供暖系統(tǒng)課程設(shè)計總結(jié)
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供暖系統(tǒng)課程設(shè)計總結(jié)范文第1篇
[關(guān)鍵詞]供熱工程與熱源；教學；改革；知行合一
[中圖分類號] TU83 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2016）12-0124-02
供熱工程與熱源是一門專業(yè)課，研究建筑物采暖、生活熱水供給系統(tǒng)的設(shè)計、施工的工程應(yīng)用性學科。本課培養(yǎng)學生認識和掌握熱量的轉(zhuǎn)換、輸送和傳遞、系統(tǒng)的設(shè)計、設(shè)備的選型，形成綜合的系統(tǒng)設(shè)計能力和工程應(yīng)用能力，課程具有很強的實用性，對提高學生的設(shè)計和實踐能力具有重要意義。
寧波工程學院2006年開始招收建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)本科生以來，即提出了培養(yǎng)“知行合一、雙核協(xié)同”的應(yīng)用開發(fā)型高等技術(shù)人才的辦學目標。[1，2]供熱工程與熱源是建筑環(huán)境專業(yè)傳統(tǒng)的供暖、通風、空氣調(diào)節(jié)、建筑智能化內(nèi)容的重要組成部分之一，是實現(xiàn)舒適健康的室內(nèi)人工環(huán)境必不可少的學習內(nèi)容。在供熱工程與熱源的教學過程中，激發(fā)學生的學習興趣，提高實踐能力，提高教學質(zhì)量，是培養(yǎng)學生綜合素質(zhì)的重要步驟。
一、課程特點
本課程的特點之一是實用性強，是建筑環(huán)境專業(yè)基本功的重要組成部分。
特點之二是在浙江及周邊地區(qū)，供熱系統(tǒng)普及度不廣，導致大部分學生對供熱系統(tǒng)比較陌生，或者認為“無用”而學習動力不強。
特點三是學生難以在生產(chǎn)實習中得到鍛煉。由于浙江地區(qū)供熱系統(tǒng)較少，因此認識實習、生產(chǎn)實習不便，學生日常生活中接觸較少，難以在實踐中得到鍛煉，因此“知行合一”就顯得尤為重要，執(zhí)行過程也更加困難。
二、逐層深入的引導式教學
首先，初步形成供熱系統(tǒng)的范圍和印象。由于寧波工程學院的學生絕大部分來自浙江及周邊省市，北方同學較少，大部分同學對供熱系統(tǒng)無直觀印象。課程開始之初，通過圖片、視頻的形式，建立初步的感官印象，使學生了解供熱系統(tǒng)的作用和目的，掌握供熱系統(tǒng)的基本形態(tài)。
（一）系統(tǒng)教學
教學之初首先掌握供熱系統(tǒng)的宏觀組成：熱源（產(chǎn)生熱量）、供熱管網(wǎng)（輸送熱量）、熱用戶（使用熱量），形成系統(tǒng)的原理圖。供熱系統(tǒng)要解決的問題是提供用戶生活熱水和采暖的需要，首先要解決需要多少熱量的問題。如何把熱量輸送并分配到各用戶是供熱系統(tǒng)要解決的重要問題之一，也就是供熱管網(wǎng)的問題。通過對問題的逐步提出和依次解答，使學生首先對供熱系統(tǒng)形成宏觀思路，便于授課過程中逐步解決細節(jié)問題。
（二）細節(jié)教學與項目教學相結(jié)合
