發布時間:2022-06-11 06:59:13
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關鍵詞:環保設備工程;課程設置;教材建設
作者簡介:解清杰(1973-),男,河北獻縣人,江蘇大學環境與安全工程學院環境工程系主任,副教授;吳向陽(1965-),男,江蘇丹陽人,江蘇大學環境與安全工程學院院長,教授,博士生導師。(江蘇 鎮江 212013)
基金項目:本文系江蘇大學工業中心國家級實驗教學示范中心實踐(工程訓練)教學改革研究項目(項目編號:ZXJG201213)的研究成果。
中圖分類號:G642.3 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)34-0103-02
隨著我國環保事業的快速發展,社會對環保設備人才的需求不斷增長,為了適應這一人才需求態勢,教育部2010年首批批準江蘇大學等4所高校招收環保設備工程專業本科生。目前,環保設備工程專業正迎來前所未有的發展機遇,同時也面臨著時代賦予的巨大挑戰,如何在專業教育方面提高本科生綜合能力以適應行業和社會的發展,仍然是今后的研究熱點之一。
如何根據人才培養目標建設新專業以及完善課程體系,如何培養適應社會需求的應用型創新專業人才,創造新的人才培養模式,是開設該專業的各高校面臨的共同問題。而作為一個新專業,對于課程體系設置情況,各高校還處于一個摸索階段。江蘇大學作為國內最早招收環保設備工程專業本科生的高校,在課程設置和教材建設方面進行了一些思考和實踐。
一、環保設備工程專業培養目標
江蘇大學環保設備工程專業本科生的培養目標是通過四年的學習使學生具有環保設備領域基本理論,具有環境科學與工程、機械設計與制造、自動控制等方面的基本知識,具備環保設備研發、設計、制造、安裝、運行與管理以及環境分析與檢測、環境污染治理等相關工作基本能力的高級工程技術人才。[1]
該專業學生主要學習工程力學、工程圖學、電工電子學、機械工程學、污染控制工程等學科的基本理論和基本知識,受到外語、計算機技術及CAD繪圖、環保設備設計與制造等方面的基本訓練,具有環保設備設計、制造、安裝與運行管理等方面的基本能力。畢業生應獲得以下幾方面的知識和能力:具有良好的思想道德、文化、心理和身體素質,掌握本專業所必需的自然科學基礎理論,較好的人文、藝術和社會科學修養以及較好的漢語語言文字表達能力;具有較強的計算機和外語綜合應用能力;系統掌握環保設備工程專業寬廣的技術理論基礎理論,包括:化學、力學、機械學、電工電子學、環境工程原理等;具有本專業必需的設計、計算、分析、測試和工藝操作等基本技能,了解環境工程、機械工程學科前沿及發展趨勢;具有較強的自學能力、獨立工作能力、開拓創新意識和敏銳的觀察事物以及分析處理事物的能力;具有較強的團隊意識、良好的科學精神與職業道德。
二、課程設置特點
教學內容和課程體系,直接反映了教育目的和培養目標,是培養人才提高教學質量的核心環節。對大多數高校而言,新專業是在環境工程專業基礎之上籌建起來的,新專業有其突出的特點,其課程體系設置思路不能等同于環境工程專業。
對于環保設備工程專業而言,學生應該掌握與環保設備相關的基本理論、原理及方法,對環保設備具備全局觀和系統觀。而環境工程專業要求具備環境工程有關的基礎理論與專業知識。[2]環境工程中的環保設備系統知識僅僅是環保設備工程專業需要掌握的環保設備知識體系中的一個方面,環境工程土建施工不是新專業掌握的重點,這恰是環境工程專業要求的重點內容。因此,從培養方案看,兩個專業的培養目標是不同的。
