太陽(yáng)能供熱系統(tǒng)的三維系統(tǒng)圖作圖方法與探討

摘要：圖紙是指導(dǎo)項(xiàng)目管理人員和現(xiàn)場(chǎng)施工人員進(jìn)行工作的依據(jù)。由于太陽(yáng)能熱利用項(xiàng)目的設(shè)計(jì)人員來(lái)自于不同的專業(yè)學(xué)科，專業(yè)技能參差不齊，行業(yè)相關(guān)的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)尚不完善，平面圖表達(dá)形式單一，造成太陽(yáng)能熱水項(xiàng)目施工圖質(zhì)量低下，給現(xiàn)場(chǎng)施工帶來(lái)了一定的困難。本文總結(jié)多年太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)施工圖的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合軸側(cè)圖的畫(huà)法，應(yīng)用一種新的三維空間系統(tǒng)圖，對(duì)軸側(cè)圖進(jìn)行一定的簡(jiǎn)化，作為一種輔助設(shè)計(jì)，將太陽(yáng)能供熱系統(tǒng)設(shè)備布置情況表達(dá)的更直觀、易懂。 　　0前言 　　隨著城市建筑迅猛發(fā)展，民用建筑物的功能與越來(lái)越復(fù)雜、多樣，使太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)和施工上的難度也不斷加大。在一些簡(jiǎn)單的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)中，太陽(yáng)能供熱設(shè)備平面圖，能夠?qū)⑻?yáng)能供熱設(shè)備數(shù)量和安裝位置很詳細(xì)地表現(xiàn)出來(lái)，如太陽(yáng)能集熱板、水箱、熱泵、換熱器、水泵、電控箱等設(shè)備，各種管道的走向及對(duì)應(yīng)的管徑大小等。但是一些復(fù)雜的工程項(xiàng)目，平面圖或者節(jié)點(diǎn)圖很難將太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)準(zhǔn)確地表達(dá)出來(lái)，從事太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者應(yīng)該考慮出一種新的制圖方法，作為輔助設(shè)計(jì)，而使用三維空間作圖方法將使太陽(yáng)能供熱設(shè)備布置情況表達(dá)的更直觀、易懂。 　　1系統(tǒng)圖的優(yōu)點(diǎn) 　　如今的3D電影如此盛行，在很大程度上是因?yàn)樗尸F(xiàn)出的三維空間畫(huà)面，給觀眾帶來(lái)的視覺(jué)效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)比二維平面效果好。在工程制圖上，軸側(cè)圖可以反映物體的實(shí)形，接近人們的視覺(jué)習(xí)慣，形象、逼真，富有立體感。在太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，繪制太陽(yáng)能供熱設(shè)備軸側(cè)圖，能達(dá)到美觀、易懂的目的。但用傳統(tǒng)的軸側(cè)圖繪制方法來(lái)繪制太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)圖，會(huì)存在一定困難,所以在軸側(cè)圖的基礎(chǔ)上考慮系統(tǒng)圖新型畫(huà)法，效果會(huì)更好。系統(tǒng)圖借鑒美、英、日等國(guó)較簡(jiǎn)練的繪圖方法,在大部分工程設(shè)計(jì)中用特定的展開(kāi)圖畫(huà)法取代傳統(tǒng)的軸側(cè)圖畫(huà)法，如圖1所示。 圖1太陽(yáng)能三維空間系統(tǒng)圖（局部） 　　綜合表述三維空間系統(tǒng)圖畫(huà)法的理由和意義,有以下幾點(diǎn): 　　1.表達(dá)清晰直觀：克服軸側(cè)圖由于系統(tǒng)龐大復(fù)雜，不同層次的管線相互重疊,造成圖面顯得凌亂的缺點(diǎn)，使閱圖者易于理清各管線之間的相互關(guān)系。 　　