张剑昕 王烨

基于厨余垃圾预处理车间的具体应用场景，对腐蚀性气体环境中的电缆与管线的敷设、接地与防雷系统、照明系统的做法等进行阐述并提出自己的思考。

腐蚀性环境;电气系统;安全技术

城镇生活垃圾中，在居民端分拣难度最大、收置设备设置不当、回收不及时最影响城镇居民生活环境的就是厨余垃圾。2019年12月，武汉市人群发生了新冠病毒的一定规模传播，人类与新冠病毒的“战疫”正式宣告打响，至今仍在不断投入大量人力物力，无论发达国家还是发展国家均未敢言全胜。在与新冠病毒抢夺生命的赛跑中，使更多人都了解到，厨余垃圾如不能及时收置转化，不仅对城镇居民的生活环境产生气味上的影响，还会因为厨余垃圾的处理不当使得动物接触到只存在人体内的病毒，给病毒一个到动物体内测试升级的机会。而厨余垃圾的完善处置，不仅末端处置环节中需要居民进行认真的分拣，有利于居民垃圾分類意识的养成，而且厨余垃圾的最后成品如腐熟有机肥相对于成分单纯的无机化肥、对土壤更加友好，更符合我们建设环保型社会的理念。2020年4月，十三届全国人大常委会第十七次会议审议通过了修订后的固体废物污染环境防治法，其中第五十七条明确提出“县级以上地方人民政府环境卫生主管部门负责组织开展厨余垃圾资源化、无害化处理工作”。2021年5月13日，国家发展改革委、住房城乡建设部联合印发《“十四五”城镇生活垃圾分类和处理设施发展规划》的印发通知，为深入贯彻习近平总书记关于生活垃圾分类的重要批示指示精神，落实党中央、国务院决策部署要求，统筹推进“十四五”城镇生活垃圾分类和处理设施建设工作。随着生活垃圾处置建筑的建设日益增多。对于生活垃圾处置工艺，厨余垃圾处理是其中非常重要的一个环节，下面就厨余垃圾预处理车间这个具体应用场景，浅显地谈谈电气设计工作中的一些具体做法和其中涉及的个人思考。

厨余垃圾资源化转换方法主要有动物转换、生物转换、物理化学转换。此篇不讨论以动物转换作为主要转化工艺的厂房设计，主要讨论以湿式发酵工艺为主的厨余垃圾预处理车间设计，此转换方法也是国内采用较多的转换方法。以广东某项目为例，由于厨余垃圾都以包装袋形式封装，须对塑料质包装袋进行破解，因此在预处理系统前段首先设置了破袋机，便于物料输送，然后经生物质破碎分离一体机实现分段出料的功能，第一段是粒径12～50 mm的有机物料，第二段是不易打碎的柔性物质（如薄膜塑料、玉米芯、玉米皮、毛笋壳）和部分惰性物体等杂物。再经集分离破碎挤压脱水于一体的设备，分离出未被分选出的轻物质，同时对生物质有机物料进行破碎，得到有机浆料后通过挤压实现固液分离、筛网分离出有机浆料的漂浮物。厨余垃圾预处理车间采用高压喷雾系统，以达到控制逸散恶臭分子的目的，车间还设置了排风风机，使车间内充盈气体浓度不能形成爆炸性气体环境。根据厨余垃圾预处理系统的工艺特点，本车间空气中往往存在一定的化学活性介质，如硫化氢（HS）、氨气（NH）、胺类、有机酸性气体等，机电设备长期使用后主要面对腐蚀、报废风险，增加了企业的日常维护开销，影响了建筑物的安全使用寿命。

介质对建筑材料长期作用下的腐蚀性可分为强腐蚀、中腐蚀、弱腐蚀、微腐蚀四个等级。常温下，气态介质建筑材料的腐蚀性等级可根据介质浓度和环境湿度两个指标确定。以举例项目为例，平均相对湿度为77%，因在实际运行过程中主要关注和监测排放气体，因此车间内气体介质浓度并没有准确的运行数据，只能由GB/T 50046-2018《工业建筑防腐蚀设计标准》表3.1.4查表可知，对钢筋混凝土预应力混凝土及钢材而言，厨余垃圾预处理车间的环境按照中腐蚀环境进行设置。

