建筑能源与环境汇总十篇

时间:2023-12-22 11:23:08

序论:好文章的创作是一个不断探索和完善的过程,我们为您推荐十篇建筑能源与环境范例,希望它们能助您一臂之力,提升您的阅读品质,带来更深刻的阅读感受。

建筑能源与环境

篇(1)

作者简介:刘煜(1968-),女,西北工业大学力学与土木建筑学院教授,博士,主要从事绿色、生态及可持续建筑研究,(e-mail)liuyu@nwpu.edu.cn。

摘要:在当今能源环境问题日益加剧的背景下,如何在建筑学专业教育教学中,有效启发学生提出与之相关的设计策略和措施,成为引发更多关注的研究课题。文章通过传统建筑设计与绿色建筑设计特征的比较分析,结合绿色建筑设计课教学的实践经验,从“观念”和“方法”教育的角度,对绿色建筑设计课中与“能源”和“环境”密切相关的具体问题进行了探讨,旨在对相关建筑教育理论及实践的发展提供参考。

关键词:建筑学;绿色建筑;能源;环境;教育

中图分类号:g6420文献标志码:a文章编号:10052909(2013)05013704随着全球“能源”与“环境”问题的日益加剧,“能源”与“环境”已经成为(包括建筑学专业在内)众多专业领域备受关注的重要议题。研究显示,建筑的生产和运行能耗占各国总能耗的30%~45%,其排放的污染物占各类污染物总量的10%~20%,因此,建筑对全球的能源与环境问题负有不可推卸的重要责任。自20世纪90年代以来快速兴起的“绿色建筑”,是建筑领域在此背景下发展起来的新方向。

迄今为止,世界各国对“绿色建筑”的理论和实践探讨已经取得了大量成果,然而,在高等建筑教育领域,如何将“能源”与“环境”问题与 “建筑设计”有机结合,仍然是值得深入探讨的课题。

一、传统建筑与绿色建筑设计的比较

(一)设计内容的比较

传统建筑设计的主要内容涉及建筑的尺度、色彩、质感、流线等方面,同时也兼顾与建筑使用者相关的经济、文化、社会、心理等因素。其所关注的重点,主要在于建筑的“功能”和“形式”。例如:中国在20世纪50~60年代曾提出“适用、经济、美观”的设计原则,其中前两项原则与“功能”直接相关,后一项原则与“形式”直接相关。西方社会在现代建筑发展早期,也出现过“形式追随功能”等主要围绕“功能”与“形式”特征,影响深远的设计理念。

与传统建筑相比,当代绿色建筑设计更加强调对“能源”和“环境”因素的关注,并且提出“设计结合自然”等更加关注自然环境的新的设计理念及表达[1]。根据中国2006年出台的《绿色建筑评价标准》[2] ,所有绿色建筑必须考虑节能、节地、节水、节材和环保等方面内容。比较而言,在传统建筑设计中,是否考虑上述内容,以及考虑的程度,主要取决于建筑师的个人认识、意识和偏好。

(二) 设计过程的比较

传统建筑设计过程一般由建筑师主导。其主要流程包括方案策划阶段、方案设计阶段、施工图初步设计阶段、扩大初步设计阶段和详细设计阶段。设计过程基本上可以描述为单一方向的工作流程。在这个流程中,虽然项目立项之初就会组建由建筑、结构、水暖、概预算等多专业人员构成的设计团队,但只有建筑师的工作自始至终贯穿项目设计全过程,其他领域专业人员大多直到施工图阶段才会真正加入设计团队,展开具体设计工作。同时,在线性工作流程下,各专业领域人员加入设计团队开展工作的程序、方式和深度都基本固定并可预期。

高等建筑教育2013年第22卷第5期

刘煜,等绿色建筑设计课中的能源与环境教育探讨

绿色建筑设计过程与传统建筑设计的相同之处,主要在于通常都是由建筑师主导设计过程。其不同之处主要为以下3个方面:首先,在设计团队中,除了建筑、结构、水暖电、概预算等专业人员之外,一般还需要能源工程师、环境工程师、生态咨询师等更多特殊专业领域专家加入设计咨询团队;第二,绿色建筑设计过程并非单一方向的线性流程,而是螺旋式推进的非线性流程。它是基于多专业参与的多因素复杂决策过程,相比传统建筑设计需要更多的检查、评价和决策支持;第三,从绿色建筑设计的最初阶段开始,就需要多专业领域人员的密切配合。随着方案的进展,在不同设计阶段可能需要咨询不同领域的专家,而所需咨询的专业领域,以及不同专业加入设计讨论的时机,可能随着方案性质的不同和具体进展情况随时发生变化,并无统一的标准和模式可以参考,有时很难预期。

二、基于绿色建筑设计特征的课程教育

>

既然绿色建筑设计具有显著不同于传统建筑设计的内容和过程,在针对绿色建筑的教育和教学中,必然需要探讨新的、更加适应这些特征的理念和方法。鉴于绿色建筑关注的重点内容在于“能源”和“环境”问题,下文从观念和方法的角度,分别探讨如何在绿色建筑设计课程中开展能源与环境教育。

(一)绿色建筑设计课中的能源教育

1.关于“能源”的观念教育

要做出好的设计,首先必须具备好的设计观念。关于绿色建筑,目前在社会上存在不少错误的观念。例如:节能建筑就是采用了太阳能、地源热泵等新能源技术的建筑,绿色技术多的建筑就是好的绿色建筑等。对于建筑学专业学生而言,“能源”领域的相关概念,在其主干专业课程(建筑设计)中很少接触。学生平时从网络、报纸、期刊等不同渠道接触到大量与节能相关的概念和信息,对这些信息如果不加分辨地接受,也有可能形成片面甚至错误的观念。

根据笔者多年主讲绿色建筑设计课程所积累的教学经验,在建筑学专业的建筑设计课中开展与“能源”相关的教育时,有必要引导学生从以下3个方面理清基本观念。

(1)建筑能耗的基本构成。建筑能耗的基本构成包括“运行能耗”(operation energy)和“隐含能耗”(embodied energy)2个部分[3]。“隐含能耗”也称“含能”,在绿色建筑设计课教学中需特别探讨的是 “隐含能耗”的概念。将学生的视野,从建筑建成后的“运行能耗”,扩展到其建成之前各种建筑材料和部品在生产、加工、运输和安装使用过程中的能耗以及已经造成的环境污染,使其从节能环保角度,具备选择建筑材料的“独到”眼光。 (2)建筑节能的基本途径。建筑节能有“设计节能”和“技术节能”两大基本途径。在绿色建筑设计教学中,首先,需要强调“设计节能”的重要价值和巨大潜力,并将其视为建筑节能的首选途径。引导学生通过各种不同的设计途径和方法,探索实现建筑自然通风、自然采光和自然调节室内温湿度等目标,进而达到经济节能的目的。其次,需要使学生明确,节能技术并非越多越好,也不是越新越好,只有适用的才是最好的。此外,鼓励学生在探索设计节能途径的同时,从集成设计的角度对太阳能、风能、地热能、生物质能等可再生能源技术在建筑中的应用进行探索。

(3)建筑节能的全生命周期经济分析。经济性无论何时都是决定建筑设计及技术应用的重要因素,这对于传统建筑和当代绿色建筑同样适用。

在绿色建筑设计课中,有必要使学生明确,虽然节能设计及节能技术都有可能增加建筑的初次投资费用(造价),但同时也会减少建筑的运行和维持费用,因此,从全生命周期的角度分析,其总体费用往往更低。也只有从全生命周期的角度分析,才能更加全面地理解绿色建筑的经济性和合理性。

2.关于“能源”的方法教育

“节能”是绿色建筑关注的重要议题。在传统建筑学专业教学课程体系中,除了建筑物理课程的热工章节内容以外,学生在课程学习中所接触到的建筑节能理论和设计计算都非常有限。根据笔者的教学实践经验,对建筑节能设计方法的教育,至少可从以下3方面进行引导、加强和拓展。

(1)基于基本原理的逻辑分析方法。“逻辑分析”是任何科学研究中都不可或缺的重要分析方法之一。在以“形象思维”培养占主导地位的传统建筑学教学中,其重要性往往并未得到充分的重视。教学实践证明,绿色建筑课程教育中,在具备建筑热工基本原理的基础上,通过“理性”和“逻辑”分析的方式,引导学生自主探讨设计节能的各种可能性,相比课堂讲授而言,可以更加充分地激发学生在设计节能领域深入探索的主动性、积极性和创造性,其设计成果往往也具有更多的新意。

(2)建筑能耗的模拟方法。与传统建筑设计不同,当代绿色建筑设计中,可以借助软件分析和能耗模拟,对设计方案的能耗表现进行定量评价。因此,在绿色建筑设计课教学中,有必要引导学生认识能耗模拟软件的积极作用和意义,并鼓励其探索和初步掌握简单建筑能耗模拟软件的基本使用方法。

(3)建筑能耗的实验方法。传统建筑设计过程中,建筑师往往借助工作模型,推敲和完善建筑的造型及功能;在当代建筑设计中,建筑师应用“造型软件”进行造型和空间分析;在当代绿色建筑设计中,设计师通过“模拟软件”,对建筑能耗进行模拟和分析。然而,现有能耗模拟软件大多是针

对工程专业开发的,对于大多数建筑学专业的学生而言,要掌握模拟软件的原理和背景,并熟练应用其进行能耗模拟分析的难度比较大。

笔者在教学实践中发现,建筑学专业学生,完全可以基于对热工原理的基本理解,通过工作模型的制作,结合简单的实验方法,实现对节能设计效果的初步比较和分析。例如:利用电吹风、蜡烛、锯末、碎纸屑等工具完成的简单吹风实验,就可以在模型中初步验证和比较不同设计方案风压通风和热压通风的实际效果;使用手电筒、纸板、布帘等工具完成的简单照明实验,也可以初步验证和比较不同设计方案的自然采光效果等。实验与软件模拟的结果,可以互相验证其有效性,并共同为设计方案的改进和提高提供有益的参考。

(二)绿色建筑设计课中的环境教育

1.关于“环境”的观念教育

从建筑设计的角度看,绿色建筑设计与环境相关的内容,主要为建筑设计与“环境负担”的关系,以及建筑设计与“环境质量“的关系。在绿色建筑设计课的环境教育中,需要引导学生在这2方面建立正确的观念。

(1)建筑设计与环境负担的关系。传统建筑设计一般不涉及“环境负担”的概念,但在绿色建筑设计中,建筑对环境的负面影响,是一个必不可少的重要的议题。在绿色建筑教育中,必须使学生建立并明确“建筑有可能对自然环境造成负担或危害”的观念,并引导其分析建筑在建造、运行和拆除的全过程中,对环境造成负担或危害的各种潜在途径,以及避免和减少环境负担或危害的各种设计策略和技术方法。

(2)建筑设计与环境质量的关系。传统建筑设计与当代绿色建筑设计都涉及“环境质量“的概念。前者主要从定性角度,分析建筑设计与室内外空间的功能利用、流线组织、视觉表现等环境质量的关系;而后者则从定量角度,强调建筑设计与室内外“空气质量”“热舒适度”等物质环境质量的相互关系,包括建筑设计与全球“温室气体排放”等大范围环境质量的相互关系。

可以说,建立从宏观(全球环境)到微观(建筑内环境)综合全面的环境观念,并从定性和定量的角度,正确理解建筑设计与环境质量的关系,是当代绿色建筑设计课程中环境教育必不可少的重要内容。

