市政电气设计质量提升研究

市政电气设计质量提升研究

刘永禄

中交第一公路勘察设计研究院有限公司，陕西 西安710000

摘 要：日渐加快的现代化城市建设步伐，使得市政道路建设项目不断增加，其中市政电气设计专业所涉及到的问题也越来越多。技术性、综合性、复杂性是市政电气设计专业的鲜明特点，需深刻掌握市政工程、电气设计之间的关系，在实际设计工作中充分采取各种可行性措施，提升设计质量。并通过总结市政电气设计工作中经常发生的普遍问题，并提出优化改进方法，通过具体工程案例分析促进设计质量管理提升。

关键词：市政电气设计；设计质量提升；组织管理问题；技术措施问题

1 设计过程常见组织管理问题

1.1各专业沟通协调不足

市政电气设计不只是灯具布置、管线敷设等内容，还涉及沟槽开挖、管位布置等，需要道路专业、给排水专业、绿化专业、交通工程专业及结构专业相互协调配合，实际生产组织中有些项目组轻视方案及图纸会审工作，市政道路包含多专业时协调沟通不足。例如电力通信管线敷设与给排水管线竖向及平面冲突，电力管沟等土建部分预埋件在结构图纸中标注不全，地基处理方式说明与结构图纸不符等，尤其结构专业、管线专业与电气专业之间沟通不足容易导致措施不一致造成返工等现象，也会造成后期现场施工时问题频发、甚至造成工程造价超概及工程延期等重大问题，严重影响工程质量及业主对设计文件质量评价。

1.2 标准化及措施一致性不高

目前，由于一般项目设计工期严重不足以及设计人员个人水平不高等现实因素影响，造成设计文件深度不足，个别设计文件中计算系数取值不严谨、标注不规范等低级问题出现频率上升。 例如，相同等级城市主干路依据照明标准值相同，但实际设计选取的灯具功率不一致；同一片区照明箱变设置未统筹考虑，预留相交道路照明负荷不足；同一路段土建部分地基处理要求及措施不一致等。所以，标准化并采取统一技术措施是非常有必要且必须要认真严格落实到位。

1.3 与现场实际结合不充分

部分项目组忽视电气专业现场踏勘的重要性，导致仅结合道路提资文件及地形图等设计资料组织开展设计工作。由于设计人员施工现场配合经验欠缺，造成设计采用方案及工程做法与实际情况差距较大的情况时常发生。例如未实际参加外业调查，地形图与实际不符导致道路照明灯具与现状架空线路净空不足，处理现场问题提出方案不具备可实施性等。

2 设计过程常见技术措施问题

2.1 光源选择不合理

金属卤化物灯、荧光灯、高压钠灯、LED灯等是比较常见的照明光源，其中，低压直流供电是LED路灯的区分与其他光源的特点之一，高效白光二极管由黄色荧光粉与GaN基功率型蓝光LED合成，具有节能、响应速度快、显色指数高、寿命长、高效、安全、环保等独特优点。

表1  LED灯具效能

同时，优异的灯具效能可以有效的在短期内帮助地方政府实现节能减排目的，因此各地方政府推广使用LED产品在道路照明领域广泛使用已经形成共识，况且这也是国家节能减排政策所要求的。所以在设计方案选择时，金属卤化物灯、高压钠灯等必须要杜绝在推荐方案中出现。

2.2 灯具布置方式不合理

与道路周边环境及道路等级相匹配及协调统一，是道路照明设计工作的关键，其中，双侧对称设置、双侧交错设置、单侧设置以及中心对称设置等是规范要求也比较常见的设置方式。在交叉路口、斑马线、公交车站等区域要着重考虑人流量较大因素，可以适当增加路灯设置数量。尤其在交叉路口，使得便于司机观察附近的环境，保障交通安全，可重点论证考虑适当提升照明亮度。在景点或公园周边的市政道路，需要考虑设置景观灯，在保证照明效果的同时也能有一定的装饰效果，此路段要避免选用大功率灯具。实际设计中丁字形路口及环岛路口的灯具布置不合理情况发生较多，结合道路附近的环境进行分析，推荐布灯方式如下图1、图2。

