文/赵建新

在实际的热网设计中应用AutoCAD软件，实现对供热管网的设计需求，不仅可以确保供热管网满足用户热负荷需要，还可以有效保证系统安全可靠运行，还可以节约供热管网的运行能耗，提升供热管网设计质量。以下本篇就介绍基于AutoCAD软件的热网设计，并介绍具体的实现措施。

【关键词】AutoCAD 热网设计 软件应用

针对传统热网设计中，其设计阶段中还存在一些不断，不仅会有数据重复输入、数据丢失以及错误转换的发生，还将会严重影响热网设计质量。因此在热网设计中，应用 CAD 软件开发的热网的参数化模型，不仅可以有效提升热网设计效率，还将会提高热网设计的准确性。以下本篇对此做具体介绍：

1 热网设计中应用AutoCAD软件的优势在当前热网设计中，应用现代化的AutoCAD 软件技术，以参数化模型描述热网建设中的详细信息，可以描述对象的真实属性及行为特征，提高设计效率，与传统热网设计方法相比较，应用基于图形的 AutoCAD 软件，不仅可以有效实现对设计的简化 [1]，还可以实现计算功能，使用软件开发包就可以将项目所需要图形信息集成存储起来，规范外热网设计步骤，使得热网设计中的布置管道、管道附件以及管道水力计算、热力计算等，都可以使用 AutoCAD 软件进行实现；并且在热网设计中应用 AutoCAD 软件，还可以表面管道及附件布置数据的重复输入，可以将计算结果直接反映到图纸中去，实现交互标注，通过AutoCAD 软件功能实现对热网纵断面图形与大样图的自动生成，简化热网设计步骤，提升热网设计质量及效率。

2 热网设计中对AutoCAD软件的应用

在基于 AutoCAD 软件的热网设计中，需要应用到多种技术，以实现对热网工程整体的设计需求，不仅有模型数据描述、还有对管网水力的计算机管网热力的计算，以下就对此做具体介绍：

2.1 对热网模型的参数化描述

在 AutoCAD 软件热网设计中，需要开发参数化模型，建立热网模型数据结构，一定要确保热网模型数据信息的完整性，其中应包含热网设计中所需要的管道信息数据对象、阀门信息数据对象、用户节点信息数据对象、管沟信息数据对象、支架信息数据对象以及检查井信息数据对象等；并且对于每一个对象都应该有完整的描述 [2]，包括对象自身的几何属性、对象的物理属性以及对象之间的关系等。之后在 AutoCAD 软件中，确保这些数据可以在热网模型、热网平明施工图、热网纵断面图以及热网大样图模块间共享。如图 1 中，就是对于管道数据结构的参数化描述：

2.2 计算管网水力

在基于 AutoCAD 软件热网设计中，其热水网路水力计算中，其主要任务是按已知的热媒流量和压降 , 确定管道的管径 ; 按已知热媒的流量和管道管径 , 计算管道的压降 ; 按已知的管道管径和允许压降 , 计算或校核管道的流量 , 确定网路循环水泵的流量和扬程 [3]。根据水力计算结果，由 AutoCAD 软件绘制热网水压图，并据此选择用户系统同供热管网的最佳连接方式，确定系统节能措施。供热系统热用户的计算流量   t/h （1）式中   为热用户计算负荷 (W),  为热用户供回水温度(�)。管道沿程阻力   （2） 式中   为管道粗糙度(m), 为热媒密度（ ），  为计算管道内径（m）。管道局部阻力   =   (3) 式中  为局部阻力系数， 为管道流速（ ）。得到管道用户节点流量后，可根据连续性方程  .(4) 计算各管道节点的流量 （t/h）。环状管网能量平衡方程 （ ）I （5），式中 为管段 的阻力损失。并从 AutoCAD 软件模型数据库中，提取对于热网水力计算所相关的管道信息、管道上阀门信息以及用户节点信息，可以在AutoCAD 软件界面中形成一个完整的管网节点树，从而可以据此来计算管段的流量 [4]。并且在计算中，还可以预设比摩阻，初算管道的直径，从而计算出回路压降，可以找出热网设计中的最不利环路。从而计算出最不利环路的管径、比摩阻、节点压头等信息，从而得到支路资用压头，求出支路管径与减压值，计算环路根据能量方程平差。

2.3 计算管网热力

在 AutoCAD 软件中实现对管网热力的计算的，可以根据管道的水力计算结果，热网管道的敷设方式以及热网的技术经济条件，从而计算出管道的保温层厚度。通过 AutoCAD 软件确定保温层厚度，不仅要保证在 AutoCAD热网设计中[5]，对于供热管道输送热媒参数能够满足用户的实际要求，还应该保证供热管道散热损失在规定允许的散热损失范围之内；并且在 AutoCAD 软件应用中，还应该确保热网管道热力满足安全卫生，保证管道的保温结构表面在规定温度之内，满足当前工程设计的经济性要求。2.4 实现热网设计中功能模块之间的数据流传递在 AutoCAD 软件中设计热网方案，针对热网设计的建模模块、计算模块以及绘图模块设计中，应该确保系统满足其模块之间的数据传输，使模块时间可以实现通信，不仅可以提高设计的可使用性，也能够有效加快热网设计效率。建模模块中不仅可以提供双线绘制管道以及绘制地沟的功能，同时从 AutoCAD 图块库中，也可以有选择的插入阀门附件图块。并且在 AutoCAD 设计中，还可以利用面向对象技术，只需要通过用鼠标点击管道图标、阀门附件图标、地沟图标、检查井图标、支架图标或用户节点图标后，就可以可以显示出这些对象在热网设计中所具有属性，使设计人员可以根据需要对热网方案进行相应的输入与修改。并且在利用软件设计热网中，还可以自动打断交叉管道，从而形成管道节点。如图 2 中就是模块之间数据流的关系： 

