王宇虹
(中機第一設計研究院有限公司,合肥 230601)
隨著我國市場經濟體制的轉型以及各行業新時期的建設發展,動力專業在新的機遇面前也遇到了新的情況和問題,如在公共建筑工程等領域,本專業設計質量整體有所下降。動力工作涉及的專業領域廣泛,與專業要求有關的建設標準及規定的分布也很廣泛。通常,某一個領域內的技術工作人員接觸到的動力專業并不能涵蓋整個動力專業范圍,很多動力專業人士窮其一生從事的研究工作也只能占動力專業的一部分。本文對當前公共建筑工程建設中動力專業設計咨詢的問題進行分析探討,旨在引起有關領導部門和建設領域的普遍重視,從而保證我國工程建設整體的設計建造質量。
按照我國 《注冊公用設備工程師執業資格制度暫行規定》[1],由全國勘察設計注冊工程師管理委員會組織編寫的全國勘察設計 《注冊公用設備工程師動力專業執業資格考試教材》[2]的目錄和大綱界定,注冊動力專業主要包含3 個部分(專業)的內容。
熱力專業主要包含燃料燃燒理論和知識(煤、油、氣等燃料),鍋爐(原理、計算、本體設計),各類鍋爐房設計,汽輪機(蒸汽輪機、燃氣輪機原理、本體設計計算),發電廠熱力系統設計,熱力站(供換熱設備、站房),熱力管網(水力計算、應力分析、保溫與防腐)。
燃氣專業主要包括煤制氣,油裂解制氣,煤氣凈化處理(含煤化工產品、焦油加工、環保),液化石油氣、天然氣等燃氣的輸配系統,門站、管網、儲配(儲氣設施、加壓、儲配站),燃燒與應用(燃燒理論、各類燃燒器、工業窯爐),民用燃氣。
氣體專業主要包括各類氣體壓縮機結構理論,制冷與低溫(低溫空氣分離原理、各類氣體制取),各類氣體的儲運、灌裝、管網,站房設計(氫、氧、氬、氮、各種醫用氣體、高純氣體等)。
此外,動力管道的設計咨詢還經常包括部分燃料油(汽油、柴油)供應系統站房及管道、乙炔等氣體,以及所涉及的部分壓力管道、壓力容器等內容。
動力專業的涵蓋范圍非常廣泛,包括了除電力之外的各類常用動力介質、燃料站房、管網及其應用等。因此,在部分專業運用的單位或地方,一般會將其再細分,如電力設計院的熱機專業,市政設計院的燃氣專業,化工設計院的工藝管道專業等。由于動力專業面寬,大學的專業設置也只涉及其中的部分領域,如“熱能動力工程”“城市燃氣熱能工程”“制冷與低溫工程”等專業。
動力專業與眾所矚目的能源、綠色節能、環境保護、特種設備安全等方面密切相關,在國民經濟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、危險品應用場所,一旦出問題會形成嚴重危害,而如果設計或建造質量不高也更容易造成安全隱患。在GB 50016—2014《建筑設計防火規范》(2018 年版)[3]中可以看到,有很多防火、防爆、安全方面的規定與動力專業直接相關。
目前,國內的綜合性設計院都還保留著動力專業的設置,但在建筑工程設計院里,因為工作量與報酬分配等原因,常由相近的專業人員替代工作,動力專業已逐漸消失。國內的大型建筑設計集團公司里也已經不再單獨設置動力專業。在建筑定額和有關的官方技術文件中,動力設施內容也已經不再按專業分列。
在建筑工程尤其是常見的各類公共建筑中,通常會有動力專業的工作內容,并與節能減排、綠色建筑等相關聯。但這部分工作往往規模小、工作量相對少,通常由暖通或給排水專業替代,這在處處講求經濟效益的今天表現得特別明顯。而長期由別的專業替代動力專業,不僅導致了動力專業在建筑工程類設計院的逐漸消亡,也使得相關工程的設計質量不斷下降。與動力專業要求有關的建設規范規定分布廣泛,不做到全方位的熟悉和掌握,在實際工作中就很容易顧此失彼。加上不是自己的主要專業內容,技術人員在繁重的工作中鉆研該部分設計的積極性和可能性都較低。
以上情況在公共建筑工程動力專業設計質量上有著較為直接的反映,筆者在三十幾年的設計咨詢及最近十年來某直轄市施工設計審查工作中發現,在建筑工程設計中,動力專業人員缺失造成的設計圖紙質量偏低,存在明顯技術問題的現象顯著增加。
例如,大型公共建筑一般都設置有備用柴油發電機組,這類機組的供油和排煙問題經常被忽視,事故排油很多沒有納入設計工作中,因此,當火災事故發生時會產生繼發災難,且這類問題的占比相當高。
在民用建筑室內燃氣設計中,燃氣立管沒有中間固定或補償措施不當,會導致長期使用后立管出現安全性問題。有地下室的民用建筑,很多沒有提資料給土建專業將燃氣入戶管附近的土壤進行夯實處理,會導致燃氣管道泄漏時在附近積聚或進入地下室。