2.关于“环境”的方法教育

在绿色建筑设计中,“环境”质量是与“节能”同等重要的问题。在绿色建筑设计课教学中,提高环境质量的方法教育,主要涉及以下3个方面。

(1)环境分析方法。与传统建筑设计相比,绿色建筑更加强调设计初期的多学科环境分析,包括从场地环境的气候、地形、地貌、动植物群落、土地资源、水资源等角度,分析其与建筑设计的相互关系,包括潜在的相互影响和利用的可能性等。对不同环境的分析,既可以采用基于逻辑推理的一般方法,也可以采用相关学科领域的特殊方法。在建筑设计课的环境教育中,应通过多种方式和渠道,鼓励、引导和激发学生学习并探索多种不同的环境分析方法。

(2)环境模拟方法。在绿色建筑设计中,常常需要利用计算机软件对建筑设计方案的热环境、光环境、风环境等进行模拟。和能耗模拟一样,环境模拟已成为常见的设计辅助方法,因此,在绿色建筑教学中,同样有必要引导学生掌握常见环境模拟软件的操作和使用方法,以及模拟结果的比较和分析方法。 (3)环境评价方法。随着绿色建筑的发展,从20世纪90年代开始,国内外已经建立一批绿色建筑的环境评价体系或工具。其中包括breeam(英国)[4]、leed(美国)[5]、casbee(日本)[6]、绿色建筑评价标准(中国)[2],以及被称为第二代绿色建筑评价体系的dgnb(德国)[7]。这些体系或工具中的评价指标、标准和权重,对了解“绿色建筑”概念、内涵以及环境与能源问题重要性等国际建筑界的共识问题具有重要参考价值。因此,在绿色建筑设计课的环境教育中,有必要向学生介绍现有国内外主要环境性能评价体系,引导其在设计中正确理解并科学参考和应用这些评价体系或工具。

三、结语

“能源”与“环境”是绿色建筑设计中需要面对的两大主题。文章结合笔者多年相关建筑设计课程教学的实践经验,从观念和方法的角度,对绿色建筑设计课中“能源”和“环境”主题下需要特别关注的具体问题进行了初步的总结和探讨。

值得注意的是,在实际教学过程中,由于多学科教学的授课水平、多学科教学团队组建能力,以及多学科教学团队管理机

等方面因素的制约,绿色建筑教育所倡导的多学科集成化设计模式,在具体操作中面临诸多困难。如何突破限制,使绿色建筑在“能源”与“环境”等多学科领域的教育主题中得到更加充分的体现,还需要在今后的绿色建筑教学实践和理论研究中作进一步的探索。

参考文献:

[1] 伊恩·伦诺克斯·麦克哈格. 设计结合自然[m].天津: 天津大学出版社, 2006.

[2] 中国住房与城乡建设部. gb/t 50378-2006绿色建筑评价标准[s]. 2006.

[3] 方仲贤,刘煜. 浅论建筑能耗构成之建筑含能[j]. 新建筑, 2012(4): 57-60.

[4] r baldwin,a yates,n howard,s rao, eds. breeam 98 for offices: an environmental assessment method for office buildings[s]. 1998, construction research communications ltd. by permission of building research establishment ltd., uk.

[5] u.s. green building council. leed rating system (version 2.0)[s]. 2001.

[6] institute for building environment and energy conservation (ibec). comprehensive assessment system for building environmental efficiency (casbee)[s]. 2002, 2004 edition, japan sustainable building consortium.

[7] 卢求. 德国dgnb——世界第二代绿色建筑评估体系[j]. 2010(1): 105-107.

energy and environment education in the green building design course

liu yu, li jing, liu jinghua

(school of mechanics, civil engineering and architecture, northwestern

polytechnical university, xi’an 710072, p. r. china)

篇(2)

中图分类号:G642.3 文献标志码:A 文章编号:1005-2909(2017)03-0036-05

2012年9月教育部对建筑环境与设备工程进行调整,并入了建筑智能设施(部分)、建筑节能技术与工程两个专业,更名为“建筑环境与能源应用工程”,主要涉及建筑环境和建筑能源两个主要方向[1]。该专业自成立以来,曾几次更名:从20世纪50年代初期的“供热、供煤气及通风”,到 1987年调整为“供热、供燃气、通风及空调工程”与“城市燃气工程”两个专业,1998年合并为“建筑环境与设备工程”,再到如今的“建筑环境与能源应用工程”。每次更名都与当时国民经济水平与社会发展息息相关,专业名称具有一定的指向性,在一定程度上反映了不同时期国家对专业人才提出的不同战略需求。新名称强调“建筑环境”“能源”方向,符合“十三五”规划中有关全球气候变化及绿色低碳发展的应对要求,与规划中“绿色”“协调”的发展理念不谋而合,对大力推进绿色改革,推动协调发展,加强生态文明建设有着积极意义。从国家战略规划与市场需求的层面看,新专业要以节能减排、发展低碳经济为导向,

应在原有暖通、燃气等专业课程基础上增加建筑节能、绿色建筑、新能源应用等相关内容,以符合当前社会需求,培养专业复合型人才。

此外,中国是能源消耗大国,近20年建筑行业的飞速发展使得建筑能耗在社会总能耗中占比越来越大,这说明中国建筑节能有着广阔的提升空间和社会前景,而降低建筑能耗刻不容缓。在提倡建设资源节约型、环境友好型社会的大环境背景下,建筑节能课程应被更多专业纳入本科教育中,成为土建行业各专业的通识课程。

一、问题的提出

(一)建筑节能技术涉及的多学科性

建筑能技术是一门综合性较强、学科内容高度交叉的课程,它不仅涉及建筑材料、土木工程、建筑学等工科知识,也与社会学、经济学、管理学等人文学科紧密相关。主要包括建筑环境、建筑被动设计、围护结构材料、建筑设备(暖通空调、照明、给排水)、建筑施工、建筑管理等内容。

由于建筑节能课程涉及的学科较多,不同专业教师在讲解时会有不同的侧重点,例如建筑能源与应用工程专业,教师会偏向介绍空调节能方法,建筑学教师会较多关注建筑单体设计与节能,若采用不同专业教师合作讲解建筑节能课程则可避免产生这种情况,但是课时安排的不足、知识体系的庞杂会让学生觉得所学知识深奥晦涩难懂,从而对建筑节能技术的认识只停留在表面。不同专业学生在学习时由于对其他专业领域的知识不太熟悉,更愿意关注自己所学专业部分的节能手段,一定程度上也限制了学生对节能知识的了解。

(二)与新的建筑环境与能源应用工程专业课程体系的衔接与融合

在最新版的建筑环境与能源应用工程专业规范中,课程体系大体沿用原建筑环境与设备工程专业的设置,被并入的专业如建筑节能技术与工程的关键专业知识单元,建筑节能技术、节能建筑计算与仿真等均未包含在内。新规范课程侧重点依旧是传统的暖通与燃气模块,对节能、智能设施领域涉及不深。随着社会的发展,能源消耗量剧增,结合国家对行业人才提出新的战略需求,本专业所涉及建筑能源方向不再仅限于燃气应用,更多地是建筑能源的有效利用,即建筑如何节能。在本科教学中增强对建筑节能重要性的认识,增加建筑节能技术相关课程迫在眉睫。

在此背景下,如何将建筑节能技术与新专业课程体系有效融合,诸如建筑环境学、暖通空调、土木工程材料、绿色建筑设计原理、建筑环境测试技术、低能耗建筑理论与应用,避免和其他专业课程理论教学与实践教学重复显得尤为重要。

(三) 建筑节能方向人才培养存在断层

自工业革命以来的几次经济危机表明,能源利用效率低下极大程度限制了经济的发展,走建设节约型社会、实现可持续发展的道路是必经之路,也是历史的选择。中国当今社会能耗主要集中在工业、交通、建筑三个领域,建筑能耗占社会总能耗的三分之一以上[2],建筑节能具有较大的潜力,是降低中国社会能耗的重要组成部分,社会发展迫切需要建筑节能领域相关人才。

目前,国内研究建筑节能技术主要集中在建筑学专业下的建筑技术方向和土木工程专业下的供热、供燃气、通风及空调工程方向。由于建筑技术方向的学生对数学、传热学、工程流体力学、建筑环境学等基础知识学习不够深入,在建筑节能仿真与能耗模拟、建筑物理环境等方面的知识储备远没有建筑环境与能源应用工程专业的学生丰富,在分析流体、热环境、建筑能耗的实验、模拟数据时,缺少对结果准确的判断力和深入的分析能力,从而在一定程度上阻碍了研究的顺利进行。同时,由于供热、供燃气、通风及空调工程方向的学生本科专业大多为建筑环境与能源应用工程,对建筑设计、建筑构造等建筑知识不够了解,在建筑区域小环境设计、遮阳构件的选择等建筑设计方面缺少经验。因此,在建筑环境与能源应用工程专业本科阶段加入绿色建筑设计原理等相关课程,让学生掌握一定的建筑被动式设计等交叉学科知识,有助于建筑节能领域复合型、创新型人才培养。

二、建设内容

(一)教材建设

目前市面上有关于建筑节能主题的教材虽然多,但是质量参差不齐,内容重叠性强,经典的教材较少,内容更新的速度较慢。此外,现有建筑节能类教材,部分适合建筑学专业的学生,内容偏建筑节能设计;部分适合高职高专学生或工程技术人员,重全面性,偏科普性;部分适合高校研究人员,重理论,缺少工程实例。因此,建筑环境与能源应用专业需要编制适应建筑环境与能源应用工程专业规范要求,强调专业课程间的衔接与融合,注重节能理论性与知识系统性结合、理论与实践相互促进、国际化的建筑节能教材。

教材编撰可从以下三个方面进行优化。

(1)提炼、梳理基本理论与方法。本科专业教材的特性应是系统讲授基本理论、原理与方法,重在教授学生为什么(Why),而不仅仅是传授学生怎么做(How),做什么(What)。因此,在众多有关建筑节能主题的图书资料中,如何脱离科普类特征,遵循建环专业规范的课程体系要求,提炼出基本理论、原理与方法是建筑节能教材编撰的核心问题。

(2)注重理论知识、设计计算与工程案例融合。理论知识内容应与建筑节能相关设计规范标准相适应,以加深理论知识在应用层面的理解,提升学生节能设计与计算技能。另外,工程案例内容不应局限于简单节能技术的介绍,应融合理论知识与设计计算内容,构建各知识点理论、设计与案例的链条式体系。

(3)增加建筑节能研究分析方法与国内外最新技术发展等内容。教材内容需顾及不同层次学生学习能力需求,增加建筑节能研究分析方法与最新技术发展等内容,以拓宽学生的知识面,促进知识应用能力的提升。例如建筑与风环境知识单元可以增加Fluent、EnergyPlus等软件模拟内容,以讲授不同的组团布局对建筑能耗的影响。

(二)理论教学

建筑节能课程的理论框架系统较为固定,包括建筑节能基本知识、建筑节能设计原理、建筑规划设计与节能、建筑单体设计与节能、围护结构节能设计、遮阳设计、采暖节能设计、制冷节能设计、采光与照明节能设计、太阳能利用等单元,但由于建筑节能是一门与时俱进的学科,新技术、新工艺、新材料的出现推动着建筑节能技术的不断革新,很多成果具有一定的时效性,教师应多关注国际先进的建筑节能理念,关注建筑节能领域的最新研究进展,不能一味地照本宣科。