專業基礎課、專業課以及專業選修課的建設是一個全新的內容,其中一些課程創新色彩濃厚,具有很深的機械工程專業特點,國內國外均無建設經驗可以借鑒。對于主干學科和主要課程,作為環境工程中的化學、微生物學、工程力學等重要專業基礎課內容,在環保設備工程專業教學中應注意篩選和有針對性的調整。結合專業建設需要,可考慮重新編寫教材。如對于環境工程專業所開設的無機化學、物理化學、有機化學和分析化學等4門課,可以根據環保設備工程專業對化學知識要求較低的特點整合成環境化學基礎一門課。對新專業而言,應該注重環保設備工程專業中的設備相關基礎理論的講解,如開設工程材料及其制造技術、公差與檢測技術、機械傳動、傳感器技術等。對工程圖學,重點應放在與設備結構相關的制圖理論,而不是土建施工圖紙的繪制;對流體力學,應該以基本的流動方程與流體機械的基本理論為重點;機械原理與設計中基本概念以及基本動力學理論應該讓學生掌握,而與環保設備無關的齒輪傳動、螺紋連接及連桿機構器等不作為重點。
課程體系建設的構成中,除專業基礎課外,專業課是課程體系的重點。環保設備、污染控制技術、固廢處理與處置、環境分析與檢測成為新專業的主干課程,其他課程體系應圍繞主干課程進行建設。而環境影響評價、環境監測、物理性污染控制工程等環境工程專業重要的主干課程,僅僅是環保設備工程專業課程建設中的參考或作為選修課程開設。在教學實踐中,環境分析與檢測是分別整合了環境分析化學、環境監測和環境分析技術三大專業基礎課內容,以環保相關的分析與檢測為主要內容進行專業課程的安排。為了擴大學生的知識量,在專業選修課中開設了管道工程、環境工程施工與管理、環保設施運行與管理、環保設備模型與仿真等。
設置工業系統認識實習、專業認識實習和畢業實習三大實踐環節,但各階段的實踐內容均不同于環境工程專業。工業系統認識實習要求了解工業設備的生產和制造過程,實習地點為江蘇大學工業中心和機電總廠 ;專業認識實習應該了解污染控制原理及環保設備的設計與制造過程,實習地點為污水廠、廢氣處理設施等污控系統以及環保設備制造企業;新專業的就業對象一般為環保設備設計、制造或運營企業,因此,畢業實習應該與畢業設計結合,圍繞此類業務開展畢業設計。圖1所示為江蘇大學環保設備工程專業的課程設置情況。
三、教材建設
對于一個新專業,如何結合專業特色進行教材建設,是深化教育教學改革,培養知識豐富、技能過硬、具有創新能力的高素質應用人才,提高教學質量的重要保證和支撐。如前所述,本專業的建設是基于環境工程專業,因此,對于內容和要求相近的課程可以采用環境工程專業通用的教材,如環境工程原理、環境學基礎、環境生物技術、(水、氣、固)污染控制技術和一些選修課程。而對于學時或內容要求明顯不同于環境工程專業的課程及本專業特有的一些基本課程、特色課程和實踐課程,則需要加大建設力度,組織優勢力量進行組織編寫。
1.基本課程教材建設
基本課程是環保設備工程專業必須要學習的一些具有通用性和普遍性的課程,是不論將來從事環保設備哪個方面的工作和研究都應當學習的課程,同時也是該專業的入門課程。學完基本課程,對該專業技能就有了一個基本的整體的了解和掌握。
(1)環境化學基礎。如前所述,環保設備工程不同于環境工程,其對化學基礎課程的要求略低,同時考慮到機械類課程的開設,因此有必要對化學相關課程進行整合。一方面適應專業的需求,另一方面可以有效控制學時。環境化學基礎課程就是結合該專業特點整合了無機化學、物理化學等多門化學課程,以適應環保設備工程專業而設置的。
(2)機械原理與設計。該課程的教學內容和學時要求不同于傳統的機械工程等專業開設的類似課程,對于環保設備工程專業而言,機械原理與設計應該更偏重于簡單機構的結構分析、運動學與動力學分析和機械系統設計綜述等內容。
(3)環境分析與檢測。該課程作為一門骨干課程是基于短學時的要求而開設的,其核心內容應該包括分析儀器的使用,水、氣、固、土壤、噪聲等環境污染檢測方法介紹。該課程亦是一門集成型的課程,其內容涵蓋了傳統的分析化學、環境監測等幾門分析檢測課程的內容。
