《建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)概論》配套教學(xué)課件

《建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)概論》第1章初識(shí)專業(yè)1.1人-氣候-建筑-環(huán)境

1.1.1人類發(fā)展與建筑氣候的適應(yīng)性原始起源時(shí)期云南巢居

父系社會(huì)時(shí)期的半地下住宅第1章初識(shí)專業(yè)1.1人-氣候-建筑-環(huán)境

1.1.1人類發(fā)展與建筑氣候的適應(yīng)性

從穴居、巢居發(fā)展到真正意義上的建筑第1章初識(shí)專業(yè)1.1人-氣候-建筑-環(huán)境

1.1.1人類發(fā)展與建筑氣候的適應(yīng)性木骨泥墻石峽長(zhǎng)屋第1章初識(shí)專業(yè)1.1人-氣候-建筑-環(huán)境

1.1.1人類發(fā)展與建筑氣候的適應(yīng)性西周時(shí)期陜西岐山鳳雛村遺址復(fù)原圖第1章初識(shí)專業(yè)1.1人-氣候-建筑-環(huán)境

1.1.1人類發(fā)展與建筑氣候的適應(yīng)性北宋時(shí)期清明上河圖（城中住宅）第1章初識(shí)專業(yè)1.1人-氣候-建筑-環(huán)境

1.1.1人類發(fā)展與建筑氣候的適應(yīng)性古老的文明，如古埃及、古巴比倫、古印度和古代中國(guó)，都位于南北位于南北緯20°-40°之間，即所謂中低緯度文明帶第1章初識(shí)專業(yè)1.1人-氣候-建筑-環(huán)境

1.1.1人類發(fā)展與建筑氣候的適應(yīng)性北極寒冷異常

愛斯基摩人的冰屋

中東地區(qū)第1章初識(shí)專業(yè)1.1人-氣候-建筑-環(huán)境

1.1.1人類發(fā)展與建筑氣候的適應(yīng)性西北窯洞式民居第1章初識(shí)專業(yè)1.1人-氣候-建筑-環(huán)境

1.1.1人類發(fā)展與建筑氣候的適應(yīng)性

蒙古包第1章初識(shí)專業(yè)1.1人-氣候-建筑-環(huán)境

1.1.1人類發(fā)展與建筑氣候的適應(yīng)性

蒙古包第1章初識(shí)專業(yè)1.1人-氣候-建筑-環(huán)境

1.1.1人類發(fā)展與建筑氣候的適應(yīng)性

人們希望建筑物能滿足的要求包括：安全性：能夠抵御颶風(fēng)、暴雨、地震等各種自然災(zāi)害引

起的危害和人為的侵害；功能性：滿足居住、辦公、營(yíng)業(yè)、生產(chǎn)等不同類型建筑

的使用功能；舒適性：保證居住者在建筑內(nèi)的健康和舒適；美觀性：要有親和感，反映當(dāng)時(shí)人們的文化追求。所以說建筑形式應(yīng)適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂?，且?yīng)能滿足安全、健康、舒適、工作與生活的需要。第1章初識(shí)專業(yè)1.1人-氣候-建筑-環(huán)境

1.1.2建筑與環(huán)境關(guān)系的發(fā)展中存在的問題建筑本身就是一種“環(huán)境調(diào)節(jié)器”，由于四季氣候輪替，“環(huán)境調(diào)節(jié)器”的作用往往有局限性。人工環(huán)境是由人為設(shè)置邊界面圍合成的空間環(huán)境，包括房屋圍護(hù)結(jié)構(gòu)圍合成的民用建筑環(huán)境、生產(chǎn)環(huán)境和交通運(yùn)輸外殼圍合成的交通運(yùn)輸環(huán)境（車廂環(huán)境、船艙環(huán)境、飛行器環(huán)境）等。第1章初識(shí)專業(yè)1.1人-氣候-建筑-環(huán)境

1.1.2建筑與環(huán)境關(guān)系的發(fā)展中存在的問題盡管人工環(huán)境涉及很多工程領(lǐng)域，但其目標(biāo)都是在一個(gè)相對(duì)封閉的空間內(nèi)營(yíng)造不同于外界的物理環(huán)境，通常涉及如下科學(xué)與工程問題：為了滿足人類的上述活動(dòng)，到底需要什么樣的室內(nèi)物理環(huán)境？如何定義和評(píng)價(jià)這樣的物理環(huán)境？室內(nèi)環(huán)境是怎樣受構(gòu)成這一封閉空間的圍護(hù)體系以及外部環(huán)境的影響或由其所決定？怎樣通過機(jī)械的或被動(dòng)的物理環(huán)境調(diào)控系統(tǒng)作用于封閉空間的圍護(hù)體系，營(yíng)造出各種需求的室內(nèi)物理環(huán)境？怎樣僅依靠各種自然條件和可再生能源，盡可能消耗最少的化石能源來營(yíng)造各種所需求的室內(nèi)環(huán)境？第1章初識(shí)專業(yè)1.1人-氣候-建筑-環(huán)境

