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关键词:建筑节能技术 教学内容 教学方法 考核方式 改革
中图分类号:G420 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)11(b)-0134-02
在能源缺乏、环境污染问题日益严重的今天,伴随着建筑能耗大幅度增加,建筑节能技术备受关注,因此在该系能源与动力工程专业中开设“建筑节能技术”课程,为今后学生从事建筑节能相关工作奠定基础。
“建筑节能技术”课程涉及建筑节能相关规范、常见的建筑节能技术、节能材料、节能改造、节能评价、节能检测、合同能源管理等众多内容、技术面广,是一门应用性非常强的技术课程。该课程对学生知识面的拓宽以及综合技能水平的提高起到重要作用。因此,教师必须针对该课程的特点,不断更新和丰富课程教学内容,探索出合适的教学方法及多样化的考核方式,改善教学效果,提高学生的综合能力。
1 教学内容改革
1.1 保证教学内容的先进性
建筑节能技术飞速发展,新技术不断涌现,建筑节能相关标准和规范更新很快,而传统教材内容更新缓慢,难以满足教学需要。在教学中,要及时优化教学内容,收集、整理国际、国内建筑节能的最新技术和成果,把新规范、新技术、新工艺与研究热点整合到教学内容中去,并不断进行该课程的数字化多媒体讲稿建设[1],让学生全面系统地了解、掌握建筑节能领域的国际前沿技术和成果,保证学生走在建筑节能技术的最前沿。
1.2 保证教学内容的针对性
在有限的学时中,珍惜每次授课时间,不同专业,应合理安排重点授课内容,保证教学内容的针对性。根据能源与动力工程专业的特点,选定建筑设备与空调系统节能、建筑围护结构节能、供热系统节能,热泵技术在建筑中的应用、既有建筑节能改造等专题作为重点讲授章节,适当增加课时。对于可以由学生自学理解的内容,交由学生自学完成,授课时主要讲述重点以及难点内容,对自学内容予以提问或作业形式上交,采取统一答疑的形式来完成。
1.3 保证教学内容的实用性
“建筑节能技术”是一门实用性很强的课程,因此,教师在教学过程中要快速、准确把握建筑节能市场动态,紧跟时代潮流,不断优化教学内容,确保所授内容与市场需求和节能政策紧密联系。教师也可以根据教学进度和内容,有针对性地让学生走出教室外出参观、调研、量测当地一些施工现场和典型建筑,在教学过程中,结合具体的实际工程案例,进行深度介绍与剖析,使教学内容更加直观与透彻。理论与工程实际的有机结合,保证了教学内容的实用性,提高了学生学习兴趣。
1.4 保证教学内容的完整性
“建筑节能技术”课程是一门涉及热能、设备、机电、城乡规划、土木、材料等多学科综合交叉课程,应用性强,技术更新迅速。在教学过程中,要统筹安排教学内容,既要从整体上把握,又要抓住重点和难点;既要突出专业特色,提高学生具体操作能力,又要兼顾教学内容的完整性。
2 教学方法改革
2.1 采用专题讲述
根据国内建筑节能工作的需要、国内外建筑节能技术发展水平以及所授学生专业特点,将“建筑节能技术”课程划分为多个专题,主要讲授:建筑节能相关标准、建筑设备和空调系统节能、热泵技术在建筑中的应用、建筑围护结构节能、室内环境品质、太阳能与建筑一体化、既有建筑节能改造、绿色建筑及其评价标准、建筑节能检测等专题。每个专题就是一个讲座,授课内容不局限于某一本教材,可以针对这一主题通过网络搜集很多资料,特别是跟这一主题相关的国内外建筑节能领域的新技术、新成果,引导学生积极关注建筑节能界的前沿动态,参与老师相关建筑节能技术课题。采取专题讲述的教学方式可以让学生获得更丰富的知识并且及时了解到最新最前沿的东西,体验一种科研型学习的乐趣。
2.2 采取学生讲述法
针对学时有限的问题,可以将节能规范、节能检测方法、节能材料介绍等相关资料和视频逐步发给学生,在开课前,学生每4~5人自愿组成一个小组,以小组为单位对项目任务进行学习、分析、讨论、总结、实施,形成书面报告,并由每个小组推选出项目负责人在课堂进行汇报[2],老师和学生进行简要点评,既节约课堂教学时间,也培养了学生的团队合作精神与表达能力,激发学生的学习热情,大大提高了学生学习的自主性。
2.3 采取案例教学
针对专业和“建筑节能技术”课程特点和教学要求,在教学过程中适当压缩理论教学学时,增加案例式教学环节比重。在课程授课中可设置的案例有:某公共建筑节能改造、某工厂余热利用、某园区江水源热泵和地源热泵联合系统、雾霾天气室内空气品质解决方案、清华大学超低能耗示范楼关键节能技术等案例[3-4]。采用案例教学,使得学生能将理论、实践与应用有机结合起来,增加了对专业知识的理解和掌握,提高了学生解决工程问题的能力。
2.4 采取现场教学
建筑节能技术来源于工程实际问题,具有很强的实践性,要求理论教学和工程实践紧密结合。要充分利用好学校安排的认知实习机会,组织学生参观一些建筑节能方面典型、突出的工程项目,在教学中结合所参观的工程实例与所拍摄得图像,围绕具体工程进行展开讲解,能够显著提高了学生的学习兴趣。比如在讲到建筑围护结构节能、建筑设备与空调系统节能、热泵技术在建筑中的应用等内容时,就可以结合所参观的节能工程项目来学习和讨论,学生学习积极性高,课堂气氛非常活跃,教学效果得到明显提高。
2.5 开展探究式实验
学校已建有建筑节能开放性实验室,可以开设建筑墙体保温性能测定、建筑外窗气密性现场检测、甲醛气体测试、噪声测试、室内环境品质检测等实验项目,并且学生可以根据自己的需要自我设计一些探究性综合实验,对耗时较长的实验,可将实验过程拍摄成视频给学生观看,开展探究性实验,大力培养学生的动手和创新能力。鼓励学生走出校园,对当地一些工厂和建筑进行现场量测,结合现场实测获得的声、光、热等相关物理数据和建筑节能技术,分析所测试建筑物节能技术的优缺点,并对所发现的问题提出相应的整改方案,写出详细调研报告。通过这样的探究式实践环节,不但可以深化基本理论的学习,而且培养了学生独立思考,将所学的理论知识应用于实践中解决实际问题的能力。
2.6 利用好多媒体教学
多媒体技术是现代化教学的一种有力手段,针对“建筑节能技术”内容丰富、授课课时有限的特点,教学过程中可以充分利用多媒体教学,借助图片、声音、 视频等多种方式,把一些抽象的概念、工程实例用多媒体技术生动形象地展示出来,提高了课堂教学的生动性。例如在讲围护结构能耗时,可以通过插入图片,让学生直观了解到建筑物围护结构能耗的构成与各个部分所占总能耗比重;在讲空调设备时,可以通过图片和动画来展示空调系统工作原理,空调机房设置,空调末端设备等;在讲到太阳能与建筑一体化利用的工程案例时,可将工程的大量施工流程照片做成视频或仿真动画, 让学生轻松直观的掌握教学内容。
3 考核方式改革
教学质量是一个学校的立校之本,全面、合适的考核方式是检验与提高教学质量的重要环节,“建筑节能技术”课程注重理论知识的学习,更注重综合素质的培养,所以考核方法应改变传统单一的考卷方式,采取多种形式进行综合评定。拟定总成绩由平时成绩、实践成绩、期末成绩三部分构成[5]。
平时成绩占总成绩的30%,主要由考勤、小组讨论学习成绩、课堂笔记,中期考查、课后作业成绩等几个方面组成。实践成绩占总成绩的30%,主要由建筑节能相关实验成绩、科研训练和节能减排学科竞赛等方面成绩构成,引导学生尽早参与建筑节能技术科研和实践,培养和提高学生的动手和创新能力。期末成绩占总成绩的40%,也要摒弃以往单一考卷的形式,侧重知识应用能力的测试,采取考卷与专项命题PPT汇报、建筑节能改造方案设计等相结合的方式进行考核。如一些专题命题与方案设计可以为“热泵与建筑”,“风与建筑”,“既有住宅节能改造方案设计”等,学生单独或以小组为单位完成设计内容并绘制图纸,以汇报或设计效果作为计入期末成绩的评分。
4 结语
“建筑节能技术”是一门跨行业、跨学科、应用性和综合性很强的技术课程,建筑节能技术发展与更新非常快,在具体教学过程中,既要不断调整和完善教学内容,把握好基础理论知识的学习,更要培养学生的创新思维、实践能力和创业精神。积极对该课程教学内容、教学方法和考核方式进行探索与实践,有利于提高教学质量和教学水平,提高学生的综合素质。
参考文献
[1] 于国清,曹双华,吕静.建筑节能新技术双语教学模式探索与实践[J].高等建筑教育,2009(6):85-87.
