都治强 / 孙鸢飞 (中国建筑设计研究院,北京 100044)
住房和城乡建设部2008年11月26日发布了建质[2008]216号通知,即《建筑工程设计文件编制深度规定》,这是指导设计院的出图深度的规定,其中定义了设计院的设计包括方案设计、初步设计和施工图设计三个阶段。
在工程建设中能够指导施工安装和设备材料供货的图纸是深化设计阶段产生的,这个设计阶段过去均交给了建筑工程承包商。然而,对于建筑工程承包商来说,也没有一个深化设计文件的编制深度规定,所以他们编制出的设计文件可谓是五花八门,其设计深度也是各有不同。
随着许多的设计院陆续获得了住建部颁发的建筑智能化工程设计与施工一体化资质证书,设计院正在由传统的单一设计单位向设计与施工一体化的工程承包商方向转移,笔者认为对于《建筑工程设计文件编制深度规定》应该补充一个深化设计阶段的设计文件编制深度规定。
深化设计即产品深化设计或称产品深化施工图设计。深化阶段往往不是一次完成的设计,而是在招标前根据招标施工图设计和建设单位具体要求,投标单位参照自己所选用的产品做第一步的深化设计;中标后,在清标确定的系统设备的基础上,明确了现场施工安装要求和设备材料选型要求条件,再次完善和深化设计,即根据中标的产品品牌和系列,应用于本工程建设的实际,设计出具备采购条件、施工条件的设计图,它将作为施工安装与设备材料采购的依据文件。最后在竣工验收之前,完成深化设计图纸的竣工文件。
下面以建筑设备管理系统为例,探讨深化设计文件编制的深度。
设计文件要完整,内容深度要符合相应规定,文字说明、图纸要准确清晰,整个文件必须经过严格的校审,避免“错、漏、碰、缺”。
建筑设备管理系统有别于建筑智能化的其他子系统,它必然地将与建筑物中各种机电设备同时、长期运行。所以,在其工程设计时,必须充分考虑到工程竣工后的物业运行管理的要求。根据建设投资状况和物业管理状况,确定建筑设备监控与管理系统的监测内容、监控/管理范围、技术标准等,这一点非常重要。
下面是工程设计中必须重视的几个问题:
1) 重复利用其他工程的图纸,或是标准设计图集中的图纸文件,即:使用标准图或复用图的图纸目录、设计说明书、安装图时,都要相应地注明被应用图集的名称与图纸编号,应详细了解被采用标准图的条件和内容,并作必要的核算和修改,以满足工程设计项目的需要。被采用的标准图图纸设计质量要求,应与新项目的其他设计文件质量要求完全相同。
2) 工程设计文件的审核问题:原则上每套完整的设计文件至少都要经过“二校、二审(即自校、互校、审核、审定)”,才允许正式发出。但对于某些重大工程项目而言,其中一些重要的设计文件,还需要其他相关专业或工艺专业的共同会签,比如:过程检测与控制流程图、中央控制室平面布置图、平/剖面管线敷设图等。
3) 关于工程设计文件中的标准与规范应用问题:建筑设备管理系统是过程检测与控制系统在建筑工程中的应用。所以,其工程设计人员必须掌握所涉及的各种标准与规范。设计方法、安装方式、调试程序等都应符合相应的国家标准。
1) 图面质量标准要遵循:GB/T18229-2000《CAD工程制图规则》;
2) 专业设计标准要遵循:GB/T50314-2006《智能建筑设计标准》;
3) 专业设计规范要遵循:《JGJ/T16-2008民用建筑电气设计规范》;
4) 工程验收规范要遵循:《GB50339-2003智能建筑工程质量验收规范》;
5) 参阅其他相关设计标准:
鉴于建筑设备管理系统与工业自动化仪表系统(即:热工测量与自动调节专业)同属于过程检测与控制这个专业,所以应该参照工业自动化仪表行业的设计标准和技术规范。如:
1) GB2625-81《过程检测和控制流程图用图形符号和文字代号》;
2) JB/T5539-91《分散型控制系统硬件设备的图形符号》;
