發布時間:2023-02-19 08:21:00
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關鍵詞:建筑工程;生態環境;節能設計
中圖分類號:TU198文獻標識碼: A
一、建筑生態環境
建筑生態環境是對建筑有影響的一切外在事物,包括室內外的光源、聲量、熱度、濕度、水源,以及包含的生態理念,即人、建筑、環境的共同發展。建筑是為人們提供基本活動的重要場所,同時也是人類文化的組成部分,建筑也能反應出不同階段社會的潮流、人們的審美。建筑有著物質形態的基本特征,從本質上來看,建筑是人工環境一部分,同時也與生態環境有著密切不可分割的關系,它是指建筑周圍對建筑的存在和發展有所影響的一切外在事物。建筑在歷史的發展過程中有著悠久的歷史,與傳統的建筑環境一樣,建筑生態環境也會分為室內環境和室外環境兩部分。
二、暖通空調設備的節能設計措施
(1)合理選擇空調冷熱源,實現冷熱源的多元化
隨著空調系統的不斷普及,對能源的消耗大幅度上升,嚴重威脅著生態環境。因此,合理選擇冷熱源,從源頭上節能減排,應當引起大家的重視。目前已有的熱源包括熱電站、熱泵、鍋爐等,能源利用率最高的為熱電站,其次是熱泵。其中,水源熱泵有節能、節水、環保、節省空間的優勢,已被廣泛運用。而地源熱泵既能夠用于制熱又能夠用于制冷,節能效率較高。暖通空調系統的節能設計要根據建筑自身的特點,合理選擇最佳的冷熱源。此外,將新能源和可再生低品位能源的研究和使用結合到空調系統的節能設計中,是值得提倡和重視的。
(2)提高設計師的綜合素質
暖通空調的設計環節設計師是關鍵,一個優秀的暖通空調設計師除了要具有高超的專業技能之外,還要對能源工程、生態場地、景觀設計、排水工程等多個專業有一個綜合的掌握,才能在暖通空調的節能設計時綜合考慮多方面因素對空調系統的節能性能影響。
設計師自身的綜合素質提高,在設計時才能夠選擇科學合理的設計參數,對空調制冷等動力設備的參數進行精準的計算和選擇,依據建筑物所在的室外環境對空調節能系統進行合理設計,提高暖通空調系統的節能性能。
(3)控制室外的新風量
如果空調機組處理的新風量過多的話,其負荷就會曾加,這樣就會加速了電力的消耗。而如果空調機組處理的新風量過少的話,就會對空調環境的質量造成影響。所以,針對具體的空調環境,我們需要將送風溫度和新風比例的調整做好,這樣對于節能是非常有利的。夏季需要供冷冬季需要供暖的空調房間,如果室內的新風量越大那么其系統的能耗將會越大。因此,室外新風量需要控制到衛生要求以內的最小值。而過渡季節或者冬季,對于這些室內周邊負荷影響較小但區內發熱量卻很大的建筑物來說,就需要對內外新風所具有的冷度進行充分的利用,也可以將室外的新風全部引入室內,將人工冷源的使用時間向后推遲,這可以節省人工冷源的能耗。目前來說,這種方法是空調系統最有應用價值的節能措施之一。
(4)采用新型節能舒適健康的空調及采暖方式
人體的舒適性受到眾多環境因素的影響,不同的環境參數組合起來可以達到相同的熱舒適程度,但是不同參數組合的環境對空調系統的能耗的不同的。現階段的空調設計的不節能性體現在對環境變化的調控不靈敏,使得人體在整體空調環境中感到不舒適。暖通空調系統的節能通過空氣的溫度、風量、濕度作用于人體,取代傳統的檢測空氣溫度的控制調節方式,從而達到最佳的濕熱參數組合。參照《夏熱冬冷地區居住建設節能設計標準》,采用夏季參考值的上限和冬季參考值的下限,優化控制濕度值。在風量需求較大的環境中,適當提高濕度值,以降低空調系統耗能負荷,從而達到節能的目的。
(5)采用先進的節能理念和節能技術
設計師在設計暖通空調時,應該將節能環保的理念應用到暖通空調的節能設計中,在各個方面增強空調的節能性能,采用國際先進的節能技術,與國際先進水平接軌,最大限度的減少暖通空調的能源消耗。在增強暖通空調的節能性時可以采取廢熱回收技術,暖通空調在進行人工制冷時,利用制冷壓縮機對空氣進行制冷處理,然后通過冷凝器等設備將熱量排放到外界,這些排放出去的熱量就被稱作廢熱,能夠對周圍的環境產生污染。將這種廢熱進行回收再利用,可以在很大程度上減少能源的消耗,并且減輕對空氣的污染。
在暖通空調的能源利用方面可以開發一些潔凈的新能源,利用新能源技術減少暖通空調的能源消耗以及對環境的污染。比如太陽能、天然氣能源等,這些能源在利用時方便快捷、經濟實惠,利用天然氣等能源作為空調制冷的動力消耗,可以減少二氧化碳等有害氣體的排放,降低對環境和人體的污染,起到節能環保的作用。
(6)提高空調運行管理效率
在暖通空調使用運行過程中,對空調系統的管理人員進行全面系統的培訓,使其掌握正確的空調操作知識與技巧,在對空調運行管理時采取正確的方法進行管理,減少資源與能源的浪費。暖通空調管理人員要具有高度的責任心以及相關的暖通空調理論知識,根據實際情況對暖通空調的運行進行有效的管理,在暖通空調運行周期階段減少空調的能源消耗
(7)推廣可再生能源的空調系統
在使用暖通空調的過程中,會產生有毒有害的物質,間接影響人們的身體健康。因此,人們的視角就轉到了可再生資源的開發和利用上,太陽能作為地球上最清潔的能源之一,成為人們重點研究和利用的對象。對太陽能的開發,也是當今社會和整個國家的發展趨勢,既可以帶來清潔,也可以帶來效益。
三、協調建筑環境與暖通空調的關系
暖通空調系統較為復雜多變,選擇合理的空調系統,對暖通空調的系統運行進行系統的計算研究,協調經濟性與能耗的關系。空調研究的技術人員可以選擇對空調系統進行優化設計,既節能環保又保證空調效果不變,在這種情況下,對風量進行改進,改進為可調的置換式通風系統,低溫送風系統以及溫濕度獨立操作系統,大力提倡環保節能。
采用先進的變頻技術,變頻技術的優越性體現在兩個方面:一是利用變頻泵和變頻風機的性能減少空調內部系統的消耗,提高暖通空調的效率;而是空調負荷可以改變水流量或是風流量實現變流量控制。變頻技術的利用既方便了用戶,為用戶減少電量開支,又減少了能源消耗,推動可持續發展戰略。隨著空調系統排風的過程,產生了大量的余熱浪費,利用空調余熱將其使用到需要熱的地方去,改進技術,采用熱回收新風機組對空調進行熱回收。
結合建筑物周圍水資源狀況和氣候變化特點,保證安全的生活用水,對污水及時進行有效回收處理,實現水資源的循環利用。建筑生態環境是一種基于生態的建筑環境觀,這種觀念要求在建筑物范圍內形成一種良性的循環,形成一種生態平衡,而暖通空調建立在這種生態平衡之中并且發揮著重要的作用。
四、結語
綜上所述,設備工程以及建筑環境是比較復雜的學科,在發展現代科技的過程中,應當進行內容以及形式的更新和改變。為了增加人們生活的舒適度,同時提高的還有人們的物質基礎和生活水平,社會的注意力越發集中在建筑設備的更新以及節能方面。所以,暖通空調受到全社會的關注,也有著較為廣泛的涉及和巨大的作用。實現建筑環境與暖通空調相互協作功能,共同保護環境、愛護環境、改善環境。最大程度降低能源損耗,提高建筑行業的經濟效益和環境效益,推動我國建筑行業可持續發展。
參考文獻
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[2]張吉禮,馬良棟,趙天怡.建筑環境熱舒適性研究進展與趨勢分析[J].建筑熱能通風空調,2011,01:1-10.
