成設計內容的丟失。次之，由于可視性的存在，各種菜單、子菜單種類繁多，雖然是功能細化，但是造成不必要的繁瑣。還是以建筑給水排水設計中噴淋系統為例，畫一個防火分區的噴頭而不出現這樣或那樣錯誤的操作步驟提示，遠遠多于平面二維設計。這兩個缺點，是當下BIM技術需要解決的問題，使BIM輕量化、簡易化，才更有利于設計師的使用，從而達到設計師只專注于設計的目的。
　　關于可視化的問題，建議只在BIM中完善即可，不需要在AUTOCAD中發展。大型復雜項目需要可視化操作與設計，可以選擇BIM設計。至于一些簡易的小型項目，則不需要可視化操作，利用傳統的AUTOCAD設計，反而會更得心應手。
　　3  信息性
　　所謂信息性，是指某一固定事物的固有屬性的描述。在傳統的建筑給水排水設計工具AUTOCAD中，已經具備了信息性這個特點，但是信息性的程度比較低下，比如只能定義圖層、線型、線性比例等等。之后國內的各種輔助設計工具，比如天正、鴻業等，做了一些改進。這些輔助設計工具在基于AUTOCAD固有功能的前提下，可以進行一些簡單專業性的計算。直到今天的BIM，在信息性方面雖然有了很大進步，甚至可以直接賦予各種特性直接到設計內容中，不過這其中仍然存在不少的問題。而信息性的成熟，則是互聯網行業的一個最基本的特點，有關于互聯網行業信息性的思維，非常值得建筑給水排水設計相關行業的借鑒。
　　在JAVA語言信息性方面，有一個很重要的理念，那就是面向對象。面向對象有三個最基本的特性：封裝、繼承、多態。所謂封裝，是指一種將抽象性函式接口的實現細節部份包裝、隱藏起來的方法。適當的封裝可以讓代碼更容易理解與維護，也加強了代碼的安全性。繼承就是子類繼承父類的特征和行為，使得子類對象（實例）具有父類的實例域和方法，或子類從父類繼承方法，使得子類具有父類相同的行為。多態是同一個行為具有多個不同表現形式或形態的能力。多態就是同一個接口、使用不同的實例而執行不同操作，是對象多種表現形式的體現。
　　面向對象理念中的封裝，簡而言之，就是把某一種行為邏輯首先設計好，用代碼抽象的表達出來。然后這一部分代碼完成后，外部程序不能進行修改，但是可以通過預先設計好的接口來調用它，至于它內部是如何操作的不需要理解。比如現實生活中，用熱水壺燒熱水，人們只需要將涼水倒入水壺、通上電，過一會兒水就燒開了。這期間人們不需要研究水壺內部構造、燒熱水的原理，結果水燒開了這個結果都能實現。那么熱水壺就可以理解為一個封裝。
　　這種理念如果應用到建筑、給水排水設計中，將會帶來很高的設計效率。比如設計噴淋系統，噴淋系統的噴頭布置方式有上噴、下噴、側噴等多種方式，規范又對不同種噴頭設置方式有不同的條文要求。那么按照計算機行業面向對象思想中的封裝特性，就可以預先將這些業務邏輯寫好，植入設計軟件中，只要規范不改變，這些業務邏輯就不需要改變而封裝起來。設計者只需要根據自己項目的特點，通過按鈕來選擇需要的設計形式即可，軟件可以通過封裝好的業務邏輯自動進行設計，而設計師只需檢查一下軟件設計的合理性，對其需要調整的地方進行調整即可。
　　面向對象思維中繼承和多態的思想，如果能夠應用到建筑給水排水相關設計行業中，也會給設計的信息化帶來很大的好處。其實，無論是傳統的AUTOCAD，還是后來天正、鴻業，乃至于BIM技術，或多或少都吸取了計算機行業中面向對象的思想。只不過目前的設計軟件只把面向對象思想運用到單個的功能上，并沒有把它完整的運用到一個項目上。雖然將面向對象思想運用到整個項目上，會有一些困難。例如，需要建筑給水排水軟件的開發人員對建筑相關專業有很深的認識。但是計算機思維的信息性，深入運用到建筑相關行業的設計中來，是一個大勢所趨。
　　4  結語
　　伴隨著互聯網加思維的廣泛興起，在設計理念方面，建筑給水排水設計行業正處于一個新的轉型期。這期間的設計理念雖然取得了較大的進步，但是整個行業缺乏一個宏觀的發展方向。目前形勢下，整個設計行業過于提倡BIM的先進性，而忽略了BIM技術的不成熟帶來的風險和效率低下。互聯網思維只注重于BIM技術的發展，而忽略了傳統AUTOCAD的實現，是不對的。事實上，對于一些小型項目，用傳統的AUTOCAD設計，輔之以互聯網思維的成熟運用，反而會較之BIM技術更有效率。建筑相關設計行業任何一次技術革命，都需要時間，而目前的狀況是，傳統的二維設計和BIM的三維設計將會長時間共存。那么互聯網思維在建筑給水排水設計中的應用，就不應該只注重作為新事物的BIM技術，而忽略傳統AUTOCAD的優勢。
　　參考文獻
　　[1] 中華人民共和國住房和城鄉建設部，中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局.GB 50015-2003建筑給水排水設計規范[S].2009.
　　[2] 中華人民共和國住房和城鄉建設部，中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局.GB 50016-2014建筑設計防火規范[S].2018.
　　[3] 中華人民共和國住房和城鄉建設部，中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局.GB 50084-2017自動噴水滅火系統設計規范[S].
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