作者：李炎鋒 王慧琛 邊江 徐聰聰 尹晨晨 單位：北京工業大學建筑工程學院

一、建筑環境與設備工程專業知識體系

按照住建部建筑環境與設備工程專業教學指導委員會的要求，該專業主干課程包括：工程熱力學、傳熱學、流體力學、機械設計基礎、建筑環境學、流體輸配管網、熱質交換原理與設備、供熱工程、空氣調節、通風與空氣潔凈技術、建筑給排水等。培養內容包括建筑熱舒適環境技術、建筑自動化集成技術、建筑給排水技術、建筑節能設計理論的綜合知識，要求學生具有進行工程設計、運行、施工、經營管理以及應用研究的能力。可以看出暖通專業的課程涵蓋了空調系統的能源、輸配環節、末段運行等各個環節。如果在專業教學中系統滲透國家的節能政策、標準和規范將是降低建筑能耗和保護環境非常重要的手段。在暖通專業的主干課程教學中以節能為導向，將不僅宣傳了國家的相關政策、規范和標準，提高了建筑從業人員的業務能力和節能意識，而且他們走上工作崗位時也能學以致用，造福社會。

二、培養學生建筑節能觀念的相關教學環節

建筑節能涉及很多專業領域，而暖通空調系統的節能也是一個系統工程，只有在建筑能源利用的各個環節，包括能源利用、能源輸配、終端用能以及系統從設計到運行的全過程中貫徹節能的理念，才可能達到整體節能的效果。單純追求局部環節的節能反而容易造成整個系統能耗加大。因此要加強學生在系統設計、設備選型、系統運行等階段的建筑節能觀念。

1.暖通空調系統設計環節（1）注重建筑維護結構的節能。暖通空調系統進行設計首要的環節是計算建筑物的負荷。建筑負荷中，通過圍護結構傳熱產生的冷熱負荷在空調負荷中占有很大的比重。建筑圍護結構保溫性能在建筑的節能中起著很重要的作用。采取遮陽、外保溫、節能窗等措施提高圍護結構的隔熱性能，可以減小由室內外溫差而引起的熱量交換，從而有效減小空調冷熱負荷，達到節能的目的。在該環節強調維護結構選擇節能，要求學生嚴格按照國家和地區的節能標準進行維護結構設計。（2）注重室內環境參數的優化。室內環境設計在調室外計算參數為定值時，夏季空調室內空氣計算溫度和濕度越低，房間的計算冷負荷就越大，系統耗能也越大。通過研究證明，在不降低室內舒適度標準的前提下，合理組合室內空氣設計參數可以收到明顯的節能效果。有數據表明室內設計溫度每提高1℃，空調系統將減少能耗約6%。此外，對于大型建筑采用分區設計技術，即分別計算不同區域的峰值負荷來進行各自區域的設備選型。另外，引入動態負荷分析的方法，利用Dest、DOE-2、EnergyPlus等進行建筑的能耗分析。該環節一定要求學生注意合理確定室內溫、濕度，在保證舒適前提下盡量減少用能，另外，可以采用CFD技術進行建筑室內環境的氣流組織分析，計算室內環境的PPD和PMV對室內環境設計進行指導。（3）注重合理利用可再生能源和自然通風。隨著我國能源戰略實施，我國加大了對太陽能利用的研究，因此，建筑設計中要采用太陽能與建筑一體化技術，建筑利用自然采光、自然通風、水源熱泵、地源熱泵技術減少對石化能源的使用，利用建筑蓄能實現建筑用電負荷的削峰填谷。

2.注重輸配環節的系統能耗目前，建筑環境與設備工程專業比較重視維護結構、負荷和設備，而對介質輸運環節的能耗問題沒有引起足夠的重視。空調系統中，空氣與水通常是冷量載體。輸送過程能耗包括：通過傳熱的冷量損失和輸送過程的流動阻力損失。對于輸送冷量的水系統或空氣的管路系統，克服流動阻力的能量又轉變為熱量，導致冷量損失。一般系統設計輸送能耗約占空調總能耗的20%，而實際運行能耗占到了空調總能耗的30%～40%。在系統中，經常遇到的問題是水泵選擇揚程過大，造成“大馬拉小車”，高揚程的泵用于低揚程場合，便會出現流量過大，導致電機超載。若長時間運行，電機溫度升高，繞組絕緣層便會逐漸老化，甚至燒毀電機。因此該環節中，要重視變頻系統的選用。風系統可以選用變風量空調系統，變風量系統在一般情況下，節能可達到50%；水系統采用變水量系統，從而避免冷、熱抵消的能量損失，減少水路輸送的能耗。

3.注重建筑設備系統選型的整體運行性能優化空調系統的能耗是由風系統和水系統的能耗組成的。在風系統中，風機的能耗占相當大的比例；而水系統中，節約水泵與冷水機組的能耗才是節能中最關鍵的措施。通常空調設備只能按照設計的額定工況運行，當系統的負荷降低時設備仍然按照額定功率全負荷輸出運行，這就必然造成能量的浪費。如果使用變頻技術使空調設備的輸出功率隨負荷的變化而變化，那么能起到良好的節能效果。例如采用變風量系統和變水量系統。在設備選型中，注意系統整體性節能考慮。在空調系統中，冷水機組的能耗是最大的。實際測試表明，冷水機組的COP隨部分負荷的大小和機型的不同而變化。存在冷水機組在部分負荷下運行COP值不高這個問題的原因是多方面的。眾所周知，機組實際運行性能系數COP是由機組內部因素和外部條件共同影響的，而通常在部分負荷下運行時，其外部條件較滿負荷時優越，環境溫度相對較低。在不考慮傳熱性能變化影響的情況下，可充分利用環境溫度的降低來降低冷凝溫度、縮小壓縮機的高低壓力差以改善系統性能系數，COP最大能提高20%。在冷凍水系統中，對于水泵選擇變頻技術固然有利于水泵運行節能，但是，過小的流量會造成制冷機效率的嚴重下降，而制冷機是系統的主要耗能設備，因此必須從整體上考慮系統的用能情況。在供暖系統中，嚴寒地區的燃油、燃氣或燃煤鍋爐選擇時應保證單臺鍋爐的容量確保在最大熱負荷和低谷負荷時都能高效運行，以充分利用鍋爐產生的多重余熱，鍋爐臺數不宜少于2臺（除小型建筑）。鍋爐的額定熱效率燃煤、蒸汽熱水鍋爐不小于78%，燃油、燃氣蒸汽熱水爐額定熱效率不小于89%。

三、在學生工程素質培養中注意貫徹建筑節能意識

工程素質是解決工程實際問題的意識，是工程人才知識儲備和能力結構的綜合表現，不僅要有比較扎實的工程基礎理論和實踐知識，而且需要見多識廣，思維開闊，善于不同學科之間的滲透，從而具有創新思想，并且能付諸實施。高校工程素質的培養貫穿于整個學習過程。在工程素質培養中，主要從以下方面進行節能意識的培養：

1.要培養學生的獨立的判斷能力不能受某些生產廠家片面宣傳的影響，也不能過分受業主的干擾，更不能以業主的某些不合理要求為借口來達到某些個人的目的，要具備起碼的職業道德。例如對于嚴寒地區的公共建筑，不宜采用空氣調節系統進行冬季采暖，而應設熱水集中采暖系統，也不可以采用電熱鍋爐、電熱水器作為直接采暖和空氣調節系統的熱源。