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1環(huán)境工程概述

環(huán)境工程是環(huán)境科學(xué)的一個(gè)分支，它是研究運(yùn)用工程技術(shù)和有關(guān)學(xué)科的原理和方法，防治環(huán)境污染，合理利用自然資源，保護(hù)和改善環(huán)境質(zhì)量的學(xué)科。其主要研究內(nèi)容包括大氣污染的防治工程、水污染的防治工程、固體廢物處理和利用、噪聲、振動(dòng)及其他公害防治技術(shù)等。環(huán)境工程還研究環(huán)境污染的綜合防治方法和措施，以及利用系統(tǒng)工程方法，在區(qū)域的整體上尋求解決環(huán)境問題的最佳方案。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，工程的概念較之傳統(tǒng)意義已經(jīng)發(fā)生了許多變化，環(huán)境工程設(shè)計(jì)的主要研究內(nèi)容除了大氣污染防治工程、水污染防治工程、固體廢物的處理和利用及噪聲控制工程等四項(xiàng)以外，還可以按照化工設(shè)計(jì)的單元設(shè)計(jì)模式進(jìn)行劃分，即環(huán)境工程設(shè)計(jì)可分為廠址選擇與總平面布置、污染強(qiáng)度計(jì)算、工藝流程設(shè)計(jì)、車間布置設(shè)計(jì)、管道布置設(shè)計(jì)、環(huán)保設(shè)備的設(shè)計(jì)與選型、環(huán)境工程項(xiàng)目概預(yù)算、環(huán)境工程設(shè)計(jì)中的清潔生產(chǎn)設(shè)計(jì)等單元設(shè)計(jì)模式，同時(shí)它也涉及該領(lǐng)域的技術(shù)研究與開發(fā)、工程設(shè)計(jì)、相關(guān)的設(shè)備設(shè)計(jì)與制造、施工安裝、操作管理等內(nèi)容。CAD技術(shù)在環(huán)境工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用相對(duì)機(jī)械、電子、建筑等行業(yè)來講，起步較晚，還有許多應(yīng)用問題需要解決。因此要想做好環(huán)境工程CAD技術(shù)方面的工作，對(duì)環(huán)境工程設(shè)計(jì)人員提出了較高的要求，不僅要具備環(huán)境工程設(shè)計(jì)方面的知識(shí)和環(huán)境工程設(shè)計(jì)所必需的法律、法規(guī)知識(shí)，還必須熟練地掌握工程CAD應(yīng)用技術(shù)。

2計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在環(huán)境工程中的應(yīng)用

2.1環(huán)境工程二維圖形設(shè)計(jì)

AutoCAD軟件是環(huán)境工程二維圖形設(shè)計(jì)的常用軟件，它是是美國Autodesk公司于1982年首先推出的通用計(jì)算機(jī)輔助繪圖和設(shè)計(jì)的軟件包。它從最初的1.0版起，到目前的最新版本AutoCAD2004已經(jīng)進(jìn)行了多次升級(jí)，其功能日益增強(qiáng)、日趨完善。由于AutoCAD軟件的豐富的功能及相對(duì)便宜的價(jià)格，它已經(jīng)在機(jī)械電子、建筑、環(huán)境工程、化工、紡織、輕工、商業(yè)等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，到目前為止，依然占據(jù)著主要的世界微機(jī)CAD市場(chǎng)。在環(huán)境工程設(shè)計(jì)過程中，經(jīng)常用到的二維圖形通常包括以下類型：工藝流程圖、高程圖、表格圖、總平面圖、設(shè)備布置圖、管道布置圖、機(jī)械零件圖、機(jī)械裝配圖等。工藝流程圖通常包括許多流程線、箭頭、設(shè)備外形圖及其標(biāo)注。高程圖的特點(diǎn)是包括流程線、許多閥門符號(hào)、高度符號(hào)標(biāo)注等內(nèi)容，對(duì)于各種圖形符號(hào)，包括閥門符號(hào)，通常被制作圖形符號(hào)庫，從庫中直接調(diào)用即可，如果沒有庫，就只好采用交互繪制方法了。總平面圖基本屬于建筑圖領(lǐng)域，一般包括道路、建筑物外形、河流、環(huán)境工程的管道、風(fēng)向標(biāo)、構(gòu)筑物表格等內(nèi)容。設(shè)備布置圖中一般包括設(shè)備外形、建筑物墻體、各種標(biāo)注、高度符號(hào)、軸線序號(hào)、尺寸、表格、樓梯、門窗外形等內(nèi)容。管道布置圖通常包括管道、各種閥門、水龍頭、下水地漏標(biāo)注、高度符號(hào)、軸線符號(hào)等，管道的繪制通常采用帶有軸測(cè)角度的、一定寬度的多義線繪制。以上二維圖的繪制都可采用AutoCAD2004軟件繪制。

2.2環(huán)境工程三維圖形設(shè)計(jì)