3) GB7353-87《工业自动化仪表盘基本尺寸及型式》;
4) JB/T1396-91《工业自动化仪表盘盘面布置图的绘制方法》;
5) JB/T1397-91《工业自动化仪表盘接线接管图的绘制方法》;
6) JB/T1399-91《工业自动化仪表接线端子的排列和标志》。
设计要点上,首先考虑When(何时做)、Where(作用在哪)、How(怎么做)及Who(谁来配合)四个方面,详见表1。
表1 设计要点列表
工程设计人员在深化设计过程中,应做以下几项工作:
1) 划分清楚与其他各个专业的工程界面;
2) 提出对中央控制室、弱电间等的建筑设计要求,以及管线、桥架的路由、走向位置等;
3) 对电气设计的要求(配电柜、供电电源系统、二次控制回路等);
4) 与暖通空调专业的配合要求(空调、通风、冷水、热水等);
5) 与给水排水专业的配合要求(给水、排水、水处理等);
6) 机电设备采购要求(冷水机组、换热器、空气处理机组、电梯、发电机组等);
7) 与有关专业确认传感器、执行器的安装位置与要求。
建筑设备管理系统的深化设计文件主要包括:
1) 图纸目录
2) 深化设计说明书
3) 检测与控制设备表
4) 材料表
5) 管线表
6) 点数分布表
7) 原则系统图
8) 系统接线图
9) 供电系统图
10) 盘/台/箱/柜正面布置图
11) 盘/台/箱/柜内部布置及接线图
12) 控制室/弱电间布置及管线敷设图
13) 外部管线敷设图
14) 安装图
图面规格尺寸以纵向A4为宜。
其中所套用标准图集的图纸,也要统计到图纸目录之中。
某些图号分为若干页时,则在附注中注明共计页数。还应有折合A1的数量。在该套图纸目录的末尾应统计总计出图量:出图多少张(折合A1数量)。
图面规格尺寸以纵向A4为宜。相对于其他三个设计阶段而言,该阶段设计说明书中的文字说明较多一些。大致内容可以包括:
1)设计依据;
2)工程概况;
3)设计范围;
4)设计目标;
5)主要标准及法规;
6)各个被测控的工艺系统概况;
7)拟设置的测量与控制系统;
8)本专业设计的其他说明;
9)图形符号、文字代号和设备编号说明。
本阶段的工程设计,将承担施工阶段的设备材料订货和工程施工图纸双重任务。因为设计图纸需要给负责设备材料定货和施工预算的人员、以及施工管理和监理等人员阅读,所以,在深化设计说明书里面,重点要求如下:
明确且详细的系统设备选型,以满足设备订货的要求;在未来图纸中涉及到施工安装的,不能够完全用绘制方式表达出来的内容,要加以文字说明。
图形、线型符号和文字代号说明书可以专门作为一个独立图号来设计。图形符号、线型表示、设备编号、管线编号的编写方法,需要在本说明书中给出。
图面规格尺寸以横向A4为宜。该设备表中所罗列的设备编号所对应的设备,在其后的图纸里面都必须能够找到。也就是说,它们都有自己的具体设备编号、用途、操作参数和安装地点等。
所罗列的设备,都必须让采购人员能够直接订货。也就是说,应列明设备的名称、型号、规格、数量。
全部的设备都可以分类罗列。比如:现场设备类(主要包括:传感器、变送器、调节阀和执行器等);控制系统设备类(主要包括:计算机、打印机、中央控制器、现场控制单元、网关、接口和软件等);盘/台/箱/柜类(主要包括:监控屏、操纵台、供电箱、控制柜等)。
注意:
1)该表中的操作参数是工艺数据,即工艺参数,而不是传感器、变送器和显示器的量程范围。
2)盘、台、箱、柜中的设备,可以以所在盘、台、箱、柜为单位,如果在本表中不列出里面所包含的设备,则要在其备注中注明所涉及图纸的图号。
图面规格以纵向A4规格尺寸为宜。这里所罗列的是该设计中全部施工材料,是后面的图中设备材料表里施工材料的总和。也就是说,让施工管理人员和预算员能够掌握在施工工程中总共需要的施工材料的种类和数量。
