环境工程中计算机辅助设计的运用探析

环境工程中计算机辅助设计的运用探析

李俭俭1,李新立2

1.身份证号码：37292819880619202x 山东聊城252000  2.身份证号码：372330198003130019 山东聊城252000

摘要：在科学技术高速发展的新时代下，计算机的普及速度加快，计算机的应用极大地便利了人们的生活、工作。计算机辅助设计在环境工程中的广泛应用，极大地提高了工作效率，使得产品的开发周期不断缩短。因此通过对计算机辅助设计在环境工程中的应用进行探讨，一方面可以进一步推进环境工程高效率的发展，提高对自然资源的使用率，另一方面可以引起相关人士对计算机辅助设计的重视程度，将计算机辅助设计引进更多领域，提升整体工作效率。该文主要对计算机辅助设计的特点及其在环境工程中的应用进行探讨。

关键词：环境工程；计算机；辅助设计

1.环境工程及计算机辅助设计概述

1.1环境工程概述

环境工程是环境科学的一个分支，它是研究运用工程技术和有关学科的原理和方法，防治环境污染，合理利用自然资源，保护和改善环境质量的学科。其主要研究内容包括大气污染的防治工程、水污染的防治工程、固体废物处理和利用、噪声、振动及其他公害防治技术等。环境工程还研究环境污染的综合防治方法和措施，以及利用系统工程方法，在区域的整体上寻求解决环境问题的最佳方案。

随着社会经济的发展以及科学技术的进步，工程的概念较之传统意义已经发生了许多变化，环境工程设计的主要研究内容除了大气污染防治工程、水污染防治工程、固体废物的处理和利用及噪声控制工程等四项以外，还可以按照化工设计的单元设计模式进行划分，即环境工程设计可分为厂址选择与总平面布置、污染强度计算、工艺流程设计、车间布置设计、管道布置设计、环保设备的设计与选型、环境工程项目概预算、环境工程设计中的清洁生产设计等单元设计模式，同时它也涉及该领域的技术研究与开发、工程设计、相关的设备设计与制造、施工安装、操作管理等内容。CAD 技术在环境工程设计中的应用相对机械、电子、建筑等行业来讲，起步较晚，还有许多应用问题需要解决。因此要想做好环境工程 CAD 技术方面的工作，对环境工程设计人员提出了较高的要求，不仅要具备环境工程设计方面的知识和环境工程设计所必需的法律、法规知识，还必须熟练地掌握工程 CAD 应用技术。

1.2计算机辅助设计概述

计算机辅助设计（以下称 CAD 技术）是工程技术人员运用计算机的软硬件系统为工具，将设计人员的思维和计算机的最佳特性结合起来，进行产品和工程设计的绘图、计算、分析、编写技术文件的技术活动的总称。它能帮助工程师进行产品或工程设计的绘图、计算、查表、线图处理、信息检索、说明书编写等。计算机辅助设计涉及很多方面，如概念设计、优化设计、有限元分析、计算机仿真、计算机辅助绘图、计算机辅助设计过程管理等

。计算机辅助设计可划分为创造性设计和非创造性设计。其中，创造性的设计包括工作原理的拟定、方案的构思等，在设计过程中，人是工作的主体，要充分发挥人的创造性思维能力，使设计方案具有创新性，不同于之前的方案 ；非创造性设计，比如绘图、设计计算等，都可以通过计算机来完成。现代生活中 CAD 技术被广泛应用于机械、航天、纺织、电子、工程等产品的各种设计中。

2.环境设计中计算机辅助设计的原则

2.1优化设计过程

在环境工程下的计算机辅助设计仍然需要进一步的优化，将其向更加高速化、智能化的方向发展，才能更好地提高设备质量，提升工程效率，增加相关企业的经济效益。在通过计算机辅助设计进行方案制定的过程中，应当合理考虑到资源分配问题，做到人力、物力有效结合，节约成本与时间，降低人为工作量，从实际角度出发，切实提高环境工程的设计水平。

2.2保障设计安全

每一个环境工程设计都建立在安全的基础上，因此，计算机辅助设计在进行方案优化的过程中，必须确保工程的安全与稳定性。与环境相关的设备一旦出现了损坏或故障，不仅会对产品设计产生影响，造成多余的成本支出，减少企业利润，更有可能会对人民的生命财产安全造成伤害，产生不可估量的后果。

2.3提高设备效率

计算机软件辅助设计能够通过计算机的高速运行模式来降低企业及相关人员在进行环境工程设计时的经济成本与时间成本，同时提高设备的运行效率，减少设备损坏的次数，并从而提高环境工程效率和企业生产效益。

