李国涛, 韩国庆
(华商国际工程有限公司,北京 100069)
电气设计的过程是一个由浅入深、由简至繁的过程。首先要根据规范的要求,从方案开始对电源、负荷等级和容量、供配电系统结线、线路敷设、照明、动力、接地、消防、智能建筑等各系统,进行分析、配置和计算;然后优化方案,提出初步设计,交付用户及相关管理部门审核,待建设意见返回后,再进行施工图设计,这期间要与建设方多次沟通,以使设计方案最大限度满足用户要求,但又不能违背规范规定;完成施工图设计交付建设方进行施工后,还要根据施工现场的情况及时修改完善设计,最终实现工程竣工验收,这时才完成了整个设计过程。
援建项目是指针对某些自我建设能力不足的地区和国家进行的援助性建设项目。笔者所在单位参与过多项援外项目的设计,如援吉布提国家图书档案馆项目(图1)、援圭亚那国际会议中心项目(图2)、援老挝跨境动物疫病防控项目、援厄立特里亚中国医疗队宿舍项目等。
图1 援吉布提国家图书档案馆
图2 援圭亚那国际会议中心
对援外项目设计而言,有很多不同于国内项目的设计之处。首先是当地的自然环境、风俗习惯、建设水平、设备状况、产品质量等与国内有所不同;其次是项目所在地的建设条件一般都比较差,交通不便、市政设施不配套、材料短缺、施工能力不足、现场条件艰苦等是普遍存在的问题。所以,这种援建项目对设计的深度和质量要求更高。
设计之初,设计人员应亲赴当地进行现场调研,了解当地情况。主要包括项目所在国家的习惯做法和强制性设计标准、市政、电力、通讯、施工工艺情况、气候环境、物资情况、法律法规、交通、人文环境等内容。应明确中外分工界限,各自的职责范围。这些对项目的投资和顺利进行至关重要,主要体现在以下几点。
(1)向当地供电部门了解所建项目是否可以提供市政电源,以及电源的接入点。与当地供电局讨论供电的可实施性,计量方式的选择和计量设备是否由当地供电局提供,以及中压配电母线短路容量、继电保护要求、中低压配电系统的接地形式、本项目所在位置的地质情况和土壤电阻率等。
(2)了解高压电压等级和低压电压等级。我国通常高压为10kV,低压为380V。而国外有所不同,例如有些国家高压为11kV,低压为202V或380V。所以设计之初应了解清楚实际电网情况,才能选择合理的变压器和柴油发电机组。
(3)了解电源稳定性。如果当地供电局不能提供双路电源,而所建项目根据相关规范需要备用电源时,电气设计应考虑设置柴油发电机组或蓄电池组。由于蓄电池组的价格比较高且使用寿命短,一般情况下应优先考虑设置柴油发电机组。
(4)了解市政电源频率及允许波动的范围。市电即工频交流电,常用三个量来表征:电压、电流、频率。世界各国的常用交流电工频频率为50Hz与60Hz两种。大部分国家允许电源频率波动范围为10%。
(5)向当地电信部门了解通信网络情况和接入点,并讨论接入的可实施性。项目所在地的通讯情况包括:1)电话交换机制式(纵横、程控),交换机型号、生产国家,用户拨号方式(双音频、脉冲),项目所在地是否允许设立用户交换机,用户交换机与电话局用交换机的接口方式(包括中继方式,信令方式、信号方式),项目所在地通信传输方式(有线或无线),采用光缆、电缆、微波卫星等,通信线路的敷设方式(架空、直埋、管道);2)项目所在地电视、广播情况;3)电视信号质量、制式和节目频段;4)项目所在地执行何种消防规范,常用消防报警设备生产和使用情况;5)保安监视设备供应情况及执行规范;6)广播扩声方式,扩声设备的生产供应情况;7)项目所在地有关弱电产品的资料、价格,所有弱电设备的供电电压、频率与方式。
(6)向当地气象局了解雷暴日数及雷电情况、防雷设计的习惯做法、接地做法和阻值要求等。
(7)咨询当地设计机构,搜集相关设计资料;走访当地电气市场,了解材料价格。
在施工图设计过程中,应结合实际情况选择合理的设计思路,切忌按照国内固有思路设计,以免脱离当地实际情况。由于受援国家物资匮乏,项目所用材料一般情况会采用国内产品,所以材料表中要把设备参数和个数标注清楚、准确。电气配件的选择应遵循安全可靠、采购方便、接口通用的原则,并且要符合当地使用习惯。受援国家气候条件不同,应根据现场情况选择合理施工工艺做法。设计中应注意的问题主要体现在以下几点。
(1)设计人应根据实际情况计算用电负荷,选择合理的变压器容量和频率,在图纸上标注变压器规格型号。有些国家用电频率为60Hz,如果设计人员按照国内50Hz设计,会导致供电系统完全错误。
(2)插座有很多标准,如美标、欧标、意标等。设计时,必须标清型号、安装高度等重要参数。插座的设置原则应考虑当地用电设备的使用情况。例如西方国家电烤箱、油炸锅等大负荷用电设备比较多,应设计合理的配电导线和断路器型号,以及插座的数量和高度。
(3)灯具的电压等级分为110V和220V。设计时必须标注清楚电压等级、功率和接口形式等重要参数。
(4)设计选择的施工做法应考虑当地实际情况。受援国家大部分技术落后,如果完全按照国内施工做法设计,有可能现场不具备施工条件。
(5)对于沿海国家,盐雾对于电气设备有严重影响。为预防室外电气设备年久腐蚀,设计时需要考虑刷防腐漆、密闭处理等工艺。例如对空调室外机采取防腐、防盐雾的保护措施,配电管线应采用镀锌钢管并涂防腐材料。
(6)项目若处于飓风气候国家,安装在室外的电气设备应采取防护措施。例如,配电柜选择挂墙安装、景观照明灯具选择短支架草坪灯、大空间顶棚照明灯具选择吸顶灯并安装防脱落灯罩。
总之,应根据当地的气候特点,选择合适的设备,设计合理的安装方式,以便施工单位采购和安装。
援外项目的电气设计,在精细化设计的同时,必须因地制宜,才能提供出合理可行并能长期安全运行的电气施工图纸。图纸中要提醒施工单位在中文处增加当地文字释义,若设计图纸中的参数标注不清或有误,施工做法含糊不清,施工单位会因此采购错误,施工做法没有方向,导致工程预算超标和施工进度停滞,甚至造成更严重的影响。只有在设计前期充分考察当地情况,设计中把重点问题考虑清楚,才能交出一份高水平的电气施工图纸。
援外工程设计要从项目的性质和特点出发,在满足功能要求的同时,要注意节能、环保和安全等问题。在设计理念上,既要兼顾当地的现实条件,又要结合未来的发展方向。例如,在电气设计中引入智能控制系统、智能管理系统,采用高效节能光源,推广太阳能技术等。由于援外工程的质量直接关系到我们国家的形象和信誉,所以在设计中采用的技术应该是先进的,选择的材料和设备应该品质好、经久耐用、绿色环保。