建筑节能课程强调应用性与实践性,教师不能单单只讲授生硬的理论,还应将理论联系实际,多结合工程实例分析节能技术在建筑中的应用。理论给予实践支撑,实践丰富理论内涵。单纯的理论过于枯燥,不利于深化学生对原理的认识,也会使得学生失去学习的兴趣。例如教师可以重点分析当地某一节能建筑的设计原理和途径,探讨当地地域气候和建筑特点对节能设计的影响等。

(三) 课程设计

根据建筑环境与能源应用工程新专业规范,教学课程主要分为理论课与实践课两个类别。知识的输入主要集中在理论课上,帮助学生建立对专业基础知识的了解,以备在日后工程实践中准确运用;知识的输出与检验主要体现在设计实践中,这不仅是对理论原理的巩固,还是对已掌握内容的检验。

近年来,建筑行业的快速发展、建筑环境与建筑能源领域对人才培养的要求变化较大,日益注重建筑节能。如图1所示,在新专业规范体系中增大了建筑节能技术模块比重,强调理论与实践统一,从知识的输入、输出和检验三个方面对课程体系进行重新整合,增加了以设计实践为主的绿色建筑设计、建筑节能等课程,以此形成适合建筑环境与能源应用工程新专业规范的建筑节能课程理论与实践教学特色,体现时代性、体系相容性、专业创新性,既符合当代社会的专业人才培养要求,也展现了科学发展的必然趋势。

三、教学方法改革

建筑节能是一门理论与实践结合紧密的课程,不仅需要教师在课上对基础理论进行系统讲解、对典型案例进行详细分析,而且要求学生在课下积累丰富的相关知识并动手实践。目前老师讲学生听的传统模式很容易让学生产生枯燥感、无法集中精力,从而降低了学习效率与课堂教学质量。此外,课下作业类型单一,课程论文、试卷问答较多,社会调查实践、课程设计类作业较少,无法让学生充分吸收并利用所学进行成果输出。这些因素导致了建筑节能课程流于形式,成了一门科普课,学生既]有深入理解知识,也没有机会亲自实践,无法深刻理解建筑节能的真正意义,从而也失去了开设这门课的意义。

针对这些问题,信息时代提供了一种可有效平衡理论教学与课程实践的教学模式,即 “翻转课堂”。“翻转课堂”是一种利用互联网进行教学的新兴教学方式,学生课前在网上收看授课视频,课堂上在教师指导下完成作业或实践[3]。翻转课堂分为课程、作业、答疑三个模块,根据课程不同的性质可采用不同的组合方式。当课程的知识框架体系短期内不会有太大的革新时,则适合将其理论知识录制成视频,供学生反复观看。相较传统教学方式,“翻转课堂”既节省了教师重复授课的时间与精力,又让学生能较为灵活地安排学习计划,从而留出更多的课堂时间进行有针对性的答疑。

建筑环境与能源应用专业中大量课程均可采用“翻转课堂”进行教学,例如传热学是以理论的讲授为主、作业与答疑为辅的课程,理论内容较为单一,作业通常为计算题,可采用线上基础理论教学与线下作业、答疑相结合的方式。建筑环境与能源系统测试技术课程涉及较多的测量实验,可采用线上视频讲解仪器使用方法与测量原理、线下学生亲自操作仪器进行实地测量的模式。建筑节能课程则是强调理论与实践的结合,理论与实践同等重要,课程理论知识框架比较固定,实践部分中课程设计作业的相关资料与设计规范要求一般比较多,适合网上,故适用于线上教学、布置作业,线下完成作业、答疑的教学模式。“翻转课堂”通过将“预习时间”最大化来完成对教与学时间的延长,其关键之处在于教师需要认真考虑如何利用课堂时间,实现高效率的课堂教学[4]。因此,建筑节能课程的课堂内容和教学形式可多样化:可以是师生面对面交流答疑,例如学生通过PPT、数值模拟等方式来解说自己的设计,教师针对其设计进行面对面点评,学生从教师点评中获取信息来反省自己的设计;可以是建筑节能领域的最新研究成果分享与展示、线上理论视频的补充案例;还可以是实践调研类活动,例如参观当地的节能建筑,调查统计当地民用建筑采用的节能方式等,使学生在实践中探索、理解并运用理论,实现教学目标。

四、课程教学思考

(一)教学内容

建筑节能课程对学生的应用能力、创新能力和操作能力要求较高,学生只关注理论知识根本不足以融会贯通,必须辅以一定量的实践课程加以深化。实践是学生认识、完善、运用知识的最佳方式,因此可适当增加实践课的课时。建筑节能理论知识系统庞杂,讲授需要花费大量时间,教师若采用“翻转课堂”教学模式,理论教学以线上视频的方式教授,课堂则留出大量时间分配给实践课,可有效解决课时安排不足的问题。

在践课的所有形式中,课程设计是最为有效的输出方式。设计课程一般为绿色建筑设计,内容可从小体量如小型别墅设计,大体量建筑如小区热环境分析入手。前者可以结合《绿色建筑评价标准》进行建筑节能的设计与运用,后者可侧重模拟软件的使用,计算模拟小区热、风环境。除此之外,在针对不同章节,可增设不同内容的调查课程。例如遮阳设计单元调查当地遮阳形式与热工气候区的关系;建筑节能常用学术名词单元可通过让学生记录在宿舍的活动状况、衣着类型、温度感受等来理解室内热舒适度;围护结构节能设计单元增加实测墙体、门、窗等围护结构的传热系数实验等。通过设计、调查、模拟等多种形式相结合,丰富实践课的内容和形式,让学生有兴趣、有乐趣、有志趣地主动学习。

(二)教学形式

建筑节能课程的传统教学形式为课堂讲解与考试或课堂讲解与课程论文组合的形式,这两种方式忽略了建筑节能课程的实践性,将其当成工程热力学一类的学科理论课程来教学,很大程度上只起到了科普的作用,制约了学生综合能力的深入拓展。

在采用“翻转课堂”教学后,设计实践课占比增大,课堂将成为师生交流互动的平台,拉近了师生之间的距离。考试形式不再仅限于试卷、课程论文,课程设计每个阶段的成果、学生在课堂上的表现等按照一定权重成为学生最终成绩考核的重要依据。

五、结语

根据建设节约型社会、走可持续发展道路的理念要求,实现能源高效利用是当务之急,而随着建筑节能话题日趋受关注,社会对建筑节能领域的复合型人才需求不断增大。在建筑环境与能源应用工程的新专业规范背景下,建筑节能作为一门不可或缺的课程,现实意义重大,实现与新规范专业体系的融合与衔接尤为重要。应从教学内容、形式等多方面进行改革,以满足人才培养的需要。新兴的“翻转课堂”线上视频线下课堂的教学模式恰好满足了建筑节能课程特点的要求,体现了理论与实践的相互融合,相互促进。

参考文献:

[1]高等学校建筑环境与设备学科专业指导委员会. 高等学校建筑环境与能源应用工程本科指导性专业规范[M].北京:中国建筑工业出版社,2013.

[2] 王立雄.建筑节能 [M]. 3版.北京:中国建筑工业出版社,2015.

[3] 何克抗. 从“翻转课堂”的本质,看“翻转课堂”在我国的未来发展[J]. 电化教育研究, 2014(7):5-16.

[4] 张金磊,王颖,张宝辉.翻转课堂教学模式研究[J]. 远程教育杂志, 2012, 30(4):46-51.

篇(3)

1引言

农业建筑环境与能源工程作为农业工程领域下辖的七个二级学科之一,是我国发展现代化农业产业、推进乡村振兴的基础学科。由于专业的针对性不强、农业产业发展缓慢以及一些学生对从事农业领域工作的偏见,因此该专业较少有高校开办且均由农业类大学设立。随着传统化石能源危机和全球范围的环境问题、温室效应越发突出,以及“双碳”背景下农业现代化、农村城镇化和现代新农村建设战略的实施,该专业将在低碳化农业及“新能源+新农村”的建设进程中发挥决定性作用[1]。太阳能作为一种清洁环保的可再生能源(5%的太阳能相当于世界能源需求的50倍),将其应用于社会发展的各个领域是缓解甚至解决人类面临的能源危机的根本途径[2]。近年来,结合我国能源产业结构改革,太阳能光伏发电和光热利用得到了广泛推广,从而推动了相关产业的快速发展。因此,农业建筑环境与能源工程作为农业工程领域中与能源利用紧密相关的专业,设立太阳能工程课程对确保整个专业课程体系构建的完整性、合理性和科学性具有重要意义。本文结合农业建筑环境与能源工程专业人才培养目标和河南农业大学(以下简称我校)在农业工程领域的学科特色,对太阳能工程课程的内容设置、课程思政建设、课堂教学改革、课后创新实验建设及考核方式多样化等环节进行探讨,从而实现对现有课程的改造与提升,满足新时代的人才培养需求。

2太阳能工程课程教学存在的问题

(1)教材针对性弱。由于太阳能工程技术涉及学科众多,因此太阳能工程课程的教材选择要具有较强的针对性。目前有关太阳能利用技术的教材较多。根据培养目标的不同,有些教材主要围绕光伏发电技术而展开,有些教材则是针对光热发电技术来阐述,但已有的教材主要集中于太阳能在工业及高端制造业领域的应用,偏离了农业类大学课程建设和人才培养目标,因此缺乏适用于农业建筑环境与能源工程专业的优质教材。(2)课程实验设备匮乏。完善的配套课程实验不仅可以激发学生的学习兴趣,而且能够帮助学生理解并掌握课堂理论知识,培养学生解决实际工程问题的能力[3]。目前尚没有企业开发针对太阳能光热转换和光伏发电的课堂配套实验设备,已有的实验平台存在体积大、可移动性和操作性弱等问题,导致实验教学不能有效融入课堂教学过程。(3)辅助教学资源较少。辅助教学资源是指可以丰富和强化教学过程的各类素材,如工程案例影视介绍、系统运行原理动态解析、复杂仪器的分解等教程。目前缺乏太阳能应用于农业工程领域的教学资源,从线上线下可以查阅搜集到的可用素材非常有限,且大部分素材为企业产品的宣传视频,不适用于课堂教学。教师只能采用文字描述或静态图片加文字注释的模式进行教学,不能有效激发学生的学习兴趣,课堂活跃度较低。(4)考核形式单一。在义务教育阶段,主要采用传统的考试方式,通过试题来考查学生对知识点的掌握程度,偏重于对理论知识的考核。到了大学后亦是如此,考试内容教材化、考试题型标准化、考核方式单一化以及考试前“临时抱佛脚”的现象凸显[4]。特别是大学生在脱离了家长和教师的约束后,容易出现迟到、旷课、逃学等问题,严重者甚至出现大面积挂科、拿不到学位证书的情况。