在宏觀系統(tǒng)建立的基礎(chǔ)上，通過給定一個具體的小型別墅項目，逐個解決細節(jié)問題，幫助理解設(shè)計的流程。[3]
細節(jié)方面，引導學生思考該設(shè)計環(huán)節(jié)的意義、原因，自主得出結(jié)論。以熱負荷為例：
熱源需要提供多少熱量？用戶需要多少熱量？ 用戶損失了多少熱量，即需要補充多少熱量？用戶有哪些熱損失途徑，分別損失了多少熱量？
上述一系列的問題提問，歸結(jié)為用戶損失了多少熱量的問題，引出系統(tǒng)負荷計算的方法。
損失熱量的途徑：（1）外門、外窗、屋頂、地面等護結(jié)構(gòu)在室內(nèi)外溫差的驅(qū)動下向室外散熱；（2）運輸進房間的冷物料、過程等需要補充的熱量；（3）門窗縫隙滲入的冷空氣所需補充的熱量；（4）外門開啟時侵入的冷空氣需要補充的熱量。除了熱量損失以外，冬季室內(nèi)還有一些得熱的途徑，如：（1）室內(nèi)照明系統(tǒng)散熱；（2）太陽輻射得熱；（3）室內(nèi)其他熱過程散熱；（4）人員散熱。
為了保證供暖系統(tǒng)能夠提供冬季不利條件下的負荷，忽略室內(nèi)的得熱，將其作為最不利條件下的熱量緩沖的部分。太陽輻射得熱作為附加耗熱量，在后面的計算中以修正系數(shù)的方式計入。
主要考慮圍護結(jié)構(gòu)熱損失、門窗縫隙滲入冷空氣所需熱量、外門侵入的冷空氣所需的熱量這幾個部分。
圍護結(jié)構(gòu)散熱主要是溫差驅(qū)動下的熱傳遞過程，與圍護結(jié)構(gòu)的傳熱性能有關(guān)，聯(lián)系傳熱學知識，計算過程基本耗熱量為：
Q = KFΔt （1）
其中，K為傳熱系數(shù)，見建筑設(shè)計參數(shù)；F為對應(yīng)的傳熱面積；Δt即室內(nèi)外溫差。
室內(nèi)外溫差如何選取呢？由于實際室內(nèi)外溫度狀態(tài)是一個動態(tài)的過程，實際圍護結(jié)構(gòu)耗熱量是隨著室外氣象條件、室內(nèi)使用情況隨時變化的。但是設(shè)計過程中，為簡化計算，按穩(wěn)態(tài)傳熱處理，室內(nèi)溫度選定一個設(shè)計值，即室內(nèi)設(shè)計溫度；室外溫度根據(jù)歷年氣象資料選擇。
在上述基本耗熱量的基礎(chǔ)上，太陽輻射得熱量如何計入呢？常識是，向陽面輻射得熱量較大，背陰面較小，且全年太陽輻射得熱量也是隨著氣象條件而變化的動態(tài)過程。因此，計算中，考慮在基本耗熱量的基礎(chǔ)上乘以修正系數(shù)的方法，且不同朝向的圍護結(jié)構(gòu)修正系數(shù)不同。
若建筑處于迎風區(qū)域，則需要考慮風力對圍護結(jié)構(gòu)耗熱量的加強作用，因此考慮風力附加系數(shù)。
若建筑高度較高，熱氣流上升，導致大量熱量聚集在屋頂而不能有效利用，因此層高較高的建筑需要增加高度附加值，但不能無限增加，一般高度附加的最大比例為15%。
上述過程僅為負荷計算的理論講解，要把理論知識轉(zhuǎn)化為設(shè)計實踐，需要考慮建筑的具體情況。通過給定建筑的計算實踐，掌握計算方法，能夠鞏固和加深對理論知識的理解。
三、實踐環(huán)節(jié)
（一）教學中的實踐練習
實踐過程要與理論講解過程相結(jié)合，相互促進，才能加深對理論知識的理解，同時提高實踐能力。[4]教學過程中，每一部分的理論知識講解，都附加實際工程應(yīng)用案例分析，應(yīng)用理論知識解決實際問題，提高認識。仍以上述負荷計算為例，在理論知識的基礎(chǔ)上，附加一個單體別墅建筑的負荷計算作為設(shè)計案例，分析護結(jié)構(gòu)（外墻、外門、外窗、地面、屋頂?shù)幕竞臒崃亢透郊雍臒崃浚粦糸g傳熱量；冷風滲透耗熱量和冷風侵入耗熱量等），學習計算方法。