1.1.2建筑與環(huán)境關(guān)系的發(fā)展中存在的問題建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)涉及工程設(shè)計(jì)、系統(tǒng)運(yùn)行與維護(hù)、相關(guān)產(chǎn)品制造、系統(tǒng)安裝與調(diào)試等多個(gè)環(huán)節(jié)。隨著人類進(jìn)入21世紀(jì)，借助額外的手段來實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑進(jìn)行主動(dòng)調(diào)節(jié)（即采暖、通風(fēng)、空調(diào)、制冷技術(shù)等）幾乎成為了一種必然選擇。了解采暖、通風(fēng)、空調(diào)等的漫長(zhǎng)曲折的發(fā)展歷程，以史為鑒，有助于深入了解、學(xué)習(xí)、掌握建筑環(huán)境控制理論與技術(shù)，建立和實(shí)現(xiàn)“趨向自然的舒適環(huán)境”。第1章初識(shí)專業(yè)1.2建筑環(huán)境營(yíng)造（供暖通風(fēng)簡(jiǎn)要發(fā)展歷程）1.2.1溫度調(diào)節(jié)與供暖人類環(huán)境控制的第一步是實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的調(diào)節(jié)半坡博物館居住遺址內(nèi)景第1章初識(shí)專業(yè)1.2建筑環(huán)境營(yíng)造（供暖通風(fēng)簡(jiǎn)要發(fā)展歷程）1.2.1室內(nèi)環(huán)境控制與通風(fēng)通風(fēng)是用自然或機(jī)械的方法向某一房間或空間送入室外空氣，和由某一房間或空間排出空氣的過程，送入的空氣可以是經(jīng)過處理的，也可以是不經(jīng)過處理的。古建筑的自然通風(fēng)示意圖第1章初識(shí)專業(yè)1.2建筑環(huán)境營(yíng)造（供暖通風(fēng)簡(jiǎn)要發(fā)展歷程）1.2.2室內(nèi)環(huán)境控制與通風(fēng)高層建筑熱壓通風(fēng)第1章初識(shí)專業(yè)1.2建筑環(huán)境營(yíng)造（供暖通風(fēng)簡(jiǎn)要發(fā)展歷程）1.2.2室內(nèi)環(huán)境控制與通風(fēng)教室通風(fēng)系統(tǒng)辦公室的污染通風(fēng)實(shí)驗(yàn)第1章初識(shí)專業(yè)1.2建筑環(huán)境營(yíng)造（供暖通風(fēng)簡(jiǎn)要發(fā)展歷程）1.2.2室內(nèi)環(huán)境控制與通風(fēng)1980年，世界衛(wèi)生組織正式將因建筑而產(chǎn)生的一系列相關(guān)非特定癥狀的疾病定名為“病態(tài)建筑綜合征”，(SickBuildingSyndrome，簡(jiǎn)稱SBS)。2003年，“非典”（SARS）再次提高了人們對(duì)公共建筑通風(fēng)污染傳播控制問題的警覺性，并且認(rèn)識(shí)到只有正確的設(shè)計(jì)和使用建筑通風(fēng)系統(tǒng)才能夠保證正常的室內(nèi)空氣品質(zhì)。第1章初識(shí)專業(yè)1.2建筑環(huán)境營(yíng)造（供暖通風(fēng)簡(jiǎn)要發(fā)展歷程）1.2.3最小通風(fēng)量與規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展過程關(guān)于通風(fēng)的研究存在有兩個(gè)目標(biāo)，通風(fēng)是該基于生理需要還是舒適性需要呢？最小通風(fēng)量標(biāo)準(zhǔn)演變過程第1章初識(shí)專業(yè)1.3多參數(shù)調(diào)控與空調(diào)技術(shù)1.3.1空調(diào)的起源與發(fā)展哈德遜河岸的采冰景象第1章初識(shí)專業(yè)1.3多參數(shù)調(diào)控與空調(diào)技術(shù)空調(diào)的起源與發(fā)展焓濕圖第1章初識(shí)專業(yè)1.3多參數(shù)調(diào)控與空調(diào)技術(shù)空調(diào)的起源與發(fā)展房間冷卻器氧化硫壓縮式制冷機(jī)制冰機(jī)的模型第1章初識(shí)專業(yè)1.4業(yè)的任務(wù)與發(fā)展歷程1.4.1專業(yè)任務(wù)創(chuàng)造健康、舒適的工作與生活環(huán)境，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率控制生產(chǎn)工藝環(huán)境，提高生產(chǎn)效益根據(jù)我國(guó)國(guó)情，結(jié)合不同經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的建筑能耗狀況、生活方式及能源使用模式，采用不同的建筑節(jié)能技術(shù)，獲得符合人類可持續(xù)發(fā)展的建筑室內(nèi)環(huán)境營(yíng)造方式。本學(xué)科的總體目標(biāo)是創(chuàng)造的健康、舒適、節(jié)能的人工環(huán)境，旨在達(dá)到人類與自然的和諧（環(huán)境的適度要求，不可苛求）、建筑與自然的和諧（室內(nèi)環(huán)境營(yíng)造理念）、建筑與系統(tǒng)形式與生活模式的和諧（促進(jìn)綠色行為模式），通過綠色生活方式和與之適應(yīng)的建筑環(huán)境控制設(shè)備及系統(tǒng)形式實(shí)現(xiàn)未來的節(jié)能與低碳。承擔(dān)著承擔(dān)節(jié)能低碳、可持續(xù)發(fā)展的責(zé)任。第1章初識(shí)專業(yè)1.4業(yè)的任務(wù)與發(fā)展歷程1.4.1專業(yè)任務(wù)“建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)”本科專業(yè)名稱，對(duì)應(yīng)的學(xué)科名稱是“供熱、供燃?xì)狻⑼L(fēng)與空調(diào)工程”學(xué)科，“供熱、供燃?xì)狻⑼L(fēng)與空調(diào)工程”是本專業(yè)的碩士和博士研究生招生和培養(yǎng)的專業(yè)名稱。建筑環(huán)境學(xué)是反映人－建筑－自然環(huán)境三者之間關(guān)系的科學(xué)，是了解人和生產(chǎn)過程需要何種室內(nèi)外環(huán)境，掌握室內(nèi)外環(huán)境形成的特征和影響因素，通曉改變或控制特別是室內(nèi)環(huán)境的基本原理與方法，為創(chuàng)造人工環(huán)境提供理論基礎(chǔ)。本學(xué)科雖然建立在熱力學(xué)、傳熱傳質(zhì)學(xué)、流體力學(xué)等基礎(chǔ)科學(xué)基礎(chǔ)上，但是有自己獨(dú)特的基礎(chǔ)理論第1章初識(shí)專業(yè)1.4業(yè)的任務(wù)與發(fā)展歷程1.4.2發(fā)展歷史供熱、供燃?xì)?、通風(fēng)與空調(diào)工程學(xué)科有近百年的歷史。隨著行業(yè)的發(fā)展、技術(shù)融合與科技進(jìn)步，供熱、供燃?xì)?、通風(fēng)與空調(diào)工程學(xué)科可以擴(kuò)展為人工環(huán)境學(xué)科。第1章初識(shí)專業(yè)1.4業(yè)的任務(wù)與發(fā)展歷程1.4.3本學(xué)科主要對(duì)應(yīng)的工程領(lǐng)域與研究方向本學(xué)科主要對(duì)應(yīng)的工程領(lǐng)域工業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究和醫(yī)學(xué)處理所需要的特殊物理環(huán)境（如恒溫、恒濕、超凈、人工氣候室、高壓氧艙等）；建筑室內(nèi)物理環(huán)境及由于建筑活動(dòng)導(dǎo)致的建筑周邊微氣候環(huán)境；交通運(yùn)載工具移動(dòng)空間內(nèi)的物理環(huán)境；農(nóng)業(yè)環(huán)境與能源工程；儲(chǔ)藏環(huán)境；特殊環(huán)境工程；人工環(huán)境工程設(shè)備；人工環(huán)境工程的能源供應(yīng)系統(tǒng)……第1章初識(shí)專業(yè)1.4業(yè)的任務(wù)與發(fā)展歷程1.4.3本學(xué)科主要對(duì)應(yīng)的工程領(lǐng)域與研究方向本學(xué)科主要研究方向：人工環(huán)境特性人工環(huán)境營(yíng)造技術(shù)人工環(huán)境設(shè)備人工環(huán)境的能源供應(yīng)系統(tǒng)第1章初識(shí)專業(yè)1.4業(yè)的任務(wù)與發(fā)展歷程1.4.4本學(xué)科與其他學(xué)科的聯(lián)系動(dòng)力工程及工程熱物理城市規(guī)劃、建筑學(xué)、風(fēng)景園林土木工程交通運(yùn)輸工程人機(jī)與環(huán)境工程食品科學(xué)與工程第二章本專業(yè)在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的應(yīng)用本章主要內(nèi)容及要求：介紹本專業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮的作用：從結(jié)合專業(yè)發(fā)展歷史，了解專業(yè)作用及角色的演變了解專業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的重要性和廣泛性建立專業(yè)畢業(yè)生從業(yè)的基本概念：了解專業(yè)畢業(yè)生從業(yè)的領(lǐng)域了解專業(yè)畢業(yè)生從業(yè)的性質(zhì)本專業(yè)在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展作用的演變供暖供熱室內(nèi)采暖供冷能源輸送室內(nèi)采暖工業(yè)用熱室內(nèi)環(huán)境冷藏加工與輸送供熱供冷室內(nèi)采暖工業(yè)用熱室內(nèi)環(huán)境冷藏加工與輸送燃?xì)廨斉涫洼斉鋸哪茉摧斔偷慕嵌龋軐I(yè)從單純?yōu)榻ㄖ锾峁┯糜诙静膳臒崃?，發(fā)展到為建筑提供冷熱能源、為工業(yè)提供工業(yè)用熱。進(jìn)一步發(fā)展到在能源領(lǐng)域提供燃?xì)?、石油等能源流體。本專業(yè)在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展作用的演變住宅采暖公共建筑室內(nèi)環(huán)境控制工業(yè)廠房農(nóng)用設(shè)施運(yùn)載空間從環(huán)境控制的角度，本專業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域由最初僅僅為住宅建筑采暖，發(fā)展為公共建筑建筑室內(nèi)環(huán)境控制、工業(yè)建筑環(huán)境控制、農(nóng)業(yè)設(shè)施環(huán)境控制以及包括鐵路、航空航天等運(yùn)載工具內(nèi)部的環(huán)境控制和生命保障系統(tǒng)。1.1在民用建筑領(lǐng)域的應(yīng)用民用建筑的定義：居住建筑公共建筑辦公建筑辦公樓、寫字樓商業(yè)建筑商場(chǎng)、金融建筑旅游建筑酒店、娛樂場(chǎng)所科教文衛(wèi)建筑文化、教育、科研、醫(yī)療、衛(wèi)生、體育通信建筑郵電、通訊、廣播交通運(yùn)輸建筑機(jī)場(chǎng)、高鐵站、火車站、汽車站2.1在民用建筑領(lǐng)域的應(yīng)用民用建筑室內(nèi)環(huán)境控制要求：空氣的溫、濕度控制——影響人體與周圍環(huán)境的散熱；——影響人體汗液的蒸發(fā)

因此，按照人體熱舒適性要求進(jìn)行控制PMV熱感覺標(biāo)尺熱感覺冷涼微涼適中微暖暖熱PMV值-3-2-10123“預(yù)計(jì)平均熱感覺指數(shù)”（PMV，PredictedMeanVote）———表征人體熱反應(yīng)（冷熱感）的評(píng)價(jià)指標(biāo)，同一環(huán)境中大多數(shù)人的冷熱感覺的平均值?！狪SO7730對(duì)PMV的推薦值為PMV=-0.5～+0.5之間?！邦A(yù)計(jì)不滿意者的百分?jǐn)?shù)”（PPD，PredictedPercentageofDissatisfied）———預(yù)測(cè)人群對(duì)熱環(huán)境不滿意的百分?jǐn)?shù)。你認(rèn)為什么樣的空氣溫度、濕度是合適的？

對(duì)溫濕度的要求，人與人之間有差異嗎？

對(duì)溫濕度的要求，夏天和冬天一樣嗎？

？

？上述問題都是影響室內(nèi)空氣溫度、濕度控制的設(shè)定值和控制方法民用建筑室內(nèi)環(huán)境控制要求：風(fēng)速及新風(fēng)量的控制——按照人體熱舒適性要求進(jìn)行控制空氣的流動(dòng)速度———影響人體的熱感覺（吹風(fēng)感）、與周圍環(huán)境的散熱；———在比賽場(chǎng)館，影響比賽的公正性。

因此，針對(duì)人體熱舒適要求，控制風(fēng)速；

針對(duì)比賽對(duì)風(fēng)速的限制，控制風(fēng)速。新風(fēng)量———人體呼吸需要；———稀釋污染物的需要；———房間壓力控制的需要；———空調(diào)系統(tǒng)自身的需要。

因此，按照人體生理需求確定新風(fēng)量；

按照稀釋污染物和房間壓力控制要求確定新風(fēng)量；

按照空調(diào)系統(tǒng)自身的需要，確定最小新風(fēng)量。一般為換氣量的10%

按照上述新風(fēng)量，去最大值。民用建筑室內(nèi)環(huán)境控制要求：化學(xué)污染物的控制——按照室內(nèi)化學(xué)污染物濃度控制標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行控制控制方法（從本專業(yè)技術(shù)角度）———強(qiáng)化通風(fēng)，適當(dāng)增加新風(fēng)量；———優(yōu)化室內(nèi)氣流組織，避免化學(xué)污染物的擴(kuò)散。懸浮固體顆粒和懸浮生物顆粒的控制

———按照相關(guān)的室內(nèi)懸浮顆粒濃度控制標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行控制———按照相關(guān)的室內(nèi)懸浮生物顆粒濃度控制標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行控制控制方法（從本專業(yè)技術(shù)角度）———根據(jù)控制級(jí)別，采用初效、中效、高效空氣過濾器過濾；———優(yōu)化室內(nèi)氣流組織，采用局部排風(fēng)，防止顆粒物擴(kuò)散等。應(yīng)注意的熱門問題：能耗問題——室內(nèi)環(huán)境的營(yíng)造，代價(jià)是能耗。我國(guó)用于建筑內(nèi)部環(huán)

境營(yíng)造的能耗占全國(guó)的總能耗接近30%；病態(tài)建筑問題——為了減少耗，通過減少新風(fēng)量、封閉建筑物，可

能帶來病態(tài)建筑，導(dǎo)致人產(chǎn)生“病態(tài)建筑綜合癥”；運(yùn)行與調(diào)節(jié)問題——室內(nèi)環(huán)境的營(yíng)造，是一個(gè)復(fù)雜的能源系統(tǒng)。其

中系統(tǒng)的運(yùn)行與調(diào)節(jié)，是實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo)、減少能耗

的重要環(huán)節(jié)；其他問題2.2在在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用2.2.1降溫性空調(diào)和通風(fēng)控制位置：

高溫及其他惡劣環(huán)境的工業(yè)廠房局部；工業(yè)廠房中發(fā)熱量大的局部位置；

工業(yè)廠房中污染物控制方法：局部送風(fēng)（空氣淋?。?；局部排風(fēng)，排除熱量，排除污染物，減少或防止對(duì)其他位置的影響。2.2在在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用2.2.2恒溫恒濕空調(diào)控制位置：