2.比例靈活控制：一些大型復(fù)雜工程的系統(tǒng)軸側(cè)圖，無(wú)法在一張圖上完成，而系統(tǒng)圖可以不按比例繪制實(shí)現(xiàn)這一目的。 　　3.易于讀懂系統(tǒng)原理：充分迎合容易讀懂系統(tǒng)原理這一要求。 　　4.指導(dǎo)施工：隨著施工隊(duì)伍技術(shù)人員的素質(zhì)(學(xué)歷及技術(shù)水平)的提高,使得圖面簡(jiǎn)化的新型系統(tǒng)圖，取代軸側(cè)圖作為施工依據(jù)成為可能。 　　5.走向國(guó)際：建筑工程設(shè)計(jì)中同國(guó)際上的交往與合作日益頻繁,這促使新型系統(tǒng)圖取代軸側(cè)圖,以有利于與國(guó)際接軌。 　　6.省時(shí)省力：新型系統(tǒng)圖的繪制可節(jié)約設(shè)計(jì)者大量工時(shí),提高功效。 　　7.易于進(jìn)行技術(shù)交底：三維空間畫(huà)面的系統(tǒng)圖，直觀、易懂，便于進(jìn)行技術(shù)探討、技術(shù)交底、減少工作誤差。 　　8.便于計(jì)劃材料：通過(guò)三維空間畫(huà)面的系統(tǒng)圖，工程材料反映直觀，便于對(duì)材料進(jìn)行計(jì)劃。 　　2軸側(cè)圖與系統(tǒng)圖 　　如何將系統(tǒng)圖運(yùn)用到太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中呢？前面提到，系統(tǒng)圖是在軸側(cè)圖畫(huà)法的基礎(chǔ)上，對(duì)其進(jìn)行一定簡(jiǎn)化，通過(guò)三維空間畫(huà)面來(lái)表現(xiàn)。軸側(cè)圖分為很多種，根據(jù)投射線方向和軸側(cè)投影面的位置不同可分為兩大類：正軸側(cè)圖和斜軸側(cè)圖，其中斜軸側(cè)圖又可以分為斜等軸側(cè)圖、斜二軸側(cè)圖、斜三軸側(cè)圖，在工程中應(yīng)用最多是斜二軸側(cè)投影圖，將軸側(cè)投影面P平行于形體的某個(gè)坐標(biāo)面，當(dāng)投射光線方向傾斜于軸測(cè)投影面時(shí)，可得斜二軸側(cè)圖，當(dāng)投影面平行于XOZ坐標(biāo)面時(shí)，可得正面斜二軸側(cè)圖，它主要用于繪制需要表達(dá)正面實(shí)形和具有多層次正平圓的形件。 　　太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)應(yīng)用的設(shè)備（如太陽(yáng)能集熱器、水箱、熱泵，閥門(mén)等），以長(zhǎng)方體和圓柱體為主外形特征，很適合作正面斜二軸側(cè)圖（見(jiàn)圖2）。 圖2正面斜二軸側(cè)圖 　　正面斜二軸側(cè)圖的主要特點(diǎn)如下： 　　軸間角：∠XOZ=90°,∠XOY=135°,∠YOZ=135或∠YOZ=45°，其中OZ軸規(guī)定畫(huà)成鉛垂方向； 　　軸向伸縮系數(shù)：p=r=1,q=0.5； 　　平行于X0Z平面的任何圖形，在斜二軸側(cè)圖上均反映實(shí)形。 　　在系統(tǒng)圖中，若不考慮正面斜二軸側(cè)圖的軸向伸縮系數(shù)，只把圖形立體的外形表現(xiàn)出來(lái)，系統(tǒng)圖的繪制便簡(jiǎn)單了很多。 　　3系統(tǒng)圖繪制 　　3.1軸側(cè)方向的選擇 　　在正面斜二側(cè)圖中，軸側(cè)軸OX、OZ分別為水平線和鉛垂線，OY軸可根據(jù)形體特征和表達(dá)對(duì)象確定。此形體的臺(tái)階是表達(dá)的重點(diǎn)，如果Y軸方向選擇如圖3，臺(tái)階的上表面（踏面）和右側(cè)面（踢面）則無(wú)法表達(dá)清楚，而按圖4方向選擇Y軸，臺(tái)階的每個(gè)表面都能清楚地展現(xiàn)出來(lái)。所以，太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)圖的繪制與軸側(cè)方向的選擇有關(guān)，應(yīng)該根據(jù)其設(shè)備布置平面圖來(lái)確定其軸側(cè)方向，即選擇可以使設(shè)備布置情況和管道走向表達(dá)清楚，直觀的Y軸方向。 　　3.2系統(tǒng)圖的展開(kāi)方式 　　系統(tǒng)圖以平面圖中的設(shè)備為首，使對(duì)象在圖面上按軸側(cè)方向進(jìn)行展開(kāi)。