1 建筑環境與設備工程專業的重要性
1.1 建筑環境與設備工程。建筑設備是為建筑物的使用者提供生活和工作服務的各種設施和設備的總稱,是設計組建建筑中的燃氣,電氣,給排水,空調消防等工程及其應用使用,以及利用各種設備及方式對建筑系統中的冷熱環境,熱濕環境,空氣品質,光環境和聲環境等環境質量進行控制,從而達到保護環境,節約能源,合理利用,創造低能耗的建筑設備系統的目地,其專業技術主要包括暖通空調制冷技術供熱工程,鍋爐房工藝與設備,空氣污染控制,室外及室內給水排水,建筑電氣,建筑造化和燃氣供應。
1.2 建筑事與設備工程的重要性。目前,健康,能源,環境已然成為備受人類關注的三大主題,社會發展理念也由之前的“先發展后環保”發展到今天的“環境保護優先”,而建筑環境與設備工程專業和這三大主題的關系密不可分,在環保意識不斷加強的今天,建筑節能自然引起人們關注,因此,建筑環境與設備工程及其專業人才的培養對于社會發展來說,有著舉足輕重的作用。建筑環境是影響人們身心健康和工作效率的直接因素,如何創造一個優異的建筑環境以保證人身心健康和提高工作效率成為城市建設工程技術人員當前面臨的重要課題。而國建上每四年召開一次的世界室內環境技術大會也再一次證明了建筑環境與設備工程的重要性以及其專業設置的必要性。
2 建筑環境與設備工程的作用
2.1 暖通空調的功能與作用。(1)供暖,是為了創造適宜的生活或工作條件,用人工白話文學地,保持一定的室內溫度的技術,整個系統由熱源,熱媒輸配和散熱設備三個部分組成,按組成部分的相互位置關系,可分為局部供暖系統和集中供暖,而按照供照媒介,可分為熱水供暖和蒸汽供暖。(2)通風,是為了保持室內的空氣環境滿足衛生標準和生產工藝的要求,同時將室外新鮮空氣或經過凈化后的能夠其補充進來。它包括自然通風和機械通風。(3)而空氣調節,是為了滿足生活,生產需求,改善勞動衛生條件,用人工的方法使室內空氣溫主,濕度,純凈度和氣流速度達到一定的要求的技術,它包括制冷,保溫,加熱和過濾凈化。
2.2 建筑電氣的功能。建筑電氣是以電能,電氣設備,電氣系統和電技術為手段,滿足工業或建筑物對電氣方面的要求,并能創造,維持與改善空間環境的一門學科。
2.3 建筑給水與排水的功能。按照給水系統的用途可分為:生活給水,生產給水,消防給水和聯合給水。常見的給水方式,直接給水,以水箱給水,以水泵給水,水箱水泵聯合給水,水壓給水,分區給水,分質給水。建筑內部給水系統是將城鎮給水管網或自備水源給水管網的水引入室內,經配水管送到生活,生產和消防用水設備,并班組各用水點對水量,水壓和水質要求的冷水供應系統。建筑內部排水系統的任務是把生活和生產過程中所產生的污,廢水和房屋頂的雨,雪水,用經濟合理的方式迅速排到室外,防止室外排水管道中有毒或有害氣體進入室內,為室外的污水處理和綜合利用提供條件,可分為生活排水系統,工業廢水排水系統和屋面雨水排除系統。
2.4 建筑消防功能與作用。建筑消防,顧名思義,是利用各種消防設備和器材及相關消防措施,達到火災消防預防,火災事故撲救的目的的系統,它分為室內消防給水,建筑防排煙和火災報警及聯動裝置,建筑消防是建筑設備較為重要的方面,是充分保障人員生命安全和財產的必要措施,而室消防給水包括室內消火栓給水系統,自動噴水滅火系統和其它系統。
2.5 燃氣工程的功能與作用。燃氣是一切可以燃燒的氣體的總稱,如常見的氫氣,一氧化碳,甲烷和硫化氫等等。它的用途很廣,作為燃料,在生活方面,它用于燒水,做飯,取暖,空調等,在工業方面,它用于燒鍋爐,熱處理,工業采暖,廢物處理,陶瓷器干燥與焙燒,玻璃和塑料加工等,還可作為汽車和各種機動車的燃料,可用于發生惰性氣體或保護性氣體,同時還是寶貴的化工原料,可支取多種化工產品,在商業方面,它用于多種食品的烹調,冷凍以及許多氣霧劑的載體。
3 建筑環境與設備工程專業發展對策
3.1 加強市場意識的培養。隨著社會發展不斷完善,建筑環境與設備工程專業也在不斷更新發展,所以除了與其他專業一樣強調培養吶喊工專業知識理論以外,更加強調的是對其市場意識的培養,市場因素是建筑環境與設備工程專業培養的重要資源,順應市場經濟發展趨勢融入市場要素,培養員工市場精神已經是當前必不可少的工作程序,只有充分結合市場的需求,加強對專業人才的培養,大力充實建筑環境與設備工程專業人才儲備,才能夠促進建筑環境與設備工程專業更好的更快的發展。
論文摘要:從辦學思路、教材設置、師資結構等方面討論了目前高校建筑環境與設備工程專業中出現的問題和應改革的內容;結合中南大學建筑環境與設備工程專業教學實踐,提出了明確辦學思路、強調專業特色、加強實踐環節等方面的專業教學體系改革的思路。
科學技術是第一生產力,是推動社會進步的巨大動力。人是從事科學技術的主體,因此當今社會的競爭就是人才的競爭。而人才核心競爭力的培養,主要來源于大學教育。為了適應社會的發展,教育部在上世紀末對大學很多專業都進行了調整,包括建筑環境與設備專業。建筑環境與設備工程專業是根據教育部1998年頒布的全國普通高等學校本科專業目錄,將“供熱通風與空調工程”和“燃氣工程”兩專業合并,調整、拓寬組建而成的新專業[1]。該專業以培養從事工業與民用建筑室內環境及建筑設備、公共設施、建筑熱能供應系統的設計和建筑自動化與能源管理工作的人才為目標。這次調整,不是簡單的合并,而是產生了一個面向21世紀新的專業學科。近年來,該專業如雨后春筍般在全國范圍91所各類眾多高校中涌現出來,問題也隨之凸現。筆者認為有必要進行深入的、切實可行的教學改革。
一、主要凸現的問題
(一)辦學思路不清晰
雖然很多學校秉承了“厚基礎、寬口徑”的辦學思想,在教學內容上增加了建筑環境、建筑熱能供應以及建筑自動化等方面的知識,并把建筑環境學列為了專業的平臺,搭建了新的本科專業的框架體系。但是“厚而寬”不是“大而全”。知識口徑的拓寬不是各種知識的堆積和羅列。專業的辦學首先要服從于所在大學的辦學思路,即學校的定位。一般院校和重點院校不同,創新型大學與研究型大學和綜合型大學也不同。如果全國九十一所建筑環境與設備專業的教學體系都參照某一兩個名牌大學的教學體系,那么這樣的后果是顯而易見的:一,專業建設沒有或者散失了原有專業的特色;二,專業培養出來的人才也沒有特色。
(二)教材建設的質量不容樂觀
目前圍繞建筑環境與設備專業的教材種類繁多,質量參差不一。教材是教學內容的具體體現,教學體系中的教材應該具有知識的系統性、延續性和完整性。而不是各個知識塊之間簡單的粘貼或移動的關系。以《暖通空調》為例,集結了原來供熱、供燃氣及通風空調工程專業的主要專業課:《空氣調節》、《工業通風》以及《供熱工程》的主要內容。剔出了三門課管網輸配的交叉部分,而另設了一門課:《流體輸配管網》。但就這兩門課程的教材來看,共同的缺點是把原來空調、通風和供熱三門課的三個系統簡單地歸類總結,系統總結有余,闡述不足。使得在具體教學過程中,出現老師覺得不好講,學生不易接受的情況。