機(jī)械工業(yè)車間——精密加工的精度要求；

電子工業(yè)車間——質(zhì)量控制要求；

紡織工業(yè)車間——防止斷絲；

印刷車間——防止油墨的滲透等；其他：如控制室、計(jì)量室、檢驗(yàn)室等?？刂品椒ǎ?/p>

采用全空氣的空調(diào)系統(tǒng)，對(duì)車間局部或全部位置實(shí)現(xiàn)空氣溫度、相對(duì)濕度的高精度控制。2.2在在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用2.2.3凈化空調(diào)控制位置：

食品藥品生產(chǎn)——懸浮的固體顆粒和生物顆?？刂?；航天器產(chǎn)生與裝配——防止宇宙交叉污染；

機(jī)械工業(yè)車間——精密加工的精度要求；

電子工業(yè)車間——質(zhì)量控制要求。

控制方法：

采用全空氣的凈化空調(diào)系統(tǒng)，對(duì)控制區(qū)域?qū)崿F(xiàn)高級(jí)別顆粒濃度控制。

采用房間正壓，防止未經(jīng)處理的空氣無組織侵入。2.3在其他領(lǐng)域的應(yīng)用2.3.1農(nóng)、牧業(yè)領(lǐng)域農(nóng)作物環(huán)境——營(yíng)造不同于自然環(huán)境的農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境，包括：

空氣的溫度環(huán)境，保證室內(nèi)溫度位于作物生長(zhǎng)發(fā)育的最適溫度范圍；

空氣和土壤的濕度環(huán)境；光環(huán)境，攝入光合作用所需要的自然陽光或人工光；

氣體環(huán)境，去除不利于植物生長(zhǎng)的有害氣體。畜牧養(yǎng)殖環(huán)境——營(yíng)造不同于自然環(huán)境的動(dòng)物生長(zhǎng)環(huán)境，包括：

空氣的溫度、濕度環(huán)境，與人體所需要的環(huán)境類似；

經(jīng)濟(jì)水生物需要的水溫環(huán)境及衛(wèi)生環(huán)境（防止魚類發(fā)生傳染病的傳播）。2.3在其他領(lǐng)域的應(yīng)用2.3.2交通運(yùn)輸領(lǐng)域環(huán)境保障的目標(biāo)：——保障交通運(yùn)輸艙內(nèi)（車廂內(nèi)）人員的安全和舒適；——保障交通運(yùn)輸體內(nèi)設(shè)備安全正常運(yùn)行；——保障被運(yùn)輸?shù)奈锲焚|(zhì)量。防腐、保鮮、促進(jìn)或延緩成熟。2.3.3國(guó)防及航天領(lǐng)域環(huán)境保障的目標(biāo)：——保障艙內(nèi)人員的安全和和戰(zhàn)斗力；——針對(duì)航天器和空間站，保障人員的生命，設(shè)備的正常運(yùn)行；神6的環(huán)控生保系統(tǒng)供氣調(diào)壓食品管理供氣調(diào)壓通風(fēng)凈化溫、濕度水管理廢物收集系統(tǒng)航天服循環(huán)煙火檢測(cè)和滅火控制系統(tǒng)與本專業(yè)相關(guān)2.3在其他領(lǐng)域的應(yīng)用2.3.4礦產(chǎn)領(lǐng)域環(huán)境保障的目標(biāo)：——解決高溫高濕礦井作業(yè)環(huán)境問題，保障人員的安全；——及時(shí)排除易燃易爆氣體。2.3.5其他所有的流體輸配領(lǐng)域氣體能源、液體能源的儲(chǔ)存……你認(rèn)為哪個(gè)行業(yè)不需要“建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程”專業(yè)？第三章

建筑環(huán)境的基本技術(shù)概念47本章大綱本專業(yè)需要涉及的基本科學(xué)概念人需要的建筑熱濕環(huán)境關(guān)于室內(nèi)空氣品質(zhì)生產(chǎn)工藝要求的建筑環(huán)境關(guān)于綠色建筑48什么是“建筑環(huán)境”？人工環(huán)境BuiltEnvironment在圍合、半圍合空間中的熱濕環(huán)境、空氣品質(zhì)、聲環(huán)境、光環(huán)境(建筑、運(yùn)載工具等)可以用客觀參數(shù)來進(jìn)行定量描述其優(yōu)劣物理參數(shù)化學(xué)參數(shù)微生物參數(shù)

等環(huán)境類型熱濕環(huán)境空氣品質(zhì)聲環(huán)境光環(huán)境49一.本專業(yè)需要涉及的

基本科學(xué)概念50學(xué)科的研究?jī)?nèi)容人們需要什么樣的室內(nèi)環(huán)境？室外氣候如何影響室內(nèi)環(huán)境？如何控制調(diào)節(jié)室內(nèi)環(huán)境？處理的對(duì)象是什么？濕空氣：我們周圍的空氣，含有水蒸氣圍護(hù)結(jié)構(gòu)：房子的墻、門窗、屋面、地板，室內(nèi)空間的包絡(luò)面室內(nèi)熱濕環(huán)境室內(nèi)空氣品質(zhì)聲環(huán)境與光環(huán)境：光環(huán)境對(duì)熱濕環(huán)境有影響，熱濕環(huán)境控制系統(tǒng)可能會(huì)對(duì)聲環(huán)境產(chǎn)生影響51本專業(yè)與其他相關(guān)專業(yè)的關(guān)系相近專業(yè)——建筑技術(shù)（建筑物理）具有類似的學(xué)科基礎(chǔ)研究建筑物本體的性能，被動(dòng)式的室內(nèi)環(huán)境控制技術(shù)熱、聲、光環(huán)境都要關(guān)注本專業(yè)不僅研究建筑物本身的環(huán)境和能耗特性，同時(shí)關(guān)注主動(dòng)式的室內(nèi)環(huán)境控制技術(shù)（設(shè)備系統(tǒng)）重點(diǎn)關(guān)注建筑熱濕環(huán)境和室內(nèi)空氣品質(zhì)環(huán)境52二.人需要的建筑熱濕環(huán)境53人類對(duì)熱濕環(huán)境的適應(yīng)性人類最早的生存范圍主要局限在熱帶雨林和熱帶草原的交接地帶，全年溫暖濕潤(rùn)人體對(duì)偏熱環(huán)境的適應(yīng)能力顯著勝于對(duì)偏冷環(huán)境的適應(yīng)能力54人類生存范圍的擴(kuò)展人類活動(dòng)從低緯度地區(qū)向高緯度地區(qū)擴(kuò)展熱帶亞熱帶溫帶寒帶第一道屏障：獸皮、樹葉衣物第二道屏障：掩蔽所建筑由于第一道屏障的存在，為人類營(yíng)造第二道屏障提供了更大的自由度55人類對(duì)抗自然的方法由于人體的御寒能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如耐熱能力，因此生存的第一要?jiǎng)?wù)是取暖——使用火56取暖：生存的需要通風(fēng)：健康的需要降溫：舒適的需要目前維持建筑熱濕環(huán)境用能在建筑能耗中占比最大57北京某星級(jí)酒店用電120kWh/m2年北京某商場(chǎng)用電200kWh/m2年北京某寫字樓用電120kWh/m2年北京住宅能耗統(tǒng)計(jì)比例搞清人類到底需要什么樣的室內(nèi)環(huán)境是極為重要的不合適的室內(nèi)環(huán)境會(huì)危害到人體健康不合適的室內(nèi)環(huán)境控制目標(biāo)，限制了自然能源的應(yīng)用，增加了建筑能耗58如何評(píng)價(jià)熱濕環(huán)境？熱舒適/熱感覺：人體對(duì)熱濕環(huán)境的反應(yīng)——冷還是熱？人體熱舒適問題的特點(diǎn)受遺傳和生長(zhǎng)環(huán)境的交互影響，人有很大的個(gè)體差異，需要關(guān)注大多數(shù)人，也需要滿足個(gè)體需求人的感覺會(huì)變化，因此不像物理實(shí)驗(yàn)或者化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)菢佑泻軓?qiáng)的重復(fù)性對(duì)熱舒適問題的探討已經(jīng)將近一個(gè)世紀(jì)了，但還有很多未知的問題59如何評(píng)價(jià)熱濕環(huán)境？以前人們以為只有溫度對(duì)人體的冷熱有影響，后來發(fā)現(xiàn)影響的因素有很多目前發(fā)現(xiàn)的影響人體熱感覺的主要因素2個(gè)人員參數(shù)：活動(dòng)強(qiáng)度（代謝率）、服裝熱阻4個(gè)環(huán)境參數(shù)：空氣溫度、濕度、空氣流速、輻射（太陽輻射、遠(yuǎn)紅外輻射/長(zhǎng)波輻射）丹麥技術(shù)大學(xué)的P.O.Fanger教授提出的PMV指標(biāo)，把上述6個(gè)參數(shù)與人體熱舒適聯(lián)系在一起，已經(jīng)成為國(guó)際通用評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)只要測(cè)出4個(gè)環(huán)境參數(shù)，并給出2個(gè)人員參數(shù)，就能算出PMV，預(yù)測(cè)平均熱舒適投票PMV=f(6個(gè)參數(shù))這些是在穩(wěn)態(tài)均勻的人工氣候室內(nèi)得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果60目前依然在研究中的熱點(diǎn)問題“空調(diào)病”是什么造成的？怎么避免？長(zhǎng)期使用空調(diào)對(duì)人體健康有無危害？長(zhǎng)期在恒溫恒濕的環(huán)境中逗留對(duì)人體健康有無危害？目前的國(guó)際上廣泛采用的熱舒適標(biāo)準(zhǔn)是否適合中國(guó)人？不同氣候區(qū)的人群對(duì)熱濕環(huán)境的需求是否有所不同？…………61基本理念：舒適=健康！62舒服啊好舒服！三.室內(nèi)空氣品質(zhì)