(4)環保設備設計與應用。目前,該課程相關的教材較多,如劉宏編的《環保設備:原理·設計·應用》,羅輝等編的《環保設備設計與應用》,周敬宣編的《環保設備及課程設計》,陳家慶編的《環保設備原理與設計》等書使用量較大。但是,這些教材均是針對環境工程專業本科教學而編寫的,而其作為環保設備工程專業的核心課程,應該專門編寫一部更系統更詳盡的教材,以適應專業特點,并體現專業能力。
2.特色課程教材建設
特色課程的開設主要是體現不同學校的環保設備工程專業的特色和亮點以及學生畢業之后的就業傾向。如江蘇大學是一所機械基礎較強的特色院校,且位于環保設備制造企業眾多的長三角區域,其特色主要體現在環保設備模型與仿真、環保設施運行與管理等校企共建的特色課程和特色教材。而中國石油大學(華東)院校作為一所石化類院校,其專業特色課程設置亦很明顯。[3]
3.實踐課程教材建設
環保設備工程專業跨機械工程、環境工程、自動控制三個專業,均對學生的實踐能力提出了較高的要求。對應設立的實驗、認識實習、金工實習、測量實習、畢業實習、課程設計和畢業設計等實踐環節均不同于上述三個專業,因此對其教材建設提出了更高的要求,應結合教學內容和學生特點編寫一套集基礎性、系統性、科學性、先進性于一體的實踐課程教材,以適應學生的個性化和專業化學習需求。
四、結語
對于一個新辦專業,由于建設的復雜性,其課程設置的優化和教材的建設還需要一個較長的過程,很多經驗要通過建設過程中的不斷總結才能逐步完善。對于目前而言,需要思考的問題有: 在理論教學中,如何盡快實現理論基礎知識和專業實踐的有機結合;在創新型應用人才培養過程中,如何提高課程設置的合理性、實踐教學活動的針對性和系統性;如何培養學生的思考能力、創新精神、處理和解決、科研問題、實際工程項目的能力等。要解決以上問題,還需要高校教師付出艱辛的努力。
參考文獻:
[1]解清杰,趙如金,劉宏,等.環保設備工程專業復合型人才培養方案構建[J].中國電力教育,2012,(32):29-30.
關鍵詞:照明工程動力工程火災報警與消防聯動有線電視電視監控
0.引言
本工程為公司調度樓改造工程,建筑面積12000平方米,建筑高度68.6米。建筑地下一層為消防泵房、制冷機房等;一到十二層為辦公室,十三層為檔案室;十四層為大會議室;十五、十六層為辦公室。根據戶主要求:設計范圍為照明、動力、火災自動報警、有線電視、電視監控系統。綜合布線系統業主自理,變電所不變,層頂防雷利用原有防雷做法。
1.照明工程
(1)供電系統
本調度樓由兩單獨10KV電源供電,兩路同時工作,中間母連,互為備用。工作照明和事故照明由不同電源供電。應急照明采用兩個電源自動切換裝置進行切換,同時設不間斷電源裝置UPS作為第三電源,它能自動投入使用。
照明供電采用220/380V三相五線中性點直接接地的TN-C-S系統供電,安全可靠性高。
照明配電方式采用混合式,供電可靠,有故障時相互影響小,互不干擾,比較靈活,能適應工藝設備的改變。
(2)普通照明
電氣照明設計的基本要求是“安全、使用、經濟、美觀”。
本工程的照明既參照國際上的辦公室照度標準,又適當考慮中國的國情,定為300Lx。在光源選擇方面,采用40W節能型日光燈,輸出流明為5800LM,根據現在市場趨勢及經濟、環境等因素,決定燈具選用雙管T8型管日光燈。
本調度樓每層高3.6m,安裝燈具時地下室不吊頂,其他層吊頂安裝,房間吊高3.0m,走廊與洗手間吊高3m,有工作面的工作面高度為2.25m。
地下一層消防泵房、控制室、換熱機房/制冷機房、倉庫、調酸緩沖室、蓄電池室采用管吊安裝方式,選用防水防塵燈FSC-200-4。
走廊選用吸頂格柵雙管T8熒光燈。
大廳、樓梯間、電梯廳選扁圓吸頂燈。
洗手間選防水防塵燈。
控制室,值班室等其他辦公區域選用簡式雙管T8型熒光燈YC2-2型,
按照利用系數法計算燈具的安裝數量,公式如下:
N=EA/ΦUK
其中E--設計照度,lx
A--房間面積,m2
Φ--燈具光通量,lm
U--利用系數
K--維護系數,取0.8