(三)配套的師資隊伍結構有待改善
由于建筑環境與設備專業由原來的暖通空調專業或燃氣專業演變而來,因此師資基本上是暖通空調或燃氣專業的。但是專業的領域已經擴充到建筑室內環境、建筑設備、公用設備和智能建筑等方面。專業的內涵已經由原來的設備或系統擴充到既包括設備、系統,也包括智能建筑。其中的弱勢部分是智能建筑。因為智能建筑技術也是一門交叉學科,而大部分搞自動控制的人才是自動化專業、電氣工程及其自動化專業或計算機專業的人員。對智能建筑、智能化系統及設備缺乏全面的了解和掌握,缺乏建筑結構、建筑設備、供熱空調等方面的專業知識和理解。另一方面,搞設備的人才又缺少對建筑自動化、BAS功能科學要求的理解,缺少有效的上層控制管理邏輯與算法。兩方面人才又缺少“接口”,從而制約了智能建筑技術的發展[2]。因此合理搭配師資,在教學安排方面與其它專業知識交叉融合,才能培養出新時代的建筑環境與設備復合型人才。
二、改革的內容
(一)明確辦學思路,辦出專業特色[3]
明確辦學思路是確定專業人才培養目標和教學體系的前提和基礎。是以科研人才為主,還是以工程技術人員為主,不僅與專業本身的內涵有關,更重要的是與專業所在大學的性質有關。這樣才能形成專業建設和發展的良性競爭。辦學思路還與專業特色有著密切聯系。專業特色與專業在多年的建設發展過程中的教學和科研歷史有關,如有的學校在暖通空調的系統工程方面是強項,而有的學校在制冷空調設備的研究與開發方面是強項。那么在培養人才方面,這些特色就應該很好的繼承和發揮,在課程設置和訓練中要體現出來。
(二)穩固基礎知識,拓寬專業口徑
建筑環境與設備專業是一門跨學科的工科專業,學生基礎知識應包括數理方面、工程熱物理方面、流體機械方面、建筑熱物理方面和自動化控制的知識。只有牢固的基礎知識, 學生才能深刻地理解專業課程,拓寬本專業的服務領域。當然,正如前面強調的,專業辦學的前提是要繼承和發揚本專業的特色。這些基礎知識本身就是屬于很多領域,要與專業在建設和發展過程中的特色結合起來,構造和穩固所必需的專業基礎知識。
專業知識的拓寬,是構架新時代建筑環境與設備專業教學體系的重要部分。專業教學體系不僅僅局限于暖通空調,或是供熱供燃氣,或是把這兩方面的課程全部籠統地包括進去,或是把建筑環境、公用設備和智能建筑方面的知識硬塞進去。在專業學時有限的條件下,很有可能會造成各種知識的七拼八湊。因此,要有側重點地把某些方面作為原本專業特色的延伸和發展,切忌一口吃成一個胖子的思想,盲目地貪大。
(三)編制優秀的教材,配備合理的師資隊伍
正如前面所說,由于原有專業教學體系架構的割斷和組合,使得最近幾年采用的教材在編制上都有這樣或那樣的問題,因此在教材的建設方面還必需投入更多的精力。而選用合適的優秀教材的基礎正是現在的教學體系的完善,必需從根本上理解和制定本專業的教學體系和知識模塊。
師資的知識結構要分布合理,除了保留原來專業特色的知識結構以外,還要補充新的知識,如智能建筑和建筑環境方面的知識結構。師資的梯隊建設也很重要。教學梯隊的形成有利于知識傳授的傳承和不斷更新。每個專業知識模塊,也就是我們所說的課群下面,形成以教授為龍頭,教授副教授主講,青年教師為重要組成的教學梯隊。
三、我校建筑環境與設備專業教學體系改革的幾點思路
中南大學建筑環境與設備工程專業主要源于長沙鐵道學院的制冷空調學科。長沙鐵道學院從上世紀70年代起,就開展了制冷空調及冷藏運輸方面的研究工作, 1985年在機車車輛系成立制冷空調教研室,并開始招收制冷空調專業專科學生; 1989年開始招收供熱通風與空調專業本科學生; 1998年根據教育部文件調整為建筑環境與設備專業。因此,在二十多年的建設中,形成了制冷與暖調、系統與設備并重的特色。我專業在調整后修訂了教學計劃,增加了供燃氣、建筑環境和建筑自動化方面的知識模塊,保留了原來的制冷方面的知識模塊,包括有制冷原理、制冷壓縮機和鐵路車輛制冷、制冷裝置自動化等課程。 轉貼于
目前已擬定完2008級新的教學體系和教學計劃,主要的思路有如下幾點。
(一)明確辦學思路,與學校的定位一致。
我專業隸屬于以本科生、研究生教育為主的高層次綜合性大學——中南大學,學校的定位是立足湖南,面向全國,放眼世界,努力建設國內一流、國際上有重要影響的高水平、綜合性、研究型、創新型大學[4]。因此,我專業的辦學思路是以創新素質教育為核心,堅持全面發展的人才培養標準,面向社會主義市場經濟的人才需求,培養出具有實踐能力、創新能力,既懂技術又懂管理的復合型人才。
(二)繼承和發揚專業特色,整合知識架構。
充分利用能源知識的平臺。從2008年開始本專業與同屬能源科學與工程學院的熱能專業進行能源與動力大類招生,使學生在低年級的時候的基礎知識面廣,起到“厚基礎、寬口徑”的作用。
繼續保留專業的特色之一:制冷模塊。從畢業生就業的反饋來看,用人單位對既懂制冷,又懂暖通,既了解系統,又了解設備的人才非常歡迎。
加強暖通和建筑環境的優勢。把空調、供熱、通風和建筑環境的節能、環保、熱舒適與空氣品質結合起來,也是當前時展的需求。
減弱供燃氣和燃燒模塊。從本系教師多年從事的科研工作來看,燃氣和燃燒模塊并沒有形成特色,因此可以適當減少其份額,作為選修課程開設。
加強智能建筑模塊。智能建筑是樓宇發展的重要方向。本系在制冷和空調系統的自動化控制方面有著多年的研究和實 踐經驗。可以在此基礎上進一步擴充相關領域的知識內容。
(四)加強實踐環節,培養創新人才
實踐環節包括實習、課程設計和畢業設計。實踐環節應受到更多的重視。既保證實踐環節的“量”,又要保證實踐環節的“質”。即:實踐環節的課時量必需嚴格保證,同時要求學生在實踐環節動手、動腦,培養其綜合運用所學知識和創新能力。
畢業設計從選題開始抓起,選題來源于教師的科研課題或工程實際,具有很強的實際意義和理論研究價值,有利于培養學生的綜合能力。
嚴格把握好實踐環節的考核。本系在近兩年所有的專業實踐環節考核中都涵蓋有答辯部分的考核,既鍛煉了學生的膽量、自信和表達能力,又能很客觀地反映實際的情況。
參考文獻
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關鍵詞:卓越工程師;傳熱學;教學改革
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2014)11-0149-02
國家教育部于2009年決定實施的“卓越工程師教育計劃”,是為順應國際發展趨勢,適應國家工業、企業需求,增強我國核心競爭力,建設創新型國家,走新型工業化道路,培養各類型工程師的重要決策。該計劃要解決的重點問題是:企業一方面抱怨工科大學畢業生工程實踐能力弱化、不適應企業要求等問題;另一方面又不愿意接受大學生實習,不愿意參與工程師培養。該計劃旨在高校中培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才,為國家走新型工業化發展道路、建設創新型國家和人才強國戰略服務。
