建筑环境与能源应用工程实践教学教材建设

高 兴，袁 杰，高 元，张殿光，田兴旺，张 琨

(1.大连海洋大学，辽宁 大连 116023；2.中国东北建筑设计研究院有限公司，辽宁 沈阳 110006)

1 前言

近30多年以来，我国城镇化建设的飞速发展，房地产行业作为国民经济的支柱产业，决定了该专业本科生需求旺盛,特别是商业建筑和工业建筑设备系统的复杂性，高质量的工程应用型技术人才成为紧缺人才[1、2]。无论在商业建筑的设计阶段、施工项目的管理阶段和设备的运行管理节能降耗阶段，都要求该专业学生在掌握本专业理论基础之上，还要了解设备构造的先进性、设备成本的性价比、设备选型的合理性、设备安装调试技术的规范性、设备运行维护保养和能源应用管理的科学性。如何才能培养高质量的工程应用型技术人才，大学期间的实践教学质量无疑成为关键性教学环节。目前许多大学增加实践教学比例、搭建校企合作平台带领学生去现场参观、请企业工程师讲课等等都是提高实践教学质量的举措。据调查用人单位和参加工作五年以内的毕业生的体会了解到，在校学习的专业基础理论课的成绩都不错，但是进入了工作岗位五年左右仍然对设备构造的先进性、设备成本的性价比、设备选型的合理性不能给出评价，对设备运行维护保养和能源应用管理的要点、难点还是不太明白。该问题反过来说明许多高校即使增加了实践教学环节的数量比例和上述举措，也还是围绕着某些设备的基本构造重复性地参观学习而已，实践教学系统性的知识点并没有掌握，因此并没有显著提高实践教学质量。那么该专业实践教学的基本内容、重点内容和难点内容这一系列的实践教学知识点是什么呢？显然该专业的实践教学的教材建设成为教学改革的重点。

2 实践教学教材大纲探讨

建筑环境与能源应用专业是2012年教育部将建筑节能技术与工程、建筑设施智能技术、建筑环境与设备工程合并而成的。自1952年我国高校设立了第一批供热供煤气及通风专业起，1956年是最早毕业的五年制本科生，1998年教育部将暖通空调专业和燃气输配专业合并，重新命名为建筑环境与设备工程专业；归属二级学科名称为供热、供燃气、通风空调工程。目前该专业高校共有约170所，其中普通本科院校110余所约占66%，每年培养的学生人数约占总招生人数的85%，约6000人左右。针对如此庞大的学生数量，目前都是各个高校自己编写内部用的实践教学讲义，实践教学的目的与任务虽然字面上统一，但是讲义内容差异很大，知识点内容也不系统，完善满足社会企业需求的实践教学知识体系是当务之急。

2.1 实践教学目的与目标任务探讨

过去一直将实践教学目的与任务定为培养学生的动手能力和创新能力。具体做法就是安排学生在实验室里对某种设备拆装，或者到工地参观设备系统，或者利用简单的测试仪器做些简单的测试，或者请企业工程师讲授一些工作经验体会等等。这些的确是必要的，但是与培养出本专业高质量的工程应用型技术人才的社会需求显然有很大差距，或者说高质量的工程技术人才培养绝不是能够拆装设备、参观现场就达到要求的。本科培养计划的指导原则是“厚基础、宽口径、高素质、强能力”，而实践教学的目的就是培养学生强能力，实践教学的目标任务就是在实践教学的各个环节中让学生按照建筑项目的实施步骤掌握或了解建筑环境设备构造的先进性、设备的性价比、设备选型的合理性、设备安装调试技术的规范性、设备运行维护保养和能源应用管理的科学性，毕业后在工作岗位上才能够胜任工作。在实践教学环节完成上述任务才能锻炼出学生的动手能力和学生的创新能力。以上是根据社会需求的要点，有针对性地制定出的实践教学的目标任务。

2.2 实践教学知识体系

根据本专业新的实践教学的目的和任务要求，实践教学知识体系应贯穿设计、施工管理和设备运行维护能源应用管理全过程的核心知识，包括基本内容、重点内容和难点内容三个层次。

2.2.1 基本内容

实践教学的基本内容也就是最基础的实践教学环节内容。要求熟悉掌握主要的建筑环境设备的构造、工作原理、实际运行工作状态和主要技术指标性能。主要设备包括制冷系统及附属设备(冷冻机、冷却塔、组合式空调机组、风机盘管、水泵、风机、制冷压缩机等)、供热系统及附属设备(锅炉、热交换器、散热器等)、净化除尘系统设备。

2.2.2 重点内容

实践教学的重点内容是与建筑项目管理过程紧密相关的内容。掌握不同品牌主要设备构造的先进性、设备的性价比，掌握不同品牌设备选型的依据；同时还要掌握主要设备安装、调试技术的规范性。只要系统性地掌握了上述实践教学环节的知识点和专业课程的基础理论知识就具备了高质量工程应用型技术人才的潜力。

