以建筑节能为导向的建筑环境学课程教学改革探索

蔡伟 谷伟 郭秀娟

［摘要］结合当前节能减排的时代背景，对建筑环境学课程进行了以建筑节能为导向的教学改革，分析了建筑环境课程引入建筑节能内容的迫切性和教学途径，采用在课堂教学中引入节能理念，在实践教学中训练节能技能，在综合设计中体现节能效果，在科技竞赛中培养节能创新的运行模式。研究表明，通过这种多层次、全方位的课程教学改革，能增强学生的节能意识，激发学生参与节能的积极性，达到培养建筑节能专门人才的目的。

［关键词］建筑节能建筑环境学创新能力课程改革

［中图分类号］G642.3［文献标识码］A［文章编号］2095-3437（2014）06-0104-02

2012版高校本科专业目录中，战略性新兴产业专业建筑节能技术与工程专业被并入新组建的建筑环境与能源应用工程专业，成为一个专业方向。在建筑环境控制的基础上，如何培养建筑环境与能源应用工程专业学生的建筑节能理念与工程素养，是一个亟待解决的现实问题。

一、建筑环境课程引入建筑节能的迫切性

我国建筑能耗巨大，单位建筑面积能耗是同纬度发达国家能耗的2~3倍以上，加之我国正处于快速城镇化的特殊阶段，建筑能耗还将持续增加。因此，建筑能耗是影响能源安全、改善空气环境的关键因素，建筑节能是贯彻可持续发展战略、建设生态文明的必然选择。

建筑环境学为创造适宜的建筑环境提供理论依据。建筑环境学教学目标是引导学生正确理解和掌握建筑环境的形成机理、调节手段和评价标准，使建筑环境与能源应用工程专业学生由单纯的机械设备系统的暖通工程师过渡到重视自然、环境、人之间关系的具有综合知识和创造力的人工环境工程师。

建筑热环境的知识体系是体现节能减排和可持续发展的重要理论基础，应该加强与现代科技发展和社会需求相结合。将节能减排理念引入建筑环境学课程，以营造出健康、舒适的室内环境为前提，优化建筑设计、降低建筑能耗，实现设计与功能的完美结合，对于培养学生的探索精神和创新能力，具有重要意义。

二、建筑环境课程引入建筑节能的实践性

（一）课堂教学引入节能理念

在课堂教学环节，自始至终贯穿一个主线，即协调好建筑、环境与人三者之间的和谐关系，用节能理念进行建筑热湿环境控制，引导学生树立建筑影响建筑环境、建筑环境适应气候的节能理念；围绕一个主题，即保证舒适、健康和节能的人居环境，由浅入深将课程的教学要求、重点和难点层层展开，剖析机理，分析原因，寻求对策。

结合典型设计案例讲解节能方案，注重建筑设计与气候适应性相结合、建筑构造与节能设计相结合、建筑设备与运行节能相结合，采用启发式、案例式、互动式教学方法，给学生以生动可信的体验和感悟，引导学生节能设计理念，培养学生认识能耗问题、分析节能潜力以及解决问题的能力。比如，通过分析冬季阳光可以照射进入北京四合院，而夏季却很难照射入南向居室的现象。学生很容易理解太阳高度角的定义及变化规律，进而掌握太阳能利用被动式和主动式的区别、特点及应用场合。

教学中为使节能效果能多视角、全方位地展现出来，采用建筑模拟软件进行辅助教学，增强课堂教学信息量的同时，使学生获得较好的视觉效果，增加学生学习节能知识的吸引力。例如，讲解屋顶隔热内容时，通过比较不同工况下屋顶温度分布的红外热像图，学生可以直观发现屋顶绿化具有缓解局部“热岛效应”，降低建筑能耗，调节城市微气候的显著作用。进而深入浅出地引出各种隔热技术，并开展互动探讨，启发学生兴趣，加深对节能理念的理解，为后续的节能设计埋下伏笔。

（二）开放实验训练节能技能

建筑环境学是一门应用科学，具有很强的实践性。开展建筑环境实验教学，使学生加深理解和认识建筑、环境与人三者之间的相互关系，巩固理论教学内容，增强学生对实际现象的感性认识，让学生主动参与到实践环节，潜移默化地接受知识。

本专业在充分利用有限的实验课时的基础上，采取在必修的实验内容基础上增加了开放性实验。学生被分成12个测试小组，每组3-4人，对典型工程的建筑环境、建筑能耗、室内空气品质状况及变化规律进行测试，完成开放实验报告。2013年部分开放性实验名称如下：建筑围护结构热湿传递特性测试、包玉刚图书馆建筑冬季能耗规律及热环境测试、宁波博物馆展厅热环境测试与节能评价等。