3太阳能工程的课程建设

培养目标和知识点之间的关系是影响课程内容设置的两个主要因素。在培养目标方面,要满足社会的需求且形成专业特色。我校农业建筑环境与能源工程专业立足于农业大省河南,历经了近四十年的发展,成为国家级特色专业,在农村清洁能源利用如农林废弃物资源化利用(制氢/沼气)、粮食干燥和太阳能利用等方面取得了一系列成果,开设的相关课程主要包括工程热力学、传热学、沼气工程、生物质能工程、节能原理、能源与环境、可再生能源、太阳能工程等。太阳能工程课程开设的目的是使学生理解太阳能利用对新农村建设和低碳农业生产的重要意义,用专业的理论和方法处理农村能源相关领域需求要素之间的关系,最终运用所学知识对农业工程领域太阳能利用工程进行合理科学的规划和设计,使学生成为绿色农业工程方面的建设者、低碳农业生产技术的开拓者,为我国新农村建设和“双碳”目标的实现贡献力量。在知识点之间的关系方面,由于太阳能工程课程涉及光学、传热学、热力学、材料学、电子学以及环境学、地理学等多种学科,因此需要科学合理地设计先导课程,使学生循序渐进地学习课程知识,避免教学过程出现知识点错乱穿插及重复讲授等问题。可以参考现有的太阳能利用相关优秀教材、专著以及结合我校农业建筑环境与能源工程专业特色,加工整理自编讲义。教学内容包含五部分:第一部分,对太阳能的概述。使学生了解太阳能的特点、资源分布、利用方式和现状、太阳辐射计算等,掌握太阳常数、大气质量和太阳辐照度等基本概念。第二部分,首先介绍太阳能光热转换原理,通过常见的太阳能集热系统,使学生掌握与太阳能有关的热传导问题如导热、对流换热和辐射换热等,然后介绍常见的集热器如平板式、真空管式、槽式、塔式集热器以及新型的菲涅尔式聚光集热器的结构和原理。第三部分,利用太阳能空调系统使学生掌握太阳能制冷的物理原理和常用方式,包括吸收式制冷、吸附式制冷及喷气压缩式制冷等,并能够通过工程热力学知识对常见的太阳能制冷系统进行优化设计及性能评价。第四部分,通过简单的太阳能光伏发电系统使学生掌握光伏发电系统的构成、原理以及光伏系统评价指标和评价方法,了解光伏发电系统的分类及制造。第五部分,介绍太阳能利用技术的具体应用实例,即太阳能复合系统在农村能源领域的应用,如农村家用太阳能光伏发电、供热与空调集合系统(光伏屋顶),农业建筑(新型太阳能生态农业大棚)一体化太阳能光伏光热技术系统[5],太阳能光伏/光热耦合生物质的分布式能源系统等。结合具体的农业工程应用案例使学生了解太阳能热电冷联供系统的常用形式、系统设计方法和系统运行控制策略等。

4太阳能工程课程教学改革路径

4.1加强课程思政环节

高等教育是提高我国核心竞争力、实现中华民族伟大复兴的基础,其不仅致力于提高学生的知识水平,还肩负着培育学生的思想品德、引导学生树立正确的政治方向等职责。大学课堂是实施人才培养和落实立德树人的主战场,有效地把课堂知识讲授与思想政治工作有机结合起来是推动课程思政建设的关键[7-8]。太阳能工程作为新兴的可再生能源技术产业,与我国经济建设、社会发展、环境保护和资源可持续利用等息息相关。可以通过介绍行业内有着突出贡献的人物如获得2020年太阳能热利用科学技术杰出贡献奖的葛新石教授以及因发明渐变铝氮/铝太阳能选择性吸收涂层技术而取得太阳能热利用技术重大突破的殷志强教授,从而对学生进行爱国主义教育,培养学生的奉献精神。通过介绍光伏产业发展史上具有代表性的企业如隆基股份、天合光能和晶澳科技等突破国外技术封锁、实现“弯道超车”的故事,培养学生勇于挑战、攻坚克难的品质。合理挖掘各章节知识点所蕴含的思政元素,能够实现课堂知识能力和思政素养的双重培养。

4.2实施教学方法改革

太阳能工程作为一门工程类课程,是在学生掌握工程热力学、传热学、流体力学基本理论以及电工电子技术的基础上开展的。因此,太阳能工程课程不能像上述理论课程一样局限于书本,并过多地关注理论知识的讲解与推导,而应当更多地把多媒体教学和实验教学融入课堂教学中[9]。利用多媒体视频使学生了解国内外有关太阳能利用的工程案例,确保课堂声像俱佳,不仅可以激发学生的学习兴趣,而且可以有效帮助学生理解理论知识[10]。另外,太阳能技术发展迅速,特别是在光伏发电技术领域,因此可以结合最新的科研讲座视频开展相关的教学研究,使学生在习得知识的同时掌握最新的科研动态,从而激发学生的学习兴趣、拓展课堂教学的深度。虽然现有的太阳能工程课程设置了相应的实验环节,但是理论教学和实验教学基本上是分开的,即在学生在完成了相关理论知识的学习后,再进行统一的实验。因此,可以把简易的实验引入课堂教学中,或者把课堂教学搬到实验室进行,实现理论教学和实验教学的有效结合。

4.3更新实验装置及实验内容

实验教学是帮助学生将理论知识转化为实际应用的重要环节,对激发学生的学习兴趣、启发学生思考及解决实际应用问题、提高学生的创新实践能力具有重要意义[11]。一方面,可结合我校农业建筑环境与能源工程专业特色,搭建太阳能光伏光热耦合干燥器实验平台,通过光伏发电为整个干燥系统提供强制对流动力,提升干燥效率;另一方面,通过换热器对光伏板进行冷却,提升光伏发电效率,同时对进入干燥系统的冷风进行预热。通过该平台了解太阳入射角影响、太阳能电池板伏安特性、电池板温度与输出功率间的关系等[12],并且可以实验探究太阳能电池板冷却特性如冷却介质、换热工况及换热器形式等因素的影响。筛选出对太阳能利用技术有浓厚兴趣的学生,指导其完成诸如新型太阳能生态农业大棚的设计、太阳能干燥系统与吸收式制冷系统耦合的限氧干燥装置设计、利用热管和相变储热技术的太阳能沼气发酵加热系统设计等农业工程领域的创新实验,鼓励学生参加全国大学生节能减排大赛、全国大学生农业建筑环境与能源工程相关专业创新创业竞赛,形成以研促学、以赛促学的创新教学模式。

篇(4)

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)51-0106-02

建筑环境与能源应用工程是以建筑环境为学科基础,培养学生能够从事工业与民用建筑环境技术领域的工作,使学生具有建筑设施的设计、相关设备的安装、调试以及建筑自动化与能源管理应用能力。随着城市建设的加快、建筑节能技术的发展、以及国家一系列节能减排相关政策法规的颁布和实施,建筑环境与能源应用工程专业的发展机遇与挑战并存,面临紧迫的专业建设任务。本学科带实验的专业课程有工程热力学、传热学、流体力学、热质交换原理与设备、建筑环境学、燃气输配等,通过实验教学可使学生更深刻地掌握专业理论知识,培养学生的实践动手能力和综合素质。本科实验教学的主要目标是培养学生应用理论知识解决工程实际问题的能力和设计创新能力,因而以培养学生综合能力为主的实验教学,理应发挥重要作用。随着专业更名为建筑环境与能源应用工程,新教学大纲对专业实验提出了更高的要求。陈旧的实验教学模式亟待更新,实验教学的改革势在必行。笔者基于多年的专业课教学及实验教学的经验,研究了专业实验的教学改革方向。

一、实验教材和实验内容

在教材上,专业实验的教材基本是沿用上世纪80年代的编写模式,按部就班地从实验目的、实验器材、实验原理、实验步骤流水账一样地进行罗列出,甚至于记录试验用的表格都已经设计好。一些实验仅有内部编写的讲义,对实验过程介绍也不详细,使学生在阅读过程中弄不清重点,对实验效果肯定大打折扣。另一方面,由于建筑环境与能源应用工程各专业课之间知识具有渗透性,因此以往的教材在实验内容和原理上相似度大的地方可以相互合并。例如“供热工程”课程的“热网水力工况分析实验”和“流体输配管网”的“水泵特性曲线和流体水力工况测定实验”就可以合并成一个实验放在“流体输配管网”课程下。部分实验教材重复要求的内容较多,如流速、流量、压差的测量,几乎每个实验都重复这些内容,使实验显得主次不明。因此可以将这些内容统一安排在某一典型实验课中专门介绍,这样既避免了琐碎的重复,又节省了教学资源。

在教材内容上,部分实验课程设置不能涵盖专业目录的教学要求,没有随着理论课内容的改变而突出重点,例如,“建筑环境学”课程的实验“对喷淋水室的喷水性能测试”就与“热质交换原理与设备”课程的实验比较雷同,而“建筑环境学”的侧重点在室内外空气环境和设备,原有的实验课程设置满足不了理论课程的教学要求。目前我校的建环专业课实验将重复性内容经过了合并和精简,并将实验性质由原来的大多数演示性实验向综合性实验转变,收到了较好的实验教学效果。

二、实验硬件设备

建环专业实验应以学生为主体,通过学生的实际操作加深学生对所学理论知识的消化和理解。特别是对于专业主干课程如“暖通空调”等,开设的实验多为演示性和验证性实验,限制了学生的动手能力。我校在原有的实验设施基础上,新建了“风机盘管测试实验室”和“湿空气焓差研究实验室”将暖通空调、制冷系统、气流组织等技术平台综合到一起,主要用于实践教学和学生实习,提高了学生学习的主动性和积极性,并通过实验培养了学生分析问题和解决实际问题的能力。

建环专业实验由于涉及到有压气体和燃气,实验台的设计如果不合理,势必会存在潜在的安全隐患。如工程热力学课程中的“二氧化碳临界状态观测及p-v-t关系测定”实验装置见图1。在本实验中,要用到压力台将二氧化碳气体加压到9.8MPa的高压,如果承压玻璃的质量不过关,或者承压玻璃与水银杯的连接出现质量问题,就会在加压过程中因承压玻璃承受不住压力而爆裂破碎,水银杯里的水银也会喷溅到实验台上,将对操作者的人身安全造成威胁。因此,这种实验装置有很大的改进空间:将承压玻璃换成不锈钢,在侧面开条缝状小口用钢化玻璃密封以观察二氧化碳的临界状态变化;传递压力的物质也可将水银改作其他的无毒介质。

除此之外,“燃气热值测定实验”所用气源为家用液化石油气罐,连接烧嘴和加湿器的管道为胶皮管。众所周知,液化石油气罐由于安全隐患而逐渐被天然气管道代替,因此在此实验台中也应将液化气罐和胶皮软管更换成天然气管道和金属软管并安装燃气报警装置。总之,实验教学平台的建设,应该在首先保证安全的前提下尽可能地发挥学生的主观能动性,有利于新的教学方法的实施。

三、实验教学方法

明确了专业实验的内容后,及时地更新实验教学手段对于能否保证实验教学的质量,实现培养目标,完成实验室功能的拓展等方面都有影响。新大纲中对于提高学生科研意识和创新意识的要求,也对专业实验室建设提出了更高的要求。笔者认为,实验教学方法的改革应体现在以下几个方面:

1.提高学生主体参与意识。采取开放型实验教学方式,使学生成为实验主体,成为建环专业实验教学方法改革的主要方向。实验报告的编写也可由学生自由组织,对表格的设计、数据的处理都可以有=发挥很大的自由性。专业实验的教学,应让学生参与进来,尽可能地使每个学生都动手操作,形成自己的想法。