2.2.3 难点内容

实践教学的难点内容是与设备系统运行、故障诊断、维护保养及能源应用管理紧密相关的内容。灵活运用大学所学习的机械及电气自动化控制课程的基本理论知识，掌握设备的实际运行工况、运行规程、定期维护保养规程以及常见故障诊断排除的要领；掌握能源应用管理的方法。虽然该部分内容实践经验性极强、难度非常大，但是决不能回避。掌握了该部分知识，才能真正了解了设备的性能特点，比较出不同品牌设备的区别在哪里，性价比的区别。

2.3 实践教学时数分配

为了完成上述实践教学三个层次的系统性知识体系，结合校内专业基础理论课程的进展，将基本内容定为认识实习的内容，将重点内容和难点内容定为生产实习的内容。

2.3.1 认识实习教学时数分配

本专业认识实习教学内容详解和时数分配，见表1。认识实习总学时为122，可安排3～4周。

表1 认识实习教学内容和时数分配表

系统设备分类实践教学基本内容课时分配(学时122)校外校内小计制冷系统设备冷冻机1离心式和吸收式冷冻机结构组成及作用82离心式和吸收式冷冻机结构材质83离心式和吸收式冷冻机实际运行工作状态参数44离心式和吸收式冷冻机主要技术指标性能45离心式和吸收式冷冻机动力源区别46电气控制功能4冷却塔7逆流式和横流式冷却塔结构组成及作用68逆流式和横流式冷却塔各结构材质69逆流式和横流式冷却塔实际运行工作状态参数310逆流式和横流式冷却塔主要技术指标性能311电气控制功能2组合式空调机组12组合式空调机组结构组成及作用413组合式空调机组各结构材质414组合式空调机组实际运行工作状态参数215组合式空调机组主要技术指标性能216电气控制功能2风机盘管17风机盘管结构组成及作用218风机盘管各结构材质119风机盘管实际运行工作状态参数120风机盘管主要技术指标性能121风机盘管分类122调控开关功能123电气控制功能1压缩机24压缩机分类,压缩机冷媒分类425压缩机结构组成及作用226压缩机主要技术指标性能227拆装方法2空调蓄冷设备28蓄冷设备结构及作用229蓄冷设备各结构材质230蓄冷设备主要技术指标性能2制冷系统设备水泵31离心泵结构及作用232离心泵结构材质233变频器结构及作用234水泵实际运行工作状态参数235水泵主要技术指标性能2

2.3.2 生产实习教学时数分配

本专业生产实习教学内容详解和时数分配，见表2。生产实习总学时为288，可安排8～10周。

表2 生产实习教学内容时数分配表

系统设备分类实践教学基本内容课时分配(学时288)实地实习校内讲解小计制冷系统设备冷冻机1不同品牌离心式冷冻机构造的先进性3142不同品牌吸收式冷冻机构造的先进性3143不同品牌设备的性价比3144不同品牌设备选型的依据3145机组安装新工艺、新技术、新规范3146机组调试技术的规范性314冷却塔7逆流和横流式冷却淋水装置对比3148不同品牌逆流式冷却塔技术经济指标对比3149不同品牌横流式冷却塔技术经济指标对比31410不同品牌冷却塔性价比比较方法31411冷却塔选型依据314制冷系统设备冷却塔12冷却塔安装新工艺、新技术、新规范31413开放式和封闭式冷却塔调试技术规范性314组合式空调机组14卧式和立式机组结构对比31415不同品牌机组构造的先进性对比31416不同品牌机组技术经济指标对比31417不同品牌机组性价比比较方法2218机组选型依据11219机组安装新工艺、新技术、新规范31420机组调试技术规范性314风机盘管21不同品牌风机盘管技术经济指标对比2222不同品牌风机盘管性价比比较方法11223风机盘管选型依据11224风机盘管安装新工艺、新技术、新规范2225风机盘管调试技术规范性22水泵、风机26不同品牌水泵、风机技术经济指标对比2227不同品牌水泵、风机性价比比较方法2228水泵、风机选型依据11229水泵、风机安装新工艺、新技术、新规范31430水泵、风机调试技术规范性314制冷系统31整个系统调试技术规范性88

3 实践教学教材参考资料说明

前面讨论了本专业实践教学教材大纲并给出了认识实习、生产实习过程中要掌握的三个层次的知识体系。但是编写这种实践教学教材有一定难度，基本层次内容的编写可以参考很多教科书中的内容，比较容易归纳；重点层次和难点层次内容目前所有的教科书几乎都没有明确写进去，而且国内正式出版的相关书籍极少，但是这些内容恰恰是本专业的社会企业工作中的重点和难点。我们只好日常积累生产厂家的技术资料，进行对比，提炼出更准确的内容进行编写。

4 总结

根据建筑环境与能源应用专业社会需求的重点和难点，指出了目前本专业实践教学内容不能满足社会企业对高质量工程应用型技术人才的需求，提出了实践教学应满足基本层次、重点层次和难点层次内容对应认识实习、生产实习的全过程，给出了相对应的实践教学教材编写大纲，详解了三个层次实践教学内容和时数分配方案，对实践教学教材建设起到促进作用。

[1] 谢东，刘泽华，陈刚，等.建环专业工程应用能力培养体系改革与实践[J].高等建筑教育，2010，19(6)：53-56

[2] 张爱宁，闫秋会，杨全，等.基于工程型人才培养的建环专业实验教学改革探索[J].中国教育技术装备，2011，15(5)：120-122