建筑电气工程智能化设计浅论

电气工程作为整个建筑工程项目的一部分,施工过程复杂而繁琐,因而对建筑的电气工程进行智能化设计、施工,不但解决了施工单位的需要,还提高了工作、经济效益,也就是说,电气工程的智能化,在现今及未来几年,其发展推广势在必行。而对建筑的电气工程最起始也是最重要的部分――设计部分的智能化,也已经越来越引起人们的重视。接下来,就让我们对电气工程的智能化设计进行一定程度的研究分析。

一、建筑的电气工程的智能化设计

在当今的建筑工程设计中,运用智能化来设计体系、方法,已成为建筑工程设计发展的一大主题。对工程的设计是涉及面广且综合性强的一项创作活动,自十七世纪的物理学家――牛顿将力学、数学结合,从而奠定了工程设计的理论基础,并出现了早期的工程设计以来,人们一直沿用着传统的手工设计方法,这种方法是在一定理论的指导下,凭借设计者的经验选择设计参数,以经验公式、图表、手册作为设计依据,通过类比、模仿等手法去完成设计过程的各个环节。这种半理论、半经验的设计方法,有时有一定的盲目性,特别是当设计者缺乏足够的经验时更是如此。因此,对建筑工程的设计很有必要向智能化的方向发展。

电气工程是建筑工程项目智能化的一个重要组成部分。有人这样说,如果把整个建筑工程项目比为计算机,电气工程就相当于电脑的cPu(中央处理器),同时为所有硬件的运行提供能量。随着建筑工程智能化的迅速发展,电气工程的智能化也变得越来越不可忽视。作为对整个电气工程甚至建筑工程都有极大影响的工程设计的智能化,也越发引起人们的关注。下面,让我们就对建筑电气工程进行智能化设计的方法,以及如何建立完善知识系统,在进行建筑电气工程智能化设计所存在的各种问题进行介绍分析。

二、进行建筑电气工程的智舱化设计

(一)运用计算机进行辅助设计

计算机辅助设计也称为CAD,CAD的方法论基础是智能论。CAD技术的出现,使得工程设计中许多重复性的工作,如繁琐的计算、单调的绘图等可以由计算机更快更好地去完成。它主要的功能是概念设计及几何模型建立,工程分析和运动分析、自动绘画,实际上它所完成的工作远不止这些功能。

一般地利用CAD技术可以收到以下效果:可以缩短设计工期。由于计算机处理速度快,并能不间断地工作,因此可以大大地提高设计效率,从而缩短了设计工期,设计工期缩短意味着可以产生一个以上的设计方案,以便进行方案比较,选出最佳设计方案,从而更好地达到预期目的,可以提高设计质量,使用自动化程度较高的CAD系统进行设计时,设计者只需输入一些有关设计初始条件的数据,由计算机调用结构分析程序进行分析计算,就可得到设计结果;利用计算机可以得到清晰整齐、美观的设计图纸和文档,便于校核和修改,从而有效地防止了手工绘图过程中尺寸标注错误,不同图纸在表达同一构件时不一致性等错误的产生,提高设计质量;可以降低设计成本。应用CAD技术,可以帮助设计者提高设计效率,当设计劳务费较高而CAD系统的费用较低时,就会使得设计成本降低。现在应用于工程设计的CAD系统可以分为三类:第一类为对应于各个设计过程的系统。第二类为集成化设计系统,简称为CAAD系统。这类系统的自动化程度一般较高,只要输入少量的数据,只利用一个系统即可完成设计的全过程,设计时,只需输入基本的参数如结构尺寸、截面尺寸、材料性质等系统,可自动进行结构分析以至生成施工图,这类系统虽可减轻人们学习新系统的负担,并避免数据的重复输入,但一般在使用时有一定的限制;第三类为通用CAD系统。这类系统只提供基本的图形处理功能,可用来绘制各个工程领域的设计图纸,与前面两类系统相比,使用这类系统的作业效率较低,一般需要根据专业要求进行二次开发。因此,这类系统有时也被当作专业CAD系统的图形支撑软件。

(二)建立完善集成程度高的知识系统

我国的CAD技术已获得长足的发展,但集成化程度不高,急需建立完善的知识系统,即专家库。现在国际上先进的建筑集成化辅助设计系统CAD具有资料检索、信息库的建立与管理科学计算、绘图与图形显示、仿真模拟、综合分析、评价优化以及咨询决算等方面的基本功能,它的工作范围包括可行性研究、总体规划、初步设计,技术设计、施工图绘制、设计文件以及工程造价预测与分析全部过程。我国的CAAD系统研究开发工作已经起步,但是绝大部分CAD软件仍属于一个单体,一个专业的计算机辅助设计系统,建筑结构设计大致可以分为两类工作:一类是数值计算型工作,包括大量的计算、分析与绘图,另一类是符号推理型工作,主要是方案设计工作,包括初步设计方案、最优方案选择、结构设计等。方案设计是一种创造性活动,只有依靠思考与推理,综合运用许多学科的专门知识和丰富实践经验才能得到正确合理的设计。

一般CAD技术能完美地完成第一类工作,而真正有效的CAD技术应该具有完成以上两类工作的功能。智能CAD技术是专家系统的一个应用领域――设计与规划型专家系统。专家系统是一个利用知识和推理过程去解决只有人类专家才能解决的复杂问题的计算机智能程序,专家系统由知识库、推理机构,用户界面、解释机构、知识和数据中间传送带、知识获取器等组成,其中最重要的是知识库。知识库用来存放该领域的专门知识,工程设计专家系统中的知识库包括设计规范库、经验库、工程数据库、支撑设计的软件库以及基本图形库,工程设计专家系统可以是某一专业系统,也可以是建筑设计集成化专家系统。

除此之外,还要注意正确选择、运用相关设计软件等方面,综合运用各种手段,考虑各个方面,从而对建筑电气工程进行智能化设计。

三、总　结

虽然建筑电气工程设计智能化有诸多好处,但凡事看两面,在其带来极大便利的同时,也存在着较多问题,涉及各个方面。比如最突出的问题就是建筑电气工程智能化系统设计的质量不高,技术水平上参差不齐。由于国内的智能建筑起步较晚,因此其设计水平、设计质量与国外发达国家的程度相比还存在不小的差距。目前,浦东新区约有37.74%的楼字,其智能化系统均由国外的设计单位承担设计工作,可是尽管国外设计水平较高,但由于国外设计单位对我国实际情况的了解较少,导致设计出的一些图纸无法在国内正常实施,从而使建设单位因此蒙受了不少经济方面的损失。

综上所述,我们可以知道,建筑的电气工程的智能化设计发展任重而道远。它不仅仅是一项亟待我们开发研究的项目,还是我们建筑工程迈向一个现代化、国际化新纪元的标志。我们都应该为建筑电气工程智能化设计,乃至整个建筑工程的智能化发展不断贡献自己的力量,对其核心科技进行研究,使其争取早日赶超国际水平,为我国的建筑智能化的发展尽一份心力,对其加强各种管理控制,以提高我国的智能化建筑水平。