开放性实验是学生最感兴趣、最主动，也是收获最大的一个环节，学生反馈说理论结合实际，很实在的感觉。这是因为，学生通过实验掌握了建筑环境测试方法，明白建筑热湿环境形成的机理、特性和影响因素，提出解决和控制环境的方法，理解了某一项节能技术，有了成就感。后续阶段应继续加大探索性、研究性和综合性的实验项目的比例，以强化学生的节能设计和创新能力，探索符合专业需求的建筑环境学实验教学规律。

（三）综合设计体现节能效果

建筑环境学内容广而课时少，课堂讲解很难面面俱到，平时采用的多媒体教学方式也容易造成知道讲过，但不知道讲过什么的尴尬局面。只有动脑思考、动手设计，才能牢固掌握其知识。建筑环境学课程紧密结合“以建筑节能为核心、低碳减排为导向”的专业人才培养模式，引导学生将所学的建筑节能知识在课程设计、毕业设计（论文）中呈现出来。通过反复探索和优化，使建筑节能成为综合设计的基本点和创新点，体现出节能效果。

在实际操作中，借鉴了清华大学的教学实践，规定在理论课程结束两周内，各课题组需上交体现节能理念的大作业，并全部进行PPT公开答辩，师生互动交流，最终成绩加权计入课程总成绩。学生通过大作业环节，加深了对课堂内容的理解，发现可以将课堂所学的节能知识学以致用，表现出极大的兴趣。该模式的开展对于培养学生了解建筑节能现状、分析节能技术以及解决问题的锻炼具有显著效果，能达到培养建筑节能专门人才的目的。

（四）科技竞赛培养节能创新

课程综合设计极大地激发了学生的创新能力，部分学生还进一步开展申请建筑节能相关的科研项目。近年来，学生先后承担国家级大学生创新创业项目2项、浙江省大学生科技创新项目9项、校级项目6项。课题范围涉及建筑能耗审计、地源热泵、蓄冷空调、太阳能制冷和室内空气品质等建筑环境领域的热点方向。

以刚顺利结题的2010年度浙江省大学生科技创新项目“低碳城市既有建筑节能改造适用关键技术研究”为例，学生采用理论推导、科学计算和情景分析的方法，研究了低碳城市既有建筑节能改造技术方案，建立了低碳建筑评价模型，计算了全寿命周期二氧化碳减排效应，实证分析了工业化方式建造阶段的碳排放量，并从全寿命周期能耗最低的角度，提出了低碳建筑节能技术选择策略。这些科研课题的顺利开展较大地激发了学生的节能意识和动力，同时也使得学生较早地接触学科前沿，了解行业动态，为后续的研究生阶段或就业行业奠定了扎实的基础。

学生以独立完成的建筑节能科技作品积极参加了各项学科竞赛，先后荣获全国大学生节能减排竞赛二等奖1项、全国挑战杯大学生科技大赛三等奖1项、全国建筑节能设计优秀奖1项，浙江省挑战杯大学生科技大赛二等奖3项、三等奖5项，骄人成绩引得多方媒体报道。

三、结语

建筑环境学是建筑环境与能源应用工程专业的核心基础课程。将建筑节能知识引入建筑环境学教学势在必行。这对于培养学生的节能设计能力，在营造健康、舒适的室内环境前提下优化建筑设计、降低建筑能耗具有重要意义。本文提出了以建筑节能为导向的建筑环境学课程教学改革思路与实践，采用在建筑环境学课堂教学中引入节能理念，在实践教学中训练节能技能，在综合设计中体现节能效果，在科技竞赛中培养节能创新的教学模式。通过多层次、全方位的教学改革，能增强学生的节能设计意识，明确自身的使命，激发学生参与节能的积极性，培养学生的创新能力。

［参考文献］

［1］朱颖心. 建筑环境学［M］. 北京：中国建筑工业出版社，2010.

［2］黄晨.建筑环境学［M］.北京：机械工业出版社，2005.

［3］蔡伟，张丽娜.以核心课程建设为龙头，引领建环课程教学创新［J］.中国建设教育，2010,（1-2）.

［4］李德英.建筑节能技术［M］.北京:机械工业出版社，2006.

［5］王怡，朱陆莉.论建筑环境学教学中建筑节能分析能力的培养［J］.高等建筑教育，2008,17（2）.

［6］黄险峰.在建筑物理课程教学中引入建筑节能内容的尝试［J］.广西大学学报（哲学社会科学版），2007,29.

［7］朱颖心.建筑环境课程建设与教学方法［J］.高等建筑教育，2003,12（3）.

［8］蔡伟.宁波工程学院制冷空调专业毕业设计改革思考［C］.制冷空调学科教育教学研究——第五届全国高等院校制冷空调学科发展研讨会论文集，厦门：厦门大学出版社，2008.

［责任编辑：碧瑶］