(3)應急照明
采用雙電源末端自動切換方式配電,直接由一層電纜橋架引至配電箱,每兩層一個配電箱。本調度樓為一類建筑,樓梯、電梯廳、電梯、走廊和消防值班室安裝疏散照明。疏散照明燈有出口指示燈、疏散標識燈和疏散照明燈三種。主要通道,出入口,公共場所,消防泵房,空調機房,變配電室、消防控制中心等,均設有不同用途的應急照明。疏散指示照明燈具內采用內附蓄電池方式,停電應急時間不小于1小時。要求如下:
(1)出口標示燈:裝在出口門內側,門的上方,離地2.2-2.5m,選用HJD402型。
(2)指向標示燈:安裝在疏散通道以及通道拐彎處色墻面上,1m以下,其間距不大于20m,選用HTD402型。
(3)疏散照明燈:燈離地高度不小于2.3m,使人能看到疏散通道的火警呼叫按鈕和消防設施。選用YJD-42型懸掛式。
(4)設備選擇
樓層照明配電箱采用XXM23系列,對220/380V,50HZ電源等級的照明及小型電力電路進行控制和保護,具有過載及短路保護的能力。
辦公室每面墻上布置兩組單相三孔插座,安裝高度0.5m每2-3個房間一個回路,選擇漏電保護斷路器,動作電流30mA。
選用翹板式雙聯及單聯開關,額定電壓220V,電流10A,距地1.3m,安裝于門旁的開關距門框的距離0.2m。
照明回路導線規格及敷設方式為BV2*2.5-SC15-CC.WC,斷路器型號為S251S-C16。
插座回路導線規格及敷設方式為BV3*4-SC20-FC.WC,斷路器型號為GS252S-C20。
2.動力工程
本設計采用放射式和干線式相結合的混合式配電系統。地下層采用電纜放射式直接對單臺設備或設備組供電。電纜眼電纜支架敷設。一層及以上各層采用分區樹干式。照明每層為一分區,十五、十六、十七層為一分區。動力每層為一分區,十五、十六層為一分區。每層總配電箱直接用鏈式接線方式。各層事故照明也用分區樹干式供電,每兩層為一分區,十四層以上為一分區。
樓梯電梯回路不能同樓層用電回路共用,應單獨回路供電。消防電梯、排煙、送風設備屬于重要的消防用電設備,由兩個回路供電,并在末級配電箱實現自動切換。
為用電安全,調度樓作總等電位連接。在一層變電室內安裝一總等電位連接端子箱,把所有進出建筑物的金屬體及建筑物的金屬構件與總等電位連接端子箱連通。
3.火災自動報警及消防聯動系統
本調度樓屬于一類高層建筑,為一級保護對象,采用總體保護方式,采用區域-集中系統,總線制。
在一層設消防控制中心,負責對全樓火災監測及消防聯動控制。
消防回路為二總線制為ZRRVV-2X1.5,沿耐火橋架經過弱電豎井引至各層。
聯動控制線采用NHBV-1.5mm2,消防廣播線采用RVS-2X0.8,均穿鋼管暗敷。
凡是消防用電均采用雙路供電,末端切換,使用耐火或阻燃電纜,穿鋼管暗敷設。
消防廣播揚聲器均為3W,有吊頂處用嵌入式,無吊頂處明裝箱式,下皮距地2.5m。
設區域報警器及集中報警器,有完整的報警系統、聯動系統、火警廣播及相互聯系通信系統。地下一層選用感煙感溫探測器,其余均選感煙探測器。
探測器數量計算方法為:
N=S/KA
其中:N——探測器數量
S——一個探測區域的面積
A——一個探測器保護面積
K——安全系數
當發生火災時,報警控制主機將有關新風、空調機組停止運行,并切斷火災相關層的正常照明電源。系統發出指令,將所有電梯降至首層,消防電梯降至首層待命。緊急廣播系統在火災時,向著火層及上、下相鄰層進行廣播,(當地下層發生火災時,向首層及全部地下層廣播,首層發生火災時,向全部地下層及首層、二層進行廣播)。樓內設置的消防電話,可向消防及有關人員提供通話,便于火災的撲救工作。
整個系統采用二總線制環路,也可采用樹形接線方式,比較方便靈活。中央報警控制盤對系統不停地進行巡回檢測,80個字符的液晶顯示器向用戶提供如:火警、故障信息、消防聯動設備的啟停狀態、日期、時間和歷史資料等。觸摸式按鈕能實行報警確認、系統復位、系統測試、指示燈檢驗、信號鳴響終止等功能。發光二極管能顯示系統電源、報警信號、系統故障、顯示器故障、信號被抑制等