[2] 吴苗苗.“建筑节能技术”课程教学方法探讨[J].中国建设教育,2015(1):11-13.
[3] 吴学红,尹亚领,赵敏,等.案例教学模式在能源动力工程专业课程综合改革中的应用与实践[J].中国现代教育装备,2015(5):64-66.
关键词:建筑能源审计;公共建筑;节能改造;作用
中图分类号: TE08文献标识码:A 文章编号:
引言
能源审计为建筑能效管理提供了必要的信息。建筑能源审计的目的是计量建筑物的能耗和能源费状况,检查建筑物的能源利用在技术上和在经济上是否合理,诊断主要耗能系统的性能状态,找出建筑的节能潜力,确定节能解决方案。
一、建筑能源审计释义
建筑能源审计是建筑能效管理的重要内容,是一种建筑节能的科学管理和服务的方法,其主要内容是对用能单位建筑能源使用的效率、消耗水平和能源利用的经济效果进行客观考察,对用能单位建筑能源利用状况进行定量分析,对建筑能源利用效率、消耗水平、能源经济和环境效果进行审计、监测、诊断和评价,从而发现建筑节能的潜力。通过建筑能源审计,有利于政府了解用能单位贯彻国家能源方针、政策、法令、标准情况与实施的效果;便于准确合理地分析评价本地区和用能单位的能源利用状况和水平,用以指导日常的节能管理,以实现对用能单位能源消耗情况的监督管理,保证国家能源的合理配置使用,提高能源利用率,节约能源,保护环境,持续地发展经济。
近年来,我国在全国各省市相继开展建筑能源审计工作,各省份相继出台了建筑能源审计的管理办法,对建筑能源审计进行规范化科学化操作。如浙江省从2008 年下半年起,决定对各类型建筑的能耗实施能源审计,每年对能效高的典型建筑按类型各选取不少于3 幢作为标杆建筑进行审计;每年对各类型建筑单位面积能耗排名前20%的建筑以及所有能源审计建筑进行公示。同时,每年在各类型建筑单位面积能耗排名前50%的建筑中选取高能耗建筑进行能耗诊断,开展节能改造示范。北京市政府规定,从2010年起,北京市公共机构和大型公共建筑应当安装能源消耗计量装置,实行能源审计制度。出台的新办法要求,将在年综合能源消费总量5000 吨以上不满1万吨标准煤的用能单位中指定重点用能单位,这些单位每年3月底上报能源利用状况。经市有关部门审查后,对节能管理制度不健全、节能措施不落实、未完成年度节能考核目标、能源利用效率低的重点用能单位,责令实施能源审计,并限期整改。与此同时,其他省市也都在不断加大建筑能源审计工作。
二、建筑能源审计所解决的问题
建筑能源审计是对建筑的能源利用状况进行调查、监测、评价的过程。建筑能耗审计主要包括以下内容:建筑基本信息、建筑能源结构及能源账单、建筑能源管理文件、能源技术文件(竣工图和计算书、能源设备信息、数量以及运行状况)、用能设备现场调查、建筑能耗指标分析和建筑节能建议评价。
通过建筑能源审计,可以得到建筑中暖通空调、照明、办公、电梯、热水等用能设备的能耗指标和用能比例。并通过对建筑各用能系统使用情况的调查,了解建筑用能水平,查找建筑用能不合理的地方,提出建筑能源审计报告,也可称为“能耗体检单”。
建筑能源审计的目的是指导节能改造和运行,建筑业主更希望得到的是《能耗体检单》。从《能耗体检单》上业主可以知道建筑哪些部分是能耗大户,哪些部分改造的效果最好,并配有对应的节能改造潜力经济分析。只有有了“能耗体检单”,才能让公共建筑业主根据自己的经济实力有选择地对建筑进行改造。
三、能源审计的计算方法简述
1、分项能耗的拆分方法
(1)分项能耗的计算
当建筑有分项计量,可采用分项计量的结果。当建筑内没有分项计量措施时,分项能耗的数据可采用变配电系统原理图及运行记录,设备运行记录,主要设备、主要支路的现场实测能耗,设备铭牌信息,建筑物典型年工作日、非工作日天数等信息统计得到。
(2)分项能耗计算的检验
分项能耗平衡检验,以能源账单的总能耗信息为依据,分项能耗和总能耗的偏离率不应超过15%。
2、其他方法
(1)在得到分项能耗的基础上,可采用软件模拟的方法对建筑物进行能耗模拟,并通过修改建筑围护结构性能参数优化其改造策略,深化能源审计工作。
(2)对部分分项能耗较高的分项进行专项审计。可采用现场检查、现场测试等方法,为建筑的节能改造提供依据。
通过以上的工作,可以得到建筑的能耗水平和重点分项能耗部位,并对其进行有的放矢的改造。下文通过两个案例说明建筑能源审计在建筑改造中的应用。
四、案例分析
1、南京某科研楼的建筑能源审计案例
该建筑为南京某研究院科研楼,建于1976年,建筑共六层,建筑面积5400m2, 占地面积约900m2,框架结构,建筑体形系数为0.29。2008年对其改造。表1为该科研楼改造前围护结构的热工性能。
表1 科研楼改造前围护结构热工性能
通过对现场的能源审计结果如表2。
表2 科研楼改造前围护结构热工性能
通过分析,改造内容如表3。
表3 项目节能改造增量成本计算
改造后年单位面积节约用电量约22 kWh,按照综合电费0.85元/m2计算,建筑每年度节约电量约12万度,年节约费用为10万元。按照项目节能增量成本69.5万计算,改造项目增量成本在7年内基本可以完成回收,经济效益明显。
2、某宾馆建筑能源审计案例
该五星级宾馆楼层数为22层,建筑面积29948.48m2。建筑主要用能类型是电、柴油、天然气(厨房)和水。
(1)审计结果
通过对饭店的审计发现,厨房和热水使用的能耗之和占总能耗近50%。因此审计后就将此信息反映与饭店方,并为其提供了改造建议。
(2)改造内容
①锅炉房蒸汽冷凝水回收改造:目前冷凝水无法回收,建议改造冷凝水回收系统。②改造厨房灶具:采用节能型燃气具。
(3)改造结果
改造工程简单,周期短,不影响饭店的正常营业。通过以上两个重点区域的改造,直接降低厨房和热水能耗40%~50%,可降低饭店总能耗的20%~25%。
结束语
通过建筑能源审计工作,对建筑进行整体改造,并将模拟、经济分析整合进能源审计报告中。通过前期的科学合理分析,为最终达到既定的节能目标提供了科学的依据。结果显示改造效果良好,达到了整体改造目的。建筑能源审计工作作为既有建筑节能监管体系中的一环,为既有建筑节能的推进提供了方法。进一步可加大二者的紧密联系,促进既有建筑节能改造科学、高效、快速发展。
参考文献:
关键词:参数化窗洞设计;热辐射量
