ARCHICAD針對醫療潔凈空間的二次開發及應用

摘要：本文結合醫療潔凈空間的特殊要求，著重闡述了ARCHICAD應用情況，同時根據醫療潔凈空間的實際需求進行了二次開發，實現了設計，制造、施工的數字工業一體化。

關鍵詞：醫療潔凈空間；ARCHICAD；二次開發；數字工業一體化

1、引言

醫療潔凈空間對室內環境的潔凈度、換氣次數、溫度、濕度、壓力梯度、噪聲、照度以及圍護結構材料等具有特殊要求，很多沒有相關設計經驗的設計院也沒有能力進行設計，通常會交由具有設計資質的專業公司進行二次設計及施工。并且醫療潔凈空間多采用標準化、模塊化的一體化裝配方式，這對企業的設計、制造、施工等能力是一個考驗，傳統方式是先CAD二維圖紙設計，施工時才對二維圖紙進行三維翻模，再現場進行加工或委托預制廠進行加工，這過程中可能因為人的因素導致技術參數傳遞存在誤差，最終導致難易保證設計施工的質量，并且效率也十分低下。

本文將著重闡述通過ARCHICAD對醫療潔凈空間的裝修專業進行正向設計，即從圖紙設計開始進行三維真實建模，并通過二次開發實現設計與制造的參數互通，直接生成制造設備讀取的技術參數進行產品制造，并導出的工程量清單及現場施工協同所需的二維或包含具備所有產品信息的三維圖紙，實現設計、制造、施工的數字工業一體化。

2、ARCHICAD的主要特點

ARCHICAD（以下簡稱AC）是GRAPHISOFT公司于1982年開始開發的專門用于建筑設計的BIM制圖軟件。AC的集成模型是一個包含了全部建筑信息的3D中心數據庫，可以跟蹤建造一個建筑所需的所有組成部分，它的不同視圖，包括3D模型、平立剖、大樣詳圖等，只是同一數據信息的不同表達方式而已，在項目的任何階段均可及時地于集成模型做數據交互，并讀取和更新集成模型數據。

3、ARCHICAD的二次開發原理

用戶輸入數據后會被存儲在AC的BIM數據庫中，并提取出三維形體數據，通過GDL編譯器編譯成三維幾何形體，然后通過3D渲染引擎完成渲染，最終在Windows和Mac平臺上輸出渲染圖像成果，這就是AC的基本軟件構造。在這個流程中，API可以直接控制BIM數據、GDL編譯器和3D渲染引擎，在整體數據流程中即時交互。

GDL是Geometric Description Language的簡稱，就是幾何程序設計語言。GDL 腳本語言是GRAPHISOFT專利的幾何描述語言，可以允許用戶根據需要對軟件構造工具及對象圖庫潛在的功能進行擴充。

API就是Application Programming Interface的簡稱，又稱為應用編程接口，就是軟件系統不同組成部分銜接的約定。如果說GDL編程是AC的有限地二次開發，那么API開發則是真正意義上使AC二次開發有無限的可能性，API幾乎可以讀出AC里面絕大多數的原始數據，API手段更是基本上實現了AC里面絕大多數的操作指令。

GDL生成的構件在AC里面統稱為對象，無法與系統其他智能構件做交互計算，同時GDL的數據輸入只局限于內置參數和面板參數輸入，不能與用戶及時交互，而API開發的插件，完美地解決了GDL的這些問題。

4、ARCHICAD針對醫療潔凈空間的二次開發應用

以醫療潔凈空間最典型的潔凈手術部為例，我們針對該空間的潔凈裝修專業利用API二次開發了兩大功能模塊：“醫院走廊輔板”和“手術室排板布設”，見圖1。

4.1 “醫院走廊輔板”的功能模塊

其包括：“墻板鋪設”、“吊頂鋪設”、“墻板改門板”、“墻面展開圖”、“吊頂展開圖”等子功能。往下是需要預設的參數：包括標準墻板的尺寸、單掛或雙掛的選擇、吊頂輔設類型的選擇、吊頂標高、墻板和吊頂對應的圖層。

具體操作過程如下：

（1）墻板鋪設：先進行墻板標準板的參數預設，再在點擊“墻板鋪設”在需繪制的該層2D視窗中沿外墻面順時針進行繪制，墻板鋪設完畢之后，系統根據實體墻長度按照標準板及非標板自動分割，其中黑色字體標識的為設定的標準板，紅色字體標識的為非標板，橙色字體標識的為門頭板，轉角處自動生成陽角護角。

（2）吊頂鋪設：吊頂鋪設分為房間鋪設和走廊鋪設兩種鋪設方式，根據實際需要鋪設的情況進行選擇，在2D視窗的吊頂平面圖上，系統根據房間及走廊大小，自動生成吊頂標準板及吊頂非標板，其中黑色字體標識的是吊頂標準板，橙色的是吊頂非標板。

（3）生成門頭板：選擇門所在位置的墻板，點擊“墻板改門板”，輸入對應尺寸即可生成該門對應的門頭板

（4）墻面展開圖、吊頂展開圖：墻板及吊頂鋪設完畢之后，其設計數據需轉化為生產數據，在2D視窗中框選需生產的墻板及吊頂，再點擊對應的“墻面展開圖”或“吊頂展開圖”生成制造用下料圖紙，可直接把數據導入到機械設備進行生產加工。

4.2“醫院走廊輔板”功能模塊

其功能界面包括：“門洞及墻角設置”、“八角”、“圓弧”、“地龍骨生成”、“豎板斜板布設”、“送風天花及頂板生成”；“3D界面設備預留洞設置”、“展開圖生成”等子功能。

具體操作過程如下：

（1）門洞及墻角設置：布設手術室墻板前，需進行手術室的凈高、自動門、污物門及操作間門（若有）的設置，對門的延伸板進行設置，并對手術室四角是否都是八角或圓弧進行設置。

（2）八角、圓弧、地龍骨生成：根據實際需要來點擊選擇。

（3）豎板斜板布設：前面設置并選擇完畢之后，點擊該子功能進行手術室墻板的布設。

（4）送風天花及頂板生成：在點擊該子功能前，先對頂板分割尺寸和送風天花的級別及方向進行設置，頂板分割尺寸及和送風天花的級別及方向確定之后，點擊生成送風天花及頂板。

（5）3D界面設備預留洞設置：考慮到手術室內的醫用裝備如控制面板、醫用柜、觀片燈、氣體終端箱等均為嵌入式，需在墻板上進行預留洞設置，點擊該子功能進行設置。

（6）展開圖生成：手術室的豎板、斜板及頂板布設完畢之后，其設計數據需轉化為生產數據，在2D視窗中進行框選，再點擊 “展開圖生成”生成制造用下料圖紙，可直接把數據導入到機械設備進行生產加工。

5、結語

只有通過對ARCHICAD的二次開發，才能使ARCHICAD在醫療潔凈空間設計施工中的應用日趨完善。該二次開發的插件擁有豐富的產品構件庫，簡約的操作界面，簡便易懂的操作方式，能讓使用人員快速上手，提高工程設計及產品制造的精度和效率，實現了醫療潔凈空間的設計、制造、施工的數字工業一體化。

參考文獻

[1]GB 50591-2010，潔凈室施工及驗收規范[S].

[2]GB 50333-2013，醫院潔凈手術部建筑技術規范[S].

[3]葉棟華等 醫療潔凈空間的工業一體化施工工法及其在工程中的應用[Z] 江蘇省建筑建筑施工專業委員會年會評選論文壹等獎，二零一六年七月.

（作者單位：江蘇啟安建設集團有限公司）