图1  丁字形路口路灯布设          图2  环岛路口路灯布设

2.3 接地故障保护不匹配

低压配电系统接地方式有IT系统、TT系统以及TN系统，TN系统又包含TN-C-S系统、TN-C系统以及TN-S系统。TN-S接地方式在目前市政道路中选择较多，用于室外照明配电时应防止PE线传导过电压而必须采取重复接地。不同的接地系统要选用匹配的接地故障保护方案。设计时应合理选择计算系数及条件，电缆截面、开关整定、敷设方式等统筹考虑以满足短路保护的时间要求及灵敏度要求，其中距离校验是必不可少的内容。

2.5 灯具眩光控制措施不足

通常设计过程中对眩光控制认识不足，认为仅满足规范要求即可，这种思想是及其错误的，究其原因是对眩光危害认识不足。不均匀的亮度范围及分布进入眼睛时，会造成强烈的对比，这是引起眩光的根本原因，如图3、图4。会让驾驶人员产生强烈的不舒适感受，从而降低驾驶人员对路面障碍物细节的观察能力，这种现象叫做眩光，它会对安全驾驶产生非常大的隐患。一般来说，如果眩光能够限制在合理范围内，那么影响也可以忽略。主要措施有合理确定背景亮度、降低强度以及合理选择照明光源及照射角度。

图3路灯眩光                              图4路灯眩光

3 工程案例分析

例：某市政道路项目，红线宽45米，设计速度：40km/h，城市次干路。

路灯设置：在道路侧分带里双侧对称布灯，采用12+8米高双臂路灯，灯具功率180W+80W ，光通量120lm/W，维护系数0.65，选用LED光源及半截光型灯具，布置距离为35米，设置见下图5。

图5路灯横断面设置图

（1）照度计算：

W/h=11/12=0.92，依据《照明设计手册》图18-12，U=0.45

Eav=ΦUKN/SW=（180×120×0.65×0.45）÷（35×11）=16.4 lx

查《城市道路照明设计标准》表3.3.1，次干路照明标准值15 lx，满足要求。

（2）路灯布置间距：

查《城市道路照明设计标准》表5.1.3，S≤3.5H=3.5×12=42m＞35m，满足要求。

（3）依据本文第1节、第2节分析，应按以下意见核查修改。

①考虑到机动车道侧照度标准要求较高，路灯与机动车道侧距离应控制在0.5米范围内，同时应充分考虑侧分带及人行道树对灯具的遮挡影响，以及非机动车道及人行道较宽（7.5m），杆型应选择12米等高双臂路灯。

②应与绿化专业沟通确认绿化选用树种及种植覆土要求，尤其种植乔木等深根类树种时，电缆预埋管应避让侧分带内树池或树坑，保证1.2m至1.5m覆土要求。

③城市次干路需充分考虑灯具眩光影响，推荐选用截光型灯具，并将灯具仰角限制在15度以内。

④加强与道路、管线专业沟通协调，充分考虑道路品质要求，选用美观、协调、统一的样式及工程做法，同时调整路灯、电缆平面及竖向布设位置，避免交叉冲突。必要时可采用BIM技术建立三维信息模型，利用三维信息模型进行交叉冲突核查修改，修改完善图纸。

4 设计质量提升措施总结

4.1 重视前期资料收集及现场调查

开展设计工作时，既要满足规范的要求，还要在做好详实的现场调查后，依据前期收集的资料，再结合实际的情况充分论证方案的合理性及可实施性，万不能在办公室里想当然设计，否则会造成后续服务时的反复变更和返工。尤其是对于同一片区内管线规划、已建成道路的风格及工程做法等务必保持统一、协调，与相交道路的衔接必须完善、有效。