2.培养科研和创新能力。暖通实验很多为开放性实验,学生可根据所学的专业理论知识和现有的实验仪器,自己设计实验项目和处理数据,而不必拘泥于以往的既定的实验项目。有意识地培养学生的科研意识和创新能力,对激发学生学习的兴趣、开展创新思维锻炼都大有裨益。例如“强迫对流管族管外换热系数测定”实验,理论课上教师只讲解用对流准则关联式来求解强迫对流换热系数,理论性很强,学生需要很长时间进行消化,并对工程上怎样测算不同工况的传热系数比较迷茫。实验时,教师可以只讲解换热系数的测试方法,而不必像实验教材上指定实验目的、实验步骤等,学生可以制定出各种工况下的传热系数的测定如:(1)不带翅片管外强迫对流的传热系数的测定;(2)带翅片管外强迫对流换热测定;(3)流体纵向外掠过管外时强迫对流换热系数测定;(4)流体横掠圆管对流换热系数测定等一系列的工况,并通过计算机绘制不同工况下Sh数与其他准则数的函数关系,研究影响强迫对流换热系数的因素,并给出具体工况下的对流换热系数的表达式。通过这种实验方式,可激发学生科学研究的能动性和创新意识。

3.引入数值分析教学。建环专业实验系统不应是暖通原理的简单演示和验证,而实验内容延伸到暖通空调系统的节能新技术、建筑热工对暖通负荷及能耗的影响、建筑能耗模拟分析等。通过配置建筑能耗模拟分析的相关教学软件,使学生通过实验系统的软件平台掌握当前工程领域中采用的暖通能耗模拟分析及评价工具,切实感受到所学专业知识在工程环境中的应用实况,初步树立能源效率意识和工程观念。目前,本科教学中可视化程度和本科实用性兼顾的数值模拟软件可选择Airpak、Fluent等,通过对简单物理模型的分析,加深对动量微分方程、能量方程、传质微分方程等具体的应用。

四、实验考核方式

一般情况下,专业课的实验成绩是计入到相应的理论课成绩中的,所占比例也很小,这将导致学生和理论课教师对专业实验的重视程度不够,因此,可以把专业课与专业实验单独考核,形成专门的实验考核体制。另一方面,传统的专业实验考核方法是基于学生的实验报告、数据处理的完成情况和学生在试验中的表现进行综合考评,但由于实验条件的限制,往往是若干个同学合并成一组做同一个实验,对实验结果的处理基本一致,不利于创新能力的培养。对于实验课程的考核,要兼顾学生对理论知识的综合运用、实验过程的相互协调能力和团队合作精神及实验创新精神等多个方面的因素。

综上,传统的专业实验教学已跟不上暖通行业快速发展的脚步,对建环专业实验课程的改革,不仅要着眼于实验教材、实验内容、实验教学方法、实验设备以及考核方式,改变传统的实验教学理念和教学模式,使专业实验教学从理论课教学中独立出来,让专业实验教学也成为培养暖通人才的另一重要的途径。

参考文献:

[1]李锐,郭全,等.“暖通空调”课程设计性实验教学研究[J].中国科技信息,2009,(20),217-218.

篇(5)

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)46-0110-02

随着社会经济的发展和科技的进步,人类居住、生产等对建筑环境的要求逐渐提高,建筑能耗快速增长。目前,人类所有生产生活能耗中,建筑能耗已占到40%以上。为满足建筑节能以及新能源在建筑环境中应用的人才需求,2012年,普通高等学校专业目录中把建筑智能设施、建筑节能技术与工程两个专业纳入建筑环境与设备工程专业,专业名称调整为“建筑环境与能源应用工程”,专业范围扩展为建筑环境控制、城市燃气应用、建筑节能、建筑设施智能技术等领域。新的“建筑环境与能源应用工程”专业规范(征求意见稿)中,明确了“多样化与规范性相统一”、“拓宽专业口径”等基本原则,“多样化与规范性相统一”的原则既是坚持统一的专业标准,又鼓励各院校根据本地区、本学校的实际情况,确定具体的课程体系、教学重点及培养方式,努力办出自己的特色。

一、更名前课程体系及教学现状

在过去的十年中,各学校在专业指导委员会的指导下,已基本形成了以“建筑环境学”、“流体输配管网”、“热质交换原理与应用”为专业理论平台课程;以“暖通空调”、“建筑冷热源”、“建筑自动化”为主干专业课程的课程体系框架[1,2],同时兼具各自的地方及行业特色。

对于我国北方地区,尤其是内蒙古、山西等以能源、钢铁为支柱产业地区的高校,过去的“建筑环境与设备工程”专业课程体系多是围绕着煤、电等传统化石能源的建筑环境应用技术来设置的,随着国际社会对建筑节能低碳技术要求的不断提高,要求到2050年,化石燃料在建筑空间供热和热水制备所占比例减小到现在的5%-20%,制冷系统的平均效率将提高两倍以上[3-5]。显然,我们目前的课程体系设置中在建筑能耗及经济分析、建筑可再生能源利用、建筑能源转化利用模式、区域能源规划、智能建筑控制等方面是不满足新形势的要求的。另一方面,随着我国城镇建设、工业建设的快速发展,公用设备人才需求锐增,仅十年,设有本专业的高等院校由1998年的68所猛增至2011年的180所。在教育教学环节,由于快速扩增,导致的突出问题是:(1)部分学校在条件不成熟的情况下,课程设置不成体系,忽视设计及实践环节;(2)大批新毕业生进入教师队伍,缺乏工程和学术实践基础,教学理念和个人的学术水平跟不上时代的要求;(3)专业实践被简化为参观、参观、再参观,学生动手能力不如高职高专,思维分析能力达不到本科要求;(4)学生缺乏“工程系统”概念,知识结构不完善,社会、经济、管理知识欠缺。

二、突出地域及行业背景、拓展课程体系

更名前,我国中西部地区高校的“建筑环境与设备工程”专业大部分有着鲜明的地域及行业特色,都较早地设置了“供热通风及空调工程”专业,为国家输送了大批暖通空调方面的专门人才。近十年间,本专业在专业指导委员会所构建的大框架下,大都保留了传统的集中供热、工业通风、空调制冷技术、锅炉及锅炉房设备等专业课及课程设计,方向比较单一,学生所接触的暖通空调系统也较为传统,没有和目前国家提倡的可再生能源、绿色建筑结合起来,学生缺乏节能、经济的宏观意识。所以,在新形势下,我们应在必修课中适当增加以“建筑能耗及经济分析、建筑可再生能源利用、建筑能源转化利用模式”为主要内容的“建筑节能技术与管理”课程模块以及“智能建筑控制、电气与自动控制”的控制课程模块。这样才能使“建筑环境与能源应用工程”专业的学生在从事工程设计及管理的过程中,具备“工程系统”的概念,能从全局优化的层面上去考虑节能或者工程可行性。

三、加强教师专业素养,优化课堂教学内容

课程体系的范围宽了,增加了“能源应用技术与管理”以及“建筑节能控制”的内容。如何使专业教师提高素养,分清专业课的“课堂上该讲些什么”就成为我们应思考的问题。专业课的教学要起到承上启下的作用,应以工程应用为依托,介绍技术和设备的特点、原理、发展背景、应用条件、优缺点判断;应着重于技术方案分析,让学生不仅仅了解各种技术方案及设备的基本原理、系统结构特点,更重要的是让他知道一个系统设计为什么选这种方案而不是另一种。而对于一些非关键的技术细节和一些设计校核计算,则应该在实践环节和课程设计中解决。这也同时提高了对专业教师的要求,要求专业教师通过积极参加科学研究及工程实践,努力提高自己的专业素养,只有教师具备了完善的知识结构和广阔的科学视野,具备了创造和创新意识,跟踪技术进步的意识,才能培养出合格的工程人才。

四、尝试多专业配合,建立“工程系统”概念,加强学生实践环节

培养高规格的实践性、应用性、实用性和工程系统性思维是工科大学毕业生的重要特色和核心竞争力。对于一个“工程项目”的设计成果是各专业相互配合形成的,而由于各高校有比较分明的专业分类,我们在实际“教与学”过程中,也忽视了与其它专业配合,导致学生在毕业后不会对其它专业提出相关的设计要求;同时,同一个专业的教学内容又是割裂的,例如“供冷与供暖教学”,空调课只管夏天,供热课仅管冬天,缺乏“工程系统”意识。所以我们需尝试多专业联合设计,如暖通专业、给水排水专业、建筑学专业等,共同设计一项“公用工程”,培养学生设计的“整体意识”;改进教学体系,教学内容不能有割裂和鸿沟;并通过以下方法加强设计实践环节的教学:(1)实践环节与工程实际相结合;(2)校内外指导教师相结合;(3)设计环节始于专业课的开始,指导教师根据课程进度,指导学生随时将刚学到的知识用到设计之中,以强化理论与工程实际的结合等。

新形势下“建筑环境与能源应用工程”专业课程体系改革以及“教与学”方式方法的探索是一项复杂的工作,需要我们专业负责人和一线专业教师经常思索和在教学实践中不断研究。通过明确新的专业发展方向,了解新形势下专业外延和内涵的发展变化,坚持和发展自己的专业特色,提高教师教学中理论联系实际的能力,加强学生设计实践环节训练,这样才能培养出高规格的实践性、实用性和工程系统性思维相结合的工程应用型人才。

参考文献:

[1]朱颖心,石文星.对工科专业课程教学方法的思考[J].重庆大学学报(高等建筑版),2011,(05).

篇(6)

毕业设计(论文)作为综合实践教学环节,包含毕业设计和毕业论文两种类型。从笔者调查的情况来看,80%以上学生选择做工程设计。根据建筑环境与能源应用工程专业(以下简称建环专业)规范[1],专业工程方案与施工设计的主要实践单元和知识技能点包含:掌握综合工程方案设计的方法;掌握建筑负荷计算、设备选型、输配管路设计、能源供给量等的计算方法;熟悉工程图纸正确表达工程设计的方法;熟悉工程设计规范、标准、设计手册的使用方法,能够进行方案论证选定,并做出运行调节方案。

针对毕业设计环节各高校建环专业开展了形式多样、内容丰富的教学改革研究。丁云飞等[2]提出毕业设计环节应该有效利用社会资源,变校内工程设计为校外工程设计模式,或模拟设计院场景进行多专业综合毕业设计,并以不同类型的重点工程为依托,在设计的不同阶段邀请工程行业专家讲授设计过程和设计方法,强化设计理念,以达到强化学生工程能力培养的目的。周义德等[3]针对“如何满足‘一人一题’的要求”和“毕业设计如何与当今技术的发展相结合”等问题进行了探索,寻求有效提升毕业设计教学质量的途径。赵海谦等[4]从六个方面探索建环专业毕业设计自主学习能力的培养,强调以学生为主体的教学理念,重视学生终身学习能力的培养。李俊梅等[5]从专业内涵出发,探讨了在系统设?过程的各个阶段如何培养学生的节能意识,帮助学生建立建筑节能工程理念。张健[6]探索在毕业设计阶段采用情景模拟教学法,提高学生主动思考问题的能力、应变能力和口头表达能力,强化学生分析问题、解决问题和创新思维的能力,以适应社会的需要。谢东等[7]针对当前暖通空调领域存在的问题,总结出“一题多方案、一方案一人,多方案比较”毕业设计新的指导方法。

本文在相关文献研究的基础上,根据专业规范要求和工程教育认证标准,针对笔者所在学校毕业设计教学过程中存在的对学生工程能力培养不足的问题,尤其是对近年来暴露出的典型问题进行系统反思,从毕业设计全过程教学管理角度,探索基于工程能力培养目标,提高建环专业毕业设计教学质量的有效途径,可供相近专业参考。

