李哲 李扬 赵睿 暴二平 韩子厚 呼娜
(航天建筑设计研究院有限公司 北京 100071)
摘要
EPC项目指公司受业主委托，按照合同约定对工程建设项目的设计、采购、施工、试运行等实行全过程或若干阶段的承包。通常公司在总价合同条件下，对其所承包的工程的质量、安全、费用和进度进行负责。由于电气专业需要接收各专业条件及建设方现阶段使用需求，施工图细化中会不断调整方案。而前期规划及预算已确定，后期施工中存在较大变量。通过不断调整方案，更好地满足厂房供配电需求，在较复杂环境下各专业配合、施工顺利进行、控制造价成本等问题。本文以某防爆厂房电气设计方案为例，对ECP项目设计中需要注意的相关设计进行介绍，为其他类似厂房的EPC建设提供了可参考的案例。
关键词 厂房 EPC 防爆
1.工程概况
厂房服务于某产业化基地，厂址位于偏远山区。三个单体建筑物相连，总建筑面积约为4000㎡，如图1。建筑物内包含厂房、运输通道、生产车间、办公室、空调间、配电室等。
2.主要设计内容
1）单体建筑物系统：配电系统（电力、空调通风、工艺、水设备等）、照明系统、防雷系统（包括避雷线塔设计）、接地系统、火灾自动报警及消防联动控制系统、安防监控系统、安全传感器系统、电话系统、网络系统等。
2）室外系统：强、弱电室外管线设计、室外照明设计、接地设计等。
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图1三个单体建筑物建筑轮廓图
2.1 施工图各专业紧密配合保证EPC项目的顺利进行：
由于本项目是EPC工程，且项目施工图周期较为紧张，在仅做完可研，还没进一步做初设的情况下，直接进行施工图设计。本项目为火工品厂房，产品生产工艺设设计源头，所有设计都是为产品生产服务的，均需满足工艺要求，故工艺条件是否完善是项目设计的关键。
本项目在做完可研评审后直接进入施工图设计，工艺条件对于土建来说是可研深度条件，与施工图条件相比相差很大，但是为了项目的顺利进行和时间节点要求，依然进行了施工图设计，过程中反复和工艺设计人员沟通，进入深入了解工艺流程，根据不同的工艺生产流程，确定整个厂房的工艺设备同时使用系数，随着同时使用系数的减少，厂房总用电需求减少，减少了供电线路的截面，从而减少了项目的投资；根据工艺设备的要求级容量进行不同形式的配电，保障工艺设备供电的可靠性，为产品生产提供高可靠性的供电方案。
项目设计过程中除了与工艺专业紧密沟通外，还与其他专业同样进行紧密配合，进行无缝衔接设计，保证EPC项目设计方案最优和时间节点的顺手进行。在于建筑专业配合时根据建筑物平面布置，反复讨论，增强强电间和两个弱电间布置合理，空间满足要求且不浪费，根据建筑高度和暖通、给排水专业的管线，与这些专业紧密配合，反复讨论，合理设计了综合管线，确定了各专业管线的标高，为项目后续施工图时期的顺利进行提供了保证，体现了EPC工程设计与施工图的无缝衔接。暖通专业设备用电需求是除工艺设备之外的最大用户，暖通设备电量的大小在建筑用电需求中起着关键作用，故设计时与暖通专业经常讨论，紧密沟通，反复论证，保证设备供电可靠性的情况下，尽量选择小设备，尽量减少同时使用系数，特别是本项目单体建筑物较多，每个建筑物面积都不是很大，但是工艺设备对建筑物内的温湿度要求却是很高，且厂房是火工品厂房，经过多次讨论，暖通确认了设备的同时系数，减少了项目的投资等等。
总之在设计过程中与各专业紧密配合，反复讨论，用最优的设计方案保证项目的设计质量和减少项目的投资。
2.2施工图设计工程中优化方案减少EPC项目投资：
本项目中的建筑物性质是火工品厂房，建筑物防雷类别为一类，如何设计建筑物的防雷是项目的重点和难点，同样是保证建筑物安全生产的重要措施。
项目的特点是：两个建筑物之间有106米距离，中间有连廊，生产过程中产品要通过连廊把产品从一个建筑物运输到另一建筑物，故两个建筑物及之间连廊如何设置避雷线塔，保证建筑物在雷雨天气不被雷击是重中之重。项目设计施工图，经过与校对、审核研究讨论，从三个方面进行论证，最终选择了最优方案，减少了项目投资，为EPC项目提供了高质量、低成本的设计方案；三个具体论证如下：