Geco-based parametric building energy-saving design
――National Library in Astana, Kazakhstan
Guo Fang, Ji Guo-hua
(Nanjing University of Architecture and Urban Planning Institute, Nanjing 330000)
Abstract:At present, there is a "fracture" between the modeling phase of architectural design and building energy simulation phase. Energy simulation software’s modeling capabilities is far from being able to meet the requirements of architects, and secondary modeling and model format conversion process will inevitably lead to an error, and waste some work time. With the development of parametric energy-saving building design , several "design, calculation, feedback and adjustment"are needed between energy simulation and building design.therefore, developing a tightly parametric energy-saving building design process to become an imminent task. This paper described a set of parametric building energy efficiency design method based on Geco , Simulated and demonstrated parameterized windows design of the National Library in Astana, Kazakhstan,and last, looked to the future of Geco who will have good performance in parametric energy-saving building design.
Keywords:Geco Grasshopper Ecotect parameterized windows design;thermal radiation
随着计算机辅助建筑设计的发展,设计人员已经能够直观的看到甚至体验到所设计的方案“跃然屏上”,同时随着人们对舒适的室内环境以及建筑的节能设计的需求,建筑能耗模拟计算得到了极大的发展。然而建筑师在方案设计与能耗模拟的工作过程中出现了一个“断口”,即方案设计的建模平台(通常为SketchUp/Rhino/AutoCAD等)与能耗模拟平台(Ecotect/Energy Plus/SunLight等)之间的断口。能耗模拟平台的建模能力远不能满足建筑师的建筑造型设计要求,而且二次建模与模型格式转换过程中难免出现错误,同时需要浪费一定的工作时间。随着参数化建筑节能设计的发展,建筑能耗模拟与建筑方案设计需进行多次“设计、计算、反馈、调整”,这个“断口”便成了极大的阻碍。因此,发展一套紧密的参数化建筑节能设计流程成为一项迫在眉睫的任务。
这里介绍一套基于Geco的参数化建筑节能设计方法。
Geco是由奥地利因斯布鲁克的设计小组(uto)所开发的插件,用于连接犀牛平台下的Grasshopper插件和绿色建筑分析软件Ecotect,目前是非商业免费插件,并受网络非商业版权保护。Geco能够快速导出犀牛建立的复杂几何体,将其导入Ecotect进行计算,得到能耗模拟数据,并将结果反馈给Grasshopper。这套方法能极大地帮助建筑师在方案设计阶段迅速了解建筑的能耗表现,甚至可以通过循环运算能得到优化方案。
目前该插件只提供两方面模拟,一个是日照计算(Insolation Calculations),一个是采光计算(Lighting Calculations),分别对应Ecotect中的solar access analysis(EcoSolCal模块)图表 1 1和lighting analysis(EcoLightCal模块)。 图表 1 2
案例模拟
下面通过案例模拟具体展现Geco在参数化建筑节能设计中的表现。为了体现该方法的优点:克服Ecotect只能进行简单建模的缺点,满足建筑师对于复杂形体的追求,选择了BIG事务所设计的哈萨克斯坦阿斯塔纳国家图书馆为实验案例,图表 1 3模拟该方案以其表面的日均入射太阳直射辐射量(后文简称热辐射量)为参数,控制其表面的开洞面积,使得建筑室内获得较为均匀的热辐射量,从而到达节能目的。
实验步骤如下:
1.建立模型:通过Grasshopper建立模型:建立断面矩形、以点穿线放样曲面、转化为网格体。其中具体做法不做赘述。由于Ecotect的限制,必须将其转换为网格物体。使用犀牛中的“Mesh”命令转换,UV方向进行等分设置,将转化后的网格物体连接到参考网格物体上。图表 1 4
图表 1 1Geco中的Insolation Calculations对比Ecotect中的solar access analysis
图表 1 2Geco中的Lighting Calculations对比Ecotect中的lighting analysis
关键词 设计标准;墙体材料;建筑节能;能源
中图分类号TU2 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2011)49-0042-02
0 引言
