熱能動力設計研究

王文才

（機械工業第六設計研究院，河南 鄭州 450007）

從某種意義上來講，設計工作是一切工程的成敗之源，因此，設計工作是一項非常重要而且充滿挑戰性和創造性的工作，一個優秀的熱能動力設計亦是如此。要想使熱能動力設計的面貌有質的改善，必須做到以下幾點：第一，加大全行業投入，包括人力、物力、財力上的投入；第二，加強熱能動力專業的理論研究和科研工作，通過各種途徑積極培養高素質設計人才；第三，加強宣傳與規范，理順整個設計工作的程序，保證設計人員素質和設計方法的一致性，改變整個熱能動力設計的被動局面。

1 規劃設計

規劃設計是一個非常重要但是又很容易被人輕視的工作，為了使設計更加合理，就必須做好設計前的各項準備工作，它包括以下三個步驟：①用戶需求分析；②提出規劃(初步)設計方案；③可行性研究。下面分別就這三個方面加以闡述。

第一，用戶需求分析。設計人員首先應通過與業主口頭交談、討論和分析、研究，收集用戶對熱能動力系統所提出的各種設想、要求，并記錄下他們以前所見到的各種熱能動力方面的問題，以此來制定熱能動力系統所要達到的目標。在此基礎上，設計人員需要認真整理用戶的需求，對業主的要求進一步明確化、定量化，形成科學的、嚴格的、可操作的具體目標，從功能、性能、費用等方面結合現有的產品和各類相關技術確定本系統的目標。

第二，提出規劃(初步)設計方案。為了使工作做得更細致，減少出現問題的幾率，最好先進行一下規劃(初步)設計，即在確定熱能動力系統目標基礎上，設計人員應該圍繞用戶的各種需求和建筑物的自身功能，從宏觀上進行敘述和論證熱能動力系統的總體規模和性能指標、各個子系統的規模和性能指標、所選用的技術和實現途徑等，做到對用戶系統有一個總體概念和了解，為今后的實施方法步驟和經費情況做到心中有數，同時它也是系統分析階段的重要文檔資料。規劃設計方案一般應包括以下三個方面的內容：①目標系統的總體概貌；②目標系統的總體結構；③各子系統的描述，包括系統目標、系統布線結構、系統實施計劃、系統經費概算。規劃設計方案最好能以圖文并茂的形式和使用通俗易懂的語言，將設計意圖充分表達出來，以供有關決策和技術人員作為論證和評價的基礎。

第三，可行性研究。在規劃設計方案出臺以后，就需要進行可行性研究了，也就是主要對該熱能動力系統建設的必要性、技術的先進性、經濟的合理性作出明確合理的的判斷，只有在調查判斷分析的過程中確認建設該系統符合上述三條時，才能夠進行下一步設計。

1.1 建設的必要性

任何事情都具有兩面性，盡管許多熱能動力子系統具有很高的優越性，但是我們一定要注意并不是一切情況都可選擇該系統的，我們一定要根據使用部門的實際情況，在十分必要的場合才能安裝此系統。因此只有通過深入調查，初步確定不同的技術方案后再通過方案對比，證明安裝此熱能動力系統具有明顯優點的時候，才可以實行，而對于另外一些可以用其它方法或裝置進行的場合，就不要安裝該子系統了。

1.2 技術的先進性

所謂技術的先進性是指這種設計方案既能達到國家規定的技術指標，同時又能滿足用戶的要求，而且還能達到目前國際上比較先進的水平，最起碼不能選用目前已經淘汰的產品。對于系統的設備選型、組合方式等設計內容也要注意其技術的先進性，但是我們也不能為了盲目追求其先進性，而忽略了設備的維修和配件來源等方面的情況，以防系統投入使用后的維修工作困難。尤其是當我們選擇進口設備或引進全套系統時，既要考慮我國的實際情況，又要衡量一下用戶單位的技術水平。