IndoorAirQuality,IAQ63

為什么要研究建筑的空氣環(huán)境?64人們有超過90％的時(shí)間是在室內(nèi)度過的室內(nèi)空氣環(huán)境比室外還要重要什么是室內(nèi)空氣品質(zhì)？是指空氣的成分以及各成分的濃度是否滿足室內(nèi)人員的舒適與健康的要求空氣的成分及其濃度決定著空氣的品質(zhì)室外空氣品質(zhì)對(duì)室內(nèi)空氣品質(zhì)會(huì)有影響好的室內(nèi)空氣品質(zhì)有毒有害物質(zhì)不能超標(biāo)——健康不能有令人不愉快的氣味——舒適65室內(nèi)空氣污染物的類型空氣中的污染物氣體污染物可吸入顆粒物微生物污染類型化學(xué)污染物理污染生物污染放射性污染66清除空氣中污染物的方法稀釋用清潔的空氣把室內(nèi)空氣的污染物濃度稀釋，使其降低到健康要求的限值以下措施：向室內(nèi)輸送新風(fēng)，并將室內(nèi)污染了的空氣排到室外，即“通風(fēng)”通風(fēng)又與熱濕環(huán)境以及建筑能耗密切相關(guān)，互為影響清除采用各種物理、化學(xué)或生物方法將空氣中的有害物清除或分解掉需要進(jìn)一步研發(fā)效果可靠、沒有副作用的技術(shù)和產(chǎn)品67室內(nèi)空氣品質(zhì)方面的未解問題低濃度的污染物對(duì)人體的長(zhǎng)期影響如何？建筑關(guān)聯(lián)病發(fā)病率與室內(nèi)外空氣品質(zhì)的關(guān)系如何？如何有效清除空氣中的污染物？應(yīng)該把空氣品質(zhì)控制在什么水平？如何在創(chuàng)造優(yōu)良室內(nèi)空氣品質(zhì)與建筑能耗之間取得平衡？68四.生產(chǎn)工藝要求的建筑環(huán)境69生產(chǎn)工藝過程環(huán)境舉例生產(chǎn)車間恒溫恒濕、超凈、高污染排放(粉塵、有毒氣體)、高溫實(shí)驗(yàn)室、手術(shù)室恒溫恒濕、超凈要求儲(chǔ)藏空間食品冷凍冷藏、文物保護(hù)、展品保存特殊空間植物溫室、物料烘干室、數(shù)據(jù)中心、體育賽場(chǎng)、動(dòng)物房軍事與生命保障需求航天器、大型客機(jī)、潛艇70生產(chǎn)工藝過程環(huán)境要求舉例處理參數(shù)：溫度、濕度、潔凈度、風(fēng)速、壓力等精密儀器制造車間要求：溫度200.1℃，相對(duì)濕度505%

——溫度高精度超大規(guī)模集成電路生產(chǎn)車間：潔凈度標(biāo)準(zhǔn)為M1級(jí)(直徑0.1m的塵粒個(gè)數(shù)<350粒/m3)——超凈合成纖維生產(chǎn)車間要求：相對(duì)濕度552％——濕度高精度71生產(chǎn)工藝過程環(huán)境特點(diǎn)需要控制參數(shù)的精度高，但需要嚴(yán)格控制的參數(shù)相對(duì)比較少保證工藝環(huán)境要求是第一位的，不能有任何折扣。在嚴(yán)格滿足該要求的基礎(chǔ)上考慮降低能源消耗有除塵和有害氣體控制要求，以及勞動(dòng)衛(wèi)生保護(hù)要求有排風(fēng)污染控制的要求（除塵、除污），否則有污染外部環(huán)境的危險(xiǎn)72五.關(guān)于綠色建筑

GreenBuilding可持續(xù)建筑SustainableBuilding生態(tài)建筑Eco-building低碳建筑LowCarbonBuilding73發(fā)展歷史20世紀(jì)60年代，美籍意大利建筑師保羅·索勒瑞(PaolaSoleri)把生態(tài)學(xué)(Ecology)和建筑學(xué)(Architecture)兩詞合并為“Arology”，提出了“生態(tài)建筑”（綠色建筑）的理念。1991年布蘭達(dá)·威爾和羅伯特·威爾(BrendaandRobertVale)合著的《綠色建筑：為可持續(xù)發(fā)展而設(shè)計(jì)》問世，提出了綜合考慮能源、氣候、材料、住戶、區(qū)域環(huán)境的整體的設(shè)計(jì)觀。1993年國(guó)際建筑師協(xié)會(huì)UIA大會(huì)發(fā)表了《芝加哥宣言》，號(hào)召全世界建筑師把環(huán)境和社會(huì)的可持續(xù)性列入建筑師職業(yè)及其責(zé)任的核心。1999年UIA大會(huì)發(fā)布《北京憲章》，明確要求將可持續(xù)發(fā)展作為建筑師和工程師在新世紀(jì)中的工作準(zhǔn)則。74建筑的原則

——綠色建筑概念的樸素表達(dá)古羅馬的維特魯威（Vitruvius）在其公元前一世紀(jì)發(fā)表的著作《建筑十書》中提出建筑三原則：堅(jiān)固、適用、美觀50年代，我國(guó)提出了“黨的建筑方針”是：適用、經(jīng)濟(jì)、在可能的條件下注意美觀改革開放后，我國(guó)政府又重提建筑方針是：適用、經(jīng)濟(jì)、美觀75我國(guó)綠色建筑的定義：四節(jié)一環(huán)保國(guó)標(biāo)《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》GB50378-2005在建筑的全壽命周期內(nèi)，最大限度地節(jié)省資源(節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材)，保護(hù)環(huán)境和減少污染，為人們提供健康、適用和高效的使用空間，與自然和諧共生的建筑。《綠色奧運(yùn)建筑評(píng)估體系》2003綠色建筑是指為人類提供健康、舒適的工作、居住、活動(dòng)的空間，同時(shí)實(shí)現(xiàn)最高效率地利用資源、最低限度地影響環(huán)境的建筑物。76世界各國(guó)綠色建筑評(píng)價(jià)體系773-STARGB50378EEWHGreenMark綠色建筑評(píng)價(jià)系統(tǒng)78CEHRS2001GOBAS2003CASBEE20033-STAR2006GB/T50378臺(tái)灣EEWH1999香港HKBEAM1996英國(guó)BREEAM日本CASBEE美國(guó)LEED

中國(guó)：三星國(guó)標(biāo)GB/T50378,綠色奧運(yùn)評(píng)估體系，生態(tài)住宅評(píng)估手冊(cè)，HKBEAM(香港)，EEWH(臺(tái)灣)對(duì)于綠色建筑的誤讀認(rèn)為綠色建筑是綠化好的建筑高檔昂貴建筑智能建筑恒溫恒濕建筑……很多真正節(jié)能、節(jié)材的綠色建筑是出于節(jié)省投資與運(yùn)行費(fèi)的目的而建成的79商家炒作的噱頭本專業(yè)畢業(yè)生在綠色建筑領(lǐng)域的作用——能源工程師綠色建筑中建筑節(jié)能和健康環(huán)境是頭等任務(wù)綠色建筑設(shè)計(jì)咨詢綠色建筑的評(píng)價(jià)標(biāo)識(shí)綠色建筑的優(yōu)化運(yùn)行管理與各相關(guān)專業(yè)和方面密切配合建筑師水、電、結(jié)構(gòu)專業(yè)業(yè)主管理部門80謝謝聆聽！81建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)概論82第四章

建筑能源需求與供應(yīng)

第一節(jié)

能源的基本概念

建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)概論4.1.1能源建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)概論83物質(zhì)世界的構(gòu)成建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)概論84物質(zhì)能量信息一次能源和二次能源可以直接獲取能量或經(jīng)過加工轉(zhuǎn)換獲取能量的自然資源稱為能源。在自然界天然存在的、可以直接獲得而不改變其基本形態(tài)的能源是一次能源。將一次能源經(jīng)直接或間接加工改變其形態(tài)的能源產(chǎn)品是二次能源建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)概論85一次能源二次能源煤炭、石油、天然氣、水力、核能、太陽能、地?zé)崮?、生物質(zhì)能、風(fēng)能、潮汐能、海洋能電力、熱力（蒸汽、熱水、冷水）、城市煤氣、各種石油制品、氫能、沼氣遵循自然規(guī)律“量”的規(guī)律：能量守恒定律“質(zhì)”的規(guī)律：從高溫到低溫建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)概論86可再生能源和不可再生能源可再生能源太陽能；風(fēng)能；地?zé)崮?；現(xiàn)代生物質(zhì)能；海洋能；小水電。清潔能源非化石能源建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)概論874.1.2能源效率建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)概論88能源效率（EnergyEfficiency）的三重含義1.能源有效利用（EfficientEnergyUse）：即用盡量少的能源提供盡量多的產(chǎn)品或服務(wù)。2.能源轉(zhuǎn)換效率（Energyconversionefficiency）：能源經(jīng)過加工、轉(zhuǎn)換后，產(chǎn)出的各種能源產(chǎn)品的數(shù)量與投入加工轉(zhuǎn)換的各種能源數(shù)量的比率。3.能源節(jié)約（Energyconservation）：減少服務(wù)、限制用能注重全生命周期的能耗注重從一次能源到二次的能源轉(zhuǎn)換過程的能效（提示：同學(xué)們可以舉出三種能效途徑的實(shí)例/查找資料，對(duì)某個(gè)家電產(chǎn)品分析其生命周期能耗/分析某種品牌汽車的能效）建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)概論89服務(wù)與能效建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)概論90圖中橫坐標(biāo)表示能耗，縱坐標(biāo)表示服務(wù)，中間的斜線叫做服務(wù)曲線。顯然，提供的服務(wù)越多，能耗就越大。服務(wù)曲線的斜率是能源利用的效率。能源利用效率越高，斜率就越大，服務(wù)曲線就越陡峭。熱力學(xué)第二定律在環(huán)境條件下任一形式的能量能夠轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉Φ哪遣糠址Q為能量的?，在一定的能量中?占的比例越大，其能質(zhì)（品位）越高。熱能應(yīng)用中應(yīng)遵循的兩個(gè)原則：①

