基于PDMS 的三维照明布置设计软件

吴琨

（四川电力设计咨询有限责任公司，四川 成都610041）

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。

图1 软件设计流程图

2.2 建立参数化灯具模板库[1]。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[2]。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。

图2 配置照明配电箱

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。