PDMS下的三维照明布置设计软件

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摘要：火力发电厂主厂房、集控楼内的电气照明设计主要采用传统的二维平面设计，这种设计方式重复工作量大，费时费力，而且容易忽视房间内已有的管道、设备、桥架和母线等，造成碰撞。基于pdms的三维照明布置设计可以发挥三维设计的优势，避免碰撞问题，并且随着国内工业数字化的迅速发展，三维数字化平台设计逐渐成为主流设计方式。在这种情况下，开发电气照明布置设计程序对于提升效率及工作质量有着很重要的意义。

关键词：PDMS；照明设计；三维；数字化

目前国内拥有完整电气三维布置解决方案的软件还处于起步阶段，无论在民用建筑和电力行业，电气专业布置设计仍然以二维设计为主，而三维布置设计仅仅为了配合其他专业进行占位和碰撞检查，一方面增加了电气设计人员的工作量，另一方面不满足全专业数字化协同设计需求。照明设计属于电气专业布置设计中主要内容之一，PDMS也是目前国内主流的三维设计平台之一，同时，PDMS具有强大的数据管控能力和数据传递能力，基于PDMS平台进行电气照明布置设计的二次开发，一方面能降低设计人员的工作量，提升工作效率，另一方面利用三维模型带来的直观可视性和数据承载能力，能够进一步丰富PDMS平台上的电气三维布置设计的内容，实现“多个平台、一个模型、一个数据架构”。

1照明三维布置软件设计的思路

本软件基于“多个平台、一个模型、一个数据架构”的理念，在PDMS进行三维照明设计软件开发时，创建一个实体的房间，将所有与房间有关的数据放置于实体房间的属性之中，这样在设计人员在使用不同的设计软件对模型进行调用时，都可以访问到完整的设计数据。软件的开发思路如下：第一步，在PDMS中创建实体的房间；第二步，选择灯具和插座，对房间进行照度计算；第三步，将工程中房间的信息汇总，并分配照明配电箱；第四步，计算每个配电箱的供电电流，并进行开关选型；第五步，生产实际电缆接线和汇总材料表。具体设计流程详见图1。

2设计步骤

2.1定义并创建房间。

本软件选择PDMS中ROOM类型作为房间的载体，后续设计的参数均存储在ROOM类型的数据结构中。软件支持通过导入房间信息和自定义来创建生产房间。一般情况下，PDMS模型中按照顺时针顺序对房间坐标进行拾取，即可完成房间节点坐标录入，再对房间名称、房间高度进行编辑，即可创建并生成房间。

2.2建立参数化灯具模板库。

电气照明灯具的种类繁多，且不同厂家的参数设置也不一样。我们对常用的灯具进行筛选和比对之后，确定以灯具的安装方式进行分类，同时可以通过光源类型和灯具类型进行筛选，并参照三维设备建模板的方式，每种灯具内都建立了5个参数化的设备模版（光源数量、光源类型、安装方式、光源功率、功率因数），以满足实际工程的需求。

2.3照明灯具的布置。

在实际的电气照明设计中，设计人员经常忽视实际施工过程中的可能遇到的碰撞问题。照明灯具所在的房间内，各种管道、设备、桥架、母线可能十分密集，本软件灯具布置提供了自动布置、平面布置、扇形布置等多种方式在避开了房间内的实体设备之后，再进行灯具的布置。设计人员在选取房间类型之后，软件根据不同房间类型的照度需求，给出推荐的灯具数量，可选择安装方式，行列的排列方式，选定后软件会自动算出行间距、列间距，并进行灯具布置。当房间内有实体设备和灯具碰撞，或者实际的灯具布置行列间距超出房间的范围时，软件会弹出提示，提醒设计人员进行修改。

2.4房间的照度计算。

选取需要进行照明照度计算的ROOM结构房间，将显示房间灯具信息，包括型号、数量、电流等信息。根据先前选取的不同的房间类型，软件会对应显示其照度维护系数、室形系数、功率密度要求、照度要求等参数数值，并自动计算得出房间的平均照度与功率密度数值，给出照度计算是否满足照度计算要求。

2.5配置照明配电箱。

照明电气布置最繁琐的设计过程之一就是配置照明配电箱。本软件在房间完成房间的照度计算之后，可以选取房间配置并生产照明配电箱。然后，根据需要该配电箱需要供电的房间信息（包括回路数和回路的电流等），软件自动生成需要照明配电箱供电的回路，并在列表中显示出来。通过列表显示出来的目的，主要是方便设计人员对供电的回路进行修改，可以灯具进行增加或移除操作。同时为了满足实际工程的需求，在配置照明配电箱的时候，可以对新增，删除，合并和拆分供电回路。同时，对供电回路进行修改配置之后，可能出现灯具未被供电或者被重复供电的情况，本软件在确定供电回路时，弹窗提示设计人员，对违背供电或重复供电的灯具进行调整。

2.6照明回路配置计算书和布线。

根据先前的计算数据和信息，软件可以方便生成每个供电回路的计算电流，和配电箱的总电流，生成照明回路的配置计算书。同时，灯具、插座和照明箱等设备的高度、KKS编码等信息都已赋值在模型中，根据这些信息，设计人员编制出照明电缆清册。将照明电缆清册导入软件中，设计人员可以直接利用PDMS进行虚拟电缆路径敷设，在虚拟路径的基础上，软件考虑电缆实际的转弯半径，槽盒的容积率等信息，对照明设计进行实体电缆敷设，最后统计材料，开列出材料汇总。

3创新点优势和不足

3.1本软件的优势。

电气照明设计是电气专业布置设计的组成部分，本软件充分发挥了PDMS三维布置设计的优势，一方面让照明设计可以参与到多专业协同中来，另一方面在设计阶段通过准确定位设备，避免了因碰撞造成的损失，也为现场施工提供了直观和可靠依据。实体电缆敷设的功能利用的是我院开发的另一款基于PDMS的三维电缆敷设软件，已经实际应用于乐山福华项目燃煤项目等火电项目中，同时被多家单位采购使用，在材料统计上，数据准备，统计效率高，提升了设计人员工作效率的同时，也节省了施工采购的时间和金钱。参数化的灯具模板定制，可以让灯具模型的适用性更广，针对不同的项目和实际工程，不需要额外的开发和录入灯具参数，节省了设计人员的时间，提升了设计的便捷性和效率。

3.2本软件的不足。

目前来说，软件在与外专业的电气三维提资的功能上存在缺失，是下一步研究和开发的方向；另一方面，软件在照明配电回路的新增，删除，合并和拆分的操作上，还存在不便捷的地方，需要进一步完善；软件目前的照度计算主要针对于房间、集控楼等建筑，目前在道路照明等场合的计算，仍然需要完善和改进。

4结论

传统的设计方法中，在三维设计主要作为工艺专业检查碰撞而使用，但是随着三维设计已成为国内主流设计手段，电厂的数字化和信息化要求也越来越高，现阶段的设计方法对三维电气专业提出了更多的需求和更高的要求。三维照明布置设计除了丰富电气在三维协同设计中的发展外，也使得电气照明设计更加精细化、标准化和规范化，避免了大量重复的人力劳动。同时，在工程投标和为业主展示等方面，三维照明设计也能体现出差异化设计优势，也更能适应国际市场的需求，提高设计院的竞争力。

参考文献

[1]刘庆辉.PDMS三维灯具建模方法[J].信息与电脑，2015（8）：5-6.

[2]杨战光，赵忠明.集控楼照明三维设计的探讨与研究[J].信息与电脑，2010（10）：147.

作者：吴琨 单位：四川电力设计咨询有限责任公司