不應(yīng)將高能級(jí)的熱能用到低能級(jí)的用途，例如，用來源于火力發(fā)電的電力直接加熱為建筑供暖；②

盡量實(shí)現(xiàn)熱能的梯級(jí)利用，減小應(yīng)用的級(jí)差，例如高溫?zé)崮軕?yīng)先用來推動(dòng)熱機(jī)或發(fā)電，將余熱用來供暖或加熱熱水，做到物盡其用，溫度的對(duì)位應(yīng)用。建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)概論914.1.3能源消耗對(duì)地球環(huán)境的破壞建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)概論92能源消耗對(duì)地球環(huán)境的破壞的兩個(gè)層面第一是傳統(tǒng)意義上的“公害”問題，即大氣污染、水污染和固體廢棄物污染。第二是能源消費(fèi)中的溫室氣體排放所導(dǎo)致的全球氣候變化。溫室氣體主要指：二氧化碳（CO2）甲烷（CH4）氧化亞氮（N2O）全氟碳（Perfluorocarbons,PFCs）氟代烴（Hydrofluorocarbons，HFCs）六氟化硫（SF6）等六種氣體。建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)概論93能源燃燒造成的大氣污染能源應(yīng)用造成環(huán)境污染2013年中國(guó)大范圍PM2.5污染，已經(jīng)成為全球范圍內(nèi)最嚴(yán)重的空氣污染災(zāi)難之一化石燃料燃燒，造成SO2和NOx的排放，是酸雨成因之一能源生產(chǎn)過程中大量廢水廢渣排放，導(dǎo)致土地和水的污染（提示：同學(xué)們可以到互聯(lián)網(wǎng)上搜索能源造成的環(huán)境影響的最新數(shù)據(jù)和案例）建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)概論95全球環(huán)境問題大氣污染和酸雨（雪、霧），即跨國(guó)界的大氣污染問題；溫室氣體排放問題；臭氧層破壞問題；土地退化和荒漠化問題；水資源短缺和水污染問題；熱帶雨林的迅速減少；生物多樣性（包括基因、物種和生態(tài)系統(tǒng)）的破壞；有害廢棄物的越境轉(zhuǎn)移；海洋污染；人口增長(zhǎng)過快。建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)概論96溫室氣體排放引起氣候變化所謂溫室氣體，按照聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約的定義，主要指二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、氧化亞氮（N2O）、全氟碳（Perfluorocarbons,PFCs）、氟代烴（Hydrofluorocarbons，HFCs）和六氟化硫（SF6）等六種氣體。六種溫室氣體對(duì)太陽的短波輻射是透明的，而對(duì)地面的長(zhǎng)波輻射卻是不透明的。攜帶熱量的太陽輻射可以通過大氣層長(zhǎng)驅(qū)直入，到達(dá)地球表面，而地表熱量卻難以向地球外逃逸。大氣中由燃料燃燒排放的CO2等氣體起到了給地球“保溫”的作用。2005年以后的地球表面平均溫度，要比1961-1990年間的平均溫度高出將近0.6℃，而且呈現(xiàn)出持續(xù)和加速增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。氣候變化是指自1900年代以來發(fā)現(xiàn)的地球上氣候的變化。最近我們看到的和預(yù)計(jì)今后80年將發(fā)生的變化，主要是由于人類的行為引起的非自然變化。建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)概論97溫室效應(yīng)建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)概論98溫室氣體GreenhouseGases溫室氣體使地球保持溫暖如果沒有溫室氣體，地球平均溫度會(huì)比現(xiàn)在低30度大氣的

99%由78%氮?dú)鈔itrogen和21%氧氣oxygen組成。它們對(duì)氣候調(diào)節(jié)基本沒有直接的作用。但人類活動(dòng)產(chǎn)生了過多溫室氣體，主要因?yàn)椋好?、石油和天然氣燃燒后產(chǎn)生二氧化碳森林破壞降低了植被的二氧化碳吸收能力IPCC1988年由世界氣象組織（WMO）和聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署（UNEP）聯(lián)合成立了政府間氣候變化專門委員會(huì)（IPCC，TheIntergovernmentalPanelonClimateChange）。這是一個(gè)政府間的科學(xué)機(jī)構(gòu)，承擔(dān)評(píng)估由人類活動(dòng)引起的氣候變化的風(fēng)險(xiǎn)的研究任務(wù)。在20多年的時(shí)間里，IPCC發(fā)表了四次評(píng)估報(bào)告。建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)概論100最新發(fā)表的IPCC第5次評(píng)估報(bào)告在2013-2014年間，IPCC的三個(gè)工作組發(fā)表了第五次評(píng)估報(bào)告。2013年，IPCC第一工作組（WG1）的第五次評(píng)估報(bào)告（AR5）指出，1880-2012年，全球海陸表面平均溫度呈線性上升趨勢(shì)，升高了0.85℃；2003-2012年平均溫度比1850-1900年平均溫度上升了0.78℃。報(bào)告指出，人類活動(dòng)極有可能是20世紀(jì)中期以來全球氣候變暖的主要原因，可能性在95%以上。報(bào)告還警告說，如果沒有實(shí)質(zhì)性的政策和技術(shù)的變化，世界正走向危險(xiǎn)的溫度上升中。報(bào)告還指出，全球排放的二氧化碳當(dāng)量從1970年的27Gt增加到2010年的49Gt，到現(xiàn)在可能已經(jīng)達(dá)到了每年超過52Gt。為了能有50%的機(jī)會(huì)保持全球地表溫升小于2°C（這也是聯(lián)合國(guó)的目標(biāo)），人類在2100年前排放的溫室氣體總量就不能超過1550Gt，而按照目前的排放速度，這個(gè)限額將在2050年前就被突破。第5次報(bào)告中有眾多中國(guó)學(xué)者參與了工作。建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)概論101質(zhì)疑聲如果從80萬年的尺度看，盡管最近百年大氣中CO2濃度是最高的，但地球表面溫度卻并不是最高的時(shí)期。除了人為活動(dòng)之外，應(yīng)該還有其他自然的力量（如太陽活動(dòng)）引起全球變暖。建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)概論1024.1.4中國(guó)的能源與節(jié)能建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)概論103中國(guó)的能源特點(diǎn)能源資源緊缺能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)以煤為主能源消費(fèi)中以工業(yè)能耗主導(dǎo)，能源利用效率低能源消費(fèi)對(duì)嚴(yán)重影響環(huán)境大力發(fā)展新能源同學(xué)們根據(jù)以上特點(diǎn)提綱，自行搜集素材，完成一份最新中國(guó)能源國(guó)情的簡(jiǎn)短報(bào)告。建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)概論104中國(guó)能耗總量居世界第一

（2011年G20各國(guó)能耗總量Mtoe）建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)概論105資料來源：國(guó)際能源機(jī)構(gòu)（IEA）中國(guó)碳排放總量居世界第一

（2011年G20各國(guó)碳排放量MtCO2）建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)概論106資料來源：國(guó)際能源機(jī)構(gòu)（IEA）2009年G20各國(guó)每千美元GDP的能耗（kg油當(dāng)量）

建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)概論107資料來源：國(guó)際能源機(jī)構(gòu)（IEA）我國(guó)能源資源不足，影響國(guó)家安全

已探明可采儲(chǔ)量?jī)?chǔ)采比（按現(xiàn)在的開采強(qiáng)度還能維持多少年）石油天然氣煤32.4億噸4.02萬億m31842億噸15.437.650建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)概論1082012年中國(guó)共進(jìn)口原油2.85億噸，石油的對(duì)外依存度達(dá)到了58.7%。這對(duì)國(guó)家安全帶來嚴(yán)重的威脅。本專業(yè)的節(jié)能職責(zé)目前建筑能耗約占全國(guó)總能耗的20%，7億多噸標(biāo)準(zhǔn)煤。暖通空調(diào)能耗約占建筑能耗的50-60%，3-4億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。北方城市冬季集中供暖用煤和用氣，是各地城市政府力保的頭等民生大事；南方城市夏季空調(diào)應(yīng)用，給電網(wǎng)帶來沖擊性負(fù)荷。隨著經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整和人民對(duì)美好生活的追求，包括建筑能耗在內(nèi)的民生能耗總量和占比都會(huì)剛性增長(zhǎng)。在保證建筑環(huán)境質(zhì)量和人民生活質(zhì)量不斷提高的前提下，降低能耗，降低建筑能耗增長(zhǎng)的彈性系數(shù)（即建筑能耗增長(zhǎng)率與當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)增長(zhǎng)率之比），是本專業(yè)義不容辭的責(zé)任。建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)概論109本專業(yè)的環(huán)境職責(zé)我國(guó)北方大多數(shù)建筑物冬季用煤炭直接燃燒供暖，而且很多燃煤鍋爐效率低，從而直接造成北方城市冬季嚴(yán)重的大氣污染。我國(guó)空調(diào)需求較大的東部和南方城市，以燃煤發(fā)電作為其主要能源，使空調(diào)的使用間接地造成大氣污染。采用更高效、用能更合理的供暖空調(diào)系統(tǒng)，在滿足室內(nèi)熱環(huán)境要求的前提下盡量降低能源消耗，同時(shí)，盡量將優(yōu)質(zhì)能源（例如電力和天然氣）物盡其用，盡量利用天然能源、“免費(fèi)”能源和可再生能源。建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)概論110燃煤鍋爐房的污染燃煤電廠的污染建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)概論第四章

建筑能源需求與供應(yīng)

