电气工程量计算

一份关于电气工程如何计量的参考资料:如何沿中心线累加导管和电线长度、为何电线长度大于导管、设备和灯具如何计数,以及支配每项工程量的边界、扣减规则和已发布标准,并附区域差异。

电气工程量计算实际上是两项同时进行的计量工作。一项是线性计量:为建筑物各处输送电力的导管、线槽和电线,按长度计量。另一项是按数量计量:插座、开关、照明灯具和配电箱,按类型逐个计数。两者都容易被低估,原因相同:平面图只呈现了安装工程平坦的水平视图,而实际安装是在三维空间中上行、下降和转向的。

本指南阐述这些工程量如何累加以及背后的惯例。线性工程遵循标准机构对所有建筑设备适用的同一条中心线规则:沿管线实际安装的展开长度进行计量。在英国,这是 RICS NRM2 第 39 工作分项;澳大利亚和新西兰采用 AIQS 和 NZIQS 的 ANZSMM;美国没有法定方法,依据以《国家电气规范》(NEC,NFPA 70)为基准的惯例操作。计数按设备和明细表类型逐项列举,配电设备与设备、灯具和线槽分开列举。

导管管线为箱到箱的中心线

导管管线沿管线中心线计量,从一个箱体的几何中心到下一个箱体的中心,而非箱体表面。在表面处停止会遗漏每个箱体内部的管段,这一损失在每条管线上反复出现。RICS NRM2 第 39 工作分项沿中心线净计量设备工程,ANZSMM 沿路径列举各配电箱之间的点位。导管以直角敷设,与墙体和结构平行,绝不走对角线,因此测量直线斜边是导致计量不足的最常见原因:应沿实际路径累加各正交分段。

线槽管线不作任何扣减。中心线径直穿过每个配件并进入每个箱体,箱体和配件作为单独项目计数,而非从中扣除。唯一的调整是增项:每个弯头因弯曲半径占用而增加的少量裕量,以及下文所述的竖向分段。

补加平面图未显示的竖向分段

在平面图上的描摹只能捕捉管线的水平部分。线槽还会下落至每个设备、沿墙体和柱子向上爬升竖井,并穿过楼板向上引出。这些竖向分段在平面图上不可见,是最容易遗漏的导管工程量,因此必须补加;标准方法计量的是展开后、完全安装到位的长度。馈线、竖井和进户线必须从单线图和竖井系统图中读取,因为各配电层之间的竖向管段不会出现在平面视图中。

如果项目提供了安装高度明细表,下落高度从中取值。否则,按行业惯例,插座箱的中心约定在距完成地面 18 英寸处,开关箱约定在 48 英寸处;NEC 未规定固定的通用安装高度。无障碍规范设定的是区间,而非默认值:ICC A117.1 和 ADA 标准要求无障碍可操作部件位于距完成地面 15 至 48 英寸的可及范围内。在英国,《认可文件 M》规定新建住宅中开关和插座的中心线位于距完成地面 450 至 1200 毫米之间,其他地区的国家无障碍规范则各自设定区间。

360 度弯曲限值与过线箱

NEC 将各过线点之间的弯曲总量限制为 360 度,相当于四个四分之一弯,针对每种线槽类型在 .26 条中作出规定:EMT 为 358.26,硬质金属导管为 344.26,中型金属导管为 342.26,可挠金属导管为 348.26,PVC 为 352.26,电气非金属管为 362.26。当路径加上各偏置弯将超过 360 度时,必须插入过线箱。过线箱将管线分割为两个分别计量的管段,并使箱体计数增加一个;过线箱按个计数,绝不计入导管长度。英国(BS 7671)以及澳大利亚和新西兰(AS/NZS 3000)通过所需的穿线箱和检查箱达到相同意图,而非采用固定的度数值。

电线是独立于导管且更长的工程量

切勿将导管长度直接当作电线长度复用。导线会延伸超过导管端部进入每个箱体进行端接和接头连接,因此电线的英尺数始终超过导管的英尺数。NEC 要求在每个出线口、接线盒和开关点处至少保留 6 英寸(150 毫米)的自由导线,大型配电箱和开关柜还需要额外的余量用于连接整理;在英国,BS 7671 要求在附件处保留足够的导线长度,预留头通常约为 150 毫米,配电箱处则留较大的环圈。然后将电线乘以每条线槽中的导线数量,因为一条导管承载多根导线,电线还自带用于盘端切除、穿线损耗和端接环圈的裕量。规范固定的仅为每个箱体的最低限值;配电箱和开关柜处较大的连接环圈属于实务裕量。

