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來源：http://huirenmed.com/ 作者：DEIIANG得創發布時間：2022-06-14 11:01

隨著光電、半導體、制藥、醫療、航空航天及周詳制造等種種需求潔凈環境的行業的生長，潔凈室結構變得加倍重大，潔凈品級要求也越來越高，風、水、氣、電及其他種種特殊管線、裝備組織越來越重大，需要協同的設計施工等單元越來越多，種種裝備管線的碰撞及各施工單元施工歷程碰撞越來越多，需要無塵車間手藝職員提高對工程組件和施工歷程的預知能力。三維設計及可視化設計為此提供了條件，為解決設計工工中所面臨的問題提供了可能。

三維設計集成工程項目中種種相關的信息與數據，提供了可視化的思緒，將設計圖紙中線條式的構件以三維立體實物的形式展現出來。設計師通過確立三維模子，并依據模子存儲了包羅：平面圖、立面圖和剖面圖、表格、文字說明及質料清單等所有的相關信息。這些信息所有憑證模子天生，并隨著模子的改變而調整。

可視化的模子使結構直觀模擬成為可能，使碰撞檢查及優化效率更高。現在三維設計手藝已經在工業設計、動畫設計及機械、飛機、汽車、造船業、修建等多個行業中普遍應用。尤其是修建業，近幾年生長迅速，BIM即是以三維數字化手藝為基礎的修建信息模子，現已在全球范圍內獲得修建業界的普遍認可。海內，涌現出一大批相關三維數字手藝軟件，并各有專長，在修建設計施工中應用也已經如火如荼，如深圳灣體育中央，深圳平安大廈，上海巨無霸上海中央等大型樓宇場館均使用了BIM手藝，工業園區修建也在逐步引入BIM，如正在建設的深圳灣科技生態園。

潔凈行業與修建緊密聯系，在設計施工中也應當憑證行業的特點引入三維設計手藝，提高無塵車間設計施工水平。

一、三維設計手藝特點及應用價值

可視化設計

基于三維設計軟件的三維潔凈室系統模子，通過三維效果圖、虛擬周游、虛擬施工、虛擬剖切等手段將隔離系統、送回風系統、空調水，蒸汽、純水、純氣、電器管線及潔凈裝備、過濾末尾、照明直觀展示給工程設計職員、施工職員及業主（圖1）。

參數化設計

三維建模歷程即是參數化設計，將潔凈室構件、裝備，包羅管線以及外部修建通過參數屬性界說，并通過這些屬性自動統計、盤算、剖析，對三維模子參數修改、調整到達細節設計準確設計的目的和模子驅動的作用。連系可視化效果圖，工程圖紙將工程信息準確傳到達工程手藝職員及項目治理職員。

關聯修改

在無塵車間項目設計中，工程圖各個視圖與三維模子參數實時關聯，在設計中或者評審歷程中增添、刪除或者修改三維特征時，各個視圖所有自動更新，提高設計與設計變更效率，削減漏畫、少畫等工程圖失誤發生(圖2)。

協同設計

無塵車間涉及到暖通空調、給排水、修建、電氣、自動控制、機械、結構等多個專業。工程設計中，尤其是大型潔凈項目中，各專業手藝職員需要各自開展工作，同步舉行，而各專業職員對其他專業知識體會有限，造成相同不暢，協同難題（圖3）。在參數化三維設計中，各專業設計僅需基于相同的三維設計平臺就可以實現多專業、多團隊的協作，輔以實時協同與階段性的控制點協同，三維校審等方式，實時解決種種錯漏及碰撞，提高無塵車間的設計質量與設計速率。

設計功效性能剖析

三維設計是參數化設計，模子構建完成后可以行使設計平臺自身的剖析功效舉行基本的參數剖析，對于一些特殊的模擬，如：CFD對潔凈室氣流組織模擬、熱傳導與熱流組織模擬。可以行使設計平臺的名堂轉換工具，將三維設計模子轉化為適合剖析平臺或軟件認可的名堂，再在轉換名堂的基礎上舉行修改調整即可對模子舉行功效剖析與調試，無需二次確立三維界線。通過對設計功效參數剖析，指導送回風、照明、裝備及出入口等結構結構，為潔凈度、氣流速率、氣流組織等功效參數優化提供依據，消除使用歷程中可能存在的隱患，實現制作功效可控。

三維設計交付

三維設計帶來了直觀的可視化三維模子、準確的二維表達的工程圖紙和詳盡的自動天生的包羅功效參數及性能特點的物料清單，使設計功效交付加倍直觀、詳盡，成為無塵車間設計交付或者設計交底的新模式。