目前,对建筑物墙体材料和采暖系统进行革新是建筑节能的核心,其中墙体材料在建筑节能中发挥着越来越重要的作用。墙体材料革新与建筑节能,是从保护我国有限的耕地资源、节约能源,发展循环经济,促进生态环境进入良性轨道的大局出发,以调整产业结构和推行住宅产业现代化为中心环节,达到节地、节能、资源综合利用、改善环境、改善建筑功能为目的的一项十分重要的工作,是贯彻科学发展观,实现可持续发展战略的重要内容。
1 墙体材料与建筑节能的基本现状
1.1 墙体材料的基本现状
墙体材料包括烧结普通砖、烧结多孔砖、蒸压粉煤灰砖、蒸压灰砂砖、砂浆、混凝土砌块、混凝土空心砌块、毛石、毛料石等。实心粘土砖消耗大量粘土,严重占用耕地,大大不利于可持续发展。在我国城市采用砌块建筑的差别和发展都是很大的。从1995年起,上海市开始采用混凝土小型空心砌块建成10个住宅试点小区,总面积达1 000 000m2。至1997年扩大到44个,总建筑面积达4 500 000m2。混凝土砌块在美、日已成为墙体材料主要产品,约占总量的1/3。近年来还有许多生产建筑用砖的新动向,如不用砂浆的砖、高强度压力硬化砖、巨型陶瓷砖、可切割的混凝土砖、生态砖、环保地砖等。国外还生产应用玻璃纤维增强混凝土/织物增强混凝土,能承受较强预应力和拉力,从而使生产薄壁混凝土构件成为可能。
1.2 建筑节能的基本现状
发达国家在建筑节能方面已经有大幅度的提高,建筑结构节能主要是考虑围护结构的热工性能,加拿大在建筑围护结构节能上做出了大量的贡献,屋面主要采用岩棉、矿棉、发泡聚苯乙烯等保温材料。平顶屋面主要采用外保温做法。墙体推广应用材料包括蒸压加气混凝土砌块、陶粒砌块、混凝体多孔复合保温砖等节能节能材料。欧盟对围护结构的热工性能也有较高的要求,墙体传热系数指标为0.4~0.6。
很多国家鼓励采用新型能源,例如,地热能和太阳能。太阳能与建筑合并设计,使得太阳能的效率提高了,也使得建筑物美观。我国建筑节能还处在起步阶段,各种有关建筑节能的法律还不完善。建筑节能的推进,还需要先进的建筑节能技术体系。我国在建筑围护结构的关键性技术以及建筑建筑热环境控制技术的研究还需近一步加强。但是,从90年代初到2010年底,我国也开展了新型墙体材料、节能保温等相关技术的研究,目前新型的墙体材料被广泛使用,新建建筑也采用了节能技术。并提出了几点经验:1)完善的法律体系,如能源法、建筑节能法等;2)推进节能技术的研究进展,由政府加大力度对新型节能技术的研发;3)严格推行能效标准和标志制度;4)有良好的融资机制。
1.3 推进墙体材料革新与建筑节能的措施
1)制定完善建筑节能与墙材革新规划和配套的技术规定。认真执行《中华人民共和国建筑法》、和《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》、《公共建筑节能设计标准》以及当地节能设计标准;2)发展以最大限度地减少物质消耗和废物排放为特征的生态型居住园区,建立商品住宅成品房交付使用制度;3)积极开发应用新型墙体材料。把开发非粘土新型墙体材料作为重点,充分发挥资源优势的主导产品。鼓励和支持新工艺、新技术、新装备在新型墙体材料生产中的应用,促进产品向轻质、高强方向发展。加大新型墙体材料的推广应用力度。进一步巩固建制镇以上城市规划区范围内的建筑工程(含市政工程)禁止使用实心粘土砖的成果,并逐步向农村延伸;4)加大建筑节能与墙材革新新技术的推广应用。根据国家有关建筑节能技术标准和规范,重点围绕建筑物墙体、楼面、门窗、遮阳等建筑围护系统,空调、照明和热水供应等设备系统,太阳能、风能、地源等可再生能源利用系统,加大对节能材料、产品和技术的科研、推广应用力度;5)大力推进技术进步。根充分发挥科研院所、大专院校的作用,大力推进产学研合作,加快新型墙体材料开发进程和科技成果转化。
2 案例分析
2.1 基本概况
温州是浙江省开展墙体材料改革工作比较早的城市,1993年成立墙体材料改革办公室,混凝体小型空心砖砌块、混凝体砖等新型墙体材料相继出现,为禁止使用实心粘土砖做出了巨大的贡献。2009年温州共生产新墙材20.1亿块标砖,同比增长45.6%,保护节约土地3504亩,节约能源13.17万吨标煤,利用废渣101万t,城镇新墙材建筑应用比例达93.79%,产生了较大的经济效益和社会效益。
2.2 墙体材料变革调查
表1为2009年温州市墙体材料厂家分布表。2009年12月底止,温州市经浙江省发展新型墙体材料办公室产品认定的新墙材企业有79家,生产的产品砖类有:混凝土砖、混凝土多孔砖、煤渣砖、利废烧结多孔砖、页岩烧结多孔砖;块类有:加气混凝土砌块、混凝土小型空心砌块、轻集料混凝土小型空心砌块,复合陶粒混凝土小型空心砌块、石膏砌块;板类有:钢丝网聚苯乙烯夹心板、钢丝网架矿棉夹心板、钢丝网架珍珠岩夹心板、硅镁加气混凝土空心轻质板材、纸面石膏板;轻钢结构房。已形成砖、块、板、轻钢四大系列16种产品,新墙材产品品种较为齐全,为保护耕地,节能利废、资源综合利用、保护生态环境、建筑节能作出了重要贡献。
2.3 结果分析
从调查结果表1可以看出,到2009年,实心粘土砖厂家已经淘汰,很好的实现墙体材料的变革和建筑节能的推进。从表1可以看出,混凝土砖厂家有49家,占整个厂家整数的62%。这说明随着建筑业的快速发展,墙体结构发生了很大的变化,由砖混向框架、框剪结构迈进,建筑结构改变带动了墙材应用的变化,混凝体砖相比其他墙体砖应用广泛。
2.4 主要用墙体材料对比分析
从表1 得知,温州主要用墙体材料为烧结多孔砖、混凝土多孔砖和加气混凝土砌块。表2为3种墙体材料的热工性能对比表。
自保温体系的优点:与传统的节能保温做法相比较,造价远远低于传统砌块加保温饰面的价格,从表2可以看出,改善保温隔热性能;施工方便,易于保证工程质量。缺点:自保温砌块墙体容易形成热桥,减少了保温效果;混凝土剪力墙采用自保温砌块,会使得墙后增大,急需对剪力墙如何使用自保温砌块做出研究。
3 结论
1)对建筑物墙体材料和采暖系统进行革新是建筑节能的核心。围护结构中,墙体结构的传热损失约为60%~70%,应此应该加强对墙体材料的节能控制。
2)从温州市的墙体材料革新证明了墙体材料革新的必要性,墙体材料的革新对保护耕地不使用实心粘土砖具有很大的意义。
参考文献
[1]韦彦.新型墙体材料的干缩性能与应用[J].广东建材,2001(3):197-199.