傳熱學課程著重研究熱量傳遞的規律和方法。[1]建筑環境與設備工程專業是土木工程專業下屬學科專業,主要包含供熱、供燃氣、通風與空調工程、建筑給排水工程、建筑電氣工程等幾個方向,涉及的主要專業課程有暖通空調、制冷技術、流體輸配管網系統、鍋爐設備、熱質交換等。從這些課程所講授的內容看,傳熱學知識有著相當重要的地位,因此傳熱學是建筑環境與設備工程專業畢業生知識結構中的一門非常重要的基礎課。隨著我國高等教育教學改革的不斷深化,在“重基礎、寬口徑” 的指導方針下,建筑環境與設備工程專業傳熱學的課時減少到原來的一半。如何在較少課時內培養學生用傳熱學的規律分析工程問題的能力,面對“卓越工程師”培養的傳熱學教學方法改革勢在必行。[2]
下面結合筆者對建筑環境與設備工程專業學生進行傳熱學課堂教學的工作實踐,談談卓越工程師背景下推進“熱傳學”課程改革的幾點體會。
一、傳熱學課程教學現狀及存在的問題
1.教材的內容結構
楊世銘等主編的《傳熱學》為比較經典的教材,該教材總體上體現了傳熱學這門應用性很強的基礎課程的特點。教材主要包含熱傳導、熱對流和熱輻射三方面的內容。其中熱傳導部分相對簡單,通過簡化實際物理模型,運用高等數學的知識能夠得到一般問題的分析解。而對流換熱過程則相對復雜,該部分在實驗研究的基礎上總結出大量的圖表和經驗、半經驗公式,運用時需區別不同情況帶入不同的計算公式。對于此部分的學習學生感覺公式繁多、復雜,需強化記憶,且應用時經常選擇錯誤的經驗公式。輻射傳熱部分由于理論的抽象性以及輻射換熱方程次數較高的問題,學生不僅對概念的掌握困難,輻射換熱問題的求解亦有比較大的難度。總的來說,到目前為止傳熱學學科的發展中對于三種傳熱方式分析方法差別較大,連貫性不強,導致學生對課本知識的理解有些被動。且由于學時的減少,課上主要介紹三種傳熱方式的基本概念及方法,對綜合性問題的分析、訓練環節必然相應減少,導致學生分析和解決綜合實際問題的能力缺乏。
2.教學方法和手段單一
傳熱學的教學中,目前多采用多媒體授課。多媒體授課方式相對于以前的板書授課方式雖然大大增強了學生的直觀感受,通過圖、文、聲、像多角度調動學生的情緒、注意力和興趣,但也存在許多新的問題。例如:對于重點公式的推導不夠細致,通常忽略或者先于學生的反應便給出答案,學生無法真正領會推導過程;課上信息量大,只注重講課進度,忽視學生接受程度,到頭來學生收效甚微;與學生的互動缺乏,因為內容多,上課過程多是教師一人在上邊喋喋不休,學生卻在下面精神恍惚,特別是難度較大的章節,學生因為理解不了干脆放棄聽講,教師在講臺上唱獨角戲,課堂氣氛沉悶。
根據傳熱學課程現狀及存在的問題,以下內容分別為筆者從教學內容、教學方法、考核方式等幾方面進行的一些思考及嘗試。
二、面對“卓越工程師”培養的改革
1.優化教學內容
正如教材中所述,最近幾年,世界范圍內科學技術的發展對于傳熱學課程的發展產生了積極的影響,也提出了新的挑戰。盡管傳熱學的基本規律并無變化,但是研究手段的發展和工程應用領域的擴大進一步豐富了傳熱學的內涵。為了適應我國相關行業的發展,體現本學科的進展,要使學生學到最新的知識,必須不斷更新教學內容,把最新的知識引入到教學中。因此在教學內容的選擇上,考慮面對卓越工程師培養的目標,筆者適當刪減了一些比較繁瑣的數學推導內容,如一維無限大平板非穩態導熱分析解的推導過程課堂上不再推導,直接給出最后解的表達形式,要求同學了解其物理意義即可;對于傳統傳熱學中相對陳舊的內容也可根據情況做一些刪減,例如管內湍流傳熱的齊德-泰特公式、米海耶夫公式、流體橫掠管束的格里森公式等;此外,根據情況可以增加一些有關傳熱學新技術的內容,如微尺度傳熱內容、強化單相對流換熱的縱向渦方法等,通過這些前言知識的滲透使學生了解目前傳熱學應用的熱點技術,增加學習興趣。
2.引入工程案例的教學方法
面對“卓越工程師”培養需加強基于工程應用的教學方法。傳熱學學習的最終目的是解決與傳熱有關的工程實際問題。教材中分析的主要問題都能夠在工程實際中找到原型。對建筑環境與設備工程專業來說,空調系統中最主要的部件是兩個換熱器:蒸發器和冷凝器。其中分別發生的是制冷工質的沸騰吸熱以及凝結放熱過程,這兩部分換熱的理論基礎分別來自于傳熱學課本中沸騰和凝結換熱一章。為了增強換熱器的傳熱面積,肋片的應用則增加了同學們對換熱器表面不同結構的理解和認識。空調中冷量的載體―制冷劑在管路中的輸送過程需要保溫,經濟保溫層厚度的確定也離不開利用傳熱學知識的計算。此外,空調系統設計初期,計算維護結構的冷、熱負荷時,建筑維護結構的熱傳導環節則多可簡化為無限大平壁的穩態導熱問題,與課本中重點分析無限大平壁的導熱問題相對應,等等。因此,在教學工作中引入與本專業密切相關的典型案例,首先會激發同學的學習興趣,讓同學帶著問題去理解、去學習。此外,融入大量實際案例也可以使同學對基礎知識的理解更加深入,避免了單純課本知識的枯燥無味。
3.講解與討論相結合的教學方式
提高學生學習效果的重要方法是讓學生的學習從被動到主動。多媒體課件作為一種輔助手段,把抽象的事物用生動的語言和畫面展現在學生面前,更加形象和具體,但講解基礎理論時,以板書為主的方式效果較好。
摒棄課堂上老師一言堂的局面,在整個學習過程中教師主動設置討論環節。目前傳熱學作為建筑環境與設備工程專業研究生考試的專業課之一,許多時候專業課的復試是通過綜合案例的分析來考查學生對傳熱學知識的掌握情況。因此,在本科生教學階段就加強這方面的練習十分必要。例如在不同學習階段,教師可以挑選某一綜合的傳熱問題,讓學生分成小組,分別通過查閱文獻、分析和制訂求解方案,最后以報告或論文形式提交不同的解決方案,讓學生在課堂上進行匯報和討論,最終獲得大家認為較好的方案。期間避免教師完全控制討論,教師應注意傾聽學生的發言,并進行適當引導,使所有學生都參加討論過這個過程。這樣,讓學生對傳熱學的學習從被動到主動,深切體會運用所學傳熱學知識解決實際工程問題的過程,增強學習興趣,并能培養部分學生進行科學研究的能力。
4.CFD教學方法的應用
CFD(Computer Fluid Dynamics)是應用各種離散化的數值計算方法與計算機科學相結合來解決流動與傳熱問題的重要方法。對于典型情況下的傳熱問題,傳熱學課本中能夠推導并以公式的形式給出某一特定物體的溫度場,但對于幾何形狀或者邊界條件復雜的傳熱問題,運用CFD技術獲得其內部的溫度場之后,再對其傳熱量進行分析,這種方式已經必不可少。因此,結合CFD的教學方法可以更形象、生動地展示特定復雜場景下的傳熱過程,增強學生學習的興趣,運用巧妙的模擬方法又可以使學生加強對傳熱基本規律的理解和掌握。[3]
5.增加實踐教學課程
