王宇虹
(中机第一设计研究院有限公司,合肥 230601)
随着我国市场经济体制的转型以及各行业新时期的建设发展,动力专业在新的机遇面前也遇到了新的情况和问题,如在公共建筑工程等领域,本专业设计质量整体有所下降。动力工作涉及的专业领域广泛,与专业要求有关的建设标准及规定的分布也很广泛。通常,某一个领域内的技术工作人员接触到的动力专业并不能涵盖整个动力专业范围,很多动力专业人士穷其一生从事的研究工作也只能占动力专业的一部分。本文对当前公共建筑工程建设中动力专业设计咨询的问题进行分析探讨,旨在引起有关领导部门和建设领域的普遍重视,从而保证我国工程建设整体的设计建造质量。
按照我国 《注册公用设备工程师执业资格制度暂行规定》[1],由全国勘察设计注册工程师管理委员会组织编写的全国勘察设计 《注册公用设备工程师动力专业执业资格考试教材》[2]的目录和大纲界定,注册动力专业主要包含3 个部分(专业)的内容。
热力专业主要包含燃料燃烧理论和知识(煤、油、气等燃料),锅炉(原理、计算、本体设计),各类锅炉房设计,汽轮机(蒸汽轮机、燃气轮机原理、本体设计计算),发电厂热力系统设计,热力站(供换热设备、站房),热力管网(水力计算、应力分析、保温与防腐)。
燃气专业主要包括煤制气,油裂解制气,煤气净化处理(含煤化工产品、焦油加工、环保),液化石油气、天然气等燃气的输配系统,门站、管网、储配(储气设施、加压、储配站),燃烧与应用(燃烧理论、各类燃烧器、工业窑炉),民用燃气。
气体专业主要包括各类气体压缩机结构理论,制冷与低温(低温空气分离原理、各类气体制取),各类气体的储运、灌装、管网,站房设计(氢、氧、氩、氮、各种医用气体、高纯气体等)。
此外,动力管道的设计咨询还经常包括部分燃料油(汽油、柴油)供应系统站房及管道、乙炔等气体,以及所涉及的部分压力管道、压力容器等内容。
动力专业的涵盖范围非常广泛,包括了除电力之外的各类常用动力介质、燃料站房、管网及其应用等。因此,在部分专业运用的单位或地方,一般会将其再细分,如电力设计院的热机专业,市政设计院的燃气专业,化工设计院的工艺管道专业等。由于动力专业面宽,大学的专业设置也只涉及其中的部分领域,如“热能动力工程”“城市燃气热能工程”“制冷与低温工程”等专业。
动力专业与众所瞩目的能源、绿色节能、环境保护、特种设备安全等方面密切相关,在国民经济和人民日常生活中具有重要的地位。并且其往往涉及易燃、易爆、危险品应用场所,一旦出问题会形成严重危害,而如果设计或建造质量不高也更容易造成安全隐患。在GB 50016—2014《建筑设计防火规范》(2018 年版)[3]中可以看到,有很多防火、防爆、安全方面的规定与动力专业直接相关。
目前,国内的综合性设计院都还保留着动力专业的设置,但在建筑工程设计院里,因为工作量与报酬分配等原因,常由相近的专业人员替代工作,动力专业已逐渐消失。国内的大型建筑设计集团公司里也已经不再单独设置动力专业。在建筑定额和有关的官方技术文件中,动力设施内容也已经不再按专业分列。
在建筑工程尤其是常见的各类公共建筑中,通常会有动力专业的工作内容,并与节能减排、绿色建筑等相关联。但这部分工作往往规模小、工作量相对少,通常由暖通或给排水专业替代,这在处处讲求经济效益的今天表现得特别明显。而长期由别的专业替代动力专业,不仅导致了动力专业在建筑工程类设计院的逐渐消亡,也使得相关工程的设计质量不断下降。与动力专业要求有关的建设规范规定分布广泛,不做到全方位的熟悉和掌握,在实际工作中就很容易顾此失彼。加上不是自己的主要专业内容,技术人员在繁重的工作中钻研该部分设计的积极性和可能性都较低。
以上情况在公共建筑工程动力专业设计质量上有着较为直接的反映,笔者在三十几年的设计咨询及最近十年来某直辖市施工设计审查工作中发现,在建筑工程设计中,动力专业人员缺失造成的设计图纸质量偏低,存在明显技术问题的现象显著增加。
例如,大型公共建筑一般都设置有备用柴油发电机组,这类机组的供油和排烟问题经常被忽视,事故排油很多没有纳入设计工作中,因此,当火灾事故发生时会产生继发灾难,且这类问题的占比相当高。
在民用建筑室内燃气设计中,燃气立管没有中间固定或补偿措施不当,会导致长期使用后立管出现安全性问题。有地下室的民用建筑,很多没有提资料给土建专业将燃气入户管附近的土壤进行夯实处理,会导致燃气管道泄漏时在附近积聚或进入地下室。