一、 典型问题分析

(一)指导教师队伍建设滞后,教师工程教育能力不足

随着高等教育的快速发展,学生数量迅速增加,生师比普遍较高,按“一人一题”要求教师的指导工作量繁重,教育教学资源不足。从拟定毕业设计选题到毕业设计答辩工作结束,毕业设计指导工作周期长,任务重,而且指导教师往往还同时承担了其他课程的教学任务和科研任务,能实际投入毕业设计指导的时间有限。此外,多数年轻教师虽有注册公用设备工程师资格,但缺少足够的工程实践现场锻炼经历,对多样化的毕业设计题目指导能力明显不足。

(二)工程设计计算内容雷同,工程创新意识不足

虽然毕业设计题目不同,选用建筑也不同,但设计内容多数套用往届模板,系统方案雷同,缺少对工程领域新技术、新设备和新方案的应用。比如,公共建筑的暖通空调设计,对空调方案学生只会就全空气与空气―水系统方案进行简单比较,设计内容限于夏季定风量工况,对冬季和过渡季节缺少分析说明;风管设计只考虑空调送风管路,对新风、回风与排风不作说明;冷热源方案只会传统的电动制冷+热水锅炉,或采用冷热同源的直燃式溴化锂机组、风冷热泵机组,很少结合建筑功能和使用特性进行冷热源配置,鲜见采用可再生能源方案。这表明学生专业知识面过窄,对专业前沿技术缺乏了解,工程创新意识不足。

(三)设计说明文件缺乏分析,工程应用能力提升不足

毕业设计过程中,学生自主学习意识不强,方法和手段单一,文献查阅能力不足,缺乏团队协作精神和工程系统观念。建筑环境与建筑能源系统设计方案很少提供施工说明与运行调控策略,仅仅限于典型工况设计和设备选型计算,对设备与建筑如何协调、冷暖设备容量在部分负荷下如何调控、管网输配动力装置如何调节等缺乏系统分析。大多学生虽能套用设计手册和应用工程设计软件,但对参数取值依据和计算结果的合理性不能进行有针对性的说明,不会用简练的文字和评价指标表达设计内容的合理性。学生最终能完成设计计算说明书,但对设计的优缺点认识不足,缺少团队训练,不能合理评价自己的设计成果;学生能采用专业绘图软件,但对如何应用平面图、系统图、剖面图和大样图等综合表达设计意图缺乏整体认识,设计说明依据不充分。总之,学生应用理论知识解决工程实际问题的能力明显不足。

(四)就业压力下学生毕业设计投入精力不足,岗位责任意识不强

毕业设计选题和任务书一般在第七学期下达,实际实施大都安排在第八学期。而这一阶段,许多学生忙于找工作,毕业设计被迫为就业让步,学生对毕业设计投入精力不足。有些用人单位还要求已签约的学生提前上岗,致使学生无暇顾及自己的毕业设计。一些学生主观上对毕业设计的重要意义缺乏认识,降低对自身的要求,认为能顺利通过答辩就行,有的甚至敷衍抄袭,尤其是图纸照抄的现象非常普遍。多数学生岗位意识不强,缺乏工程责任意识。

(五)缺乏毕业设计过程质量控制措施,工程质量意识不足

目前,毕业设计指导主要以每周一次集中辅导与分散答疑相结合的方式为主,但集中辅导时间较短,指导教师对学生实际独立完成情况的了解不充分,仅根据所提交成果质量进行评分,缺少有效的检查手段,对学生毕业设计过程督促检查不严,导致部分学生蒙混过关。阶段设计成果没有量化考核标准,过程质量难以控制,不同指导教师评分标准存在较大差异。此外,学校对毕业设计指导教师工作评价重量轻质,按学生人数计算学时量,对指导过程及教学质量缺乏有效评价机制和奖惩制度。

二、 基于工程能力培养的毕业设计过程管理途径

随着学科交叉的发展,以及学生跨专业就业的情况越来越多,建环专业毕业学生可以从事设计、施工、监理工作,也可以从事制冷空调设备研发、制造、工程造价咨询、物业设备管理等工作。这就要求学生专业知识面宽,基础功底深厚,具备再学习能力[8]。在毕业设计教学环节,应培养学生掌握一般的工程应用原理,以“问题导向”引导学生学会学习的方法,更应注重授人以 “渔”,教会学生如何将所学工程知识应用到工程项目中去,分析和解决实际工程问题。这就需要完善毕业设计指导实施细则和制定毕业设计成果质量标准,规范指导教师和学生行为,确保毕业设计教学质量,以达到工程教育的培养目标要求。

根据上述毕业设计环节存在的典型问题及其原因,结合笔者所在专业的实践情况,可从以下几个方面加强毕业设计全过程教学质量管理。

(一)利用校企合作平台资源,加强毕业设计指导教师队伍建设

建环专业职业岗位要求的工程素质是综合素质,其中,专业技术知识素质要求学生能全方位了解建筑环境营造和建筑能源设备使用过程,熟悉建筑能源系统的能耗特性,掌握室内环境调控和提高建筑能源利用效率的基本理论和方法,熟悉建筑环境与能源工程管理方面的基本原理和方法,熟悉专业标准和现行规范。校内外指导教师首先要具备相应的知识和技能,具备相应工程设计经历,并懂得如何指导学生达成毕业设计教学目标,才能确保毕业设计的教学质量。

学校通过与多家企业共建工程实践教育中心,企业提供生产实习和毕业实习岗位,学校邀请企业专家到校授课和参与毕业设计环节指导。比如,重庆科技学院与重庆盛世新兴格力电器销售有限公司共建工程实践教育中心,同时与格力电器销售旗下的十几家企业建立合作关系,专业教师可到企业进行工程锻炼,提升教师的工程教育能力;同时,学生结合实习岗位进行毕业设计选题,并邀请企业暖通专家参与毕业设计过程指导,参与毕业设计答辩,按工程设计标准与规范要求对学生毕业设计成果进行评价等。这就形成了毕业设计指导教师的“双师型”队伍,有利于促进毕业设计教学环节的教师工程教育能力持续提升。

(二)从源头抓好毕业设计选题申报、任务书和开题报告的组织管理

毕业设计全过程包括毕业设计选题、任务书下达、外文翻译和开题报告、毕业设计计算说明与绘图、成果提交与毕业答辩等五个阶段,每一个阶段实施情况都直接影响学生工程能力的培养质量。

应从源头质量控制抓好选题申报、任务书下达和开题报告的审核工作。选题申报要确保每个题目所涉及的设计项目对象和范围要明确,避免同一项目简单更换地点重复申报;任务书所涉及内容应符合毕业设计教学要求,具有先修课程基础,体现综合性与应用性,对设计成果的数量和形式要明确,同一专业的设计深度要求应一致,不能超出学生能力范围。

好的开题报告,是毕业设计的良好开端,可以训练学生结合实际项目进行系统方案设计和设备选型,进一步熟悉设计任务和要求,为后续设计计算和绘图奠定基础。毕业设计的开题报告不同于毕业论文,应结合选题和任务书中的实际项目,做建筑环境或建筑能源系统的方案设计论证说明,同一项目不同设计范围的学生要确保系统方案有一定差异性,避免学生开题报告内容空洞、概念堆砌,从而避免后续设计内容因采用相同方案而互相抄袭。在毕业设计初期,指导教师引导学生查阅专业标准、规范和设计手册,结合实际项目提出不同的系统方案,绘制系统方案草图,让每个学生结合自己的项目实际进行初步设计与论证。组织学生开展方案设计大讨论,并在小组讨论中发言,充分认识方案设计的可行性与合理性,最后形成文字说明,作为开题报告的主体内容。尤其是针对团队课题,开题报告要组织集中开题,明确学生的分工与设计范围,指导教师可以根据学生所做方案的合理性、口头和文字交流表达能力进行实时评价,帮助学生建立工程设计规范意识和团队协作意识,形成工程设计系统方案比较的初步能力。

(三)抓过程质量控制,建立毕业设计成果分级评分标准

在开题方案设计基础上,毕业设计的具体内容包括负荷计算、空气处理过程计算与设备选型、房间气流组织计算与风口选型、空?庥肜淙人?管路布置与水力计算、冷热源机房系统设计计算等。针对不同类型的建筑项目、设计参数和指标取值、系统方案类型和设备管路布置方式等,可成立毕业设计指导教师教学团队,共同制定专业的毕业设计指导实施细则,同时确定毕业设计成果的质量分级评分标准。以负荷计算为例,实施细则应明确负荷计算所采取的方法,根据设计要求明确计算内容深度,若施工图设计阶段要求房间冷负荷应逐时计算,典型工况设计指标作为设备容量配置的依据;若需要制定全年运行调控策略或冷热源采用了可再生能源技术,还应进行全年动态负荷计算。对负荷计算结果的分析说明,应明确要求对负荷构成特性、日变化特性和全年冷热负荷指标进行比较分析,结合建筑类型和主要房间功能说明负荷指标的合理性。对设计内容的完成数量和质量,实施细则应给出必须完成项、选择完成项和特色加分项,并在任务书下达时充分说明,使学生从一开始就有明确的学习目标和努力方向,形成结果倒逼的工程评价思维。

建立毕业设计成果质量评分标准,按不同阶段的设计内容提炼知识点,对应不同知识点说明其对工程设计能力培养的支撑作用,将学生的工程能力培养程度分为不满足、基本满足、较满足、满足和优秀五个等级,细化评分标准。按学生阶段提交成果对工程能力培养的达成度进行等级评分,有利于指导教师客观、公正地评价学生,及时反馈阶段评价结果,促进学生对毕业设计过程质量的重视,有利于加强对学生和指导教师的过程管理,形成工程质量标准意识。

(四)协调学业与就业关系,注重学生工程文化素质培养

当前,高等教育发展成大众化教育,应用型人才培养与社会需求的矛盾尤为突出。一方面,用人单位对高校工科毕业生的实践能力和操作水平要求越来越高;另一方面,随着高校的扩招,地方高校受地域和教育资源的限制,学生就业压力越来越大。通过提高毕业设计教学质量,规范学生毕业设计期间的行为,协调好毕业设计与就业的关系,确保学生有效投入毕业设计的时间,促进毕业生更好就业。毕业设计的选题与过程指导尽量考虑学生的就业取向,根据未来可能的岗位工作内容来开展毕业设计,有利于激发学生的学习主动性,能更快适应岗位工作要求。学生申请校外毕业设计应满足专?I对口,并有明确的校外指导老师,否则,学生应在校内教师指导下完成毕业设计内容。

由于建筑工程涉及主体利益、风险与责任的分配等问题,这就要求学生能初步分析工程设计结果应用可能带来的社会、经济和环境方面的风险,会进行技术经济综合比较,将设备及系统的初投资与运行费用结合用户需求进行综合考虑,进行系统决策和理性思考。因此,在毕业设计阶段加强培养学生的工程文化素养,建立职业使命感和责任心尤为重要。指导教师专题案例教学,可邀请行业专家到校授课,让学生更好地将毕业设计内容与未来工作岗位职责相联系,全面分析不同的设计方案对工程应用带来的影响。通过工程文化教育帮助学生树立正确的工程价值观,使建环专业工程人才具备相应的人文精神和情怀,才能在将来的职业岗位上担当绿色能源工程师的使命。

(五)利用互联网+毕业设计进行教学管理,加强学生的规则意识

随着教育现代化程度的越来越高,计算机和网络在大学教育中已经普及。针对大学生信息时代下的学习特点,合理利用智能手机和互联网平台开展毕业设计教学管理已成为可能。互联网教育模式的本质就是在师生分离的情况下,借助于互联网信息技术开展新型的教育教学模式,实现“以学生为中心”的教学理念,而教师则成为整个教学活动的组织者和引导者。现有的雨课堂、课堂派等微信平台和今目标等网络免费共享平台,可以实现手机与计算机信息共享。