（二）虛擬實驗技術(shù)輔助實踐教學
實驗是輔助理解理論教學內(nèi)容的重要實踐手段。可以結(jié)合本校的實驗條件，設(shè)計虛擬實驗。如自然循環(huán)熱水采暖系統(tǒng)，從循環(huán)原理出發(fā)幫助學生理解密度差如何促進水循環(huán)、排氣如何實現(xiàn)、膨脹水箱的作用等知識點，形象的解釋抽象的理論。
供熱系統(tǒng)中的管網(wǎng)水力設(shè)計是系統(tǒng)正常運行的重要保障，可以設(shè)計管網(wǎng)水力系統(tǒng)虛擬實驗，使學生可通過操作、觀察、分析，掌握水力平衡、水力失調(diào)、定壓等知識點。
（三） 課程設(shè)計實踐環(huán)節(jié)
課程各環(huán)節(jié)知識學習結(jié)束之后，學生對供熱系統(tǒng)有了宏觀整體的把握，也都基本掌握了設(shè)計計算過程，這時就可以安排課程設(shè)計實踐環(huán)節(jié)進行整體設(shè)計練習了。從負荷計算、散熱末端設(shè)計計算、系統(tǒng)方案設(shè)計、水力計算、附屬設(shè)備設(shè)計選型等，實現(xiàn)對整棟建筑的供熱設(shè)計。
設(shè)計過程中，不僅僅要對理論知識加以練習，還需要考慮到建筑的使用過程。
1. 系統(tǒng)設(shè)計要符合建筑實際需要。如，散熱器的布置，不僅考慮供熱系統(tǒng)的功能實現(xiàn)，還需要考慮散熱器位置是否會影響建筑的使用功能、空間是否足夠布置設(shè)計面積的散熱器、是否影響建筑美觀等；
2. 以最經(jīng)濟的方案實現(xiàn)建筑供熱。設(shè)計中不僅要實現(xiàn)供熱功能，還需要考慮系統(tǒng)的經(jīng)濟性，盡量使系統(tǒng)最節(jié)約管材和運行費用。
3. 注意設(shè)計中細節(jié)的把握，如閥門、放氣閥的布置，散熱器支管的標高及與干管的連接等。
將理論知識學習和實踐有機結(jié)合，逐漸建立學生對供熱系統(tǒng)的認識，加深理解，掌握系統(tǒng)的設(shè)計方法，實現(xiàn)學生綜合素質(zhì)的提高，是本課程的目的和任務(wù)。通過該課程的學習，學生基本能夠掌握供熱系統(tǒng)的設(shè)計方法和原則，熟練掌握系統(tǒng)設(shè)計各環(huán)節(jié)，能夠繪制供熱系統(tǒng)施工圖。
四、總結(jié)
供熱工程與熱源是實踐性很強的課程，但由于受到當?shù)貤l件的制約，現(xiàn)場學習很難實現(xiàn)，教學過程中，采用理論聯(lián)系設(shè)計實際的方式，加深對理論知識的理解；通過圖片、視頻、描述等，形成對供熱系統(tǒng)的整體宏觀把握，提高學生實踐能力。
[ 參 考 文 獻 ]
[1] 張麗娜，鞏學梅，魏莉莉. 基于華盛頓協(xié)議視角的建環(huán)專業(yè)人才培養(yǎng)模式探索[J].寧波工程學院，2015（1）：76-78.
[2] 高浩其，徐挺，李維維.“知行合一、雙核協(xié)同”，現(xiàn)代工程師培養(yǎng)模式的探索[J].高等工程教育研究，2007（4）：18-21.