傳熱學是理論與應用并重的課程,目前傳統的授課卻往往偏重理論。為提高學生的動手與分析能力,應增加形式多樣的實踐課程。例如:建立教學和實習示范基地,在學習過程中帶學生到這些基地進行參觀。例如到散熱器或空調廠家,通過讓學生參觀各種形式的換熱器,讓學生感受到傳熱學知識與日常生活和工業生產的重要性;利用假期可以鼓勵學生到這些示范基地進行短期實習,豐富實踐經驗的同時也加強了鍛煉。筆者所在的學校就與大金、開利等空調公司建立了合作關系,也為學生的就業提供了很好的出路。此外,可以針對重要知識點開設實驗環節,讓學生親自制訂實驗方案、獲得并整理實驗數據,最后運用理論方法獲得不同條件下的實驗規律等等。這樣通過鍛煉學生的動手能力,增強了工程師素質的培養。
6.考核方式改革
考核既是對教師課堂教學效果的檢驗,又會促進學生學習的效果。筆者曾經對傳熱學的考核方式嘗試多次改革。目前,期末考試環節分成開卷加閉卷兩個部分,其中開卷部分針對綜合傳熱問題進行考核,著重考查學生綜合分析問題的能力;而閉卷部分則重點考查學生對基本概念、定性分析方法的理解。此外,課程過程中穿插的小論文完成情況也會在平時成績中體現。這樣避免了單一環節失誤導致學生成績不理想而造成的心理負擔,充分給予學生機會,也能夠清楚了解到每個學生在不同方面的特長加以針對性培養。
三、結論
面對“卓越工程師”培養的要求,結合建筑環境與設備工程專業特點,本文提出了優化教學內容,引入工程案例的教學方法,講解與討論相結合的教學方式,應用CFD教學方法,增加實踐教學課程,改革考核方式等傳熱學教學改革之方法,能夠使學生學習從被動到主動,并培養學生在較少課時內用傳熱規律分析工程問題的能力。
參考文獻:
[1]楊世銘,陶文銓.傳熱學[M].北京:高等教育出版社,2006.
關鍵詞: 熱回收;建筑環境;設備工程; 排風; 冷凝
中圖分類號:K826.16文獻標識碼:A 文章編號:
熱回收技術是有效降低能耗和減少熱污染的好方法,在未來有很大的發展空間,下面將分別對排風熱回收和冷凝熱回收這兩種形式的熱回收方法進行介紹。
1 排風熱回收
1.1 排風熱回收系統的重要性
所謂熱回收系統既是回收建筑物內外的余熱(冷) 或廢熱( 冷) 并把回收的熱( 冷) 量作為供熱( 冷) 或其他加熱設備的熱源而加以利用的系統。我們知道傳統空調系統能耗基本上占建筑總能耗的20% ~ 40%, 而空調系統中新風負荷又占總負荷的20%~ 30% , 則新風耗能占建筑總能耗的4% ~ 12%, 進行了合理的空氣風平衡, 熱平衡后, 新風的耗能則被排風帶走, 排出室外, 白白浪費掉。設置熱回收系統, 以熱回收裝置的回收效率為60%計, 空調系統節能效率可以達到建筑總能耗的2. 4%~ 7. 2%。
1.2 熱回收裝置的概況
熱回收方式比較多, 但歸納起來共兩大類。即全熱回收裝置、顯熱回收裝置。全熱回收裝置即回收顯熱, 又能回收潛熱, 此類裝置有轉輪式換熱器、板翅式換熱器、熱泵式換熱器。顯熱回收裝置有中間熱媒式換熱器, 板式顯熱換熱器, 熱管式換熱器。
中間熱媒換熱器, 新風與排風不會產生交叉污染, 供熱側與得熱側之間通過管道連接, 管道可以延長, 布置靈活方便, 但是須配備循環水泵, 存在動力消耗, 通過中間熱媒輸送, 溫差損失大, 換熱效率較低, 在60% 以下。板式顯熱換熱器, 結構簡單, 運行安全、可靠,無傳動設備, 不消耗動力, 無溫差損失, 設備費用較低。但是設備體積大, 須占用較大建筑空間, 接管位置固定, 缺乏靈活性, 傳熱效率較低。熱管式換熱器, 無需動力消耗, 借助另一介質的相變來傳遞熱量, 傳遞效率較低。全熱回收裝置中轉輪式換熱器是通過排風與新風交替逆向流過轉輪, 轉輪中間有清洗扇, 本身對轉輪有自凈作用, 對轉速控制, 能適應不同的室外空氣參數, 而且能使效率達到70% ~ 80% 以上。但是轉輪式換熱器是兩種介質交替轉換, 不能完全避免交叉污染, 因此流過氣體必須是無害物質, 另外設備裝置較大, 占有較多面積和空間,接管固定, 帶傳動設備, 消耗一定的動能。板翅式換熱器與板式顯熱抵制熱器結構相似, 僅在換熱隔板材質上采用特殊加工的紙或膜,通過水蒸汽分壓力差進行傳熱和傳質的交換, 熱效率低于轉輪式熱交換器。熱泵式換熱器, 能回收大量潛能, 熱效率高。但是需配備壓縮機, 冷凝器, 蒸發器等一系列配套設備, 其本身能耗, 設備投資造價比較高。
1.3 回收裝置投資的回收期
空調系統增加了熱回收裝置, 勢必初投資增大, 在空調系統運行中, 熱回收裝置回收了一定的熱( 冷) 量, 減少了加熱量或供冷量, 節省了運行費用。初投資的增加與節省的運行費用相比較, 所增加的初投資的回收期的長短, 決定了設置熱回收裝置的可行性。
1.4 熱回收系統設計的合理性
1.4.1 系統規模要適中
熱回收裝置一般布置在建筑物頂層或設備層內。設備本身尺寸比較大, 僅就處理15000m3/ h風量的熱回收裝置及風道占用建筑尺寸就在5. 1×6. 8m 左右, 很顯然配置熱回收裝置有很大困難, 所以選擇新風量標準應按建筑規模等級, 遵循國家標準選取最小新風量。對于大負荷的熱回收系統, 當風量超過15000m3/ h 時, 應組成若干個小系統, 有利于設備、風道布置。
1.4.2 系統運行的可靠性
全熱回收裝置換熱是靠新風與排風的溫差和蒸汽分壓力差來達到熱濕交換, 為使設備在高效率工況下運行, 進入裝置新風和排風應設空氣過濾器。裝置運行環境溫度應在- 5 e 以上, 否則結霜, 不能正常工作。
1.4.3 保證熱回系統的清潔度
轉輪式換熱器缺點就是存在交叉污染, 為發揮扇形器自凈作用, 應當使系統新風壓入, 排風吸出, 保證新風壓力大于排風壓力, 壓差控制在200Pa 左右, 這樣可以提高空氣品質, 達到系統最大限度的清潔性。
1.4.4 自動控制的重要性
在設置熱回收裝置的空調系統里, 要想得到有效的熱量回收, 宜設計和配備必要的自控裝置,以確保回收系統在合理的狀態下工作。
2 冷凝熱量的回收
2.1 冷凝熱回收的可行性
在夏季,中央空調的制冷機組制冷時,一般將機組的冷凝熱通過冷卻塔排向室外。相關數據顯示:壓縮式制冷機組的冷凝熱量約是制冷量的1.2 倍;吸收式制冷機組的冷凝熱量約是制冷量的2.5倍。冷凝熱量的任意排放,浪費了能源,增加了城市的熱島效應。如果把這部分冷凝熱用來制備熱水,在夏季時可以少開或停開用于制備熱水的鍋爐,減少制備熱水的能耗,同時還可以降低冷凝器周圍環境的溫度,使冷凝溫度降低,減少空調機組的能耗。冷凝熱熱回收就是利用熱回收技術把排出室外的低品位能量有效地回收,用來加熱生活用熱水,溫度可以達到65℃左右,再利用蓄熱水箱,持續為用戶提供生活熱水,達到節能的目的
2.2 設計方案
熱泵回收:運行過程是在冷卻水循環中增設水源熱泵機組,使熱泵機組與冷卻塔并聯于冷卻水循環中,把熱泵的蒸發器并接到制冷機組冷卻水回路上,以冷卻水中的冷凝熱作為熱泵的低品位熱源,通過熱泵機組將低品位的冷凝熱轉變成高品位的生活熱水,從而將制冷系統工作時冷卻塔散失的冷凝熱加以回收利用,生產出65℃左右的熱水供用戶使用。其原理圖2 如下:從冷凝器出來的冷卻水沒有全部進入冷卻塔,而是分為兩路:第一路進入冷卻塔,冷卻后返回冷凝器;第二路進入水源熱泵機組的蒸發器,作為熱泵機組的低溫熱源,放出熱量后再返回冷卻塔。