用于公共建筑采暖等用途所設置的非獨立鍋爐房,存在未設置最基本的相鄰部位避開人員密集場所,燃料供應和排煙問題被忽視,煙囪設計不合理等現象。相當比例的非獨立鍋爐房設計中存在著安全事故隱患。
與北方地區比較,我國南方地區設置熱力管道的工程較少。在南方地區,熱力管道的設計質量和施工質量相比北方地區有一定差距。如設計中管道應力補償設計不當甚至沒有,還有施工單位將熱力管道當作普通的水氣管道對待的案例,導致出現水擊和熱量大量散失的情況。
公共建筑內的熱力管井內,熱力管道的補償和固定方式出現失誤的現象較多,使得管道和補償器的壽命短,管道泄漏、附件損壞的情況時有出現,增大了維護工作量。
醫療建筑內的醫用氣體系統又稱之為生命支持系統,直接供應病人吸氧或呼吸機用氣等,具有極其重要的作用。按照國際通用要求和GB 50751—2012《醫用氣體工程技術規范》[4]對生命支持系統的要求來看,我國在用的醫用氣體系統不合格的占比較大,這也給民生大眾的健康帶來了嚴重的問題和隱患。該分項工程長期以來由專業承包公司進行設計施工。另外,該部分設計資質一般是由省市技術質監局頒發,通常頒發的是GC 類單項壓力管道設計許可證。而未同期設計的結果是相應站房管井等的預留不合理;自己設計自己施工的結果,就是不少工程存在管材選擇不當、管徑偏小、管道潔凈度差等多種問題的出現。
在工業建筑工程中,動力專業設計不當可能會造成嚴重事故。例如,某熱力管道應力補償設計不當,造成電廠汽水管道破裂,值班和維護人員傷亡;供熱管道因補償器設置不當造成重大財產損失;燃氣管道爆炸等。工業項目的設計單位一般由動力專業人員進行設計,所以問題的表現并不突出。
全國注冊公用設備工程師動力專業的現狀是,國家對有關工業設計院的資質規定中要求具備動力專業注冊人員,從而維護了注冊動力工程師的需求并提高了專業人員參加考試的積極性。而民用建筑工程設計院的資質要求中沒有規定必須要有注冊動力工程師,很多人也就認為這類設計院不該保留動力工程師。目前,注冊公用設備工程師動力專業的考試人數不多,也還沒有開始實行個人執業,不需要對動力專業圖紙蓋章。
對于這一現狀,筆者提出如下幾方面建議,希望能引起建設行業尤其是各類公共建筑工程建設者的重視。
動力設計圖由執業工程師簽字,實行設計質量終身負責制,這是解決相關設計質量問題的根本之路。為此,應加快推進注冊公用設備工程師(動力)職業資格考試和注冊等有關工作,及早實施注冊動力工程師執業。
對于執業資格內容的劃分上,由于上述列舉的明顯設計缺陷特征,筆者建議應嚴格區分動力專業設計內容,盡量減少各注冊專業之間的公共部分或可替代簽字部分內容,避免與相關專業之間交叉過多,以利于保證專業設計質量。
對于現有建筑工程甲級等設計資質的規定,在注冊人數規定上建議增添一名注冊動力工程師要求。
目前,國內工程設計整體收費偏低,機電專業設計費的占比少,這也導致機電專業設計事務所發展不起來,現有不多的機電設計事務所生存困難。建議結合國家工程勘察設計收費標準的修訂等系列工作,促使機電專業設計獨立收費,促進專業化的機電設計事務所的發展。
設計單位尤其是大型設計單位可以利用自身優勢,靈活運用考核制度,從全院設計質量大局出發聘用適量的動力設計工程師。在現行體制和設計院資質管理模式下盡量讓動力工程師來做本專業的設計事務。
在目前工程設計普遍存在設計分包和深化設計分包的情況下,動力專業的內容可以選擇優質的設計分包和深化設計分包,并由牽頭的設計單位統籌,嚴格進行分包設計中各專業的配合和分包質量管理,實現專業間緊密配合,完成優質的動力分包設計。
在目前實行工程設計施工圖審查或者工程質量檢查的地區,圖紙的最終審查對于設計質量的保證也起到了相應的作用。在這樣的審查機制里,筆者建議審圖或檢查單位要對應審內容先進行統籌管理審核,避免部分動力專業設計圖紙因為歸入工藝設計內容而未被納入審查范圍,將深化設計圖紙中的動力設計內容進行設計質量審查。
在工程建設領域,動力專業內容是工程建造中的一個重要組成部分。在我國的設計咨詢行業中,動力專業作為一個獨立設置的專業,為國民經濟和工程建設質量保證起到了卓越作用。然而在工程實際中,動力專業逐漸被融入其他專業,不再單獨作為一個獨立的專業而設置,這使得相關工程質量問題頻發,本文針對這一現象和現狀,對我國設計行業中電力專業的設置和設計問題進行探討,并提出自己的建議,以期能引起相關部門的重視,從而推進我國建設工程質量的不斷提升。