李國濤, 韓國慶
(華商國際工程有限公司,北京 100069)
電氣設計的過程是一個由淺入深、由簡至繁的過程。首先要根據規(guī)范的要求,從方案開始對電源、負荷等級和容量、供配電系統(tǒng)結線、線路敷設、照明、動力、接地、消防、智能建筑等各系統(tǒng),進行分析、配置和計算;然后優(yōu)化方案,提出初步設計,交付用戶及相關管理部門審核,待建設意見返回后,再進行施工圖設計,這期間要與建設方多次溝通,以使設計方案最大限度滿足用戶要求,但又不能違背規(guī)范規(guī)定;完成施工圖設計交付建設方進行施工后,還要根據施工現場的情況及時修改完善設計,最終實現工程竣工驗收,這時才完成了整個設計過程。
援建項目是指針對某些自我建設能力不足的地區(qū)和國家進行的援助性建設項目。筆者所在單位參與過多項援外項目的設計,如援吉布提國家圖書檔案館項目(圖1)、援圭亞那國際會議中心項目(圖2)、援老撾跨境動物疫病防控項目、援厄立特里亞中國醫(yī)療隊宿舍項目等。
圖1 援吉布提國家圖書檔案館
圖2 援圭亞那國際會議中心
對援外項目設計而言,有很多不同于國內項目的設計之處。首先是當地的自然環(huán)境、風俗習慣、建設水平、設備狀況、產品質量等與國內有所不同;其次是項目所在地的建設條件一般都比較差,交通不便、市政設施不配套、材料短缺、施工能力不足、現場條件艱苦等是普遍存在的問題。所以,這種援建項目對設計的深度和質量要求更高。
設計之初,設計人員應親赴當地進行現場調研,了解當地情況。主要包括項目所在國家的習慣做法和強制性設計標準、市政、電力、通訊、施工工藝情況、氣候環(huán)境、物資情況、法律法規(guī)、交通、人文環(huán)境等內容。應明確中外分工界限,各自的職責范圍。這些對項目的投資和順利進行至關重要,主要體現在以下幾點。
(1)向當地供電部門了解所建項目是否可以提供市政電源,以及電源的接入點。與當地供電局討論供電的可實施性,計量方式的選擇和計量設備是否由當地供電局提供,以及中壓配電母線短路容量、繼電保護要求、中低壓配電系統(tǒng)的接地形式、本項目所在位置的地質情況和土壤電阻率等。
(2)了解高壓電壓等級和低壓電壓等級。我國通常高壓為10kV,低壓為380V。而國外有所不同,例如有些國家高壓為11kV,低壓為202V或380V。所以設計之初應了解清楚實際電網情況,才能選擇合理的變壓器和柴油發(fā)電機組。
(3)了解電源穩(wěn)定性。如果當地供電局不能提供雙路電源,而所建項目根據相關規(guī)范需要備用電源時,電氣設計應考慮設置柴油發(fā)電機組或蓄電池組。由于蓄電池組的價格比較高且使用壽命短,一般情況下應優(yōu)先考慮設置柴油發(fā)電機組。
(4)了解市政電源頻率及允許波動的范圍。市電即工頻交流電,常用三個量來表征:電壓、電流、頻率。世界各國的常用交流電工頻頻率為50Hz與60Hz兩種。大部分國家允許電源頻率波動范圍為10%。
(5)向當地電信部門了解通信網絡情況和接入點,并討論接入的可實施性。項目所在地的通訊情況包括:1)電話交換機制式(縱橫、程控),交換機型號、生產國家,用戶撥號方式(雙音頻、脈沖),項目所在地是否允許設立用戶交換機,用戶交換機與電話局用交換機的接口方式(包括中繼方式,信令方式、信號方式),項目所在地通信傳輸方式(有線或無線),采用光纜、電纜、微波衛(wèi)星等,通信線路的敷設方式(架空、直埋、管道);2)項目所在地電視、廣播情況;3)電視信號質量、制式和節(jié)目頻段;4)項目所在地執(zhí)行何種消防規(guī)范,常用消防報警設備生產和使用情況;5)保安監(jiān)視設備供應情況及執(zhí)行規(guī)范;6)廣播擴聲方式,擴聲設備的生產供應情況;7)項目所在地有關弱電產品的資料、價格,所有弱電設備的供電電壓、頻率與方式。