二、三維設計在無塵車間中的應用優勢

設計階段工作重點提前

隨著無塵車間手藝的生長與治理水平的提高，無塵車間項目治理與其他項目治理一樣將由粗放型向集約型轉變，要求設計文件加倍詳細、準確，要求工程裝備及配件加倍周詳，促進潔凈室施工模式向裝配模式轉變。裝配模式致使無塵車間項目的方案設計、施工圖設計、施工歷程所占用工期比例改變。以某無塵車間項目為例，二維設計方式和三維設計方式各階段占用的工期如圖4。

從圖4可看出，二維設計中，設計職員憑證以往履歷及參數舉行設計，破費大量的時間在制圖、清單體例和協調上，而與項目質量關系密切的方案比選、專業手藝設計等重要部分卻破費的時間比較少。三維設計由于可以自動天生種種工程圖紙和清單，提高了無塵車間項目的設計效率和質量，設計職員有更多的時間用在三維模子及方案的比選，專業設計、優化及協同上，詳細的三維模子設計及優化協同的效果也促進潔凈室構件尺寸加倍周詳，參數化的構件設計圖紙更適宜于工程構件工廠化、尺度化生產、縮短現場施工時間，工程構件的產品化生產進一步促進裝配式施工模式生長。

虛擬裝配促使現場施工簡易化，提高質量

與二維設計相比，三維設計中，潔凈室構件通過參數化三維數據展現，工程盤算以三維建模相融合自動更新，數據信息完整，轉達歷程無信息損失，可以舉行校核盤算及模擬，而且可以憑證盤算效果調整設計參數（圖5，圖6）。設計調整后的三維設計功效與實物構件一致。可舉行虛擬裝配施工，使無塵車間從3D設計轉向4D施工。

潔凈室虛擬施工即先試，后建。即在開工之前，基于虛擬環境，模擬、剖析、檢測設計效果與施工組織設計方案的可行性，進而優化和調整，獲得最佳方案。因此虛擬施工不僅僅是一個設計繪圖歷程，而是設計方案、功效比選歷程。在潔凈室虛擬施工中，除了虛擬的所有潔凈室原型構件外，還需要通過三維可視化平臺締造一個虛擬的現實施工環境，資源模子及歷程模子，實現施工歷程有用可視化模擬。通過原型構件的模擬施工，削減各系統間結構碰撞與工期碰撞優化設計方案與施工方案，提高設計準確度與設計準確度，提高施工精度和無塵車間質量。

施工成本優化

在無塵車間中，工程的規模及重大水平一樣平時沒有大型修建工程大，以是不會確立工期．成本數學模子，再通過重大的迭代歷程優化成本。在無塵車間中，可通過三維設計與施工手藝將工程項目分部、分段，通過三維可視化模子，對施工歷程舉行模擬，構件質料加倍準確（圖1）。模擬歷程對施工方案優化以使施工組織加倍合理、有序。通過提高人、材、機綜合配備能力和提高施工治理能力來降低消耗和成本。

三、三維手藝在無塵車間中的應用

現在三維設計平臺及軟件較多，包羅種種修建BIM軟件，如Autodesk的Revit等；機械類的如Pro-e，Solidworks的三維工程軟件等。但連系無塵車間裝配式施工的特點，修建BIM軟件、機械類的軟件都有欠缺，這也是為什么無塵車間行業在三維設計及應用方面生長緩慢的緣故原由。以下以某項目Solidworks模子為例先容無塵車間三維設計及應用歷程。

步驟1，虛擬現實：對外部環境，如修建等建模，也是設計師對環境的立體熟悉，也可以由其他BIM軟件轉換外部現實環境載入。

步驟2，確立基準面模子：憑證修建網格及虛擬現實模子，潔凈室的主要構件等高線確立基準面，利便后期種種組件裝配、定位，以及在方案設計，施工圖毆計，施工等階段組件替換，模子調整、修改。

步驟3，潔凈室平面設計。

步驟4，三維模子確立（圖7）。

步驟5，虛擬碰撞檢查（圖8）。

步驟6，模子系統整體調試、剖析。

步驟7，虛擬施工及調整（圖9）。

步驟8，總平面圖，各系統詳圖轉換，物料清單天生（如圖2）。

步驟9，組件詳圖轉換。

步驟10，組件生產。

步驟11，工程現場裝配施工。

步驟12，三維交付。