两种工程量计算方法,按用途选用

计量回路有两种公认方法。详细法逐一描摹每个箱到箱管段并求和:最准确、最慢,是采购和下单的正确选择。干线加平均法计量从配电箱到最远设备的干线,再为串接的分支按每个设备加上平均英尺数;该方法更快,在美国早期投标中很常见。该平均英尺数并非由任何标准固定,会随用途(住宅、商业或工业)、层高和设备密度大幅变化,因此应将其视为可调参数,并根据项目历史数据进行校准。在美国,人工依据 NECA 人工工时手册套用,该手册按每 100 英尺为已安装线槽计价,并分为普通、困难和极困难三档。

按支架和类型对设备计数

设备计数既服务于灯具采购,也服务于分支回路的推算,因此按设备计数并按明细表类型加以区分。插座按设备计数:一个双联插座算作一个,而专用插座(电炉、烘干机、208 至 240 伏)、漏电保护插座、防水插座和地插盒各按类型单独列为一行计数。开关、灯具、数据和影音接口以及空白接线盒不计入其中。在英国以及澳大利亚和新西兰,插座常按联数列举,因此一个双联插座是一个附件,却是两个插孔。

开关按支架或卡条计数,而非按箱计数,因此一个三联开关组算作三个。多控控制在两端各有一个设备,两者都计数:美国的三路和四路开关即英国的双控和中间开关。调光器、人体感应器和定时器各为单独的计数行。灯具按其灯具明细表的类型标签逐个计数;一盏 2 乘 4 嵌入式灯具算作一个灯具,即便它可能占去若干块吊顶板。连续灯带、灯槽和成排灯具则可按类型以长度计量,而疏散指示标志、应急灯和室外灯具各为单独行。标准将照明点(布线出线口)与灯具(灯饰本体)加以区分,NRM2 和 ANZSMM 对二者均予以列举。

配电箱、接地与其他线槽

配电设备是一个独立列举的项目,与设备、灯具和线槽分开。每个照明配电箱、配电盘、开关柜组或配电箱均予以计数,并按类型、回路数或极数和额定值加以描述。RICS NRM2 按数量列举配电箱并注明其回路数和额定值,ANZSMM 则将其列入配电明细表中。应从单线图和竖井系统图中读取这些信息,绝不可从平面图读取,因为每个配电箱都是高造价的项目行,极易被遗漏。

接地与等电位联结是 NEC 第 250 条下的独立系统:接地极导线、接地极(接地棒、接地板或混凝土包封接地极)、等电位联结跨接线,以及随每条线槽穿设的设备接地导线,都会增加只数相线和中性线时会遗漏的工程量。除非金属线槽本身充当接地体,否则设备接地导线会增加电线英尺数,而接地极硬件为单独列举的项目;在英国,BS 7671 按规格和类型分别计量电路保护导线和总等电位联结。

电缆桥架、母线槽和母线管道、线槽以及明装线槽的计量方式不同于导管,绝不可并入导管长度。它们按系统、规格或额定值以长度计量,注明连接方式、间距和支架,其配件(弯头、三通、分接箱、端部馈电单元和支架)单独列举。RICS NRM2 以米计量桥架和线槽并注明连接方式、间距和支架,母线槽则按长度和额定值计量;相关的 NEC 条款为:电缆桥架第 392 条、母线槽第 368 条、线槽第 376 和 378 条。

地下敷设、拆除,以及分支线与馈线之别

地下电气工程按配置以长度计量,注明管道的数量和规格,而沟槽开挖、垫层、回填和混凝土包封则按埋深区间分别计量。NEC 表 300.5 按布线方式和回路类型规定最小覆土深度,从而确定埋深区间。由于沟槽常归属于场地市政管线范畴,应只在一处进行计量以避免重复计算,并在排管组被包封处增加一行混凝土体积。

改造和翻新工程将每个项目归入三种状态之一:原状保留(不计量)、拆除(按拆除人工和处置计量的一行拆除项),以及再利用(既有线槽或箱体重新穿线)。再利用既有线槽可减少新增导管长度,但仍需穿入新电线。RICS NRM2 将拆除和改动作为独立于新装的项目计量。应依据现状勘查来确定,而非仅凭图纸。