此方案比較適合現有空調冷卻水系統的改造,不會受到制冷機組種類的限制,因為改造的過程中只涉及冷卻水系統,只是把熱泵的蒸發器并接到制冷機組冷卻水回路上,對冷水機組影響較小,也比較容易操作。另外,冷凝熱的回收率高,熱水的供應量較大,而且熱水可以加熱到65℃,系統方案在運行過程中的控制也比較容易實現。
2.3 系統中存在的問題及注意事項
2.3.1冷凝熱的回收量與熱水用量的時間段不一致一方面,冷凝器的放熱量隨空調負荷變化而變化的,冷凝熱的變化受很多因素的影響,冷凝熱量是動態變化的;另一方面,賓館中的熱水用量受到入住人數、天氣情況等因素制約,熱水用量不穩定,所以冷凝熱的回收量與熱水用量有很大的波動性。因此,我們可以增加蓄熱水箱來調節熱回收量和利用量在時間段上的不一致。
2.3.2 冷凝熱的回收量與熱水用量的季節段不一致在夏季制冷機組運行時間很長,冷凝熱量也相應的比較大,然而在過渡季節和冬季,制冷機組的運行時間將逐漸減少,所以,冷凝熱也隨季節的變化而變化,但是不論哪個季節,人們都會有熱水的需求,這就會引起冷凝熱量和熱水用量在季節上的不一致。因此,我們可以適當開啟賓館原有熱水系統的鍋爐或者增加輔助熱源來提供熱水。
3 結語
節能和環保在時代越來越重要, 熱回收技術是其中的一種非常重要的方法,必將有非常廣闊的發展空間。
參考文獻:
[ 1] 陸亞俊, 馬最良. 暖通空調[M] . 北京: 中國建筑工業出版社, 2002.
[ 2] 陳沛霖. 空調制冷技術手冊[M] . 上海: 同濟大學出版社, 1989.
關鍵詞:建筑環境;設備工程;節能設計
引言
暖通工程的設計對建筑環境的變化有著非常重要的影響,對建筑工程的使用性能以及美觀性,人體在建筑工程居住過程中的感官性能等有著非常重要的影響,設計單位在暖通工程的設計過程中,應該以建筑工程的環境設計內容為具體的依據,更加合理的展開暖通工程的設計,在暖通工程的設計過程中充分的應用節能環保的相關理念,保證暖通工程能夠與建筑工程的環境有效的融為一體,為建筑工程使用者提供更加舒適的建筑環境,同時更加有效的提升建筑工程的節能以及環保特性,使建筑工程真正的達到設計使用的巔峰。
一、暖通工程對建筑環境的具體影響
1、暖通空調在建筑工程的設計與使用的過程中,設計師經常會采用提高建筑工程室內氣密性、提高建筑工程室內熱絕緣性的方法,達到減少建筑工程節能設計的目的,然而在這種設計內容經常會造成建筑工程在使用過程中空氣新鮮度下降、外界新鮮空氣能以進入室內的現象,對于建筑工程的室內空氣品質造成了非常惡劣的影響。
2、暖通空調在建筑工程的設計與使用過程中,暖通空調自身也很有可能成為建筑工程的室內環境污染源,尤其在暖通空調經常缺乏清晰的情況下,暖通空調運行過程中會產生諸多灰塵以及污垢,甚至會產生諸多污染類型的細菌,對建筑工程室內的品質也會造成一定的威脅,對建筑環境的影響也是毋庸置疑的。
3、暖通空調在設計使用的過程中會自動調換室內外的空氣新鮮度、溫度、濕度等諸多內容,但是這種調換在一定程度上會削減人體在建筑工程室內居住時的相關抗性,尤其是在炎熱的夏季,建筑工程室內外溫度有著非常高的差別,這種情況很容易造成人體在建筑內外環境中產生身體不適的現象,對人體的抵抗力以及免疫力造成一定程度的不良影響。
二、建筑環境與暖通工程的節能設計
1、暖通空調系統設計
加強建筑環境與設備工程節能設計水準首先應當加強暖通空調系統的設計,這一點是當前保證工作質量的核心環節。暖通空調系統進行設計首要的環節是計算建筑物的負荷。建筑負荷中,通過圍護結構傳熱產生的冷熱負荷在空調負荷中占有很大的比重。建筑圍護結構保溫性能在建筑的節能中起著很重要的作用。采取遮陽、外保溫、節能窗等措施提高圍護結構的隔熱性能,可以減小由室內外溫差而引起的熱量交換,從而有效減小空調冷熱負荷,達到節能的目的。在該環節強調維護結構選擇節能,要求學生嚴格按照國家和地區的節能標準進行維護結構設計。隨著當前社會不斷向前發展使得建筑環境與設備工程節能設計已經逐步成為了城市之中的主流設計方向,為了在實踐之中更好的增強節能技術設計水準,還應當充分的結合行業之內的相關原則和管理的經驗,重點的對建筑環境與設備工程節能設計相關內容進行分析,所以還應當對建筑環境與設備工程節能設計技術和管理進行深層次的研究,更好的避免出現相關安全問題。在設計之中實現節能減排,一方面可以符合當前環境發展的切實需求,另外一方面還可以更好的運用其中剩余的能源,實現資源的重復利用。
2、建筑照明節能設計分析
隨著當前現代化的工業設計技術不斷的向前發展,工業領域之內的相關工作也呈現出了不斷改革的趨勢。在當前的工作狀況之下如何真正意義上實現建筑環境與設備工程節能設計,是今后工作重點和難點,同時也是當前社會工作的核心環節。需要注意的是,建筑環境與設備工程節能設計作為一種新型的設計思想,正在逐步的成為當前主流的能源,并且在今后隨著我國相關領域之內的技術不斷向前發展,工作也必將呈現出嶄新的姿態。光源是能量轉換成光的器件,是實現照明節能的核心。高光效光源主要指氣體放電燈:低壓氣體放電燈以熒光燈為代表,高壓氣體放電燈主要為高壓鈉燈和金屬鹵化物燈。一般房間的照明,應優先采用熒光燈,熒光燈已由普通型發展到第二代高光效型熒光燈。高大空間場所,一般采用金屬鹵化物燈、高壓鈉燈及混光燈。發光二極管(LED)以其壽命長、顯色性好、無頻閃、響應時間短、耐振動等優點,得到廣泛的應用。
在我國建筑照明設計中普遍存在的現象是隨意加大光源的功率和燈具的數量或不選用節能產品,照度不符合標準,照明配電不合理,光源和燈具選型不妥等現象,這些都會造成能源浪費。我們應該提高設計質量的精度,從建筑照明的最初環節上實現能源的高效利用。照明系統的節能應著重考慮燈具的選用、智能布線、室內燈光亮度的合理配置、與自然光的結合等問題。尤其是公共建筑的燈具和照度設計,更應引起重視。但是需要注意的是在當前建筑需求量不斷增加的前提之下,如何有效的實現節能技術的應用,是重點和難點,所以還應當對建筑環境與設備工程節能設計和管理進行深層次的研究,以更好的實現技術的發展和改革創新。
結束語
總的來講加強建筑環境與設備工程節能設計意義重大,正如上文所闡述到的,隨著當前我國可持續建設工作的不斷深入進行,廣大群眾的環保意識思想也在不斷的增強,在當前的環境之下加強建筑環境與設備工程節能設計分析,有著重大的意義和深遠的價值。綜上所述,根據對當前現代化的建筑環境與設備工程節能設計重點和難點等進行綜合性的分析,從實際的角度著手對設計的思想理念和應當遵循的原則等進行了系統性的分析,旨在以此為基礎更好的實現相關事業的改革,更好的促進建筑環境與設備工程節能設計水準增強。
參考文獻
[1]余曉平,付祥釗.面向產業需求的建筑節能工程人才培養探討[J].高等建筑教育,2012(6):27-31.
