摘要：简要介绍目前国内新能源中垃圾发电项目的三维团队建设、人员分工、专业分工及岗位要求，为新能源垃圾发电项目三维BIM设计团队建设提供指导。
关键词：垃圾发电项目；三维设计；团队建设；
1 绪论
在国内新能源的建设领域，垃圾发电工程是最近几年发展势头最好的领域之一。随着垃圾发电项目逐步成为各城市的特色建筑设计，品质不断提升，对项目的BIM三维设计要求也逐步提高。对于大多数民用为主的设计单位，如何将常规的民用建筑BIM三维设计和工业电站三维设计有机的结合起来就成为了一大课题。本文主要论述垃圾发电项目中各专业的权责分工及定义，为新进入该领域的企业提供参考。
2 三维设计的范围、要求和内容
2.1 设计范围
垃圾发电项目一般采用PDMS作为管道三维设计的工具，Revit作为建筑、结构、仪控、电气、给排水、暖通、机械、设备的三维建模工具，对全厂进行三维设计。
2.2 三维模型设计工作内容
1）获取工艺P&ID、工艺设备、仪表参数条件，以及项目总图布置、设备平面布置和工艺管道司令图，开展三维建模；
2）根据结构专业设计图纸，建立结构三维模型；根据结构专业PKPM设计模型，更新模型内结构模型；
3）根据建筑专业设计成果，进行三维建模；
4）根据暖通专业设计成果，进行建筑内供暖、通风及空调系统的三维建模；
5）根据给排水、消防专业设计成果，进行建筑内给排水、消防管道的三维建模；
6）根据工艺P&ID、设备采购资料、仪表采购资料，完成设备、管道、管道上仪表、管道支吊架三维模型设计；
7）根据仪表专业设计成果，进行非管道安装仪表三维建模，包括仪表接线箱、电缆桥架、分析小屋等；
8）根据电气专业设计成果，进行电缆桥架三维建模；
9）更新三维模型状态，定期发布三维模型浏览文件，组织模型审查会议，开展二三维校验和模型碰撞检查，并根据设计成果发布各专业二次设计条件；
10）根据最终模型发布设计成品。
2.3 三维模型设计要求
1）设备和管道布置应符合安全生产、环境保护、工艺流程以及工厂总体布置要求，并为施工、操作、维修、消防和分期建设创造必要的条件；
2）装置内部的设备及建（构）筑物的间距，除应符合《火力发电厂与变电站设计防火规范》GB 50029的规定，并满足设备检修所需的场地和通道；
3）管道的柔性设计、材料选择以及其他设计要求应符合ASME B31.1 POWER PIPING的规定；
4）大型设备、管线及阀门的检修吊装宜采用机动起重设备，并预留相应场地；对不能使用机动起重设备进行检修的设备、管道及阀门，宜设置固定吊装设施；
5）各类设备的接管设计应满足正常生产运行及检修操作的要求；
6）对地下管线（管沟）、电缆（电缆沟）以及其他地下构筑物应统一安排、合理布置；
7）汽水管道应有足够的坡度；
8）应针对管道的高点和低点设置排气和排凝阀，并更新P&ID 图；
9）管道建模输入信息应包括工艺单元号、管线号、材料等级、介质代号、管线规格、操作/设计参数、防腐代号、绝热代号、无损检测类型、检测比例、热处理要求等内容；
10）所有管道的支撑点应建立逻辑位号和逻辑点，≥2”以上的管道以及其他特殊管道应在模型中建立物理支架；应力管道支架形式和载荷应满足应力分析报告要求；
11）应结合各专业模型，进行管道碰撞检查；
12）应依据专业设计规定开展设计和校审。
3 设计组织结构及专业分工
3.1 设计团队组织结构
1）机构和岗位设置
根据垃圾项目的特点及要求，结合常规公司的设计管理规定，单个设计团队的组织结构如图2.1所示。
图2.1典型项目设计组织结构图
3.2 各级设计人岗位职责
3.2.1 设计人
在项目的专业负责人、校、审人指导下开展专业设计工作，对所完成编制三维模型及设计文件的正确性、完整性负责，对所负责部分设计进度和投资控制负责。其主要工作内容是：