关键词:建筑节能,围护结构,绿色能源
近年来,随着城镇化建设和城中村拆迁,建筑行业发展迅速,但在以往的建设过程中,没有注重能源、资源的有效利用,造成了能源消耗过大,限制了可持续发展。当今,在我国提倡节能减排的要求下,建筑行业也转向了绿色节能建筑,既能让住户享受更绿色环保的居住环境,又达到了节能的目的。因此,建筑节能至关重要。
1建筑节能概述
1)建筑节能的定义。建筑节能是指建筑物执行国家规定的节能标准,满足绿色环保的要求,在设计和建造过程中,采用节能新材料、新技术、新工艺,利用太阳能、风能等绿色能源,从而提高能源的利用效率,节约能源[1]。目前,我国大力提倡使用绿色可再生能源,将建筑节能技术广泛应用,既能够节约我国有限的能源,也可以保护环境,减少污染。2)国外建筑节能发展现状。从20世纪70年代开始,国外一些发达国家就已经开始重视建筑节能,依据本国发展特点和实际情况,制定了一系列法律法规和强制性标准,并在本国政府大力扶持和监督下,建筑节能的相关标准得到了很好的贯彻执行,效果良好。德国在进行建筑节能改造前就颁布了一系列的法规,并根据执行情况进行相应的奖励和处罚,使得建筑节能改造收效甚好,改造后,不但减少了建筑耗能,而且居住环境更加健康环保。丹麦实行的建筑节能条例是世界上最早且最严格的,具有很强的借鉴意义。丹麦制定的长期城市规划、建筑规范要求促进了绿色城市化进程,奠定了建筑低能耗的长远发展,总体上减少成本投资,增加收益。它制定的建筑规范要求针对的是建筑物整体的能源消耗情况,而非局部。丹麦是绿化能源系统领域的先驱,它在城市建设方面减少了对高污染、高耗能材料的使用。3)国内建筑节能发展现状。我国是一个发展中国家,人口众多,人均能源资源短缺,近年来随着城市建设的快速发展使得我国能源与环境面临巨大的挑战。每年我国新增建筑房屋面积高达17亿m220亿m2,建筑行业的快速发展极大地促进了国民经济的发展。现在人们购房时除了关注住宅的质量、实用性外,还关注周围环境的绿色环保,伴随着建筑产业的迅猛发展,建筑耗能迅速增长,占我国整体能耗的比重较大。建筑能耗主要包括消耗在供电、制冷制热等方面,能耗较大,但在我国已有建筑中达到绿色节能建筑的寥寥无几,其余建筑都达不到要求,致使大量能源浪费。每年新建建筑的物资消耗水平相对较高,基础物料如钢材、水泥比起发达国家耗损严重,有些可回收利用资源的重复利用率也较低[2]。虽然我国从1998年开始陆续出台了多项建筑节能标准,对建筑外墙、门窗等进行了规定,但由于我国推行建筑节能的时间较短,任务还非常艰巨,因此大力推行建筑节能是建筑行业发展中的一项重中之重的工作,可以有效减少建筑能源消耗。总之,建筑节能是新形势下,符合我国实现可持续发展的一项策略。
2我国建筑节能存在的问题
1)建筑节能意识淡薄。因为我国对于建筑节能的法规、标准出台较晚,且没有大力推广,所以大众对建筑节能的意识淡薄,从而在选购房屋时忽视了建筑节能的要求。另外房地产开发商抓住了大众的消费心理,只注重了建筑的外观高端大气,结构合理,而忽视了建筑节能的情况。由于开发商把建筑节能的投资压缩到很小,为了符合开发商的利益,建筑设计师也不能将一些节能措施应用到建筑设计中,从而导致了建筑能耗比较大。2)建筑节能新材料、新技术水平落后。我国对于建筑节能新材料、新技术的研发投入较少,重视程度不足,对比发达国家水平处于初级阶段。在节能材料方面,我国生产节能材料的厂家数量少,而且生产设备、生产工艺落后,以致于生产出来的节能材料达不到节能降耗的指标。在节能技术方面,没有引进世界上先进的技术,也处于一定的落后水平。因此,我国应当加大对节能新材料、新技术的研发投资,政府也可以给予一定的经济支持,这样才能更好地促进建筑节能产业的发展。3)相关法律法规不健全。虽然我国也颁布了《民用建筑节能条例》等相关条例,但是相关的法律法规还不完善,到目前为止还没有关于建筑节能明确的法律法规,需要进一步完善配套法律,使建筑节能工作在法律的监督之下,有法可循。
3建筑节能措施
1)建筑规划与设计。近年来绿色节能建筑的思想大力提倡,这就要求建筑设计师在建筑设计时,更关注建筑的环保、节能情况,根据建筑物周围的气候、环境,如外界自然风、绿化、地形等进行有效利用、合理设计,这样能创造适宜的建筑室内环境。首先要合理选择建筑的地址,在建筑周围设计树木、草坪、水流、假山等合理的外部环境;其次合理设计建筑形体、日照及朝向,比如在沿海地区,引入自然风,建筑朝向可以采用坐北朝南,既能起到节能的作用,又可以在冬季起到保温作用,夏季充分利用自然风并尽量减少太阳照射时间。因此,在建筑规划设计时,要遵循相关的节能设计标准,选择适合这个地区的建筑朝向等重要因素。2)围护结构的节能设计。建筑围护结构包括屋顶、外墙、隔热材料、门和窗等,这部分的节能设计是根据改善它的热工性能来完成的,对减少建筑能耗、提高环境质量、改善住户视觉和舒适度有一定的作用。在屋顶设计方面,可以在屋顶上增加隔热层,防止屋顶温度过高,提高顶层住户的舒适度。此外,在屋顶上安装一个遮阳板,可以减弱阳光的辐射,起到屋顶隔热的效果。在墙体设计方面,分为内保温和外保温,现阶段应用较广的是外墙保温,可以采用复合墙体,在主墙体结构上增加复合的绝热保温材料,这样可以隔绝室内外热量传递,起到夏季隔热、冬季保温的目的,从而减少建筑冷、热消耗[3]。在门窗设计方面,现代建筑越来越多设计成玻璃幕墙,既可以为住户提供更好的采光及视觉享受,又经过特殊工艺处理后增加了玻璃的隔热功能,经济实用。3)利用绿色能源。在建筑节能方面,绿色能源的利用对减少建筑能耗十分重要。绿色能源是可再生能源,当前在建筑节能上使用的绿色能源有太阳能、地热能、风能等。太阳能的利用主要有以下几方面,如:利用太阳能进行发电,以后有望实现商业化,可供建筑照明;利用太阳能开发的光伏水泵,应用在建筑上可实现供水;太阳能灶也得到一定的推广[4]。总之,太阳能在建筑节能方面的利用规模还较小,未来的发展应用空间还十分广泛。在利用地热能方面,如地源热泵系统,一方面可用于采暖供热和制冷,另一方面可利用高温地热能发电,它是一种高效的节能技术,现已应用到住宅项目中。在风能利用方面,较适用于多风沿海地区,在国外已有实现的案例,但在我国还只是停留在利用自然风的发展阶段。
4结语
在我国大力提倡可持续发展的条件下,建筑节能势在必行。我国只有不断学习国外建筑节能的先进理念,加大对节能新材料、新工艺的研发力度,完善相关法律法规和保障体系,增加民众对建筑节能的认知水平,才能更好地促进绿色节能建筑的发展。
参考文献:
[1]宋德宣.节能建筑设计与设计[M].上海:同济大学出版社,2003:23-24.
[2]仇保兴.我国绿色建筑发展和建筑节能的形势与任务[J].绿色建筑,2012,5(3):8-9.
[3]曾于平.绿色住宅建筑节能设计措施探讨[J].科技与企业,2014(15):30-32.