2.2.1两个建筑物及连廊各自单独考虑防雷措施，如图2。
经过计算，论证，用滚球范画图验证等措施，想要完全保护住建筑物最少需要8对共16个35米高的避雷线塔。
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图2 连廊避雷塔图
2.2.2两个建筑物及连廊统一考虑防雷措施，如图3。
在建筑物短边设置避雷针塔，经过计算，论证，用滚球范画图验证等措施，想要完全保护住建筑物最少需要9对共18个35米高的避雷线塔。
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图3三个单体建筑物短边避雷塔图
2.2.3两个建筑物及连廊统一考虑防雷措施，如图4。
在建筑物长边设置避雷线塔，经过计算，论证，用滚球范画图验证等措施，想要完全保护住建筑物最少需要4对共8个35米高的避雷线塔。
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图4三个单体建筑物长边避雷塔图
经过讨论计算，结合EPC项目投资的要求，最终选择施工难度较大，单综合考虑较为经济的方案3。此方案与其他方案比较节约投资约100万左右。
3.根据项目施工图预算再次进行优化设计减少项目投资：
本项目为设计、施工一体化的EPC项目，在项目设计完成后，进行施工图预算编制工作，过程中多次与技经专业人员配合，进行施工图预算工作，在预算编制完成后，针对本项目的投资情况，各专业再次进行优化设计，具体细节如下：
1）照明灯具及管线优化设计，满足照明规范要求。如本次设计厂房高度为16米，高大区域减少照明灯具数量，优化线缆管线及位置。与结构专业及建筑专业配合灯具安装位置。
2）取消三个建筑物内部工艺接地系统、火灾自动报警及消防联动控制系统、安全监控系统、安全传感器系统、电话系统、网络系统，仅保留进线接线箱。系统均远传至控制中心。在满足规范要求的情况下，节约主机造价成本。
3）本项目整合三个建筑物总电量，电量较小建筑物由就近建筑物供电，减少变电所供电回路及室外管线。减少造价成本及人工成本。
4）本项目对防爆型空调机组进行配电，需要设置防爆型配电箱，防爆型DDC控制箱，由于DDC控制箱在目前市场上较少，根据暖通平面布局，在空调机房内增加电气配电间。将配电箱及DDC控制箱安装在配电间内。防爆型设备与普通型设备相比，设备本身造价成本较高，施工过程较复杂。尽量在满足使用需求条件下，使用普通型配电箱。
5)满足规范情况下，精简安防系统、安全传感器系统设备数量，节约造价成本等等。
这些优化工作进行的时间很长，在设计之初，经过反复讨论，确定最优方案的前提下，在工艺需求没有变化的情况下，再次进行优化设计，优化设计的效果不明显，时间、人工成本投入较大。以本项目为例，本项目建筑单体较多，但每个建筑面积不大，建筑物内由于工艺需求，电气系统较多，但是每个系统点位数量均较少，均设几个或十几个，在工艺需求不减少的情况下，无法减少设备点位的数量和系统，优化方案就特别困难，投入相当大的人力成本，效果不明显。故EPC项目设计方案对项目投资影响较大，设计开始时一定要结合项目实际投资情况进行方案论证，通过各方论证，得出最优方案，且在设计时严格按照方案进行施工图设计，以便控制成本。
4.结束语
EPC项目对造价成本，施工成本，人员成本等要求都比较高，根据项目投资情况，在设计时，要求经过多方讨论，确定好设计最优设计方案，设计工程中与各专业紧密配合，优化设计。在有限的时间内，最大程度的提高图纸质量，配合各专业做好EPC项目的各项工作，从而达到控制项目投资成本。
参考文献
[1]中国建筑东北设计研究院.民用建筑电气设计规范（JGJ16-2008）[S].北京：中国建筑工业出版社，2008.
[2]中国工程建设标准化协会化工分会。防爆危险环境电力装置设计规范.（GB50058-2014）[S].北京：中国计划出版社，2014.