AI论技 ｜地库喷淋点位的自动布置

自动喷淋系统对建筑物内发生的初期火灾有着明显的控制效果，因此在各类建筑物中得到广泛的应用。依据我国于2018年正式施行的《自动喷水灭火系统设计规范》[1]（以下简称规范），在绝大部分的工业与商业建筑物中，自动喷淋系统是被强制要求安装的。在品览与众多设计院合作交流的过程中，我们发现设计师们对于喷淋场景的设计痛点有着极其强烈的解决需求。

跟随小览一探究竟，深度了解下“地库喷淋点位的自动布置”吧！

喷淋场景的设计痛点可以分为以下三类：

# 01.喷淋场景设计的工作量巨大，耗时长。

自动喷淋系统在各类建筑物中有着广泛的应用，因此也有着巨大的设计工作量。在喷淋场景的应用中，建筑物的面积巨大，需要铺设的喷淋点位众多。并且，多数建筑物存在不规则区域，需要设计师进行重点设计，很难在短时间内完成。

# 02.喷淋场景设计受建筑物内构筑物体的制约较多。

依据《规范》要求，喷淋点位需要考虑到建筑物内构筑物体的位置与距离关系，例如墙体与梁体。同时，梁体对喷淋点位的影响巨大，梁体的位置与梁高都会对喷淋点位的布置造成影响。

# 03.喷淋场景设计会因为建筑平面的调整，反复更改。

因为喷淋点位的排布是满铺设计，任何针对建筑平面图的调整都有可能会影响到喷淋点位的布置。

基于以上的设计痛点，我们在AlphaDraw「筑绘通」的模块化出图的研发中，对地库喷淋点位自动布置的功能进行了设置，可以很好地优化并改善这些设计痛点。

目标

地库喷淋点位的自动布置功能想要达成的目标是，在地库CAD图纸上，实现符合《规范》及设计师要求的地库喷淋点位的自动构建。

1 地库喷淋点位在各个防火分区中，依据地库内的梁体的位置及梁高或墙体的位置，实现《规范》要求的喷淋点位的排布。

2 在喷淋点位应规避的地库构筑物位置，不构建喷淋点位。

3 喷淋点位的排布应符合一定的均匀度与美观度，且喷淋点位的数量应保持在合理数量内。

难点

地库喷淋点位的自动布置存在诸多难点，我们可以将难点简单的描述为，在地库平面图中，找出能够完整覆盖该空间的复数的喷淋点位，且喷淋点位的数量最少。

在解决以上难点问题的同时，我们布置的地库喷淋点位需要符合以下三类约束条件。

1空间的约束条件

1）喷淋系统在各个防火分区之间各自独立，互不影响。

2）独立空间内的喷淋点位无需考虑其它独立空间的喷淋点位对其的距离影响。

3）独立空间内的相邻喷淋点位需要考虑相互之间的距离影响。

2距离的约束条件

1）喷淋点位与相邻墙的间距：100mm-1700mm。

2）相邻喷淋点位的间距：1800mm-3600mm。

3）喷淋点位与梁体的距离，需符合以下图表的规定：

3美观度的约束条件

1）喷淋点位的横向分布与纵向分布与墙体轮廓线保持平行，尽量保证处于同一直线。

2）同一独立空间内的喷淋点位均匀布置。

3）喷淋点位之间的间距，与墙体边缘的距离，以及与梁体边缘的距离为模数。

解决方案

为解决地库喷淋点位的难点问题，并满足以上的约束问题，我们提出了整数规划方案。

我们预先对喷淋点位布局问题进行建模，使用混合整型规划求解器对模型进行求解。我们事先对布点空间栅格化。同时，为防止导致方案的时间复杂度，随求解空间的增大而剧增，我们将对齐线条的选择设定为决策变量。通过预先给定布点范围的方式，来减少求解器的搜索空间。

建模参数

建模决策变量

方案模型

整个建筑平面图中的喷淋点位布点范围，可以通过处理可放置喷淋点位集合R与不可放置喷淋点位集合B得到。其中，不可放置喷淋点位集合B包括喷淋点位至梁体、墙体的最小约束距离中的点位以及避让空间中的点位。由此，我们可以根据模型，求解得到的布点范围，确定喷淋点位。

测试结果

Case 1 现实场景自动布点效果图

Case 2 现实场景自动布点效果图

结论

通过测试发现，整数规划方案有着较好的求解效果，喷淋点数量和美观度指标能够达到较好的均衡。

方案效果

落图效果

AI筑绘通平台上的查看效果

以上方案基于业务，可以实现在地库平面图上的喷淋点位自动布置，能够有效地节约设计师处理相应问题的时间与精力。该方案可以在可接受的时间内，大批量完成相关CAD图纸的绘制需求。同时，对于地上普通照明设施自动布置场景，以及地下烟雾感应器设施自动布置场景等，具有相似业务逻辑的应用场景，该方案可以通过适当修改建模参数，达到解决问题的目的，具有一定的通用性。

参考文献：[1] 《自动喷水灭火系统设计规范》

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