分支布线和馈线分别计量。分支回路使用小规格导管和电线连接到设备;馈线、竖井和进户线在各电气设备之间使用大规格导管和电线,规格、人工费率和走向截然不同,因此将其合并会破坏估算准确性。分支线取自平面图;馈线、竖井和进户线取自单线图和竖井系统图。还应按线槽类型(EMT、硬质、中型、PVC 或可挠)和公称规格对导管加以区分,因为每种都有各自的材料和人工费率。

单位、订货裕量与区域差异

线槽是线性工程量:英制地区以线性英尺计量导管,NECA 人工按每 100 英尺计价;公制地区沿中心线以线性米计量。两种情况下均按线槽类型和公称规格加以区分,并按所在地区的惯例取整。订货裕量仅适用于材料数量,绝不适用于计量边界或按实结算的工程量。导管带有用于切除、弯曲损耗和受损管材的损耗裕量,通常约为 10%,在弯头密集的管线上更高;电线则带有略高的损耗与连接整理裕量,因为存在穿线损耗和端接环圈。这些百分比是实务订货裕量,并非标准数值,因此应根据项目历史数据进行校准。

各区域的方法在侧重点上有所不同。美国没有法定方法,以英制单位依据以 NEC 为基准的惯例操作,并容许使用干线加平均的简便法。英国的规范化程度最高:RICS NRM2 第 39 工作分项以米沿中心线净计量设备工程,按数量列举附件和灯具,并将终端回路与分干线分开,BS 7671 则规范穿线箱和导线预留头。澳大利亚和新西兰遵循 ANZSMM,采用配电明细表方式,按位置和类型列举每个点位,全程公制。加拿大为混合制:图纸用公制,材料用英制公称规格,做法与 NEC 一致,并采用源自英国的工程量计量方法。欧洲各国采用本国方法,例如基于 DIN 的德国标准,公制,设备高度由本国无障碍规范设定。国际工程统一采用 ICMS,以中心线米计量设备工程。Exayard 读取整套图纸、单线图和明细表,按线槽类型和设备类型套用这些规则,并记录每项工程量背后所依据的标准,以便核查和论证。

区域差异

计量标准因市场而异。当您在 Exayard 中设置所在区域后,这些默认值会随之切换。

差异项区域默认值依据
导管/线槽管线的起止位置英国从箱体中心到箱体中心RICS NRM2 第 39 工作分项,设备工程沿中心线净计量,包括穿过配件的管段
导管/线槽管线的起止位置澳大利亚 / 新西兰从箱体中心到箱体中心AIQS/NZIQS ANZSMM,终端回路电缆/导管在配电箱与各点位之间予以描述和计量
默认设备预埋高度(用于推算竖向分段)英国450-1200 毫米《认可文件 M》(建筑物的进出与使用),新建住宅中开关/插座的中心线位于距完成地面 450 毫米至 1200 毫米之间
默认设备预埋高度(用于推算竖向分段)欧洲850-1050 毫米本国无障碍规范(如德国的 DIN 18040-1/-2),据称可操作控制件位于约 850 至 1050 毫米区间内
在 360 度弯曲限值处插入过线箱英国360 度BS 7671(IET 布线规程)/ 制造商导管指南,等效的穿线箱做法
在 360 度弯曲限值处插入过线箱澳大利亚 / 新西兰360 度AS/NZS 3000 布线规则,设置穿线点以便于电缆敷设
导管/线槽的计量单位与取整美国线性英尺(LF),按每 100 英尺计价美制单位;NECA MLU 按每 100 英尺
导管/线槽的计量单位与取整加拿大线性英尺(LF),按每 100 英尺计价混合制,图纸用公制,材料用英制;导管通常按英尺订货
导管/线槽的计量单位与取整英国线性米(m)RICS NRM2,米
导管/线槽的计量单位与取整澳大利亚 / 新西兰线性米(m)ANZSMM,米
导管/线槽的计量单位与取整欧洲线性米(m)本国 SMM,米
导管/线槽的计量单位与取整国际线性米(m)ICMS 3,米
何为一个插座/出线口英国每联/每卡条计一个ANZSMM/NRM2 按数量和联数(单联/双联/双孔)列举插座
何为一个插座/出线口澳大利亚 / 新西兰每联/每卡条计一个ANZSMM,插座按数量列举;通用电源插座(GPO)按插孔数量计
何为一个开关(以及多控如何处理)英国每个开关支架/卡条计一个NRM2,单控、双控和中间开关按数量列举
何为一个开关(以及多控如何处理)澳大利亚 / 新西兰每个开关支架/卡条计一个ANZSMM,开关出线口按数量列举;并描述联数
何为一个照明灯具英国每个灯具计一个,并按灯具类型标签分组NRM2,灯具/照明点按类型列举(按个)
何为一个照明灯具澳大利亚 / 新西兰每个灯具计一个,并按灯具类型标签分组ANZSMM,灯具按类型从配电明细表中列举