全部的材料都可以分类罗列。比如:管材类;线材类;型材类;机械阀门类和标准配件类。
这个阶段的设计产生本专业的主要施工材料,包括电缆桥架/汇线槽、电线/电缆、穿线管、型材、管材和线材等现场中大量使用的其他施工材料,所以在此表中必须统计出名称、规格、数量等。
图面规格以横向A4规格尺寸为宜。该表表示出各个设备编号、连接电缆/电线、穿线管的规格/型号、去向及其管线长度等等。此表产生的管线数据决定了在现场施工中预备放线、铺管的预制规格与数量,也给前面所说的材料表提供了数据来源。
现在,设计中大多不再使用“分线箱”了,而是使用一根穿线管,中间不做分支,不经中间端子,以单根电缆或是多根电缆连接两端的设备,因而更为普遍使用的方式是采用管线表的形式。
设计要点:
表2 管线表示例
表3 建筑设备监控与系统管理点数汇总表
1)一个管线号代表着一根电缆或是穿线管,给出相应的型号和规格;
2)一根管线是由甲地(安装地点)的A设备(设备编号)中某组端子(端子排编号),到达乙地(安装地点)的B设备(设备编号)中某组端子(端子排编号);
3)每一组控制器归并成为一个控制回路(回路号);
4)由后面的外部管线敷设图中测量出管线长度,并预留10%~15%的备用量,填写到该表之中。该表可以使用EXCEL表格式编制。
图面规格以横向A4规格尺寸为宜。检测与控制点数表可能有几种不同的名称和表示形式,但都是描述对工艺系统设备(暖通空调、给水排水、供电配电等)的检测、控制和调节内容与分布的表格,所以在此阶段的设计中,检测与控制点数表可以以工艺系统为基准制表。这样至少可以使工艺专业的工程师能够方便读图;也可以使得拿到这套图纸的施工人员马上了解到哪个工艺设备需要进行检测、控制和调节点位。该表可以使用EXCEL表格式编制。
图面尺寸可以根据控制系统的难易/简繁程度来决定,无比例要求。它是一张系统结构方框图,与检测与控制点数分布表相对应,二者的区别只是采用了不同的表达方式。
以产品选用DCS系统(集散型控制系统)为例:该图以中央控制器为核心,下设DDC(直接数字控制器),覆盖全部需要检测、控制、调节与管理的工艺系统设备,控制系统的每一个设备都是以方框图形式来绘制。
图中描述了所采用的控制系统中,每一个中央控制器、现场控制单元、通讯接口等的设备编号、设备型号以及它们的安装位置;给出了系统的总线结构、连接电缆/网线形式和它们的连接路由。
设计深度是根据该子系统的通用规则而决定。
图面尺寸可以根据控制系统的难易/简繁程度来决定,无比例要求。
原则上应该使用A3或A3延长的图面规格尺寸来绘制,针对工程中每一个工艺系统设备的检测、控制、调节和管理策略。比如空气处理机组的检测、控制、调节系统接线图,见图1。
空气处理机组的检测、控制、调节系统功能规格书见表4。
设计要点:
1) 表达出系统连接关系和功能;
2) 绘制出在这些系统上的点分布和统计数据;
3) 标注出对应的设备编号;
4) 编制出该系统的功能规格书;
5) 编制设备材料表。
图面尺寸可以根据控制系统的难易/简繁程度来决定,无比例要求。
本图是以供电盘或供电箱为基准绘制的,必须注明电源“来自哪个设备”和“引至哪个设备”;提出供电要求,包括电源类别、等级与容量,注明每一个供电回路的开关/熔断器容量;编制设备材料表。
尽量使用横向A3或A3延长的规格尺寸,按机械制图要求,按1:10比例尺寸绘制。
图2 盘/台/箱/柜正面布置示例图
该图是提供给盘/台/箱/柜制作单位使用的,属于非标准的设备设计。目的是让盘/台/箱/柜的设备成套企业,根据该图成套供货。
1) 按照机械制图要求,绘制出带有设备编号的设备在正面的布局;
2) 把正面布置的这些对应着设备编号的设备铭牌题字内容列表;
3) 编制设备材料表,包括盘/台/箱/柜本体的订货要求。
这是盘/台/箱/柜正面布置图的继续,其中盘/台/箱/柜内部布置需要与正面布置图的绘图比例一致,而接线图并不需要比例。