1）根据任务要求安排好个人作业计划，认真负责，精心设计，按时完成任务；
2）根据项目设计开工报告和专业设计统一规定的要求，搜集有关设计资料，开展必要的调查研究，进行方案比较，落实相关的各级设计评审结论，使其符合生产、安全、维修、施工、制造、安装、投资控制等方面的要求；
3）按照项目规定的技术和管理标准开展三维建模设计工作；
4）根据项目的规定，采用正确的输入数据、计算公式、计算方法、计算程序，进行设计计算工作，保证计算结果与模型建模准确无误；
5）用工程语言准确地表达设计内容，按照公司有关设计内容深度规定编制三维模型及设计文件，保证本专业三维模型及设计文件以及设计输入、输出文件之间逻辑完整，无相互矛盾；
6）按照专业分工的要求，参与设备、材料采购的技术工作；
7）按公司各专业互提设计条件的相关规定要求和格式编制设计条件提交专业负责人，由专业负责人提出设计条件；
8）设计文件完成后按专业自校提纲进行自校，并按校审意见进行修改；
9）在专业负责人的组织下参加设计文件的会签工作；
10）按规定签署设计文件；
11）做好设计条件、设计文件（包括设计图、成品表、说明书）和计算书原稿和电子文档、模型的整理、归档工作；
12）根据模型审查、设计抽查和设计变更修改归档的设计文件。
3.2.2 校核人
在专业负责人领导下开展专业校核工作，对所校核的三维模型、设计成品和提出的设计条件中出现的错、漏、碰、缺问题承担检查和质量责任。其主要工作内容是：
1）与设计人共同研究设计方案、设计原则，检查各级设计评审结果的落实；
2）对设计条件和设计成品按照本专业设计质量控制程序及各专业校审提纲的规定进行全面校核；
3）按照设计文件修改标识规定对校核发现的问题进行明确标识，监督设计修改；
4）按规定签署设计文件；
5）与设计人充分讨论、妥善处理校核中发现的问题，与设计人意见不能统一时校核人有决定权，必要时可提请审核人决定。
3.2.3 审核人
在专业主管领导下开展审核工作。审核人对项目中本专业相应设计阶段的设计方案正确性、合理性、安全性、经济性负责；对设计、校核过程中的分歧意见有决定权。其主要工作内容是：
1）组织或参与工程项目中本专业设计原则和主要技术问题的讨论研究，指导设计人和校核人解决疑难问题，处理设计人与校核人的技术分歧意见；
2）校核专业三维设计规定、设计标准规范汇总表、设备材料请购技术文件、技术评审报告等；
3）监督设计过程中对各级设计评审决定的执行，完成设计评审执行结果的跟踪记录；
4）按照各专业设计质量控制程序及各专业校审提纲的规定，负责审核三维模型、设计成品和相关规定中要求审核的设计条件；
5）按照设计文件修正色标规定对以上审核结果进行标识，监督修改；
6）按规定签署设计文件；
7）必要时，负责对设计文件进行质量评定。
3.2.4 审定人
审定人对本专业重大设计方案的正确性、合理性、安全性负责。对设计中设计、校核与审核人之间发生的分歧意见有决策权。其主要工作内容是：
1）主持工程项目中本专业重大设计原则、设计方案的讨论；
2）根据合同要求决定本专业设计指导思想，重大设计原则、技术方案、投资控制；
3）审核专业设计规定、设计标准规范汇总表、技术评审报告等；
4）按照各专业设计质量控制程序及各专业校审提纲的规定，审定各阶段模型、主要设计成品；
5）按规定签署设计文件；
6）必要时，负责对设计文件进行质量评定。
3.2.5 专业负责人
在项目设计经理领导下负责专业设计管理工作，对项目中本专业设计过程的质量、进度、投资和文档控制负责。其主要工作内容是：
1）识别项目合同文件中有关本专业的内容，如项目范围、项目基础数据、采用标准规范、工程进度、考核验收要求、违约责任等；