关键词:建筑节能;优化设计;设计方法
在我国经济社会发展过程中,有三个”耗能大户”,也就是工业耗能、交通耗能和建筑耗能。在这三个“耗能大户”中,建筑这个“耗能大户”在全社会总耗能中的比重越来越大,与我国建立资源节约型和环境友好型的社会发展目标相背离。所以,必须高度重视建筑节能优化设计,切实降低建筑能耗,缓解我国能源资源紧张的局面。
1 建筑技能及其优化设计
1.1 建筑节能的内涵
建筑节能的内涵主要包括两个方面,第一个方面指的是建筑在正常发挥其功能条件下的能耗问题;简单来说,在满足人们日常生活所需中建筑所需要耗费的能量;第二个方面是建筑结构的隔热和保温问题。如果隔热和保温材料的质量不高,则会增加建筑耗能总量。
这两个方面的问题好比一枚硬币的两面,如果把两个方面的问题同时解决,或者是在设计过程中叫好解决这两个方面的问题,则可一石二鸟,不仅实现建筑物的节能,而且可以节省工程造价。
建筑节能问题关系着国家能源资源战略、可持续发展和环境保护等等,对于扩大内需、提高国民经济发展的质量和效益有着重要的作用和意义。
1.2 建筑节能设计优化
建筑节能设计的优化问题,指的是在建筑节能设计中,通过节能方案的对比等,找到节能的最优办法,从而实现建筑节能的目标。而其中最难的便是“最优”两个字,笔者把这来给个字理解成一定的范围,也就是根据建筑的具体能耗情况,设计多种节能方案,通过对比研分析和研究,确定采用哪个建筑节能优化方案。
而建筑节能方案的制定,需要综合考虑建筑群的朝向、间距和道路的布局情况等,以及绿地分布范围。
2 建筑节能技术和内容
2.1 建筑节能技术
现阶段,建筑节能技术主要包括维护结构的节能技术、采暖节能技术和太阳能技术等。
2.1.1 维护结构的节能技术
建筑物的维护结构,也就是通常所说的墙体、屋面及门窗工程。围护结构的节能技术是指通过采用墙体保温(外保温、内保温、自保温、夹芯保温等技术)、门窗及屋面节能等措施,减少建筑的使用能耗。其节能技术的应用,直接影响着建筑物的整体耗能情况。如住宅节能就是通过围护结构节能设计,达到比传统住宅节约能耗25%的目标。
2.1.2 太阳能节能技术
太阳能取之不尽,用之不竭,太阳能技术当前在现阶段的建筑节能设计中得到了广泛的应用,实现了建筑散热、遮阳效果和能量收集三者的有机结合;其中混合型节能技术的应用,为建筑物提供了光照和热能,并在一定程度上降低建筑物整体耗能。
2.1.3 采暖节能技术
当前,水源热泵系统是应用最广的是采暖节能技术。水源热泵系统把地表水源吸收太阳能,把地下水源吸收的地热能收集起来,形成比较丰富低温低热的能量,大幅降低了高位电能输入,实现建筑物热能的转移。由于前期投入成本较高南方地区应用较少。
2.2 建筑节能的内容
建筑的内容主要包括三个方面的内容:
2.2.1 建筑主体节能
建筑主体节能的优化设计,需要根据不同气度的气候和建筑能耗特点来进行,需要遵循兼顾冬夏、整体优化的原则,通过模拟建筑能耗,优化建筑能耗设计,主要是选择体型系数、合理布置空间格局、控制不同朝向的窗墙比例等等,从整体上降低建筑物的能耗。
2.2.2 常规能源的优化利用
常规能源的优化利用可以从四个方面入手:①因地制宜选择冷热源优化设计,提高采暖、空调等能源的转换效率;②采用合理的调控方式,节省输配系统的能耗;③优化照明的控制系统,降低照明能耗;④选用合适的能源制备生活用水。
2.2.3 可再生能源的综合利用
根据建筑物的类比、建筑物所在地的气候特点,以及可再生能源的综合利用情况,选择上文中所提到的各种建筑节能技术,也就是采暖节能技术、太阳能技术和地热能技术等。
3 建筑节能的优化设计方法
建筑节能,从设计角度来讲,指的是在住宅、公共建筑等规划和设计中,执行国家现行的建筑节能标准,通过采用先进的节能技术和施工工艺流程,利用可再生能源系统等,降低建筑的能耗。
3.1 屋顶节能优化方法
实际上,屋顶属于建筑的围护结构,其可以让室内和室外产生温差,如果室内外的温差过大,则会增加建筑能耗。屋面节能一般通过材料和构造来实现,如选用传热系数小、蓄热性大的材料,同时注意材料层的排列。现代建筑中平屋面相对较多,倒置型保温屋面被广泛使用,此种屋面保温层在防水层之上,使保温层还起到了防水层作用,这些材料必须防水和耐气温性能好,不易老化。(如矿(岩)棉或玻璃棉板具有良好的憎水性,税率低,热阻大,10m厚相当于50m厚混凝土板隔热效果),在建筑设计中被广泛应用。提高建筑屋顶的保温隔热性能,在冬季可以有效抵挡寒气进入到室内,夏季可以吸收太阳的辐射,减少热能,从而减低空调的能耗。
而屋顶节能优化的方法另一个是依靠太阳能技术。相关的数据显示,地球所拦截的太阳辐射能量相当于当前全球电力消费的1500倍,而在当前的技术水平条件下,太阳能技术仅仅有一小部分被开发利用。因此,太阳能开发有着非常巨大的潜力。
此外,太阳能作为一种可再生能源,代替常规能源的可能性非常大,同时其也是一种清洁能源,不会对环境造成任何的污染和破坏。现阶段,太阳能应用在建筑节能上的方式包括:被动式太阳能采暖、主动式太阳能采暖、太阳能发电和太阳能供热水等。而过把太阳能技术应用到建筑屋顶节能中,无疑是建筑屋顶节能的最好设计方法。
3.2 围护结构节能优化方法
建筑围护结构节能优化方法主要包括三种:
(1)外墙内保温技术。该技术主要是指在建筑的外墙结构内部增设保温层,内保温层的施工进度比较快,施工方式也比较灵活,同时还可以对施工质量进行有效的控制。内保温技术已经成熟,国内这方面的施工经验也比较多,因此可大范围推广;
(2)外墙夹芯保温技术。该技术主要在我国东北等冬季较为寒冷地区有着广泛的应用,其主要是在是把保温层夹在内外墙的中间,而建筑主体需要时混凝土结构或者砖墙结构。这种技术的主要优点是:防水性能良好、耐候性能良好等。
(3)外墙外保温技术。该技术是现阶段正在大力推广的一种节能保温技术,就是在垂直外墙的表面建设保温层,所以,建筑主体结构需要是混凝土结构或者砖墙结构。这种技术的技术含量比较高,适用范围也比较广,不仅可以用于新建楼房的节能保温,而且可以用于危旧楼房的改造。
(4)外墙自保温技术。该技术是指通过对墙体自身采取一系列新型技术,使其导热系数极低,甚至达到了绝热的程度。一般采用保温砌块为主要护材料,在造价上较为经济,且施工周期较短,可大大加快施工进度,绝热材料设置在外墙中间,有利于较好的发挥墙体本身对外界的防护作用。作者在建筑设计过程中,特别是公建设计中用外墙自保温较多。
3.3 门窗节能优化方法
对于建筑门窗的节能优化,主要是减少门窗的渗透量、传热量和太阳辐射能量三个方面。具体的优化方法是:尽可能缩小门窗的面积;选择最适合建筑物的窗型;在门窗上增设保温隔热层;合理确定门窗的材料;增加遮阳设施等。其中玻璃及型材的选择在节能优化起着相当重要的作用,一块12mm厚的透明玻璃的传热系数为5.5,而6mm透明玻璃+12mm空气层+6mm透明的中空玻璃的传热系数能达到了2.8,因此中空玻璃在门窗节能设计中被广泛应用。
通过以上分析,我们可以指导,建筑节能的一个重点便是建筑主体维护结构的节能措施。所以,在建筑节能优化设计中,应在这方面多设计几套节能方法,通过对比分析,选择最优的设计方案。
4 结 语
作为我国三大“耗能大户”之一的建筑耗能,在我国社会总耗能中的比重有逐年上升的趋势。而随着我国新型城镇化进行的不断加快,建筑节能设计成为当务之急。在本文中,笔者介绍了建筑节能及其优化设计的内涵,并介绍了当前集中借助节能技术,最后指出了建筑节能的优化方法,主要是建筑屋顶节能优化、内外墙保温节能优化和门窗节能优化这三个方面。
参考文献
[1]蔡阳军,毛建新.浅析建筑节能优化设计[J].江苏建筑,2010(3).