4.有線電視
本調度樓采用公共天線有線電視系統(SWATV)。用戶數出口數量為200戶,屬D類。辦公室、會議室等處設置用戶終端插座,暗裝,下皮距地0.3m。該系統設備在豎井內明裝,在其他場所暗裝,下皮距地分別為1.4m和0.3m。采用獨立前端系統模式。接收系統的分配方式采用分配-分支方式。
本位置場強較大,采用5單元天線。
衛星地面接收設備選用SHF接收器接收衛星信號。
天線放大器選用高增益(>15dB)和低噪聲(<=6dB)的低噪聲型放大器。
天線放大器對干線上的能量損耗給于補償,具有自動增益控制的功能。
線路延長放大器能補償支干線上分支器的插入損耗及電纜損耗,它的輸出電平為103-105dBµV。
分配器把混合器或放大器送來的信號平均分成若干份,送給幾條干線。
分支器是較小的插入損耗,從干線上取出部分信號分給各用戶終端系統。
傳輸電視信號使用射頻同軸電纜,干線選用STV-75-9型,支線選用SYV-75-5型,末端接75Ω負載電阻。用戶端電平值達到73±5dBµv.
在天線桿頂端安裝高頻避雷器。干線和支線用鋼管穿設,并且管網聯成一體,與避雷器接地裝置焊接。同時把引下的同軸電纜金屬屏蔽外皮和保護用鋼管與構架穿板中鋼筋焊接,使整座樓成為一個良好的接地體。
5.電視監控系統設計
本調度樓電視監控系統控制方式采用總線控制方式,對整個傳輸單線組網控制。在主要出入口、大廳和重點部位設置攝象頭,信號引至首層保安控制中心(與消防控制中心合用)。
依據規范,在下列場所,需裝攝像機:
1)入口大廳;
2)主要樓梯口;
3)重要的走廊;
4)電梯門廳;
5)屋面平臺。
攝像機選用CCD黑白攝像機,它具有靈敏度高、分解力高、尺寸重量小、
價格低、各方面性能突出的優點。
鏡頭選取攝取固定目標的定焦距鏡頭,帶自動光圈。
電視監控系統采用有線傳輸方式,具體是在中短距離信號傳輸中最常用的平衡電纜對視頻基帶的傳輸方式。選用5C-2V同軸電纜。
系統接地利用基礎鋼筋網作為綜合接地網。
6.防雷接地
本樓按一類防雷建筑設防。在高出屋頂女兒墻上安裝避雷帶,采用防側擊雷和等電位措施;利用建筑物柱、梁主筋作避雷引下線;利用建筑物樁基做接地極。
接地型式為TN—S系統。防雷接地、變壓器中性點工作接地、保護接地、弱電設備接地均共用接地裝置,即利用建筑物結構基礎鋼筋網作為共用接地極,總接地電阻要求小于1歐姆。
7.結束語
經過本次畢業設計,對大學四年所學的建筑電氣工程,有了更加系統全面的的了解,基本掌握了建筑電氣設計方法,而且總結了這四年所學的知識,理論應用于實踐,為以后所要從事的建筑行業打下了堅實的基礎,因此要感謝建工學院對我的培養。
在本次設計中,感謝謝秀穎、王岷老師對我的細心指導,感謝熱心的同學對我的幫助,在此向所有幫助過我的人們致以誠心的謝意!
參考目錄:
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3.《低壓配電設計規范》(GB50054-1995).北京:中國計劃出版社
4.《民用建筑電氣設計規范》(JGJ/T16-1992).北京:中國計劃出版社
5.《火災自動報警系統設計規范》(GB50116-1998).北京:中國計劃出版社
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14.《.建筑設計防火規范》(GBT16-95)
15.《高層民用建筑設計規范》(GBJ0045-95)
16.《智能建筑弱電工程設計施工圖紙》(GJ137-471)
17.《低壓開關電器和開關設備手冊選用準則及設計指南》(TM56-62)
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