1) 绘制出带有设备编号的主要设备在背面的相对布局;
2) 按照“端子呼应法”或“系统接线法”绘制出端子接线图;
3) 以进出线的接线端子为盘/台/箱/柜的交接界面,图中绘制端子出线;
4) 编制设备材料表,包括:盘/台/箱/柜本体的订货要求。
控制室和弱电间的专业设计内容以建筑智能化专业为主体,其他相关专业(建筑、装饰、暖通、给排水、电气等)均应满足建筑智能化专业的设计要求。
谁负责控制室或是弱电间的整体设计,他就要负责绘制控制室、弱电间的平面布置图,而且要会签其他专业的设计文件。
负责控制室或是弱电间整体设计的弱电专业,不仅仅要把自己在本控制室或是弱电间安装的设备布置设计好,还要把其他弱电专业在这里需要安装的设备布置到位。
设备布置设计是控制室和弱电间设计最为重要的内容,其目的就是要满足功能使用要求,而功能就包括了位置环境、安全运行、操作使用等等。
控制室和弱电间的设计是建筑设计的一部分,要具备自己独特的个性。这些房间是操作值班人员常年工作的场所,应该提供一个舒适温馨的环境。盘/台/箱/柜的结构设计、整体色调、温/湿度、空气质量、灯光布局等等都要考虑。
外部管线敷设图将对建筑设备管理系统所使用的管线路由做出设计。
由于建筑设备管理系统的现场设备,大多分布在建筑物的工艺设备上,现场控制器也是就近安装在工艺设备附近。而工艺设备之间的穿插电缆,一般不会或是很少使用带有装修吊顶的公共通道的电缆桥架,所以电缆桥架敷设设计一般不会与弱电其他子系统的电缆桥架互相影响。
建筑设备管理系统的线路电缆包括:电源线、网络通讯线和信号线。
设计要点:
1) 绘制比例和图面尺寸可根据建筑设计图的制图规格而定;
2) 该图的设计是在施工招标图设计的基础上做的深化设计,需要更加详尽且具体;
3) 需要标示控制室外部电缆桥架、汇线槽的路径和走向;
4) 电线/电缆在敷设中,必须考虑与弱电其他专业共用部分的关系;
5) 图中的电缆敷设路径将涉及到与其他各个专业的碰撞和干扰,所以需要协调相关专业,以保障整个建筑的平断面设计交叉关系;
6) 在局部地区仅靠平面不能表达清楚的位置,可以用剖面图方式表示;
7) 编制设备材料表,标注每一台现场设备(设备编号)的安装图;
8) 前面设备表中的现场设备,全部来源于该图。
安装图又称安装大样图。设计要点:
1) 应使用3:1或是5:1的比例尺,尽量在A3或A3延长的图面规格尺寸下绘制。
2) 该图需要表达的是某一个现场设备,在现场安装之中与相关配件(标准件、非标部件)的配合关系;
3) 安装图中尽量使用标准件,减少机加工非标部件数量;
4) 绘制中尽量按照机械制图标准设计。
本文针对《建筑工程设计文件编制深度规定》提出了对于深化设计阶段的设计文件编制深度进行统一规定的建议,提出了设计原则、标准和要点,并从14项图纸上对于出图深度做了详细的分析并给出了细节要求。
[1] 中国建筑标准设计研究院. 建筑工程设计文件编制深度规定(2008版)[M].中国计划出版社,2009.
[2] 国家质量技术监督局. GB/T18229-2000CAD工程制图规范[S].中国标准出版社,2001.
[3] 中华人民共和国住房和城乡建设部.GB/T50314-2006智能建筑设计标准应用手册[S]. 北京:中国计划出版社,2006.
[4] 中国建筑东北设计研究院. JGJ/T16-2008民用建筑电气设计规范[S]. 北京:中国计划出版社,2008.
[5] 建设部标准定额研究所. GB50339-2003智能建筑工程质量验收规范[S]. 北京:中国建筑工业出版社,2003.
[6]上海工业自动化仪表研究所. GB2625-81过程检测和控制流程图用图形符号和文字代号[S]. 北京:技术标准出版社,1982.