关键术语

导管/线槽管线的起止位置
线槽管线是箱体之间的中心线路径;选用箱体中心(而非其表面)可使惯例与现场箱到箱的计量方式保持一致,并避免遗漏箱内的短管段。
导管走向几何(直角 vs 直线)
导管平行于建筑轴线敷设(沿墙体/结构,以 90° 转向),而非沿点到点的对角线。
为平面图管线补加竖向分段(竖井、下落段、向上引出段)
在平面图上的描摹只能捕捉水平分段。
默认设备预埋高度(用于推算竖向分段)
竖向分段长度取决于设备高度。
干线加分支计量法
两种正当方法并存。
每个设备的平均线槽/电线英尺数(分支裕量)
重复性的分支布线常按每个出线口/开关/灯具的统一英尺数裕量来估算,而非逐一描摹。
弯头/变向长度裕量
每次 90° 变向所消耗的导管都多于正交角到角累加值所反映的量(因为弯头有弯曲半径)。
在 360 度弯曲限值处插入过线箱
NEC 将各过线点之间的弯曲总量上限定为相当于四个四分之一弯(360°)。
箱体、配件和开孔的扣减
中心线计量径直穿过每个配件并进入箱体;箱体和配件作为单独项目计数,绝不从线性英尺数中扣除。
导管材料损耗/废料系数
切除、弯曲损耗和受损管材意味着订购的导管数量超过计量长度。
电线/导线长度独立于导管且比导管更长
导线会延伸超过导管端部进入每个箱体进行端接/接头连接,因此电线英尺数始终超过导管英尺数。
电线/导线损耗与连接整理系数
除每个箱体的预留余量外,导线还会产生盘端切除、穿线损耗和端接处的连接整理用量。

引用的标准

常见问题

导管管线应在何处起止:箱体中心、箱体表面还是设备图例符号?

线槽管线是箱体之间的中心线路径;选用箱体中心(而非其表面)可使惯例与现场箱到箱的计量方式保持一致,并避免遗漏箱内的短管段。在箱体表面处停止会系统性地低估每条管线。

导管长度应沿结构走直角路径,还是按各箱体之间的直线距离计?

导管平行于建筑轴线敷设(沿墙体/结构,以 90° 转向),而非沿点到点的对角线。直线(对角线)计量会低估实际安装的管线;正交的曼哈顿式走线方式与线槽实际穿设的方式相符,是每一种标准中心线计量的基础。

竖向分段、竖井、从吊顶/桥架下落至设备高度的下落段以及楼板向上引出段,是否应加入二维平面长度中?

在平面图上的描摹只能捕捉水平分段。线槽还会上行和下落:插座下落至距完成地面约 18 英寸处,开关下落至距完成地面约 48 英寸处,沿墙体/柱子向上的竖井,以及楼板向上引出段。这些竖向分段在平面图上不可见,是最容易遗漏的导管工程量;标准方法计量的是展开后(完全安装到位)的长度,其中已包含这些竖向分段。

在未提供剖面图时,插座和开关下落段应假定采用何种默认安装高度?

竖向分段长度取决于设备高度。NEC 未强制规定通用高度,但 ADA/ICC A117.1 将无障碍设备限定在距完成地面 15 至 48 英寸之间,行业惯例则将插座的中心约定在约 18 英寸处、开关约定在约 48 英寸处。这些默认值使估算人员能够一致地计算下落段长度。

回路应如何计量:是逐段箱到箱的详细中心线计量,还是从干线至负荷区再加每个设备的平均分支裕量?

两种正当方法并存。详细法逐一描摹每个箱到箱管段(最准确,但慢)。干线/平均法计量从配电箱中心到回路上最远设备的干线,再为串接段按每个设备加上平均英尺数,对重复性分支布线快得多,但以牺牲精度为代价。选择因用途而异:采购用详细法,早期投标可接受干线加平均法。

采用干线加平均法时,每个设备应假定采用多少平均英尺数?

重复性的分支布线常按每个出线口/开关/灯具的统一英尺数裕量来估算,而非逐一描摹。该数值会随用途(住宅 vs 商业 vs 工业)、层高和设备密度大幅变化,且并非由任何标准固定,因此必须将其作为可调、低置信度的默认值予以公开。

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