設(shè)備的展開(kāi)排列方式為：若該系統(tǒng)圖是以圖4的Y軸方向進(jìn)行繪制，則以平面圖左端或下端的設(shè)備為基準(zhǔn)，在系統(tǒng)圖中將各設(shè)備自左至右（圖3則為自右至左）展開(kāi)排列,使讀圖者能方便地互相對(duì)照，設(shè)備的排列次序按平面圖中的排列次序。確定好設(shè)備的相對(duì)位置后，便進(jìn)行管道及管道附件的繪制。 　　3.3系統(tǒng)圖中的設(shè)備 　　太陽(yáng)能供熱設(shè)備主要包括太陽(yáng)能集熱器、熱泵、水箱等，根據(jù)斜二軸側(cè)圖的畫(huà)法，只需將設(shè)備的最外形輪廓描繪出來(lái)，使系統(tǒng)圖中的設(shè)備富有立體感。表1展示系統(tǒng)圖中主要設(shè)備的系統(tǒng)圖塊。 　　3.4系統(tǒng)圖中的管道及閥門(mén)附件 　　系統(tǒng)圖中管道投影方向的選擇與設(shè)備軸側(cè)方向一致，也可不按比例畫(huà)圖，把重疊的管道分開(kāi)，只要能把管道的流向原理表達(dá)清楚即可。在系統(tǒng)圖中，當(dāng)管道有交叉時(shí)，可將處于下方管道的管線斷開(kāi)；當(dāng)管道被設(shè)備遮擋時(shí)，被遮擋的部分可用虛線繪制。在系統(tǒng)圖中，垂直方向表示管道上下走向,水平方向表示管道左右走向,135°或45°方向表示管道前后方向。 　　管道閥門(mén)及附件(水泵、過(guò)濾器、膨脹罐等)均應(yīng)示意繪出，表2中列出了一些在太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)中常用的管道閥門(mén)附件系統(tǒng)圖例。 　　4工程實(shí)例 　　4.1工程概況 　　山東青島某學(xué)校學(xué)生宿舍樓太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)項(xiàng)目，該地處東經(jīng)119°30′～121°00′、北緯35°35′～37°09′之間，學(xué)校日用熱水12t，根據(jù)該樓的淋浴用熱水方式，系統(tǒng)設(shè)計(jì)采取太陽(yáng)能集中集熱-集中供熱系統(tǒng)，由樓頂儲(chǔ)熱水箱集中往樓下供水，共配置90塊平板太陽(yáng)能集熱器，2臺(tái)10P空氣源熱泵，2只6t圓形壓筋水箱等。其太陽(yáng)能供熱設(shè)備平面布置圖，如圖5。 圖5太陽(yáng)能設(shè)備布置平面圖 　　4.2太陽(yáng)能供熱系統(tǒng)圖 　　在該太陽(yáng)能供熱設(shè)備布置平面圖中，可以直觀地反映出設(shè)備的數(shù)量，但設(shè)備與設(shè)備之間的管路連接并沒(méi)有很好地表現(xiàn)出來(lái)。根據(jù)平面圖繪制太陽(yáng)能熱水三維空間系統(tǒng)圖，如圖6所示，圖中設(shè)備和管道與軸側(cè)方向一致，管道和設(shè)備的連接也與實(shí)際方位連接一致，富有三維空間感的系統(tǒng)圖，表達(dá)平面圖中難以表示清楚的內(nèi)容，形象地反映整個(gè)太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)設(shè)備及管道布置、連接狀況。 　　5結(jié)語(yǔ) 　　在太陽(yáng)能熱利用項(xiàng)目的設(shè)計(jì)工作中，設(shè)計(jì)師所面對(duì)的工種很多，如建筑學(xué)、熱工學(xué)、鋼結(jié)構(gòu)、管道設(shè)備、水、電、采暖、消防和避雷等，需要解決工程技術(shù)方面的諸多問(wèn)題，設(shè)計(jì)師只有不斷的在工程與實(shí)踐中成長(zhǎng)，資料收集閱讀，解決工程中的復(fù)雜問(wèn)題，迅速提高設(shè)計(jì)水準(zhǔn)，真正認(rèn)識(shí)到施工圖紙的重要性，把握施工圖紙的各項(xiàng)要求，領(lǐng)會(huì)設(shè)計(jì)意圖，避免出現(xiàn)差錯(cuò)，才能使太陽(yáng)能工程真正達(dá)到較高的藝術(shù)效果和經(jīng)濟(jì)效益，滿足各方的需求。