因目前建筑主体结构设计使用年限多为50年，而后期维护保养频次根据建筑物最终运营单位的规章制度执行，保养频次多有不同。故此篇在不考虑后期维修养护频次的情况下，出于尽量延长电气设备使用年限的目的，对厨余垃圾预处理车间的电气设备选型进行论述。

因本车间环境内存在的化学活性介质能够与铝芯电缆中的铝产生反应，并且本车间厂房对电缆架设重量没有过多要求，氯乙烯护套又有优良的耐大多数工业用化学品腐蚀的特性，故厨余垃圾预处理车间内主要选用常规交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套铜芯电力电缆进行敷设，导线选用铜芯聚氯乙烯绝缘电线。由上文中车间的环境分析可知，厨余垃圾预处理车间内不会存在高温环境，故可采用难燃刚性塑料管明敷布线，但考虑到车间设备经常震动容易使塑料管变形、日常操作人员对操作面洁净度的要求，及偶尔用作公众环保教育参观用途时车间美观要求，故多采用金属钢管暗敷进行布线。采用桥架布线时，因金属桥架于车间内裸露敷设，与空气内化学活性介质形成的气雾接触比较充分，故在厨余垃圾预处理车间进线桥架布线时最好选用高分子合金桥架或玻璃钢桥架、不锈钢桥架、热浸锌桥架，根据业主偏好，实际中多采用玻璃钢桥架。车间内污染物多以气雾形式存在，考虑到后期清洁难度及桥架自身材料限制，网状桥架托盘清洁难度明显高于梯式托盘桥架及无孔式托盘桥架。个人认为不宜采用网状桥架托盘、多孔式托盘桥架，比较适用梯式托盘桥架及无孔式托盘桥架，配合选配桥架盖板对冷凝的污染物防护效果更佳。实际设计工作中，需根据实际工程情况、综合考虑电缆散热，最终确定选用梯式托盘桥架或无孔式托盘桥架。

厨余垃圾本身的气味较易吸引小动物，且根据历史经验部分项目地区存在一定鼠患风险，虽工艺设备多采用高位进料、且后期在车间各内部均会设置一定的鼠药投放点，但处理设备使用过程中难免出现残渣遗撒，如项目处于鼠患较严重地区，可选用防鼠啮及真菌侵蚀的外护层的电缆型号，或在后期将电缆表面再用化学方法防鼠涂料进行处理。厨余垃圾车间设计时埋地敷设电缆进线尽量采用铠装电缆，电缆进线入口位置应设置防水板，此举可有效防止老鼠从电缆井顺着电缆窜入室内。敷设电气线路的桥架或钢管，于室内高位穿出室外时，所穿过的不同区域之间墙壁孔洞，应采用非燃烧材料严密封堵，除为了满足防火要求外，还可以防止附近树木上爬行类动物如蛇类等顺着户外电缆敷设引进室内。并且考虑到防水性能，桥架及套管向墙外倾斜小于等于15°。

防雷与接地部分接地材料的选择，多出于工程经验及节材考虑，厨余垃圾预处理车间利用柱下基础梁底部2根≥∅16 mm钢筋作为接地极装置，并在与柱交汇处与柱内电气筋焊接连通。该建筑的工作接地，防雷接地和保护接地共用一组接地装置。接地电阻须小于1 Ω，当不能满足时应加打人工接地体。接地极采用热镀锌角钢L50 mm×5 mm，L=2 500 mm。接地极打入室外地坪下0.8 m。举例的项目位于广东地区，常年温湿度相对较高，土壤含水量较大，接地电阻较小，土壤腐蚀性较高，其余工程常选用铜材做室外接地，而就举例项目而言，因为GB/T 21714.3-2015已指出考虑到环境污染，不能采用铅及铅包钢材料，且考虑化学活性气雾在周边土壤中的渗透，根據GB50057—2010中5.1.1表可知硫化物会增加铜及地电镀铜钢做防雷装置时的腐蚀性，故最好采用不锈钢材料或热镀锌扁钢材料做接地材料。建筑内各电气装置外露导电部分及设备金属外壳、给排水管、采暖通风管、电缆桥架等在进入楼内时应不小于两处与接地干线连接。