[2]高华.浅谈建筑节能与优化设计[J].黑龙江科技信息,2009(31).
[3]谢丰荣,李艳辉.,建筑节能与优化设计[J].土木建筑学术文库,2010(11).
[4]张雪舟,赵凤山,聂梅生.建筑节能优化设计案例分析[J].住宅研究,2012(9).
关键词 房屋建筑学 建筑节能 创新 教学改革
中图分类号:G424 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdkz.2017.01.068
Study on the Reform of Teaching System of Building
Architecture Based on Energy Saving
――Based on the cultivation of innovative talents of University Students
AN Qiaoxia, HAN Yue
(College of Water Resources and Architectural Engineering, Alar, Xinjiang 843300)
Abstract On the problem of civil engineering focus of building energy saving, while cultivating students innovative talents based on the thesis teaching of building architecture course is the core of teaching from the curriculum theory, practice teaching system construction method to explore innovative talents in building energy conservation oriented culture. Eventually forming a distinctive feature of "building architecture" course teaching mode.
Keywords building architecture; building energy conservation; innovation; teaching reform
1 改革的目的及际意义
建筑业作为我国国民经济的支柱产业之一,其从业人员人数已为各行业之首。然而其专业技术人员和管理员所占比例较低,同时具有高等文化教育程度的人员比例也较低,如专业技术人员仅占建筑业从业人员总数的4.1%。在这些专业技术和管理人员中,中专以上学历者占58%,本科以上学历仅占11%。随着我国建设事业大规模的发展及建筑技术的发展,急需与之相应的大量的土木工程专业技术人才。
能源作为经济发展的命脉,能源问题是已成为世界各国普遍关注的问题。在社会能耗的三大能耗中,不管是发达国家,还是发展中国家,建筑能耗已占社会总能耗的相当一部分(约占30%~40%)。因此,为实现我国可持续发展的战略,建筑节能已成为我国一项基本国策。基于此,我国相应的制定了一些建筑节能规范,如《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)》(JGJ26-95)、《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》(JGJ75-2003)、《公共建筑节能设计标准》(GB50189-2005)、《建筑节能工程施工质量验收规范》(GB50411-2007)等建筑节能规范,然而,我国的建筑节能相对还是比较滞后,节能技术及建筑节能效果等与发达国家还存在一定的差距,如单位建筑面积能耗较高,能源利用率相对较低,建筑护能耗是同等气候的发达国家的2~3倍。另一方面,墙体改革步伐较慢,虽然墙体改革以提出有10余年,新型墙材的产量的比例有一定提高,如从不足5%提高到22%,粘土实心砖还在生产使用。为了促进建筑节能工作的顺利开展,除了立法、技术、管理等措施外,应加强从业人员建筑节能发面的教育。
高校土木工程专业作为培养未来建筑师与工程师的摇篮,在教学培养方案中应加强未来建筑科学技术人员的建筑节能意识潜能和技能培养。然而目前土木工程专业课程设置及课程教学中,与建筑节能设计,施工,节能有关的知识或技能训练相对较少。例如:在材料力学性能实验中,没有对有关建筑节能材料力学性能进行实验;在建筑材料课程中,有关节能材料及新型墙体材料的知识相对较少;在建筑材料实验安排中,保温材料保温性能实验;建筑设备中缺乏对有关对雨水的收集及利用等水资源循环利用的知识;在建筑施工中,未对建筑节能施工、质量控制和验收等方面的知识进行系统的介绍;在房屋建筑学中,建筑的总体规划设计、单体建筑的体型系数,朝向,等都影响着建筑节能,但在课程教学中很少涉及。因此,为了提高学生的综合素质及未来在建筑行业的竞争力,应加强建筑节能方面的知识及技能,将建筑节能知识有机的融合于各门专业课程中。
近年来,“参与科学研究”已成为我国研究型本科生人才培养改革的重要举措,本科生科研已在更多高校普及,如2007年教育部出台了 “大学生创新性实验计划”项目(以下简称 “大创”),被认为是培养大学生创新意识和能力的有效方法之一。①塔里木大学水利与建筑工程学院作为工科学院,学生在历年的大创项目中有一定的优秀成果出现,但暴露出的问题是有很大一部学生虽有一些科学创新的积极性,但不知如何“下手”,如何促进学生创新素质发展成为我们应解决的问题。
图1 建筑节能为导向的房屋建筑学教学改革模式
“房屋建筑学”是土木工程专业的一门非常重要的专业课,建筑节能知识与房屋建筑学教学息息相关。同时基于建筑行业发展趋势,以及当今社会对建筑行业技术人员的素质要求,论文提出以房屋建筑学课程教学为核心,从课程理论教学、实践教学等方面对以建筑节能为导向的创新型人才培养体系的构建方法进行研究。构建以建筑节能为导向的房屋建筑学教学体系(如图1)。强调建筑节能导向作用,是为了抓住房屋建筑学教学中主要内容于热点问题――建筑节能之间的关系,形成有特色的房屋建筑学教学模式。
2 目前国内房屋建筑学改革现状