第二節(jié)建筑能源需求與節(jié)能建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)概論包括公益性建筑、行政建筑、住宅建筑、城市公交、公車和私家車的能耗。人們通過消耗能源，滿足生產(chǎn)過程之外的生活功能，間接創(chuàng)造價(jià)值。不直接創(chuàng)造價(jià)值，可以用量化的平均值等強(qiáng)度指標(biāo)來衡量。對(duì)于用財(cái)政支出的公益性和行政建筑以及公車消費(fèi)，應(yīng)加以限制。對(duì)于住宅和私車消費(fèi)，應(yīng)加以引導(dǎo)本著“以人為本”的宗旨，解決能源消費(fèi)中的民生問題。.包括產(chǎn)業(yè)、國(guó)際城際交通、物流、工業(yè)建筑、商用建筑、非公益性公共建筑的能耗。城市的所有社會(huì)產(chǎn)出，都需要有勞動(dòng)力和資本的投入。能源作為一種自然資本的投入，有產(chǎn)品和服務(wù)的產(chǎn)出，并創(chuàng)造價(jià)值。直接創(chuàng)造價(jià)值，可以用單位GDP能耗等效率指標(biāo)來衡量。通過產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、提高產(chǎn)品附加值、先進(jìn)工藝和規(guī)?；a(chǎn)、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率等實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。生產(chǎn)性能耗Productiveenergy1消費(fèi)性能耗Customerenergy2城市能源的兩大類型建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)概論112“面條理論”用產(chǎn)值能耗來衡量服務(wù)業(yè)，會(huì)有一點(diǎn)荒謬性。以餐飲業(yè)提供一碗面條為例，煮一碗面條，無論在世界哪個(gè)角落，消耗的能源都是差不多的。但這碗面條在日本東京賣到近70元人民幣，在中國(guó)北京賣到35元人民幣，而在中國(guó)西部農(nóng)村，可能只賣5元錢。于是我們會(huì)說，這碗面條在北京的產(chǎn)值能耗是東京的1倍，而在中國(guó)農(nóng)村，則是14倍。對(duì)于以建筑作為開展業(yè)務(wù)的主要經(jīng)營(yíng)場(chǎng)所的服務(wù)業(yè)，要將產(chǎn)值能耗結(jié)合單位建筑面積能耗來評(píng)價(jià)。建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)概論113負(fù)荷與能耗——兩個(gè)不同的概念不能說中國(guó)的建筑能耗是發(fā)達(dá)國(guó)家的幾倍。負(fù)荷的單位是W或者kW，它反映了建筑物的用能需求。負(fù)荷的大小，取決于當(dāng)?shù)貧夂驐l件和圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能。能耗的單位是kWh。一定負(fù)荷的建筑，用能設(shè)備的使用時(shí)間越長(zhǎng)，能耗量就越大。負(fù)荷是基礎(chǔ)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔熱保溫只是創(chuàng)造了節(jié)能的必要條件，而只有通過設(shè)備和系統(tǒng)才有實(shí)質(zhì)性節(jié)能，才是節(jié)能的充分條件。即使是能效最高的設(shè)備，使用時(shí)間越長(zhǎng)，能耗越大。因此，建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)只是節(jié)能的底線，即適合大多數(shù)建筑的最低標(biāo)準(zhǔn)。城市化率、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平與建筑能耗國(guó)家與地區(qū)各部門能耗比例（%）各部門GDP比例(%)城市化率(%)工業(yè)交通建筑工業(yè)農(nóng)業(yè)服務(wù)業(yè)美國(guó)31.42840.619.21.278.682.3歐盟28.431.739.927.32.170.576德國(guó)26.226.747.128.20.87173.8日本43.922.933.2241.474.666.8中國(guó)6882446.810.143.151我國(guó)消費(fèi)性建筑能耗增長(zhǎng)潛力嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)城市會(huì)進(jìn)一步增加城市集中供暖的比例；夏熱冬冷地區(qū)會(huì)出現(xiàn)較為迫切的冬季供暖需求；夏熱冬冷和夏熱冬暖地區(qū)住宅空調(diào)的擁有率會(huì)進(jìn)一步提高、使用時(shí)間會(huì)延長(zhǎng)；農(nóng)村住宅有更為迫切的改善室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)、提高生活質(zhì)量的需求。這種增長(zhǎng)是經(jīng)濟(jì)水平和生活水平發(fā)展到一定程度下的必然，是剛性的需求。建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)概論116？既然中國(guó)的消費(fèi)性能耗和建筑能耗水平還遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國(guó)家，而且中國(guó)綜合能源消耗中也是以重化工業(yè)為主，那么，我們?yōu)槭裁催€要提倡建筑節(jié)能呢？建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)概論117能源的浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重盡管建筑用能水平很低，中國(guó)還存在“能源貧困”人群，但能源浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重，我們正在走發(fā)達(dá)國(guó)家發(fā)展的老路。建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)概論118資源不可承受之重2011年美國(guó)人均能耗7.02toe，人均建筑能耗2.8toe；2011年中國(guó)人均能耗2.03toe，人均建筑能耗只有0.406toe；2011年美國(guó)總能耗2191.19Mtoe；2011年中國(guó)總能耗2743Mtoe；如果中國(guó)人均建筑能耗達(dá)到美國(guó)的人均水平，則總建筑能耗將高達(dá)3920Mtoe；解決之道：發(fā)達(dá)國(guó)家遏制居高不下的建筑能耗；中國(guó)產(chǎn)業(yè)能耗轉(zhuǎn)移給民生能耗。同學(xué)們看看有沒有更好的辦法？建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)概論119建筑節(jié)能在碳減排措施中成本最低

McKinsey全球減排成本曲線（2.0版）120建筑節(jié)能規(guī)劃-設(shè)計(jì)-建造-調(diào)適-運(yùn)行-行為，是一個(gè)系統(tǒng)工程沒有絕對(duì)的“節(jié)能建筑”，只有相對(duì)的建筑節(jié)能降低負(fù)荷是基礎(chǔ)，減少能耗靠運(yùn)行，節(jié)能效果看行為。建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)概論121第四章建筑能源需求與供應(yīng)第三節(jié)能源供應(yīng)與輸配建筑能源類型與供應(yīng)方式火電水電核電風(fēng)電電網(wǎng)蒸汽燃?xì)夤芫W(wǎng)燃油燃煤生物質(zhì)燃料液化氣運(yùn)輸太陽能光伏（電）光熱（熱）建筑系統(tǒng)電冷熱建筑環(huán)境系統(tǒng)能源熱熱泵系統(tǒng)冷熱熱泵與水泵的類比水泵將水從低水位提上至高水位熱泵將熱從低位熱源提至高溫?zé)嵩纯照{(diào)系統(tǒng)夏季工況能量流程夏季空調(diào)系統(tǒng)將熱量從空調(diào)房間轉(zhuǎn)移到“大環(huán)境”（如室外大氣環(huán)境）空調(diào)系統(tǒng)冬季工況能量流程（1）

（熱泵方式）冬季空調(diào)系統(tǒng)（熱泵方式）將大環(huán)境（如室外大氣）的熱量轉(zhuǎn)移到室內(nèi)（空調(diào)房間）空調(diào)系統(tǒng)冬季工況能量流程（2）

（鍋爐方式）提高能源利用率的方法減小熱泵系統(tǒng)高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩吹臏夭罡纳平ㄖ峁ば阅?、降低通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的冷熱損失降低（冷熱量）輸送能耗對(duì)高品位能源實(shí)行梯級(jí)利用一種高效的區(qū)域供能系統(tǒng)

——分布式能源系統(tǒng)定義：就是根據(jù)建筑對(duì)能源類型和數(shù)量的實(shí)際需求，按照能源從高品位到低品位梯級(jí)利用的原則進(jìn)行區(qū)域建筑供能的系統(tǒng)特點(diǎn)：根據(jù)所需能源的類型、數(shù)量，合理配置能源系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)總體安排、梯級(jí)利用、搭配合理、按需供給。實(shí)例建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)概論

第五章本專業(yè)的知識(shí)體系和課程體系

5.1基本概念

5.2本專業(yè)知識(shí)體系與課程體系基本構(gòu)成

5.3本專業(yè)的知識(shí)體系

5.4本專業(yè)的課程體系

5.5執(zhí)業(yè)注冊(cè)考試的知識(shí)體系

5.1基本概念

5.1.1、知識(shí)體系

?內(nèi)涵：從事專業(yè)工作的知識(shí)（理論基礎(chǔ)知識(shí)、專業(yè)技術(shù)知識(shí)、相關(guān)知識(shí)和拓寬知識(shí)專業(yè)）構(gòu)成的體系，包括基本理論和基本技能。

?目的：本科后從事專業(yè)技術(shù)工作做到知其然又知其所以然。

?兩種表述方法：

?階梯構(gòu)成（按知識(shí)體系學(xué)習(xí)的基本進(jìn)程表述）：

自然科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)；工程技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)；專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)；專業(yè)技術(shù)知識(shí)及相關(guān)性知識(shí)。

?分級(jí)構(gòu)成（按知識(shí)體系的分級(jí)構(gòu)成表述）：

知識(shí)體系（大樹）由若干個(gè)知識(shí)領(lǐng)域（樹干）構(gòu)成，知識(shí)領(lǐng)域又由若干個(gè)知識(shí)單元（樹枝）構(gòu)成，知識(shí)單元又由若干個(gè)知識(shí)點(diǎn)（樹葉）構(gòu)成。

?認(rèn)可度：獲得畢業(yè)證書和學(xué)位（本科：學(xué)士）證書。

5.1.2、課程體系

?內(nèi)涵：實(shí)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)體系的具體課程組成和時(shí)間安排。包括理論教學(xué)環(huán)節(jié)和實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。

?兩個(gè)環(huán)節(jié)：

?理論教學(xué)環(huán)節(jié)（主要由課程組成）

人文社科軍體課程；自然科學(xué)課程；技術(shù)基礎(chǔ)

?實(shí)踐教學(xué)課程（主要由實(shí)踐環(huán)節(jié)組成）

實(shí)驗(yàn)（課程附屬實(shí)驗(yàn)、專設(shè)實(shí)驗(yàn)課）；設(shè)計(jì)（課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)）；實(shí)習(xí)（金工實(shí)習(xí)、認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)）；課外科技活動(dòng)（課題。

?學(xué)習(xí)年限：3-6年，4年為基準(zhǔn)；獲得教學(xué)環(huán)節(jié)要求的總學(xué)分和各環(huán)節(jié)限定的最低學(xué)分。

?學(xué)分：教學(xué)環(huán)節(jié)所用學(xué)時(shí)的計(jì)量?？倢W(xué)分、各環(huán)節(jié)學(xué)分分配參見各學(xué)校對(duì)設(shè)置專業(yè)的學(xué)分基本規(guī)定。

?學(xué)分計(jì)算：理論課程16-18學(xué)時(shí)/學(xué)分；實(shí)踐性環(huán)節(jié)1周/學(xué)分、實(shí)驗(yàn)課24學(xué)時(shí)/學(xué)分。

?學(xué)分分配：一般要求總學(xué)分不低于165學(xué)分，目前各校大多在170-190學(xué)分。本專業(yè)實(shí)踐性環(huán)節(jié)學(xué)分一般在25-30學(xué)分，其它為課程教學(xué)學(xué)分。5.2本專業(yè)知識(shí)體系與課程體系基本構(gòu)成

5.2.1通識(shí)教育

?內(nèi)容：工具性知識(shí)、政法軍體知識(shí)及課程。國(guó)內(nèi)在學(xué)大學(xué)生都要必修課程。

?考研(碩士研究生)課程：外語，考分150分；政治課程，考分100分；高等數(shù)學(xué)：考分150分。

?主要課程說明

外語（英語），它是進(jìn)行國(guó)際文化交流、資料文獻(xiàn)閱讀、發(fā)表論文、技術(shù)交流的重要工具。認(rèn)可度：在校課程成績(jī)；國(guó)內(nèi)大學(xué)生四、六級(jí)外語考試成績(jī)；國(guó)外面對(duì)中國(guó)學(xué)生考研的雅氏、托福英語考試等。

數(shù)學(xué)（工科本科數(shù)學(xué)1），包括：高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)。