篇(7)

一、前言

以能力模块为基础,以岗位需求为导向,以多元化人才培养为特征的“现代职业教学体系”的教学改革正在推动。考核是对教师课堂教学效果以及学生学习情况的检验,好的考核方式即会促进教师的教,又会促进学生的学。过程考核,即针对学生学习过程进行多方面、多形式、分阶段的考核,侧重于对学生认知过程和综合应用能力的形成进行监督和评价,构成教与学和教学质量监控的重要环节。过程考核是科学测评学生学习效果、促进自主学习、提高综合素质和能力的重要途径。过程考核目的就是全面考核学生的知识、能力、素质,增强学生学习的主动性与积极性,深化理解、掌握、应用所学知识,理论联系实际,改变课程结束时“一锤定音”的做法。

目前,传热学的考核手段和评价指标都比较传统。针对传热学过程考核模式的探索和改革,期待从知识、能力和素质等方面,全面提升考核的合理性、公平性、科学性和有效性。本文针对建筑环境与能源应用工程专业传热学教学实施过程考核进行了尝试。

二、传热学课程基本情况

传热学主要讨论和分析热量传递规律,阐述传热方式、传热机理、传热条件、传热基本定律、传热速率和传热设备、传热测试方法、影响传热的因素、增强和减弱传热的方法。要求学生掌握导热、对流换热、辐射换热三种热量传递的基本概念、基本定律,能对典型热传递过程建立和求解方程式,有效地使用增强或减弱传热的措施来分析工程某些问题,为后续课程的学习打下必要的基础。

三、传热学过程考核实施目的

1.知识点考察。知识点考察的目的之一是让学生掌握传热学基本概念和理论,主要包括:导热(导热基本概念、导热系数、导热微分方程、导热过程的单值性条件等知识点);对流换热(流体的流态和热传递机理、边界层、相似理论、自然对流、强迫对流等知识点);热辐射(热辐射基本概念、黑体、灰体、角系数等知识点)。目的之二是让学生运用以上基本概念和理论分析求解实际传热过程,例如平壁导热(房屋维护结构)、圆筒壁导热(管网)、肋片导热(换热器);管内、外受迫对流、相变对流换热(空调蒸发、冷凝器);实际物体之间的辐射换热等。

2.能力考察。能力考查主要包含查阅相关资料的能力、制作PPT等课件能力、语言表达能力、知识点理解能力、分析问题的能力以及正确运用传热学测量仪表的能力。

3.素质考察:主要考察学生的小组合作、创新思维、动手实验等素质。

四、传热学过程考核的实施方法

1.平时作业层次性考核。平时作业内容除了针对需要理解和掌握的理论知识和基本原理的同时,注重作业的层次性,在数量、难度、应用等方面进行统筹考虑,使学习较好、有能力的学生多做一些有挑战性的补充作业,一般甚至较差的学生则完成基本作业,调动好同学的学习兴趣。此外,通过完成作业过程中查阅相关资料以及简化分析问题的锻炼,得到解决实际传热问题的能力。

此外,平时作业要求学生课外自行完成,教师通过定期检查、答疑的方式,对每个学生的情况清晰掌握,杜绝抄袭现象。

2.出勤及平时表现考核。主要考察学生每堂课的出勤以及随堂提问情况。每次课都记下每个学生在课堂上的表现,可以较好地约束学生的学习意向,引导他们主动参与、并需要注重个人能力的提升,有效减少迟到、早退等现象,同时也有利于了解学生掌握知识的程度,来及时调整教学的方式和方法。出勤部分采用满分制,违规时根据规则进行减分,而随堂提问则采取激励制度,每正确回答一个问题进行奖励。

3.开放性作业考核。由于学时有限,在课堂讲授的内容无法完全的铺展、细化,对部分内容的讲解流于表面,或过于注重重点、难点等局部细节,而忽略课程内容的整体性和系统性,会布置一些开放性的作业,这些作业与生活或者工业过程贴近。例如,对建筑环境与能源应用工程专业来说,空调系统中最主要的部件是两个换热器:蒸发器和冷凝器,其中分别发生的是制冷工质的沸腾吸热以及凝结放热过程,这两部分换热的理论基础分别来自于传热学课本中沸腾和凝结换热一章。为了增强换热器的传热面积,肋片的应用则增加了同学们对换热器表面不同结构的理解和认识。空调中冷量的载体―制冷剂在管路中的输送过程需要保温,经济保温层厚度的确定也离不开利用传热学知识的计算。

在开放式作业中,让同学调查、分析本专业密切相关的典型案例,建立学习小组,以小组为单位做成PPT在课堂上讲解和讨论。在激发同学学习兴趣的同时,让同学带着问题去理解、去学习课堂内容。此外,也可锻炼同学查阅资料、组织构建PPT、以及小组分工协作和语言表达能力。

4.个人自我考核。个人考核是通过对学习过程中个人行为表现的反思得到知识技能提高的一种策略,目的在于养成学生客观的自我分析和评价。以自我管理能力培养为目的,针对学习过程进行自我评价,调动学生积极参与的兴趣,正确评价自己,全面提高学生的综合素质。此外,给出对本课程学习过程的建议,可建立学生个人考核评价表如下。

5.实验考核。目前传热学开展的课内实验有两个,分别是:实验一:自流对流换热系数的测定,实验二:法向辐射率测试。实验教学过程中采用出勤、预习报告、实验报告和个人实验操作技能考查相结合的方法。实验前采取每组一个组员进行实验讲解,其他人补充的方式来检查预习情况,试验老师针对讲解的情况进行重点讲解和注意事项的补充;且对每个实验按照实验步骤和操作制定详细的分数,实行扣分制,实验过程中,进行对项检查,对小组中个别同学偷懒的予以扣分,而对那些预习较好、动手能力强的进行加分。这样避开了以小组来计的弊端,又兼顾了个人的表现实验考核主要通过实验预习、实验中仪器的正确使用、实验报告的整理来对学生进行考核。

将来条件允许,可以通过学生自主设计实验的方式来加深考察。

6.考试。考试主要分为期中考试和期末考试,此外,有两次随堂测验。期末考试环节主要分为两个部分,其中一个部分针对综合传热问题进行考核,着重考查学生综合分析问题的能力;而另一部分则重点考查学生对基本概念、定性分析方法的理解。

五、传热学过程考核评价标准

六、效果

过程考核实施以来,无论从学生反馈,还是从综合成绩来看,实施的效果均较好。主要表现在:

学生上课积极性、主动性提高,大大减少了缺勤、吃到、早退等现象;

课堂气氛好,教学环节中学生主动参与、互动,课堂氛围活跃,不死板;

开放性作业的准备和汇报过程加深了对本课程发展现状、前沿的全面掌握,拓展了课本学习内容;

个人自我考核环节促进学生自我监督、互相监督的自我管理素质;

不定时的随堂测验督促学生自始至终的良好学习态度;

篇(8)

“大咖”在人们的心中,往往都是会让人感觉可望不可及,但是当笔者与徐伟院长面对面交谈的过程中,仿佛是在听他在给笔者传道授业。奈何时光飞逝,总是感觉和智者的交流太少太少。

绿色建筑是国际发展趋势

当笔者和徐伟院长在聊到绿色建筑在中国的发展现状时,他向笔者道来:“首先,我们要界定绿色建筑的范畴——在建筑的全寿命期内,节能、节地、节水、节材和环境保护(简称“四节一环保”),包括室内环境和室外环境的营造。绿色建筑发展是国际发展趋势,在当前的中国市场来说又特别的急需。经过30年的高速发展之后,我们发现过去的高能耗、高污染、高排放的代价非常之大。中国未来要走可持续发展的话,选择绿色建筑发展是必然趋势。”

绿色建筑的终极目标是近零能耗建筑,而近零能耗建筑的特征主要体现在四个方面:第一,集中体现现有技术先进性和产业发展水平的建筑节能技术集成;第二,适度提高现有室内环境舒适度;第三,能耗比现行居住建筑节能标准节能80%以上,比现行公共建筑节能标准节85%以上;第四,不再需要传统的集中供热。

建筑的建设和使用过程会产生能源消耗以及对环境产生影响。因此,传统的高消耗发展模式必然要向高效的环保型发展模式转变,绿色建筑的发展是实现这种转变的必由之路,也符合现今世界建筑行业发展的潮流。可以说,绿色建筑给我们带来生活品质的提高、环境的保护、能源的节约,总结为一句话,就是带来了建筑的可持续发展以及社会的可持续发展。

中西方差距慢慢缩小

1978年的之后,中国推行了改革开放政策,中国开始了与世界大多数国家的文化交流学习。在谈到中国的绿色建筑节能发展过程与西方发达国家的差距之时,徐伟院长表示:“与西方发达国家相比,中国的绿色建筑发展起步晚了10—15年左右,但是在最近的5年里,中国的绿色建筑发展速度非常之快。在国务院出台了《绿色建筑行动方案》之后,包括从中央政府到地方政府,在落实行动方案中,都出台了举措,所以说绿色建筑这几年处于一个快速发展的时代。”

但如果说和欧美先进的绿色建筑发展国家相比的话,在全社会范畴内,首先是我们国家人们的认识和意识方面有差距。对于行业内的专业人士而言,绿色建筑的认识和意识已经得到了普及、提高。但是在百姓参与绿色发展绿色建筑等方面,应该说还有相当大的距离。其次,从产业角度来讲,特别像欧美国家,比如说美国这样绿色建筑比较先进、比较早的国家,我们产品的性能和质量还有差距。在绿色建筑的发展过程中,我们的设计行业,也还是有一定差距。

总体来讲,我们大多数绿色建筑设计,包括实施方面都还处于一种不完全的自觉行为,有一定的政府导向,或者以一种特殊的需求为主。那我们在绿色建筑的建造、运行方面来说,这个距离就更大了一些,这和我们当前建筑粗放式的发展模式是分不开的。绿色建筑除了“四节一环保”以外,在施工方面讲究绿色化施工。施工过程也要强调节能、废物利用,或者对环境保护来讲,差距仍然很大。平时我们从周边看到的一些在建的项目中,这些都是很有体会。

绿色建筑就是要求我们在生产建设全过程中做减法。树立正确的观念,竭力避免浪费,同时注意投资分配的合理性,将投资转到提高建筑节能品质和节约资源的技术上,使得建筑工程总造价增量较少,甚至不增加的情况下实现绿色建筑理念。在建筑全寿命周期的时间里持续保持低能耗,从策划、选址、规划、设计、施工、维护运营,一直到拆除的全过程中都应该贯彻绿色建筑的低能耗理念。建筑设计在建设过程中一直都是最关键的环节,尤其是在目前的中国国情之下,建筑设计对绿色建筑能否顺利推行至关重要。建筑师需要改变创作理念,利用现代科技手段反复推敲,让建筑设计精细化。只有经过严谨的定性分析和科学的定量验证,才能勾勒出合理的设计方案。

目前来讲,暖通空调的运行并不被人们所重视,包括人才、专业技术等,还有我们的调试技术以及财力方面的支持都不够,差距就会拉开得更大一些。总体而言,国内绿色建筑发展很快,进步很大,但是差距还是有。