目前国内外学者以培养新型土木人才为目标,从房屋建筑学课程改革与建设的角度提出的改革有较多的研究,如王英姿等提出在“房屋建筑学”课程中创立了基于“能力―素质―知识”架构的课程大纲以及借助团队协作项目设计等形式强化学生各项能力培养的教学模式。②张亮等以培养新型土木人才为目标,从房屋建筑学课程改革与建设的角度,探讨房屋建筑学课程在更新教材内容、运用现代化教学手段、建立内容丰富的备课资料库方面的教学改革。③此外,也同样重视综合能力和全面素质的考核方式、重视实践教学环节以及转换学习模式等方面,力求改善教学效果,提高教学质量。高巍等针对教育部提出的“卓越工程师教育培养计划”, 结合自身已有的教学经验,从教学内容、教学手段和实践性教学活动等几个方面提出了相应的改革措施。④齐岳等在在分析了目前房屋建筑学课程中存在的问题,将 BIM技术引入到房屋建筑学课程教学中,并提出了BIM技术在房屋建筑学课程教学中应用新模式。⑤黄海燕等为服务工程管理应用型人才的培养,加强学生实践能力和创新意识的培养,就房屋建筑学课程的教材内容优化、教学方法多元化、教学手段立体化及教学实践环节多层次化等内容进行了探讨。⑥
国内学者对本科生创新能力培养模式进行一定的研究,郭卉等提出科研参与频次和科研参与强度是大W生创新素质的重要影响因素;持续参与科研活动有助于提升大学生的创新素质,尤其是创造性人格的发展。⑦王锋锋等提出通过搭建校内创新创业研究平台、建设师生创新创业科技团队、完善创新创业制度来培养工科大学生的创新创业能力。⑧
综上,国内外学者对以培养新型土木人才为目标,从房屋建筑学课程改革与建设的角度提出的改革有较多的研究,国内学者对本科生创新能力培养模式进行一定的研究,但将本科生创新能力培养切入到某一门课程的教学过程的较少,本研究提出以建筑业的热点问题和前言领域――建筑节能为切入点,该论文将大学生创新意识和能力的培养融入到相关课程中,让本科生的创新意识和能力的培养紧密和所学专业知识相结合,让本科生的创新灵感来源有踪可依。
3 改革的内容
(1)建筑节能为导向的房屋建筑学课程内容改革。项目以建筑节能为导向原则对房屋建筑学课程的课程体系进行优化,增加建筑节能的内容,使建筑节能与整个课程体系有机融合起来。在课程设计乃至毕业设计中增加建筑节能效果评价内容。
(2)以建筑节能为导向的房屋建筑学实践教学改革。在房屋建筑学中有部分认知实习课,在其中增加建筑节能认知实习内容:包括规划节能设计,单体建筑节能设计调查,保温材料及节能施工技术认知,增加保温材料抗渗试验以及墙体热传导系数测定等试验。
(3) 以建筑节能为导向,培养学生的自主创新能力。新材料及其施工方法的研究,新型组合结构的研究等,将会带来土木工程应用技术发生更新更快的发展。新技术的不断出现给应用型人才在市场经济社会竞争中创造了良好的机遇。因此,在教学过程中,结合课堂教学内容以及当今科技热点问题,并将其科研成果引入到学生学习成绩考核体系中去。
4 实施办法
(1)建筑节能为导向的房屋建筑学课程内容改革。增加建筑节能的内容,让建筑节能与原有课程内容有机融合起来。例如:在建筑设计中增加规划节能设计和单体建筑节能设计,在墙体及屋面构造设计中增加自保温材料内容;在课程的最后增加建筑节能专题讲座,引入被动式、主动式建筑节能、及绿色建筑等概念,以典型的案例讲解绿色建筑的构造做法。在教学大纲及教案设计中增加建筑节能设计内容。
在课程设计乃至毕业设计中引导考虑节能设计,同时对自己所做设计进行建筑节能效果评价。编制建筑节能设计指导书。
(2)以建筑节能为导向的房屋建筑学实践教学改革。在房屋建筑学中有部分认知实习课,在其中增加建筑节能认知实习内容:形成:保温材料生产厂等单位认识节能材料到施工现场认知节能施工技术,在条件允许的情况下配合建筑材料课程的学习,增加保温材料抗渗试验以及墙体热传导系数测定等试验。
对已有建筑设计的节能现状进行调查,包括规划节能设计,单体建筑节能设计及节能材料应用情况等,让学生产生一定的感性认识。在上述调查的基础上,完成以建筑节能为主的认知实习报告。
(3)以建筑节能为导向,培养学生的自主创新能力。建筑节能为现为建筑领域的前言课程,在课堂教学中,设及建筑节能的部分,引入一些建筑节能设计和构造设计的新理论新方法,启发学生创新思维。
引导学生到当地调查传统民居建筑,了解传统民居建筑的节能设计及构造,引导学生将这些建筑节能设计及构造有效应用到现代建筑中;根据当地资源,启发学生研制保温建筑材料。
以专题讨论的形式,学生分组讨论对建筑节能、绿色建筑的认识,要求学生针对当地的气候及资源特点,提出自己对建筑节能设计、构造及建筑节能材料研发的一些观点。
鼓励学生参与科研课题,以节能材料开发及节能构造设计为主,并培养学生开发和应用新材料的兴趣。培养学生解决工程实际中难题的思维方式,鼓励学生参加全国大学生节能减排大赛等竞赛活动,全面激发学生的创新意识。
5 结论
“房屋建筑学”是土木工程专业的一门非常重要的专业课,建筑节能知识与房屋建筑学教学息息相关。基于建筑行业发展趋势,以及当今社会对建筑行业技术人员的素质要求,论文提出以房屋建筑学课程教学为核心,从课程理论教学、实践教学等方面对以建筑节能为导向的创新型人才培养体系的构建方法进行研究。构建以建筑节能为导向的房屋建筑学教学体系。形成有特色的房屋建筑学教学模式。通过教学改革与实践,让本科生的创新意识和能力的培养紧密和所学专业知识相结合,让本科生的创新灵感来源有踪可依,另一方面也加强了所学知识与所从事工作的对接。
*通讯作者:韩越
塔里木大学高教研究项目(TDGJ1635)
注释
① 刘长宏,李晓辉,李刚.大学生创新创业训练计划项目的实践与探索[J].实验室研究与探索,2014.33(5):163-166.
② 王英姿,熊光晶,康全礼.基于“能力―素质―知识”架构的房屋建筑学课程大纲及教学实践[J].高等工程教育研究,2010(1):155-158.
③ 张亮.培养新型土木人才与“房屋建筑学”课程教学改革[J].土木建筑教育改革理论与实践,2010(12):340-343.
④ 高巍,何爱琴.卓越工程师背景下《房屋建筑学》课程教学改革探讨[J].才智,2012(20):322.
⑤ 齐岳,张俊华,赵文军.结合BIM技术的房屋建筑学课程改革探讨[J].高等建筑教育,2014.23(6):147-149.
⑥ 黄海燕.房屋建筑学教学改革探讨[J].云南大学学报(自然科学版),2014.36(S1):157-160.