 4.2 严格落实“两校三审” 流程

项目组在组织设计生产工作时，涉及到的每位设计、校审人员职责必须清晰、量化，设计、复核、审核等各环节丝丝相扣。设计人员为项目设计质量的第一负责人，必须符合设计大纲和相关规范、标准的要求。各专业复核、审核必须具有校审资格，校审工作需在标准化、制度化流程中进行，必要时实行注册人员盖章，明确各参与人员的权利及义务。这样才能保证设计文件的设计依据、计算系数等准确无误，设计文件符合合同和相关规范、标准的要求，也能严格把关工程布置和结构尺寸合理适当，各专业图纸间协调一致。

 4.3 强化各专业沟通协调及图纸会审工作

市政道路涉及到的专业较多，例如涉及道路、交通、绿化、给排水、电气、综合管廊、海绵城市、桥梁、结构等专业，应根据各专业提资要求，分阶段组织各专业相互审查设计文件落实情况及新发现问题的可行性解决方案，从而提高设计文件质量。例如各管线专业要相互核查管位及竖向高程，避免管线冲突打架。与结构、道路专业要重点核查提资文件的准确性以及工程做法要求的统一性、完整性，杜绝各专业设计文件不符等低级错误出现。最终出版时要审查各专业会签情况，保证落实到位。

 4.4 逐步优化改进设计质量管理体系

务必把全面质量管理落实到设计生产过程中的每个环节，把控制设计文件质量及促进设计文件质量提高作为质量管理的终极目标。在实践中不断运用、完善和总结，使得推进设计文件质量提升的重要突破口。首先，管理者“重视质量”的严格程度和“采取措施”的有效方法，具体体现在绩效管理及奖惩制度两方面，这个是设计质量的最重要保证手段。设计单位在实施绩效管理考核时，需加强有质量管理权限人员的权利及职责，务必做到量化考核及奖罚分明，把基于PDCA循环的全面质量管理制度落实到位，不断的监督和促进设计质量提升。

4.5 采用BIM技术正向设计

在市政电气设计中，BIM技术也可以应用到道路照明设计、电力通信管线设计以及市政泵站供配电设计中，可通过建立电气设计信息化模型完成修改电气设计图纸及集成各弱电系统，并形成最终的三维成果。所谓电气设计信息化模型，是将电气设计设备、线路等数据化，数据标准化后纳入到BIM数据库，为施工、后期管理、维护等全生命周期涉及人员提供参数化、三维化的技术支撑。在市政项目设计及后续服务阶段，电气设计成果文件是根据现场实际不断调整的，与现状建设条件冲突的问题时常发生，以实际建设情况为依据，以设计施工图为参考，不断讨论后对信息模型调整，以反映各种配置的直观展示。这样就为设计人员提供了很多方便，减少了他们的工作量，从而降低了设计周期。通过采用BIM技术正向设计，全三维模型可以向业主、施工人员展示一个完整的、三维的设计效果。

4.6 加强和施工现场的联系

坐井观天的设计是行不通的，必须要与施工工艺、施工工序深度结合起来。尤其在施工配合阶段，要多批次多人员派往现场解决技术问题及了解施工进度、施工工序等，不断锻炼提高设计人员水平，不断积累施工经验。通常刚毕业就参加工作的年轻设计人员，对施工现场各种情况缺乏直观了解，书本及手册、规范条文、图集上的内容与实际结合不起来，对可操作性、经济性等缺乏足够准确认知。所以说现场学习、观摩是设计经验积累的重要途径，多跑工地，多与施工方沟通才能更好的提高设计水平，进而提升设计文件质量。这样才能对施工工期、工程造价、工艺选择等有一个整体把控，从而更好的服务业主，在惨烈的市场竞争中争取更多的话语权。

参考文献：

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