1.3 經濟的合理性

經濟的合理性包括了兩個方面含義，一是指設備的選型和工程的投資費用應該合理：二是指該系統建設的投入產出必須合理。也就是說：從經濟效益上來講，建設該子系統應當是合算的，即系統本身的折舊費和維修費的總和應該小于使用這種系統在提高生產(工作)效率提高產品(工作)質量、保證安全等方面所取得的經濟效益。

2 總體設計

從總體設計階段開始，設計人員將根據用戶需求書和規劃設計方案，結合實際的經濟條件、技術條件以及社會條件來確定系統的具體實施方案。在上一階段，設計人員的主要工作是調查研究、了解情況，但是從這個階段開始工作的主要任務就是要在各種實施方法和技術手段中權衡利弊得失，進行精心設計，盡可能提高系統的實用性、可靠性以及可擴充性。總體設計階段是一個從目標系統到具體實現的逐步細化的設計過程，大體可以分為兩個前后銜接又相對獨立的階段：即總體設計階段和詳細設計階段。概括起來講，總體設計就是對目標系統的統籌和設計，以及對初步設計的修改、補充、完善和深化，它主要包括以下幾個方面的工作：環境設計、系統功能設計、集成設計、應用設計、邏輯設計、流程設計、協調設計等。

3 詳細(工程施工)設計

詳細（工程施工）設計是系統技術設計和施工平面圖設計的總稱，其中最重要的是系統施工圖設計，一般情況下在系統初步設計和工程實施方案設計后就可以進行施工圖設計。工程施工圖設計就是對系統初步設計和施工方案做細致全面的技術分析和工程參數計算，將取得的確切的技術數據繪制在施工平面圖紙上。尤其是集成系統更需要對其有關子系統在業務專業方面的接口界面、安裝工藝等提出詳細的要求和做出相應的文字說明。對于土建施工中要求預留孔洞、線槽、預埋件和橋架的的敷設也需要在施工圖中有明確的位置、詳細的尺寸、大致的走向等，對于系統所需管理和監控的各類定型機電設備產品的施工安裝圖繪制也應采用《國家標準通用圖集》以便節約工時，達到加快施工進度的目的。

工程施工圖設計的深度必須滿足以下幾個方面的要求：作好熱能動力設備機房和熱能動力的電源和接地預留；土建施工所需預留的孔洞、線槽和預埋件、橋架的定位、尺寸以及走向的工藝與敷設的要求；中央監控室、各類熱能動力機房的位置大小、平面布置要求；相對不變層、層面部分區間、大樓接入網的管道預埋；系統現場控制器、監控點的定位及安裝要求；系統設備線路端接的編號和方式；系統配線規格和布線要求。

系統工程施工圖紙一般應包括圖紙目錄、施工總體說明、各熱能動力子系統系統圖、系統管線平面圖、機房的布置詳圖、系統配線與端接圖。如果在以上圖紙上表達不清楚的，可以在施工總體說明或者相應的圖紙中加上一些文字說明來對施工圖紙的補充。

4 修改，擴充完善設計

修改設計就是指在熱能動力系統施工安裝后，經過系統、分系統聯試并對系統的功能、指標測試，只有通過修改設計，才能發現功能、性能指標不達標或不完善的地方，進而滿足系統的應用需求。

擴充完善設計就是指建筑的熱能動力工程一般都要經歷從立項、設計、施工、安裝、調試、評估及驗收大約要2～3年甚至更長的生成周期，由于技術的不斷發展、新技術新施工工藝的不斷出現和人們對系統認識的不斷深化，系統驗收時必然會提出系統存在許多不完善需要補充的地方，也就是進行擴充完善設計。擴充完善設計的內容主要取決于用戶的需求，擴充完善設計工作如果做好就會起到錦上添花的作用。

5 小結

通過對熱能動力設計的闡述，我們很容易看出熱能動力設計的一般流程和設計思路，即：規劃設計、總體設計、詳細（施工圖）設計、修改、擴充完善設計。設計是一切工程成敗之源，因此，只有充分認識到熱能動力設計工作的重要性嚴格按照設計的一般思路和流程進行設計，才能造就熱能動力的精品工程。