六、典型教学案例

六、典型教学案例

案例1 空调负荷动态模拟方法

1.知识点

空调房间冷负荷的计算机全年动态模拟方法及应用(第三单元:空调系统负荷)。

2.思政目标

了解我国在行业上的国际领先地位,以及“暖通人”为此进行的不懈努力,进而激发学生的爱国情怀以及对国家的自信。

3.教学过程

首先,导入。回顾之前学习的传统的冷负荷系数法和谐波反应法,指出其不足。通过引入一个实际工程案例(如采用地源热泵),向学生提出问题:在什么情况下传统的负荷计算方法不再适用?引入计算机全年动态模拟方法。

其次,学习目标。了解空调房间冷负荷的计算机全年动态模拟方法相关软件(以DeST为代表)及应用。

再次,讲授。①介绍计算机全年动态模拟方法及其优势、目前主流的几种计算软件,介绍DeST是由清华大学江亿院士带领的科研团队独立开发、具有完全知识产权的软件;②回顾DeST的历史、开发历程,从1980年开始至今,历经几代科研团队的不懈努力;③设问:DeST与国际同类软件对比其准确性和可靠性如何?回答:与世界上已有的和正在开发的同类型软件相比,都处于领先地位,目前与美国的EnergyPlus和英国的ESP-r并列为世界建筑性能模拟的三大核心软件;④通过学生熟知的各种工程案例,如国家大剧院、首都机场T3航站楼、国家体育场(鸟巢)、北京南站,介绍DeST的应用,通过一系列具体数字展示DeST带来的巨大经济效益和社会效益;⑤DeST获得的荣誉:1993年被评为“所有参加软件评比中最好的软件之一”,2003年被鉴定认为“DeST软件具有首创性、科学性、先进性、实用性和可维护性,处于国际领先水平,具有很大的推广应用价值”,2007年获得IBPSA(International Building Performance Simulation Association)杰出贡献奖,2008年获得国家科技进步二等奖。

复次,延伸思考和学习。DeST除了计算空调负荷,还能有哪些方面的应用?

最后,总结。梳理本节重点内容,布置作业,通过文献调研和学习,完成报告“计算机全年动态负荷模拟方法的发展及其应用”。

4.学习资源

①清华大学DeST开发组:《建筑环境系统模拟分析方法——DeST》,中国建筑工业出版社2006年版;

②《DeST用户使用手册》,DeST软件自带。

案例2 风道的合理布置

1.知识点(https://www.daowen.com)

结合实际的工程应用,学习风道的合理布置(第六单元:风道设计计算)。

2.思政目标

做人做事要诚信、敬业,不仅要遵从专业的规范和标准、在工程实践中理解并遵守工程职业道德和行为规范,还应利用专业知识,积极优化方案,实现经济性、节能性,履行社会责任。

3.教学过程

此部分内容主要通过实训课程的形式完成,采用学生参与式的教学方式。

学习目标:了解风道布置相关规范和标准,学习风道的合理布置,学会在设计中从经济性、节能性等角度,用专业知识优化风道布置方案。

任务布置:学生分组,每组分配一个实际工程案例。要求学生围绕几个关键问题进行思考和答辩,问题包括:①风道有规格吗?风道的长宽比需要有限制吗?其目的是什么?②风道是否需要变径?其目的是什么?如果风道上下左右均可变径,从制作、安装、维护角度分析,怎样变径更合适?③风道都是沿着走廊布置,为什么不尝试直接沿房间内布置?④能否尝试重新布置风道,使风道送风长度最短、管件最少?⑤以上哪些问题是从技术经济指标出发考虑问题的?哪些是从制作、安装、维护角度出发考虑问题的?

工程案例分析+小组讨论:课后学生根据图纸,围绕问题,查阅相关标准和规范,完成风道布置的相关检索文献,制作PPT,对工程中风道的合理布置进行分析、讨论、论证。

答辩+演讲:以小组为单位,进行答辩、演讲,其他组参与提问和讨论,形成对专业中规范和标准的进一步认识和理解。

教师点评:指出风道设计的几大原则——技术性、经济性、实用性。梳理风道布置的要点,通过展示实际工程案例中合理的、不合理的风管、水管的布置及其后果,强调从事专业工程实践中遵从规范和标准的必要性;结合教师自身实践经验,和学生分享优秀的工程师应该具备的职业素养、如何从业主方的角度,用专业知识,主动积极地优化方案。前者是职业道德和行为规范,体现了做人做事的“诚信”;后者是作为专业人士的社会责任,也是做人做事“敬业”最直接的体现。

延伸思考和分享:每组选一位同学分享学习中的心得,大家思考和讨论。

总结:风道合理布置的要点、实际工程实践需注意的问题。

4.学习资源

《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》(GB50736-2016)。