[2]肖益民,付祥釗,盧軍,等.建筑環境與設備工程特色專業建設實踐[J].高等建筑教育,2012(6):23-26.
建筑環境與設備工程專業是根據教育部1998年頒布的全國普通高等學校本科專業目錄,將“供熱通風與空調工程”和“燃氣工程”兩專業合并、調整、拓寬組建而成的新專業。中華碩博網資料顯示,目前我國共有140多所院校開設了建筑環境與設備工程專業,在校學生3萬多人,每年有6800多名畢業生。隨著我國大學本科招生規模的擴充,畢業生面臨越來越大的就業壓力。如何提升建筑環境與設備工程專業的辦學水平,增強學生的綜合能力,適應社會的需求,向社會輸送高素質的合格人才,是目前一個非常嚴峻的現實問題。在新一輪的應屆畢業生就業階段,對用人單位的需求狀況及畢業生的擇業狀況進行了調查,從中得到了一些關于加強建筑環境與設備工程專業教育的啟發。
二、用人單位對畢業生的要求
在2007年10月和12月期間,在西南科技大學和重慶大學參加了包括珠海格力電器股份有限公司、重慶隆鑫地產(集團)有限公司、四川長虹置業有限公司、中建三局工程總承包公司、重慶美的通用制冷設備有限公司等十幾個用人單位的校內宣講會、招聘會,這些用人單位囊括了產品研發、銷售、技術服務、工程設計、施工等,并與用人單位招聘人員進行了全面交流。在交流過程中了解到,這些用人單位選人當然都重視畢業生的學習成績,但也都不是把學習成績作為全部,也十分看重畢業生的潛力,要求畢業生思想素質高、專業基礎知識扎實,學習能力強,具有良好的溝通協調能力、團隊合作能力以及創新能力,學生要具有吃苦耐勞的精神。比如畢業生有某方面的特長、在校期間參加一些活動并獲得過獎勵等等,他們都會優先考慮。同時,一些用人單位還要求畢業生必須通過英語四級和計算機等級考試等,而大型設計院則需要碩士以上學歷的畢業生。通過調查發現,所有的用人單位除了要求畢業生的專業知識外,還特別強調畢業生要具有溝通協調能力、團隊合作能力以及創新能力。這就要求畢業生在校期間必須全面發展,具有較強的綜合素質,才能適應社會的需要。
三、畢業生的信息反饋
在宣講會、招聘會現場,隨機調查了來自西南科技大學、重慶大學以及重慶科技學院建筑環境與設備工程專業的數十名畢業生,了解他們在應聘過程中的一些想法,并從自身的角度談談希望學校在專業教育方面應該在哪些方面加強。現階段的畢業生找工作大致有幾種情況:一種是不急于確定工作單位,只是通過招聘會積累一定的經驗,如果確有自己非常滿意的單位才考慮,這種類型的畢業生大多是家庭情況較好;另一種是急于確定工作單位,這種類型的畢業生通常家庭情況一般,希望盡早確定工作單位,只要有單位愿意與其簽約,他們就會立即同意,基本不考慮其他因素;還有一種情況就是介于前兩種情況之間,這類畢業生會對多個招聘單位進行比較,考慮一些外部因素,再確定是否與用人單位簽約,或者是先簽定某個單位,工作以后繼續尋找自己喜歡或適合的工作單位,目前這類畢業生所占比例最大。當談到畢業生對學校的專業教育需在哪些方面加強時,幾乎所有的學生都希望在實踐教學環節進行加強,以增強學生的實際動手能力。另外,一些課程的設置應具有較強的針對性,專業知識面要求更廣。
四、對專業教育的思考
在教育部對專業調整以后,建筑環境與設備工程專業的培養目標和課程體系都有了很大的改變。高等學校土建學科教學指導委員會建筑環境與設備工程專業指導委員會對建筑環境與設備工程專業“培養目標”的定位為:培養適應我國社會主義現代化建設的需要,德、智、體、美全面發展,基礎扎實、知識面寬、素質高、能力強、有創新意識的建筑環境與設備工程專業高級技術人才[1]。重慶大學付祥釗教授和山東建筑工程學院肖勇全教授等對建筑環境與設備工程專業課程體系的總體框架提出了指導性的意見[2-3]。
(一)加強師資隊伍的建設
專業調整后,對建筑環境與設備工程專業的專業教育有了更高的要求,同時對教師的要求也相應提高了。專業教師首先應該提高自身的水平,才能夠適應專業發展的需要,從而提升專業教育,促進辦學水平的提高。
(二)加強專業基礎教育
在全國高校專業指導委員會提出的建筑環境與設備工程專業本科培養計劃總體框架的指導下,以專業平臺課為基礎,結合學校自身的具體情況,發揮各自的優勢特色,既符合高等教育“厚基礎、寬口徑”的教育方針,又能適應社會的需求。建筑環境與設備工程專業的專業基礎課在原有的“流體力學”、“工程熱力學”、“傳熱學”的基礎上,新增了“建筑環境學”、“流體輸配管網”、“熱質交換原理與設備”三門專業平臺課程。在專業基礎課程教學中,必須明確專業平臺課的性質和作用,要充分體現和突出學科基礎,讓學生學會運用專業平臺課中學習的本專業工程技術原理和方法,分析處理不同的工程實際問題,從而鍛煉出貫通本專業各種工程的能力。
(三)加強專業課程的特色教育
西南科技大學建筑環境與設備工程專業雖然都開設了“六大”基礎課程,但與專業課沒有形成一個完整的體系,很大程度上還是沿用了以前“暖通專業”的框架,也就阻礙了建筑環境與設備工程專業向更高層次發展。因此,必須在專業基礎平臺課的基礎上,構建一個具有自身特色的專業課程體系。“聯合辦學”是西南科技大學的一大辦學特色,而建筑環境與設備工程專業在這之前并沒有利用好這一有利條件。如何發揮董事單位的優勢,將其融入到專業教學中,開設專業特色課程,體現辦學特色,需要進一步的摸索提煉。
(四)加強實踐教學環節改革