?專業(yè)說明

本專業(yè)是以數(shù)理為主要基礎(chǔ)的涉及力學(xué)、熱學(xué)理論與應(yīng)用的學(xué)科專業(yè)。與本專業(yè)通識(shí)基礎(chǔ)知識(shí)相通的專業(yè)（數(shù)學(xué)1）：機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、能源動(dòng)力、土木工程等。

化工、環(huán)境、材料等是以化學(xué)為基礎(chǔ)的學(xué)科數(shù)學(xué)2--不包括概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)5.2.2專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)教育

專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)教育分為兩部分：工科通用技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)；本專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)。

?（1）工科通用技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)

本專業(yè)屬于以數(shù)理為基礎(chǔ)的工科專業(yè)，要求學(xué)習(xí)機(jī)械、電子、自動(dòng)控制、工程力學(xué)等工科通用機(jī)電技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)。

機(jī)械基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)方面，本專業(yè)屬于機(jī)械類或準(zhǔn)機(jī)械類。

本專業(yè)以機(jī)械類（設(shè)備體系）為主，以美國(guó)、德國(guó)的高校為代表。本專業(yè)以準(zhǔn)機(jī)械類（建筑設(shè)備，系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)體系），以英國(guó)、日本的高校為代表。

?（2）本專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)及課程，主要有兩部分：

1）專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)

主要包括三門課程：工程熱力學(xué)、傳熱學(xué)、流體力學(xué)。

本學(xué)科全國(guó)基礎(chǔ)知識(shí)大賽“人工環(huán)境獎(jiǎng)”的考試內(nèi)容；報(bào)考碩士研究生的業(yè)務(wù)課也多在這三門課中選擇。

2）專業(yè)理論基礎(chǔ)知識(shí)

主要包括三門課程：建筑環(huán)境學(xué)、熱質(zhì)交換原理與設(shè)備、流體輸配管網(wǎng)。

建筑環(huán)境學(xué)是“人工環(huán)境獎(jiǎng)”的考試內(nèi)容。研究生專業(yè)復(fù)試的主要內(nèi)容。5.2.2專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)教育

專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)教育分為兩部分：工科通用技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)；本專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)。

?（1）工科通用技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)

本專業(yè)屬于以數(shù)理為基礎(chǔ)的工科專業(yè)，要求學(xué)習(xí)機(jī)械、電子、自動(dòng)控制、工程力學(xué)等工科通用機(jī)電技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)。

機(jī)械基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)方面，本專業(yè)屬于機(jī)械類或準(zhǔn)機(jī)械類。

本專業(yè)以機(jī)械類（設(shè)備體系）為主，以美國(guó)、德國(guó)的高校為代表。本專業(yè)以準(zhǔn)機(jī)械類（建筑設(shè)備，系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)體系），以英國(guó)、日本的高校為代表。

?（2）本專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)及課程，主要有兩部分：

1）專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)

主要包括三門課程：工程熱力學(xué)、傳熱學(xué)、流體力學(xué)；本學(xué)科全國(guó)基礎(chǔ)知識(shí)大賽“人工環(huán)境獎(jiǎng)”的考試內(nèi)容（大三第二學(xué)期的5月份初考，暑期進(jìn)行復(fù)賽）。報(bào)考碩士研究生的業(yè)務(wù)課也多在這三門課中選擇。

2）專業(yè)理論基礎(chǔ)知識(shí)

主要包括三門課程：建筑環(huán)境學(xué)、熱質(zhì)交換原理與設(shè)備、流體輸配管網(wǎng);其中建筑環(huán)境學(xué)也是“人工環(huán)境獎(jiǎng)”的考試內(nèi)容。5.2.3專業(yè)技術(shù)教育

?按照目前專業(yè)方向：主要涉及建筑暖通空調(diào)、城市燃?xì)夤こ獭⒔ㄖ?jié)能。

?以建筑暖通空調(diào)為主的專業(yè)技術(shù)教育的課程教材有：

“88教材體系”----按專業(yè)工程領(lǐng)域的方式編寫，主要包括：供熱工程；工業(yè)通風(fēng)；空氣調(diào)節(jié)；空調(diào)用制冷技術(shù)；鍋爐及鍋爐房設(shè)備。

“2003教材體系”---專業(yè)名稱由“供熱供燃?xì)馔L(fēng)及空調(diào)工程”調(diào)整為“建筑環(huán)境與設(shè)備工程”后編寫，主要包括：熱質(zhì)交換原理與設(shè)備、流體輸配管網(wǎng)、暖通空調(diào)、建筑冷熱源。

目前專業(yè)教學(xué)體系中，存在著“88教材體系”、“2003教材體系”并用或交叉使用的現(xiàn)狀。

?城市燃?xì)饧夹g(shù)方向也形成了燃?xì)廨斉?、燃?xì)馊紵c應(yīng)用等課程教學(xué)體系。

?由于在校學(xué)習(xí)學(xué)分配置要求，造成專業(yè)技術(shù)教育的課程大多為選修課，學(xué)生在大學(xué)本科學(xué)習(xí)時(shí)務(wù)必要注意把專業(yè)技術(shù)課程列入自己的選修課計(jì)劃，尤其是要注意與實(shí)踐性環(huán)節(jié)（必修）的課程。

?注意“專業(yè)指導(dǎo)性規(guī)范”中采取“知識(shí)體系—知識(shí)領(lǐng)域—知識(shí)單元—知識(shí)點(diǎn)”設(shè)計(jì)本專業(yè)教育內(nèi)容，它是學(xué)習(xí)本專業(yè)知識(shí)的最低限。5.3本專業(yè)的知識(shí)體系

?體系構(gòu)成：由知識(shí)領(lǐng)域、知識(shí)單元及核心內(nèi)容三個(gè)層次組成，每個(gè)知識(shí)領(lǐng)域包含若干個(gè)知識(shí)單元，知識(shí)單元是本專業(yè)知識(shí)體系的最小集合，知識(shí)單元中包含了核心內(nèi)容。

?范圍：在“專業(yè)規(guī)范”要求的知識(shí)體系外，由各高校根據(jù)本校實(shí)際情況設(shè)置選修內(nèi)容，形成特色。

?學(xué)習(xí)要求的深度：掌握；熟悉；了解。

?目標(biāo)：具有扎實(shí)的基礎(chǔ)理論知識(shí)和系統(tǒng)寬廣的專業(yè)知識(shí)。

5.3.1知識(shí)結(jié)構(gòu)要求

（1）具有基本的人文社會(huì)科學(xué)知識(shí)，熟悉哲學(xué)、政治學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、社會(huì)學(xué)、法學(xué)等方面的基本知識(shí)，了解文學(xué)、藝術(shù)等方面的基礎(chǔ)知識(shí)，掌握一門外國(guó)語。

（2）具有扎實(shí)的數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)的自然科學(xué)基礎(chǔ)，了解現(xiàn)代物理、信息科學(xué)、環(huán)境科學(xué)的基本知識(shí)，了解當(dāng)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的主要方面和應(yīng)用前景。

（3）掌握工程力學(xué)（理論力學(xué)和材料力學(xué)）、電工學(xué)及電子學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及自動(dòng)控制等有關(guān)工程技術(shù)基礎(chǔ)的基本知識(shí)和分析方法。

（4）掌握建筑環(huán)境學(xué)、流體力學(xué)、工程熱力學(xué)、傳熱學(xué)、熱質(zhì)交換原理與設(shè)備、及流體輸配管網(wǎng)等專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)。

（5）系統(tǒng)掌握建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程領(lǐng)域的專業(yè)理論知識(shí)、設(shè)計(jì)方法和基本技能，了解本專業(yè)領(lǐng)域的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)。

（6）熟悉本專業(yè)施工安裝、調(diào)試與試驗(yàn)的基本方法和工程經(jīng)濟(jì)、項(xiàng)目管理的基本原理與方法。

（7）了解與本專業(yè)有關(guān)的法規(guī)、規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。5.3.2專業(yè)的知識(shí)體系

本專業(yè)知識(shí)體系包括通識(shí)性知識(shí)、自然科學(xué)和工程技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)、專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)及專業(yè)知識(shí)。

本專業(yè)知識(shí)體系的主要知識(shí)領(lǐng)域?yàn)椋?/p>

（1）熱科學(xué)原理和方法；

（2）力學(xué)原理和方法；

（3）機(jī)械原理和方法；

（4）電學(xué)與智能化控制；

（5）建筑領(lǐng)域相關(guān)基礎(chǔ)；

（6）建筑環(huán)境控制與能源應(yīng)用技術(shù)；

（7）工程管理與經(jīng)濟(jì)；

（8）計(jì)算機(jī)語言與軟件應(yīng)用。

知識(shí)體系的教學(xué)包括課程教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)，課程教學(xué)是知識(shí)體系教學(xué)的基本載體。5.3.3知識(shí)單元

構(gòu)成專業(yè)知識(shí)領(lǐng)域的知識(shí)單元由核心知識(shí)單元和選修知識(shí)單元構(gòu)成，核心知識(shí)單元是本專業(yè)知識(shí)體系的最小集合。

表5-2列出了本專業(yè)主要知識(shí)領(lǐng)域相對(duì)應(yīng)的核心知識(shí)單元（參看表5-2）。

各校的課程體系按本規(guī)范規(guī)定的知識(shí)單元內(nèi)容進(jìn)行課程設(shè)置，可以分設(shè)課程或合設(shè)課程。

學(xué)生課程學(xué)習(xí)注意達(dá)到知識(shí)學(xué)習(xí)的要求。5.4本專業(yè)的課程體系

課程體系是實(shí)現(xiàn)知識(shí)體系教學(xué)的基本載體，專業(yè)核心課程是對(duì)應(yīng)本專業(yè)知識(shí)領(lǐng)域設(shè)置的必修課程。

各學(xué)校設(shè)置的課程體系有差異（課程名稱及其內(nèi)容組合），但都要涵蓋本專業(yè)要求的知識(shí)領(lǐng)域、知識(shí)單元及其核心內(nèi)容。

課程體系根據(jù)本校實(shí)際情況（學(xué)校學(xué)科體系、地域或行業(yè)的人才需求、設(shè)置的專業(yè)方向、師資的結(jié)構(gòu)與水平、生源與知識(shí)基礎(chǔ)）進(jìn)行課程體系重新設(shè)置。