在工程設(shè)計(jì)與生產(chǎn)過程中，往往需要物體的許多信息，如外形、顏色、體積、面積、重心、慣性矩、紋理、光照等，能否有效地表達(dá)這些信息，直接關(guān)系到能否提高設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)成功率。在之前的實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，首先是開發(fā)設(shè)計(jì)人員在腦海中形成物體的立體形狀，然后通過二維投影的方式在圖紙上表現(xiàn)出來。這種方法需要設(shè)計(jì)人員具有一定的投影知識(shí)，是一種間接的表現(xiàn)形式。過去，由于計(jì)算機(jī)硬件和軟件等技術(shù)的限制，在計(jì)算機(jī)上制作三維立體的真實(shí)物體形狀非常困難，但是隨著科技的發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，三維CAD技術(shù)也日趨成熟，通過計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)三維立體圖形已完全不是問題，而且操作非常簡單，只通過一個(gè)命令就能完成。3.3環(huán)境工程中數(shù)據(jù)處理技術(shù)在工程設(shè)計(jì)過程中，經(jīng)常需要引用一系列的數(shù)據(jù)資料，比如有關(guān)的圖表、各種標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)驗(yàn)曲線、各種規(guī)范等，在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，這些資料通常是由人工查詢手冊(cè)或標(biāo)準(zhǔn)獲得，而在CAD過程中，這些數(shù)據(jù)應(yīng)該由計(jì)算機(jī)來處理。設(shè)計(jì)資料有兩種處理方法，一種是程序化，也就數(shù)表及線圖進(jìn)行查表、處理或計(jì)算是在應(yīng)用程序的內(nèi)部完成。將數(shù)表中的數(shù)據(jù)或線圖離散化后，通過一維、二維或多維數(shù)組的形式存入計(jì)算機(jī)，檢索數(shù)據(jù)時(shí)，可以使用查表或插值的檢索方法，還可以將數(shù)表或線圖擬合成公式，通過編制計(jì)算程序來算出所需的數(shù)據(jù)。處理過程中，一般先對(duì)輸入的各自變量值轉(zhuǎn)換成因變量數(shù)組的各維下標(biāo)，根據(jù)下標(biāo)就可以查到因變量的值，對(duì)于具有結(jié)構(gòu)體數(shù)據(jù)類型的編程語言，還可以采用結(jié)構(gòu)體數(shù)組的方法進(jìn)行數(shù)表程序化，具有更直觀的特點(diǎn)。第二種是數(shù)據(jù)（或數(shù)據(jù)庫）文件存儲(chǔ)，將數(shù)表及線圖中的數(shù)據(jù)按一定的文件結(jié)構(gòu)輸入計(jì)算機(jī)，存放在數(shù)據(jù)（或數(shù)據(jù)庫）文件中，這些數(shù)據(jù)獨(dú)立于應(yīng)用程序，但又可以為應(yīng)用程序服務(wù)。

2.4建立環(huán)境工程常用圖形符號(hào)庫

在環(huán)境工程CAD制圖過程中，經(jīng)常會(huì)用到大量的圖形符號(hào)，而這些符號(hào)又是常用的、重復(fù)的，如何利用AutoCAD強(qiáng)大的二次開發(fā)功能來減少工作量，這就需要常用圖形符號(hào)庫的建立了。在計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)方面，在圖紙中插入事先畫好的圖形符號(hào)并進(jìn)行編輯，已是大量CAD軟件正在使用并且應(yīng)用得相當(dāng)成熟的一種技術(shù)。這種技術(shù)無疑進(jìn)一步減少了重復(fù)工作，提高了工作效率。

2.5網(wǎng)絡(luò)化、資源共享

隨著信息時(shí)代的到來，信息是推動(dòng)人類社會(huì)活動(dòng)、經(jīng)濟(jì)活動(dòng)、科學(xué)技術(shù)向前發(fā)展的重要資源，已成為廣泛的共識(shí)，在現(xiàn)實(shí)生活中，人們更加注重?cái)?shù)據(jù)的準(zhǔn)確化、高效化、精密化和資源的共享化，計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)在信息的交流中也越來越重要。設(shè)計(jì)人員根據(jù)有關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算理論、設(shè)計(jì)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)等編制成程序，然后存入計(jì)算機(jī)，再將一些數(shù)據(jù)和必要的條件輸入進(jìn)去，這樣一些繪圖、制表等工作，計(jì)算機(jī)可自動(dòng)完成，各種CAD能在各專業(yè)領(lǐng)域代替工作人員完成大量“機(jī)械”化的工作和人為無法完成的工作，引入“網(wǎng)絡(luò)”使大量的設(shè)計(jì)方法、數(shù)據(jù)資源共享化，使得科技人員能夠計(jì)算更加復(fù)雜，要求更高的題目，更加合理地利用社會(huì)資源。

3結(jié)語

縱觀我國目前環(huán)境工程CAD技術(shù)的應(yīng)用狀況，已經(jīng)是相當(dāng)?shù)钠占埃珜I(yè)性、易用性、靈活性等方面還有待提高。但隨著軟件開發(fā)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和工程技術(shù)人員對(duì)CAD技術(shù)進(jìn)行更深人開發(fā)、更廣泛使用的要求和不斷地為之努力，必將帶動(dòng)環(huán)境工程CAD技術(shù)應(yīng)用水平邁上新臺(tái)階。

作者：張征宏尹晟鄭凌董亞杰單位：昆明冶金高等專科學(xué)校