2）制定本专业设计进度计划，编制本专业设计评审计划；
3）对本专业设计人员资格进行确认，根据需要组织本专业参加项目设计人员的培训；
4）协调本专业设计人员之间的工作，组织本专业各项计划的执行并监督执行情况，对计划偏差采取纠偏措施，保证项目计划的完成；
5）对接收的设计输入条件组织评审；
6）提出专业级设计评审的要求，参加有关的设计评审会；
7）组织完成本专业会签工作；组织完成本专业的设计验证工作；
8）组织完成本专业设计文件和设计管理文件的归档，对归档文件的完整性负责；
9）编制本专业各阶段设计总结。
3.2.6 项目设计经理
在项目经理领导下负责项目设计管理工作，对项目设计过程的质量、进度、投资控制和文档控制负责。其主要工作内容是：
1）识别项目合同文件中有关内容，如项目范围、项目基础数据、采用标准规范、工程进度、考核验收要求、违约责任等；
2）制定项目设计进度计划，编制项目设计评审计划；
3）对项目设计人员的资格进行确认，根据需要组织参加项目设计人员的培训；
4）协调项目各专业设计人员之间的工作，组织项目各项计划的执行并监督执行情况，对计划偏差采取纠偏措施，保证项目计划的完成；
5）组织对接收的设计输入条件进行评审；
6）提出项目级设计评审的要求，参加有关的设计评审会；
7）按照项目要求，完成项目设计各项工作报告，负责项目各专业间沟通工作，组织项目设计协调会；
8）组织完成项目设计文件和设计管理文件的归档，对归档文件的完整性负责；
9）组织完成项目设计现场交底、施工现场和开车技术服务工作。
3.2.7 项目设计总工程师
在主管副总经理、总工程师领导下工作，对工程项目总体技术方案符合合同要求、符合投资控制要求并对各专业技术方案协调负主要责任。其主要工作内容是：
1）根据合同要求，确定项目总体的设计指导思想、技术路线、重大设计原则；
2）主持项目级设计评审：对前期和基础工程设计中关键性中间文件、成品文件，如总平面图、PID、司令图、危险区域划分图等评审；对初步确定的方案的技术经济指标、投资分解的评审；项目HSE的评审；对采购、施工及试车后续工作的技术可行性评审；各设计阶段中专业间方案协调的评审等；
3）在工程项目中决定采用新工艺、新技术、新材料等重大技术问题前，项目设计总工提议，并由项目设计经理提请公司召开技术委员会评审，项目设计总工根据评审意见指导项目设计人员具体落实；
4）组织30%、60%、90%阶段模型审查，落实审查意见修改情况及出具报告；
5）必要时，在项目重大、关键设备的采购工作中，审定技术评审报告；
6）协助设计经理或设计总代表解决在制造、施工、开车过程中出现的设计问题；
7）参加设计工作的质量管理活动，研究和改进设计工作、提高设计质量；
8）按规定签署设计文件；
9）必要时，负责对设计文件进行质量评定。
3.3 专业分工
3.3.1 热机专业与三维专业的分工
1）热机专业向三维专业提供工艺管道及仪表流程图（以下简称PID）。
2）三维专业应按照热机专业的PID进行设备平立面布置和配管设计。
3）由于管道布置的原因需要增加的高点放空、低点排液在详细工程设计后期由三维专业表示在PID上，以条件的方式提交给热机专业，由热机专业绘制在PID中。
4）管道表由热机专业完成。
5）热机专业负责给出特殊管道附件如：安全阀、特殊阀门、呼吸阀、爆破片、消音器、过滤器、取样器、特殊加工的管道或管道组成件等的编号并填写规格书（数据表），作为设计成品存档及编制询价技术文件；热机专业向三维专业提供厂家反馈的特殊管道附件成品文件，供管道设计建模。
6）热机专业负责完成建议设备布置图及必要的说明，三维专业负责配管设计。
7）热机专业负责完成管道应力分析设计，向三维专业提供管道应力计算报告。
8）三维专业与热机专业共同协商确定设备的支撑形式和安装高度。