3. 计算机辅助设计在环境工程中的应用

3.1 环境工程中数据处理技术

在环境工程设计工作中，首先需要收集信息、数据，将所收集到的数据通过处理，才能转化成计算机语言，形成计算机可识读的程序语言。使得环境工程设计中所需要的图标、曲线图、表格等能够通过计算机启用相应的程序对这些已经输入到计算机的数据进行处理，将数据解析、加工处理生成环境工程所需要的一维、二维、多维等数学模型。而且可以将所生成的数据进行存储，便于随时提取及使用。环境工程中数据的处理技术还有一个优势之处就是便于进行优化，只需要修改部分数据，然后进行运行，就可以在短时间内得出所需要的设计方案。这与传统的人工处理数据相比，极大地减少了对人力资源的浪费，提高了工作效率。环境工程设计中的这些数据是独立于应用程序的，新修改的数据可以形成新的应用程序，并不影响原来就有的应用程序，但是原先的数据库却可以为新应用程序服务。这就避免了对数据的重复输入，可以更加有针对性地对不同的环境工程进行个性化的设计。

3.2 网络化、资源共享化

信息时代最大的优势就是可以达到秀才不出门便知天下事的效果，充分实现资源功效的效果。设计工作者将其根据一定的设计规则、标准、数据等制定的程序存入计算机中，并生成相应的应用程序，这样就可以便利其他人直接使用该应用程序。再者就是由于网络化的普及，设计工作者在设计过程中遇到阻碍时可以及时与其他工作人员进行交流与协作，共同完成对环境工程的设计工作，不断地突破现有的瓶颈。还有就是，资源共享可以帮助设计工作者最大限度的共同利用现有的资源，可以提升资源的利用率，最终实现双赢的效果。

3.3环境工程二维图形设计

AutoCAD 软件是环境工程二维图形设计的常用软件，它是是美国 Autodesk 公司于 1982 年首先推出的通用计算机辅助绘图和设计的软件包。它从最初的 1.0 版起，到目前的最新版本AutoCAD2004 已经进行了多次升级，其功能日益增强、日趋完善。由于 AutoCAD 软件的丰富的功能及相对便宜的价格，它已经在机械 电子、建筑、环境工程、化工、纺织、轻工、商业等行业得到广泛应用，到目前为止，依然占据着主要的世界微机 CAD 市场。

在环境工程设计过程中，经常用到的二维图形通常包括以下类型 ：工艺流程图、高程图、表格图、总平面图、设备布置图、管道布置图、机械零件图、机械装配图等。工艺流程图通常包括许多流程线、箭头、设备外形图及其标注。高程图的特点是包括流程线、许多阀门符号、高度符号标注等内容，对于各种图形符号，包括阀门符号，通常被制作图形符号库，从库中直接调用即可，如果没有库，就只好采用交互绘制方法了。总平面图基本属于建筑图领域，一般包括道路、建筑物外形、河流、环境工程的管道、风向标、构筑物表格等内容。设备布置图中一般包括设备外形、建筑物墙体、各种标注、高度符号、轴线序号、尺寸、表格、楼梯、门窗外形等内容。管道布置图通常包括管道、各种阀门、水龙头、下水地漏标注、高度符号、轴线符号等，管道的绘制通常采用带有轴测角度的、一定宽度的多义线绘制。以上二维图的绘制都可采用 AutoCAD2004 软件绘制。

3.4环境工程三维图形设计

在工程设计与生产过程中，往往需要物体的许多信息，如外形、颜色、体积、面积、重心、惯性矩、纹理、光照等，能否有效地表达这些信息，直接关系到能否提高设计效率和设计成功率。在之前的实际工程设计中，首先是开发设计人员在脑海中形成物体的立体形状，然后通过二维投影的方式在图纸上表现出来。这种方法需要设计人员具有一定的投影知识，是一种间接的表现形式。过去，由于计算机硬件和软件等技术的限制，在计算机上制作三维立体的真实物体形状非常困难，但是随着科技的发展，计算机技术的进步，三维 CAD 技术也日趋成熟，通过计算机来实现三维立体图形已完全不是问题，而且操作非常简单，只通过一个命令就能完成。

4.结语

综上所述，在环境工程领域中，科学合理的利用计算机辅助设计技术，能够极大程度地提高工作效率，降低时间成本，提升企业利润。同时，计算机辅助设计技术的应用不仅为环境工程的设备研发及数据分析提供了帮助，更能够为我国未来的环境工程发展提供有力的技术支撑，并切实地推动我国科学技术又好又快地发展。

参考文献：

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