建筑节能&暖通

通常,人们的印象中建筑节能和暖通是两码事儿。但是两者之间的关系,徐伟院长为笔者上了一堂课:绿色建筑讲究“四节一环保”,而且节能在绿色建筑发展过程中是重要的一方面,占比也最高。在节能方面来说,供暖供冷又是它的主要组成部分,因此暖通空调关注绿色建筑发展是必然的。这个关系就像在绿色建筑“四节一环保”中,节能是它的主要方面,而节能很大一部分是体现在暖通空调上,因此可以说暖通空调和绿色建筑密不可分,而且是贡献率非常高的一方面。国际上,一些大型跨国性暖通空调公司,无一例外对绿色建筑非常关注,大家有目共睹。

从上游产业来讲,首先是绿色建筑的需求,建筑的发展带来新的产业,包括我们的设计、施工、运行等。实际上,机电、暖通空调的产品,是我们整个建筑产业发展中的基础。所以说,暖通行业的节能性、性能、质量,包括对上游的建筑需求必须有更好的融合,或者奖励。绿色建筑发展是我们当前发展的一种大趋势,在这个趋势下,应从建筑的解决方案、能源的解决方案、可持续发展的解决方案上多做文章。作为设备供应商来讲,要有这种视野和眼光,如何去响应,如何去提升自己的产品,来满足它的需求。

篇(9)

1 节能在建筑设计中的重要性

随着近代社会的快速发展,全世界的能源在快速减少,石油、天然气、煤炭等这些能源开发过度,不仅造成能源的缺乏,还给环境带来了污染。而我们国家,虽然地大物博,但是人口众多,而且能源分布不均匀,因此,我们国家人均资源占有量和储备量都远远低于世界水平,并且我们还很依赖煤炭能源,煤炭能源在我国被称为黑金能源,可见其重要性。在能源缺乏的现状下,我们国家能源利用率还很低,这就造成了能源的巨大浪费。而随着近些年我国城市化进程加快,建筑业成为我国国民经济发展的重要支柱,但是,建筑业也是能源消耗的大户,水泥、钢筋等大量的使用,加大了人们对能源的掠取。据不完全统计,我国的建筑能耗逐年大幅度上升,已达全社会能源消耗量的约30%,加上每年房屋建筑材料生产能耗约13%,建筑总能耗已约达全国能源总消耗量的43%,因此,可见节能在建筑设计中的重要性,节能在当前建筑中的应用势在必行。

2 节能在建筑设计中应用的必要性

2. 1 国家经济发展的需要

国家经济的快速发展,离不开能源的支持,可以说,能源是一个国家经济发展不可或缺的因素,这也就能理解为什么许多的战争都是为了获取石油、煤炭等能源的原因。我国能源产值与国内生产总值的增长相比存在滞后性,这样的国情现实严重影响着经济的进一步发展。国民经济要想进一步地发展,必须依赖于能源,但是当前能源的紧缺会导致我国经济发展受阻,因此,这就需要在建筑设计中进行节能的设计,降低对能源的消耗,避免因为高消耗的建筑大量建设,消耗大量能源,制约我国经济的健康、快速发展。

2. 2 环境保护的需要

建筑业中大量使用的水泥、钢筋等建筑材料,其生产过程除了消耗大量的能源,还会因为废气、废液、废渣的大量产生,给我国水能源、空气能源等带来污染,这些污染给我国人民的健康带来巨大的危害,近些年雾霾的产生就是例子。同时,后期建筑取暖也是消耗能源、污染环境的地方,随着环保意识的不断深入人心,进行环境的保护成为当前人们关心的问题,所以,加强节能设计,是当前环境保护的需要。

2. 3 我国可持续发展战略的需要

在我国,环境问题、能源问题成为当前热门的话题,因此,国家提出可持续发展战略,目的就是节约能源,促进能源的长效利用。而在建筑设计中,节能设计工作的落实变得十分重要。现如今,可持续发展战略的实施是国家的头等大事,这就要求我们与建筑设计相结合,付诸行动,遏制建筑能源的严重浪费,做好建筑节能设计工作,把节能设计工作落到实处,这是国家可持续发展战略的需要。

3 当前建筑设计中节能的设计

3. 1 设计之合理选址

目前,在建筑设计中,首先涉及到的是建筑的选址,而建筑的选址很重要,建筑的选址要进行科学的勘测,根据选址地的自然因素以及周边的环境进行综合考虑,最后择优确定。建筑设计中,设计者要想在设计中达到节能,就需要让建筑在整个使用周期内保持适宜的气候环境,这样才能避免因为气候环境导致大量能源的消耗。建筑的选址合理与否直接影响到是否为建筑节能打好基础,同时又要以不破坏生态环境为前提条件。例如在北方地区,严寒的冬季是取暖的高峰,而选择合适的地址,避免在风口处建设,就能保持较为适宜的生活环境,自然能在取暖期降低能源的消耗,达到节能的目的。

3. 2 设计之建筑规划和设计

在进行建筑规划和设计的时候,必须要遵循当地的历史文化、风俗习惯和城市总体规划,在此基础上进行节能设计。建筑整体规划中包含建筑物的布局、建筑物的整体形态、各部分的组合、风吹、日照以及风向的转换问题等因素。在这些因素中日照和风向是针对冬季建筑物能否从自然环境中获取足够的日照并比开风向这些问题而考虑的,在夏季的考虑因素中,要考虑到风向是否符合建筑物的门窗设计保持自然通风,在日照方面要防止阳光的辐射。这些规划和设计目的就是在满足人们居住要求的时候,尽可能利用自然环境,降低建筑在后期使用中的能源消耗,因此,节能的建筑规划和设计是必须的。

3. 3 选用性价比高的节能技术

虽然节能技术已经在建筑设计中发展了一段时间,而且有许多成功的技术可以应用在建筑设计上,但是一些节能技术成本较高,因此,需要在进行建筑设计的时候,选用性价比较高的节能技术。例如,可以广泛应用成熟的太阳能储热设备,太阳能发电设备,可以在窗户的设计时,进行隔热膜的使用,可以使用保温性好的保温材料等,应用适应当地的社会经济发展情况的节能技术,达到节能效果。

3. 4 建筑设计中进行合理的外部环境设计

建筑设计时,建筑外部的环境设计至关重要,因为单纯的建筑进行节能技术应用,要是外部的环境影响较大,也会直接导致节能效果的下降。因此,根据每一个建筑功能的需要,通过合理的外部环境的布局设计来完善现有的微气候环境,为建筑节能创造有力的环境。最基本的设计就是在建筑周围进行相关的绿化,改变周围的微环境,以降低噪音,阻挡风沙,净化空气,降低温度。同时可以在不破坏周边整体环境的情况下,人为进行仿自然环境的打造,例如建造人工湖等,目的也是通过改变建筑周边的微环境,降低建筑对能源的消耗,达到节能的目的。

4 结语

总之,从建筑设计中来看,节能设计主要是设计人员在设计期间对其建筑的能源跟资源进行正确的综合来实现,使其能发挥最大的效果。环保节能是今后社会发展的基本方向,特别是建筑节能设计,还有极大的上升空间。

参考文献

[1]孙琳. 建筑设计中节能建筑设计的分析[J]. 黑龙江科技信息,2013.

篇(10)

2节能在建筑设计中应用的必要性

2.1国家经济发展的需要国家经济的快速发展,离不开能源的支持,可以说,能源是一个国家经济发展不可或缺的因素,这也就能理解为什么许多的战争都是为了获取石油、煤炭等能源的原因。我国能源产值与国内生产总值的增长相比存在滞后性,这样的国情现实严重影响着经济的进一步发展。国民经济要想进一步地发展,必须依赖于能源,但是当前能源的紧缺会导致我国经济发展受阻,因此,这就需要在建筑设计中进行节能的设计,降低对能源的消耗,避免因为高消耗的建筑大量建设,消耗大量能源,制约我国经济的健康、快速发展。

2.2环境保护的需要建筑业中大量使用的水泥、钢筋等建筑材料,其生产过程除了消耗大量的能源,而且还会因为废气、废液、废渣的大量产生,给我国水能源、空气能源等带来污染,这些污染给我国人民的健康带来巨大的危害,近些年雾霾的产生就是例子。同时,后期建筑取暖也是消耗能源、污染环境的地方,随着环保意识的不断深入人心,进行环境的保护成为当前人们关心的问题,所以,加强节能设计,是当前环境保护的需要。

2.3我国可持续发展战略的需要在我国,环境问题、能源问题成为当前热门的话题,因此,国家提出可持续发展战略,目的就是节约能源,促进能源的长效利用。而在建筑设计中,建筑设计中节能设计工作的落实变得十分重要。现如今,可持续发展战略的实施是国家的头等大事,这就要求我们与建筑设计相结合,付诸行动,遏制建筑能源的严重浪费,做好建筑节能设计工作,把节能设计工作落到实处,这是国家可持续发展战略的需要。

3当前建筑设计中节能的设计

3.1设计之合理选址目前,在建筑设计中,首先涉及到的是建筑的选址,而建筑的选址很重要,建筑的选址要进行科学的勘测,根据选址地的自然因素以及周边的环境进行综合考虑,最后择优确定。建筑设计中,设计者要想在设计中达到节能,就需要让建筑在整个使用周期内保持适宜的气候环境,这样才能避免因为气候环境导致大量能源的消耗。建筑的选址合理与否直接影响到是否为建筑节能打好基础,同时又要以不破坏生态环境为前提条件。例如在北方地区,严寒的冬季是取暖的高峰,而选择合适的地址,避免在风口处建设,就能保持较为适宜的生活环境,自然能在取暖期降低能源的消耗,达到节能的目的。

3.2设计之建筑规划和设计在进行建筑规划和设计的时候,必须要遵循当地的历史文化、风俗习惯和城市总体规划,在此基础上进行节能设计。建筑整体规划中包含建筑物的布局、建筑物的整体形态、各部分的组合、风吹、日照以及风向的转换问题等因素。在这些因素中日照和风向是针对冬季建筑物能否从自然环境中获取足够的日照并比开风向这些问题而考虑的,在夏季的考虑因素中,要考虑到风向是否符合建筑物的门窗设计保持自然通风,在日照方面要防止阳光的辐射。这些规划和设计目的就是在满足人们居住要求的时候,尽可能利用自然环境,降低建筑在后期使用中的能源消耗,因此,节能的建筑规划和设计是必须的。

3.3选用性价比高的节能技术虽然节能技术在建筑设计中发展了一段时间,而且有许多成功的技术可以应用在建筑设计上,但是一些节能技术成本较高,因此,需要在进行建筑设计的时候,选用性价比较高的节能技术。例如,可以广泛应用成熟的太阳能储热设备,太阳能发电设备,可以在窗户的设计时,进行隔热膜的使用,可以使用保温性高的保温材料等,应用适应当地的社会经济发展情况的节能技术,达到节能效果。

3.4建筑设计中进行合理的外部环境设计建筑设计时,建筑外部的环境设计至关重要,因为单纯的建筑进行节能技术应用,要是外部的环境影响较大,也会直接导致节能效果的下降。因此,根据每一个建筑功能的需要,通过合理的外部环境的布局设计来完善现有的微气候环境,为建筑节能创造有力的环境。最基本的设计就是在建筑周围进行相关的绿化,改变周围的微环境,以降低噪音,阻挡风沙,净化空气,降低温度。同时可以在不破坏周边整体环境的情况下,人为进行仿自然环境的打造,例如建造人工湖等,目的也是通过改变建筑周边的微环境,降低建筑对能源的消耗,达到节能的目的。

上一篇: 老年教育的建议 下一篇: 农村老龄化现状
相关精选
相关期刊