9）热机专业应根据项目性质和设计阶段向三维专业提供准确的设备外形图或图表作为管道设计输入条件，三维专业负责建模及详细设计。
10）三维专业负责提出容器管口方位图的条件。
3.3.2 三维专业与仪控专业的分工
1）仪表检测组件、在线变送器和调节阀的安装尺寸和安装要求由仪控专业提出，安装位置由三维专业确定；凡与工艺管道有关系的仪表由三维专业在管道布置图、详图或单管图上表示其详细安装位置及安装要求；仪表箱、就地仪表盘和在线分析化验器室的位置由仪控专业与三维专业协商确定；变送器及就地仪表盘的安装详图由仪控专业负责。
2）工艺装置的建、构筑物内的仪表电缆桥架、电缆沟以及室外电缆桥架或电缆构架等由仪控专业提出断面尺寸、敷设走向和标高，三维专业经过三维建模空间检查仪控专业协商确定。
3）仪表空气管道的走向和仪表空气分配管的位置和标高由三维专业和仪控专业协商确定；自仪表空气总管至分支管根部的阀门及其以前的仪表空气管道由三维专业设计；根部阀后的仪表空气管道由仪控专业设计。
4）仪表连接材料统计的分工：仪控专业负责对应法兰、螺栓、螺母和垫片等材料的。
5）流量测量组件上下游直管段要求由仪控专业提出，三维专业在配管中负责设计。
6）调节阀的安装尺寸及配管要求由仪控专业提出。
7）与控制或联锁无关的电动阀的由热机专业负责统计及编制规格书并填写工艺要求；电气专业负责编写规格书中的的电气要求并向电动阀供电。
8）与控制或联锁有关的电动阀由仪控专业编制控制阀规格书，提控制要求，设计联锁及限位开关，电气专业负责编写规格书中的电气要求并向电动阀供电。
9）与控制或联锁无关的气动阀由热机专业负责统计及编制规格书并填写工艺要求。
10）与控制或联锁有关的气动阀由仪控专业编制控制阀规格书，提控制要求，提用气量，设计联锁及限位开关。
11）热机专业向仪控专业提供项目采用的管道等级表；
12）仪表操作和观察专用平台、梯子由仪控专业与三维专业协商确定，由仪控专业负责向结构专业提出设计条件；三维专业进行三维建模。
13）仪控专业提供所有仪表箱、在线分析化验器室的外形图、布置图，供三维布置专业进行三维建模。
3.3.3 三维专业与电气专业的设计分工：
1）工艺装置的建、构筑物内的电缆桥架、电缆沟以及室外电缆桥架或电缆构架等由电气专业提出断面尺寸、敷设走向和标高，由三维专业进行三维建模空间管理，最终与三维专业协商确定。
2）电气专业向三维专业提供所有的电气设备布置及设备图纸，由三维专业进行三维建模空间管理。
3）电气专业向三维专业提供照明布置图纸，由三维专业进行三维建模空间管理。
3.3.4 三维专业与建筑专业、结构专业的设计分工：
1）热机专业应向建筑专业、结构专业提出符合当前阶段深度要求的设备平面、立面布置图及相应的设备荷载等条件，三维专业提出管道载荷等条件。
2）建筑专业应向三维专业提出的下列条件，以进行三维建模：
a）建筑平、立、剖面图；
b）楼梯详图；
c）门窗详图；
d）墙身孔洞图；
e）吊顶平面布置图；
f ）所有建筑详图。
3）结构专业应向三维专业提出的下列条件，以进行三维建模：
a）桩位平面布置图及桩详图；
b）基础平面布置图及基础详图；
c）PKPM模型、TEKLA模型；
d）钢筋混凝土结构模板图（平面、剖面、详图）；
e）钢结构布置图（平面、剖面图）；
f）钢结构构件图和节点详图；
g）设备基础详图；
h）钢筋混凝土池沟类构筑物详图。
4）地沟、地漏的设计，其中：
a）凡属于工艺操作排水用地沟与地漏位置由三维专业提出；
b）装置区内属于雨水用地沟与地漏位置及数量由建筑专业提出；
c）地沟由建筑专业负责设计，地漏由给排水专业负责设计。