绘图模块的应用中，可以根据模型数据来生成施工图的文件，其绘图模块中，能够根据热网模型数据描述，通过管道、附件、井池以及地沟关系，利用软件的数学分析手段 [6]以及软件中的图形消隐技术，可以实现自动处理对象关系的操作，自动生成热网方案的大样图及纵断面图，自动生成热网施工材料表。

3 AutoCAD实现热网设计

3.1 小区工程简介

针对某小区的热网工程设计，其施工管网采用直接埋地敷设，管道总长度约2000米，北起德仁路，南至祁连山路；该小区热网设计中，其南区供热面积为 8.3 万平方米，北区供热面积为8.57万平方米，管材为钢无缝钢管、聚氨脂发泡保温层以及聚氯乙烯管，管道直径为DN250-100；焊接材料为E4303 (J422)焊条。主要针对该小区热网设计中，某个房间的热网设计进行 AutoCAD 软件介绍，最后将其综合就可以实现对整个热网系统的设计。以下就针对某房间的热网设计进行介绍，图 3 中就是小区内某房间的布置图：首先，布置散热器，需要在 AutoCAD 软件中运行分户计量及散热器命令，然后可以在弹出的“散热器布置”对话框里，输入一定的参数及控制散热器的布置方式，并逐个来确定房间内散热器的布置位置。其次，布置立管在AutoCAD 软件中运行分户计量与立管命令，然后在弹出的“立管布置”对话框里，输入参数、控制立管布置方式，并最后确定立管的布置位置。再者，布置干管，在 AutoCAD 软件中运行分户计量与干管命令，就可以在弹出的“干管布置”对话框中，输入本次热网设计中的进行参数以及控制干管布置方式，并依次来确定在本次设计中各段干管的布置位置。并在 AutoCAD 软件中通过运行分户计量命令与散热器连干管命令，利用框选图面中本次需要连接的散热器及干管，完成散热器与干管的就近连接；在 AutoCAD 软件中运行分户计量、系统图、入户部分插入命令，从而选择所需要详图，对常用详图图面进行插入，从而绘制出散热器与干管连接详图；在 AutoCAD 软件的热网设计中，对于材料统计方面，可以运行软件中的分户计量、材料表、材料统计命令，选取图面中所需统计的管线，实现材料表格的自动生成。最后，针对热网设计中，应用AutoCAD 软件，运行分户计量、水力计算命令，从而输入采暖系统基本信息，点击生成按钮，并返回到 AutoCAD 软件界面，绘制完成热网平面图，选取供水起点、回水终点命令，读取图样工程信息以及各个管段的长度信息、管段局部构件信息、管段散热器负荷信息。点击 AutoCAD 软件的计算条件按钮，在计算条件对话框中输入计算条件信息，从而完成对热网“设计计算”、“校核计算”以及“平衡计算”功能，计算完成之后，逐个完成对整体小区项目的热网设计，再通过 AutoCAD 软件将其集成起来，这样就实现基本的热网设计，打印输出热网工程的CAD图纸。

4 结论

综上所述，基于 AutoCAD 软件的热网设计，不及你可以通过软件不断补充、细化热网设计方案，还可以实现对热网设计中的数据割裂、数据重复输入、数据保护及数据转换，一定程度上极大的提高热网设计效率，具有实际的应用价值。

参考文献

[1] 王有良 . 基于 AutoLISP 的沉降观测数据处理与可视化研究[D].中国农业大学 ,2012,07(18)：41-42. 

[2] 杨 斌 . 基 于 AutoCAD 的 给 水 管 网 水力计算模型研究[D].合肥工业大学 ,2011,14(12)：76-77.

 [3] 王 飞 . 基 于 AutoCAD 压 力 容 器 三 维 设计软件的研究与开发[D].沈阳工业大学 ,2010,21(14)：56-57. 

[4] 刘 祖 萍 . 基 于 VBA 的 AutoCAD 图 形 数据库管理技术研究[D].西南交通大学 ,2011,06(34)：45-46. 

[5] 王强 , 周乃君 , 杨思民 ; 热力管网系统改造中 AutoCAD 的二次开发 [J]. 煤气与热力,2012,24(32)：54-57. 

[6] 王 有 良 , 唐 跃 刚 .AutoCAD 开 发与应用 [J]. 山东农业大学学报 ( 自然科学版),2010,16(24)：34-35.

作者简介

赵建新（1976-），男，河北省易县人。硕士研究生，讲师。研究方向：计算机应用。

作者单位

湖北水利水电职业技术学院　湖北省武汉市 430070