實踐教學既是理論教學的補充,又是培養學生創新能力的重要基礎和源泉,建筑環境與設備工程專業具有很強的實踐性和創新性。西南科技大學建筑環境與設備工程專業開設的實驗課程多為驗證性和演示性實驗,而設計性和綜合性實驗偏少。設計性實驗和綜合性實驗更能培養學生的創新意識以及協作意識,這個環節必須得以加強。實習是實踐教學的重要環節。目前西南科技大學建筑環境與設備工程專業的各種實習是以集中實習和分散實習相結合的方式進行,但由于各種條件的限制,實習效果不是特別明顯,我們也一直在探索一種適合自身情況的實習模式。專業課程設計和畢業設計(論文)是建筑環境與設備工程專業本科教學最重要的教學環節之一,是對學生綜合運用所學知識,分析問題解決問題能力的培養和訓練。課程設計應在原有的課程體系中進行整合,組建新的綜合課程設計;畢業設計(論文)應逐步從“以工程設計為主、研究為輔”向“以研究為主、工程設計為輔”的方向過渡,將工程設計轉向課程設計和綜合課程設計中,這也就要求有較高的師資水平。
1998年教育部新頒布的全國普通高等學校本科專業目錄中,將原“供熱通風與空調工程”專業和“城市燃氣供應”專業進行調整、拓寬,組建建筑環境與設備工程新專業。培養“厚基礎、寬口徑、富有創新能力”,符合注冊公用設備工程師職業資格,并能與國際接軌的多規格專業人才,是本專業調整改革的目的。“工程熱力學”、“流體力學”和“傳熱學”被稱為建筑環境與設備工程專業傳統的三大核心專業基礎課。隨著人們對建筑環境的不斷關注和該領域的深入發展,“建筑環境學”作為本專業重要的專業基礎課應運而生。“建筑環境學”體現了建筑環境與設備工程專業的研究對象由單純的機械設備系統向綜合的建筑環境系統轉化的發展趨勢,也是本專業區別于其他專業的核心專業基礎課。在具體的教學中,教師普遍反應此課程“不太好教”,學生普遍反應“不太好學”。總結起來,主要有幾個問題:①內容寬泛,不成體系。教材涉及建筑外環境、室內空氣品質、熱濕環境、建筑光環境、聲環境等,內容十分廣泛。但教材只是孤立地對這幾方面進行講述,缺少怎樣應用這些知識的步驟、方法。②與本專業聯系不大。本專業傳統核心內容是對室內空氣溫、濕度進行控制和調節,本課程講授的室內空氣品質、聲光環境,學生學后感覺用途不大。③教材中理論較多、抽象、不容易理解和掌握。
一、“建筑環境學”教材的沿革
我國高校的“建筑環境學”課程是在清華大學1997年開設的“人工環境學”課程基礎上發展起來的。1999年金招芬副教授和朱穎心教授在趙榮義教授的指導下主編了中國第一部《建筑環境學》教材,由中國建筑工業出版社于2001年出版。該教材由六大部分組成:建筑外環境、室內空氣品質、熱濕環境及人對該環境的反應、建筑光環境、建筑聲環境、典型工藝過程對室內環境的要求。各部分內容均相對獨立,篇幅不大,但保證了一定理論深度。對于教與學,雖然感覺有些“難”,但還是能夠基本完成教學任務。2005年7月,中國建筑工業出版社出版了《建筑環境學》的第二版。新版教材包括8大部分:建筑外環境、建筑熱濕環境、人體對熱濕環境的反應、室內空氣品質、通風與氣流組織、建筑聲環境、建筑光環境、工業建筑的室內環境要求。結合國內外科研成果,加強了對建筑熱濕環境和空氣品質的介紹。大量介紹了前沿課題的研究內容和成果,教材的學術含量得到了很大提高,但給教學也帶來了一定的困難。2005年9月,機械工業出版社出版了黃晨主編的《建筑環境學》。此教材共有7章,在引入建筑環境概念的基礎上,系統介紹了建筑外環境、室內空氣環境、建筑熱濕環境、建筑聲環境、建筑光環境,最后介紹了建筑環境的綜合控制與評價。全書以各環境形成的機理、特性、評價為主線,通過工程應用、例題分析,論述建筑環境學所涉及的基本理論和分析方法,并引入新理念、新標準對建筑環境予以分析和評價。
二、“建筑環境學”教學內容及注意問題
建筑室內環境包括室內熱濕環境、室內空氣品質、聲環境和光環境。為了讓學生一目了然,可將建筑室內環境所包括內容畫成“知識體系樹”的形式(如圖1所示),讓學生對本課程的知識體系有個宏觀認識。室內環境包括四個模塊加上后面建筑外環境、人體對熱濕環境的反應和通風與氣流組織,7大部分共同構成了建筑環境學的主要內容。有了宏觀認識,加深了學生對建筑環境與設備工程專業任務的理解,并消除了學生盲目學習的現象。同時在教學中要注意幾個問題:(1)教材內容的取舍與補充。朱穎心教授第二版《建筑環境學》大量介紹了前沿課題的研究內容和成果,因各個高校專業培養層次不同,“建筑環境學”課程學時設置也不同。有鑒于此,在教學中,可對教材進行刪減,也可以根據授課需要,補充新的研究成果和內容。(2)與其他課程的銜接與協調。“建筑環境學”的學習,涉及到熱力學和流體力學及傳熱學知識,通過教學可以引導學生進一步深入理解這些知識。(3)講授與討論相結合。建筑環境學是近年來發展起來的年輕學科,不少問題尚在研究與探索之中。教學中,可選取部分熱點問題,組織學生討論,在教師的引導下,培養學生對建筑環境的全面認識能力。(4)資料的查閱與收集。鑒于此課內容涉及面廣,研究發展較快,教學中可要求學生課后查閱一定量的期刊及網絡資料。要求學生到圖書館去借閱《暖通空調》、《建筑熱能通風空調》、《制冷與空調》等學術期刊,這既有助于學生加深對課堂學習內容的理解和掌握,也有利于培養學生的自學能力和研究意識。
三、加強“建筑環境學”實踐教學
“建筑環境學”課程的教學內容比較寬泛,其中大部分教學內容跟人們的日常生活有著緊密的聯系,但許多內容均淺嘗即止,或只有比較抽象的理論和概念性內容講解,缺乏具體的實例應用分析,學生缺少感性的實踐認識。從認知學角度考慮:“理論認識-實踐認知-認識升華”是全面掌握某一專業知識的基本認知規律,在學生掌握理論知識的基礎上,需要增加一些實驗教學平臺。參考其他學校的實驗教學成果,依據本校教學科研特點、師資力量水平,初步建立起自身的實驗教學體系。將學生分成6個興趣小組,依據“建筑環境學實踐教學實驗平臺”,給學生布置相應的實驗課題作為課后作業,這樣既讓學生對課堂理論知識有了親身的體驗,也減輕了學生的課業負擔。每一階段以書面報告和課堂口頭匯報的形式提交各個小組的測試研究成果,最后,師生共同探討。依據多年的教學實踐以及對建筑環境學課程性質和教學目的的認識,基本完成了“建筑環境學實踐教學實驗平臺”。