使用混凝土屋面的第三类防雷建筑除了出于工程经验及节材考虑，常规采用屋面板内≥∅8 mm的水平双向钢筋连接成≤24 m×16 m或20 m×20 m网格作接闪网，当在屋顶外檐有屋顶栏杆时，且屋顶栏杆满足规范要求时，如举例项目中屋顶栏杆采用不锈钢材质φ62 mm、即符合规范要求不锈钢材质最小截面50 mm亦可以使用屋顶栏杆作为接闪器。突出屋面的所有金属管道、支架、设备外壳、烟囱等，也应均与接闪带可靠焊接。所有出屋面设备，均需在其配电箱中设置浪涌保护器。

厨余垃圾预处理车间的室内照明应充分利用自然光，在建筑专业设计已增加采光面积、提高采光系数、选用透光率高的玻璃天窗的基础上，选用寿命较长、光效大于1 00l m/W的LED灯具，于屋顶管吊安装。考虑到车间内部清洁难度较大，不建议采用选用格栅型灯具，及LED灯珠贴片只进行覆膜防护的开敞型灯具，应选用灯具光通维持率较好，如反射板选用蒸镀银反射材料和光学多层膜反射材料的灯具。当前期投资建设金额较为充裕、后期人工工资增长预期较高时，可对灯具进行分组自动调光、设置巡检路线人员跟随调光、工作维护时段灯具自动启用等交互式调光设计。

当土建专业依照工艺要求设置可以进行人员维护的设备基坑时，需要另行增设局部照明。因基坑实际使用时不会直接喷水对基坑进行清洗，属于潮湿环境，需提高设备防护等级。例如基坑深度为-3.0 m，应尽量将灯具吸顶，当灯具吸顶安装时灯具距离地面超过2.2 m可采用220 V交流电压，防护等级为IP54防腐性较好的防水防尘灯，如基坑顶部如有设备安装，另需躲避设备安装孔进行灯具的配线。因现场设备限制，灯具安装在人员能够触摸到的位置，如灯具壁装，不仅需要选用更高防护等级的防水防尘灯，基坑内部的照明属于潮湿场所照明，需要使用特低电压进行供电，电源电压不得大于24 V，最低使用IP54的防护等级灯具，并且考虑到入口可能操作失误关合的现象，照明开关应设在入口爬梯右手侧位置，有条件可以设置感应控制。

我们生活在一个消费主义盛行的时代，每年许多的购物节中我们都在一波波“买买买”的声浪中冲昏头脑购入了很多物品，在“美味佳肴摆满桌才是热情、好客”的老习惯下烹饪了过多的食物，这些东西并不是因为老旧、丧失了原本的功能就被运往垃圾站，而是因为人们对更好的生活的不断追求、甚至是超出自身能力的追求被送往垃圾站。如果说在时代浪潮的裹挟下，如果在惜物方面我们无法做的更好，那就让我们在使他们再次换发新生的处理工厂中，投注更多心血，重现它们的价值。

出于对项目全生命周期的考虑，若想使厨余垃圾处理项目使用时间更长，实际应用场景中维护费用及频次更低，设备使用环境风险评估更为安全，人员操作更为便利，需要我们的广大设计人及施工单位从工程设计的各方面出发，针对细节做法，进行更加长期地思考及借鉴先进经验，为建筑工程的施工提供更科学合理的解决方案。

[1] GB/T 50046-2018.工业建筑防腐蚀设计标准[S].

[2] GB 50217-2018.电力工程电缆设计标准[S].

[3] GB50057-2010.建筑物防雷设计规范[S].

[4] 中国航空工业规划设计研究院.工业与民用配电设计手册（4版）[M].北京：中国电力出版社，2018.

（China Urban Construcoion Design & Research Institute， Beijing  100120）

Based on the specific application of a food waste pre-treatment plant，the approach to the laying of cables and pipes，earthing and lightning protection systems，lighting systems，etc in corrosive gas area is described and reflected upon.

corrosive area;electrical s`ystems;safety technology