用于公共建筑采暖等用途所设置的非独立锅炉房,存在未设置最基本的相邻部位避开人员密集场所,燃料供应和排烟问题被忽视,烟囱设计不合理等现象。相当比例的非独立锅炉房设计中存在着安全事故隐患。
与北方地区比较,我国南方地区设置热力管道的工程较少。在南方地区,热力管道的设计质量和施工质量相比北方地区有一定差距。如设计中管道应力补偿设计不当甚至没有,还有施工单位将热力管道当作普通的水气管道对待的案例,导致出现水击和热量大量散失的情况。
公共建筑内的热力管井内,热力管道的补偿和固定方式出现失误的现象较多,使得管道和补偿器的寿命短,管道泄漏、附件损坏的情况时有出现,增大了维护工作量。
医疗建筑内的医用气体系统又称之为生命支持系统,直接供应病人吸氧或呼吸机用气等,具有极其重要的作用。按照国际通用要求和GB 50751—2012《医用气体工程技术规范》[4]对生命支持系统的要求来看,我国在用的医用气体系统不合格的占比较大,这也给民生大众的健康带来了严重的问题和隐患。该分项工程长期以来由专业承包公司进行设计施工。另外,该部分设计资质一般是由省市技术质监局颁发,通常颁发的是GC 类单项压力管道设计许可证。而未同期设计的结果是相应站房管井等的预留不合理;自己设计自己施工的结果,就是不少工程存在管材选择不当、管径偏小、管道洁净度差等多种问题的出现。
在工业建筑工程中,动力专业设计不当可能会造成严重事故。例如,某热力管道应力补偿设计不当,造成电厂汽水管道破裂,值班和维护人员伤亡;供热管道因补偿器设置不当造成重大财产损失;燃气管道爆炸等。工业项目的设计单位一般由动力专业人员进行设计,所以问题的表现并不突出。
全国注册公用设备工程师动力专业的现状是,国家对有关工业设计院的资质规定中要求具备动力专业注册人员,从而维护了注册动力工程师的需求并提高了专业人员参加考试的积极性。而民用建筑工程设计院的资质要求中没有规定必须要有注册动力工程师,很多人也就认为这类设计院不该保留动力工程师。目前,注册公用设备工程师动力专业的考试人数不多,也还没有开始实行个人执业,不需要对动力专业图纸盖章。
对于这一现状,笔者提出如下几方面建议,希望能引起建设行业尤其是各类公共建筑工程建设者的重视。
动力设计图由执业工程师签字,实行设计质量终身负责制,这是解决相关设计质量问题的根本之路。为此,应加快推进注册公用设备工程师(动力)职业资格考试和注册等有关工作,及早实施注册动力工程师执业。
对于执业资格内容的划分上,由于上述列举的明显设计缺陷特征,笔者建议应严格区分动力专业设计内容,尽量减少各注册专业之间的公共部分或可替代签字部分内容,避免与相关专业之间交叉过多,以利于保证专业设计质量。
对于现有建筑工程甲级等设计资质的规定,在注册人数规定上建议增添一名注册动力工程师要求。
目前,国内工程设计整体收费偏低,机电专业设计费的占比少,这也导致机电专业设计事务所发展不起来,现有不多的机电设计事务所生存困难。建议结合国家工程勘察设计收费标准的修订等系列工作,促使机电专业设计独立收费,促进专业化的机电设计事务所的发展。
设计单位尤其是大型设计单位可以利用自身优势,灵活运用考核制度,从全院设计质量大局出发聘用适量的动力设计工程师。在现行体制和设计院资质管理模式下尽量让动力工程师来做本专业的设计事务。
在目前工程设计普遍存在设计分包和深化设计分包的情况下,动力专业的内容可以选择优质的设计分包和深化设计分包,并由牵头的设计单位统筹,严格进行分包设计中各专业的配合和分包质量管理,实现专业间紧密配合,完成优质的动力分包设计。
在目前实行工程设计施工图审查或者工程质量检查的地区,图纸的最终审查对于设计质量的保证也起到了相应的作用。在这样的审查机制里,笔者建议审图或检查单位要对应审内容先进行统筹管理审核,避免部分动力专业设计图纸因为归入工艺设计内容而未被纳入审查范围,将深化设计图纸中的动力设计内容进行设计质量审查。
在工程建设领域,动力专业内容是工程建造中的一个重要组成部分。在我国的设计咨询行业中,动力专业作为一个独立设置的专业,为国民经济和工程建设质量保证起到了卓越作用。然而在工程实际中,动力专业逐渐被融入其他专业,不再单独作为一个独立的专业而设置,这使得相关工程质量问题频发,本文针对这一现象和现状,对我国设计行业中电力专业的设置和设计问题进行探讨,并提出自己的建议,以期能引起相关部门的重视,从而推进我国建设工程质量的不断提升。