5）当管道穿过墙、基础、池壁及楼板时，三维专业提出平面位置、竖向标高、孔洞尺寸和预埋套管尺寸等，建筑专业或结构专业负责在相应的位置设计预留孔或预埋套管。
6）管道的大型管架、落地管架基础，管架在建、构筑物上的预埋件由三维专业提出条件，结构专业负责设计。
7）热机专业提出设备地脚螺栓规格、个数、伸出基础面长度和螺栓间距、设备自重、介质重、充水重、保温重等基础条件，提交给三维专业补充基础标高和方位、附加管道荷载后，由热机专业提交给结构专业作设备基础的设计条件。
3.3.5 三维专业与机运专业设计分工：
1）机运专业应向三维专业提出设备平、立面布置、设备外形图及设备内部管道布置，设备最大部件尺寸、质量或起重量等条件，三维专业进行三维建模。
2）设备需设操作平台、检修平台时，由机运专业提出最大荷重、最大外形、平台位置和标高等，提交给建筑专业、结构专业设计，三维专业进行三维建模。
3）机运专业应向三维专业提出管道系统图和管道布置图，三维专业进行三维建模。
3.3.6 三维专业与给排水专业的设计分工：
1）给排水专业负责净水场、循环水场、给水消防泵站配管设计，或参考热机专业与三维专业分工。三维专业对给排水管道、设备进行三维建模和空间管理设计。
2）装置内地上给排水配管设计由三维专业负责，地下给排水配管设计由给排水专业负责。地上与地下的分界线一般在地面上200mm 处。三维专业对地下管道进行三维建模和空间管理设计。
3）建筑物室内给排水（包括消防、生活间、卫生间的给排水）系统和配管设计以及特殊消防系统配管设计由给排水专业负责。三维专业进行建模和空间管理设计。
4）装置界区内地面以上的消防管道（包括消防竖管）由给排水专业进行配管设计，三维专业进行三维建模和空间管理设计。
5）系统埋地输配水管道、排水管道设计由给排水专业负责。三维专业对地下管道进行三维建模和空间管理设计。
3.3.7 三维专业与暖通空调专业的设计分工：
1）建筑物内的暖通空调系统的配管设计由暖通空调专业负责。由三维专业进行三维建模空间管理，得到协调一致的意见后，完成设备布置和管道布置图。
2）建筑物内暖通空调用管道由暖通空调专业负责完成管道系统图、管道布置图。三维专业进行三维建模和空间管理设计。
3.3.8 三维专业与化水专业的设计分工：
1）化水专业负责化水管道、设备的设计，或参考热机专业与三维专业分工。三维专业对化水管道、设备进行三维建模和空间管理设计。
2）管道及设备上的取样系统由三维专业按热机专业提供的取样装置典型图及热机专业的PID 负责配管设计。
总图专业应向三维专业提出的下列条件，以进行三维建模：
1）总平面布置图、竖向布置图、土方工程图、道路布置图、地坪布置图；
2）挡土墙详图、护坡图；
3）排雨水明沟详图；
4）涵洞详图；
5）绿化布置图；
6）管线综合图。
4 总结
三维设计模型是建筑信息模型（BIM）的基础，在项目设计中，将项目的信息集成在三维建筑模型上，通过促进项目周期各个阶段的知识共享，各协作单位间可以开展更密切的合作，将建造、施工和运营专业知识融入设计中。三维BIM设计改善了项目的易建性、以及对计划和预算的控制，同时通过三维建筑信息模型实现了项目的全生命周期管理，提高了所有参与人员的生产效率。
根据垃圾发电项目的特点，三维设计团队构架应该有别于常规的新能源项目，通过合理的团队组织和分工，最终达到提高设计效率，将准确的三维模型交付业主的目的。
作者简介：王纯（1980-），男，硕士，高级工程师，中国联合工程有限公司，主要从事新能源垃圾焚烧发电厂设计工作
论文作者:王纯1,刘亮亮2,金宇航3
论文发表刊物:《基层建设》2019年第20期
论文发表时间:2019/10/8
标签：专业论文; 项目论文; 管道论文; 热机论文; 建模论文; 模型论文; 设备论文; 《基层建设》2019年第20期论文;