(6)向當地氣象局了解雷暴日數及雷電情況、防雷設計的習慣做法、接地做法和阻值要求等。
(7)咨詢當地設計機構,搜集相關設計資料;走訪當地電氣市場,了解材料價格。
在施工圖設計過程中,應結合實際情況選擇合理的設計思路,切忌按照國內固有思路設計,以免脫離當地實際情況。由于受援國家物資匱乏,項目所用材料一般情況會采用國內產品,所以材料表中要把設備參數和個數標注清楚、準確。電氣配件的選擇應遵循安全可靠、采購方便、接口通用的原則,并且要符合當地使用習慣。受援國家氣候條件不同,應根據現場情況選擇合理施工工藝做法。設計中應注意的問題主要體現在以下幾點。
(1)設計人應根據實際情況計算用電負荷,選擇合理的變壓器容量和頻率,在圖紙上標注變壓器規(guī)格型號。有些國家用電頻率為60Hz,如果設計人員按照國內50Hz設計,會導致供電系統(tǒng)完全錯誤。
(2)插座有很多標準,如美標、歐標、意標等。設計時,必須標清型號、安裝高度等重要參數。插座的設置原則應考慮當地用電設備的使用情況。例如西方國家電烤箱、油炸鍋等大負荷用電設備比較多,應設計合理的配電導線和斷路器型號,以及插座的數量和高度。
(3)燈具的電壓等級分為110V和220V。設計時必須標注清楚電壓等級、功率和接口形式等重要參數。
(4)設計選擇的施工做法應考慮當地實際情況。受援國家大部分技術落后,如果完全按照國內施工做法設計,有可能現場不具備施工條件。
(5)對于沿海國家,鹽霧對于電氣設備有嚴重影響。為預防室外電氣設備年久腐蝕,設計時需要考慮刷防腐漆、密閉處理等工藝。例如對空調室外機采取防腐、防鹽霧的保護措施,配電管線應采用鍍鋅鋼管并涂防腐材料。
(6)項目若處于颶風氣候國家,安裝在室外的電氣設備應采取防護措施。例如,配電柜選擇掛墻安裝、景觀照明燈具選擇短支架草坪燈、大空間頂棚照明燈具選擇吸頂燈并安裝防脫落燈罩。
總之,應根據當地的氣候特點,選擇合適的設備,設計合理的安裝方式,以便施工單位采購和安裝。
援外項目的電氣設計,在精細化設計的同時,必須因地制宜,才能提供出合理可行并能長期安全運行的電氣施工圖紙。圖紙中要提醒施工單位在中文處增加當地文字釋義,若設計圖紙中的參數標注不清或有誤,施工做法含糊不清,施工單位會因此采購錯誤,施工做法沒有方向,導致工程預算超標和施工進度停滯,甚至造成更嚴重的影響。只有在設計前期充分考察當地情況,設計中把重點問題考慮清楚,才能交出一份高水平的電氣施工圖紙。
援外工程設計要從項目的性質和特點出發(fā),在滿足功能要求的同時,要注意節(jié)能、環(huán)保和安全等問題。在設計理念上,既要兼顧當地的現實條件,又要結合未來的發(fā)展方向。例如,在電氣設計中引入智能控制系統(tǒng)、智能管理系統(tǒng),采用高效節(jié)能光源,推廣太陽能技術等。由于援外工程的質量直接關系到我們國家的形象和信譽,所以在設計中采用的技術應該是先進的,選擇的材料和設備應該品質好、經久耐用、綠色環(huán)保。