規(guī)定本專業(yè)的核心課程以及其他課程需完成的教學(xué)任務(wù)、相應(yīng)的學(xué)時(shí)和學(xué)分。

5.4.1課程教學(xué)的基本設(shè)置

建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)的知識(shí)體系的課程教學(xué)的基本設(shè)置見表5-5。

5.4.1課程教學(xué)的基本設(shè)置（續(xù)）

主要的課程教學(xué)類別包括：通識(shí)知識(shí)；自然科學(xué)和工程技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)；專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)；專業(yè)知識(shí)。

每類課程教學(xué)附有教學(xué)的主要課程，這些課程為本專業(yè)的基本課程。課程教學(xué)的學(xué)分按每16學(xué)時(shí)核計(jì)1個(gè)學(xué)分進(jìn)行計(jì)算。

通識(shí)知識(shí)、自然科學(xué)和工程技術(shù)基礎(chǔ)的知識(shí)課程教學(xué)一般由學(xué)校統(tǒng)一安排。

專業(yè)系室主要承擔(dān)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)、專業(yè)知識(shí)的課程教學(xué)。5.4.2核心課程

本專業(yè)主要知識(shí)領(lǐng)域相對(duì)應(yīng)的推薦的核心課程見表5-6。其中：相關(guān)基礎(chǔ)學(xué)科核心課程7門，本學(xué)科專業(yè)核心課程11門。

5.5執(zhí)業(yè)注冊(cè)考試的知識(shí)體系

本專業(yè)屬國(guó)家規(guī)定的具有執(zhí)業(yè)注冊(cè)的工程專業(yè)之一。本專業(yè)需通過執(zhí)業(yè)注冊(cè)工程師的基礎(chǔ)考試、專業(yè)考試，可以獲得執(zhí)業(yè)工程師注冊(cè)資格。

執(zhí)業(yè)注冊(cè)考試大綱的知識(shí)體系涉及的理論知識(shí)需在大學(xué)學(xué)習(xí)完成。應(yīng)注意：

1）基礎(chǔ)知識(shí)體系的內(nèi)容，除工程經(jīng)濟(jì)、職業(yè)法規(guī)外應(yīng)在高校本科學(xué)習(xí)期間完成。

2）對(duì)于工程經(jīng)濟(jì)、職業(yè)法規(guī)宜在法律課程、專業(yè)技術(shù)課程有所涉及。

3）目前專業(yè)技術(shù)知識(shí)體系的考試內(nèi)容，與老教材（稱之88教材體系）結(jié)合比較緊密。

4）目前高教體系中主要采用2003教材體系，還存在與現(xiàn)行執(zhí)業(yè)注冊(cè)考試大綱的空缺部分。需要在選修專業(yè)課程中解決。

5）在校學(xué)習(xí)專業(yè)工具（規(guī)范、規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)類和設(shè)計(jì)手冊(cè)）深度有限，需要在工作實(shí)踐中解決。5.5執(zhí)業(yè)注冊(cè)考試的知識(shí)體系（續(xù)）

執(zhí)業(yè)注冊(cè)考試大綱可在住房和城鄉(xiāng)建部等相關(guān)注冊(cè)考試委員會(huì)的官方網(wǎng)站查取。

思考題

[1]試說明本專業(yè)知識(shí)體系、課程體系、執(zhí)業(yè)注冊(cè)知識(shí)體系三者之間的關(guān)系？

[2]本專業(yè)知識(shí)體系包括的反映專業(yè)特性和特點(diǎn)的主要知識(shí)領(lǐng)域有哪幾部分?

[3]本專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課有哪些？專業(yè)課有哪些？試說明這些課程在知識(shí)體系中的作用。

[4]本專業(yè)設(shè)置的全國(guó)性競(jìng)賽有哪些？你是否要提早計(jì)劃做好準(zhǔn)備參加。第六章專業(yè)能力結(jié)構(gòu)與實(shí)踐教學(xué)體系專業(yè)能力結(jié)構(gòu)進(jìn)行本專業(yè)工程規(guī)劃與設(shè)計(jì)、系統(tǒng)運(yùn)行與技術(shù)管理的能力運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)分析、解決本專業(yè)一般工程實(shí)際問題的能力自學(xué)、多渠道獲取、拓展和深化知識(shí)的能力初步技術(shù)研究、產(chǎn)品開發(fā)和一定的技術(shù)創(chuàng)新能力一定的應(yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行工程計(jì)算、系統(tǒng)模擬的能力一定的閱讀外文工程技術(shù)資料和利用外語進(jìn)行技術(shù)交流的能力良好的技術(shù)交流、溝通和協(xié)作能力實(shí)踐教學(xué)體系獲得知識(shí)、形成能力的一般過程

感性認(rèn)識(shí)→理論學(xué)習(xí)→知識(shí)→實(shí)踐→能力實(shí)踐是獲得知識(shí)、形成能力必須經(jīng)歷的環(huán)節(jié)本專業(yè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)實(shí)習(xí)：金工實(shí)習(xí)、認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)（運(yùn)轉(zhuǎn)）實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)實(shí)驗(yàn)：課程實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：課程設(shè)計(jì)、綜合設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)其他：SIT計(jì)劃、各類專業(yè)競(jìng)賽、各類實(shí)踐活動(dòng)等本章教學(xué)要求本專業(yè)學(xué)生需要具備的能力獲得知識(shí)、形成能力的一般過程本專業(yè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的類型、各類型的內(nèi)容、目標(biāo)與要求第7章

建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)執(zhí)業(yè)范圍與執(zhí)業(yè)制度建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)的畢業(yè)生可以執(zhí)業(yè)的工作領(lǐng)域包括:工程設(shè)計(jì)、工程監(jiān)理、工程施工、設(shè)備系統(tǒng)運(yùn)行管理、技術(shù)咨詢服務(wù)、建設(shè)項(xiàng)目管理、空調(diào)供熱制冷設(shè)備的生產(chǎn)和研發(fā)、營(yíng)銷、教育、科學(xué)研究、投資開發(fā)、政策法規(guī)制定與管理等。下面主要介紹幾個(gè)主要方面的內(nèi)容：

7.1工程設(shè)計(jì)

工程設(shè)計(jì)是指在工程建造之前，設(shè)計(jì)者按照建造任務(wù)，把施工過程和使用過程中所存在的或可能發(fā)生的問題，事先作好通盤的考慮，擬定好解決這些問題的方案、方法，用圖紙和文件表達(dá)出來，作為備料、施工組織工作和各工種在建造工作中互相配合協(xié)作的共同依據(jù)。建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程設(shè)計(jì)包括供暖工程設(shè)計(jì)、熱網(wǎng)工程設(shè)計(jì)、通風(fēng)除塵工程設(shè)計(jì)、空調(diào)工程設(shè)計(jì)、冷熱源設(shè)計(jì)、冷庫(kù)設(shè)計(jì)、室內(nèi)給排水工程設(shè)計(jì)、高層建筑防火防排煙設(shè)計(jì)，以及燃?xì)夤こ淘O(shè)計(jì)。

7.1.1供暖工程設(shè)計(jì)寒冷地區(qū)冬季室外氣溫比較低，為滿足人們工作和生活的要求，室內(nèi)應(yīng)設(shè)置供暖設(shè)施，以保證室內(nèi)所要求的溫度。供暖工程設(shè)計(jì)任務(wù)主要是:1確定供暖熱媒種類及熱媒設(shè)計(jì)參數(shù)，通過計(jì)算建筑熱負(fù)荷選擇合理的供暖系統(tǒng)形式；2選擇散熱設(shè)備種類和安裝方式；3進(jìn)行系統(tǒng)水力計(jì)算、管道確定和系統(tǒng)設(shè)備附件的選擇計(jì)算；4最后繪制施工圖。

7.1.2熱網(wǎng)工程設(shè)計(jì)熱網(wǎng)是連接熱源和熱用戶的室外管網(wǎng)，其作用是將熱源產(chǎn)生的能量通過熱媒安全、經(jīng)濟(jì)、有效地輸送、分配給各熱用戶，滿足其生產(chǎn)和生活需要。熱網(wǎng)工程設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是：1根據(jù)用戶的需求確定熱網(wǎng)的熱媒種類、參數(shù)及用戶與管網(wǎng)的連接方式；2合理布置管網(wǎng)及管道敷設(shè)方式，通過管網(wǎng)水力平衡計(jì)算確定各管段的管徑，使流量按需求輸送給各個(gè)用戶；3繪制施工圖；4解決管網(wǎng)水力失調(diào)、提高管網(wǎng)水力穩(wěn)定性，這是熱網(wǎng)工程設(shè)計(jì)需要解決的重要問題。

7.1.3工業(yè)通風(fēng)設(shè)計(jì)所謂通風(fēng)就是更換空氣，用通風(fēng)換氣的方法改善室內(nèi)空氣環(huán)境，將室外新鮮空氣經(jīng)過處理送入室內(nèi)，同時(shí)排除室內(nèi)污濁空氣，從而保證室內(nèi)空氣的新鮮和潔凈程度。通風(fēng)工程又分為工業(yè)通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)兩部分。工業(yè)通風(fēng)的主要任務(wù)是：控制生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的粉塵、有害氣體、高溫、高濕空氣，創(chuàng)造良好的生產(chǎn)環(huán)境和保護(hù)大氣環(huán)境。工業(yè)通風(fēng)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是：1根據(jù)工藝特點(diǎn)選擇通風(fēng)方式；2集氣罩的設(shè)計(jì)；3除塵系統(tǒng)的選擇和設(shè)計(jì)；4通風(fēng)管道的設(shè)計(jì)；5施工圖繪制。7.1.4空調(diào)工程設(shè)計(jì)空氣調(diào)節(jié)是更高級(jí)的通風(fēng)形式，其任務(wù)是創(chuàng)造室內(nèi)一定溫度、濕度、風(fēng)速和空氣潔凈度的空氣環(huán)境，以滿足人們生活和生產(chǎn)等活動(dòng)要求的一項(xiàng)技術(shù)措施?？照{(diào)工程設(shè)計(jì)包括：設(shè)備選擇、空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，確定空氣處理方法，設(shè)計(jì)空氣輸送和分配系統(tǒng)；空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)，即冷凍/冷卻水輸配計(jì)算；制定運(yùn)行調(diào)節(jié)方案等。凈化空調(diào)是：除去空氣中的有害氣體、灰塵顆粒、浮游離子等，達(dá)到潔凈室所要求的潔凈等級(jí)凈化設(shè)備。凈化空調(diào)設(shè)計(jì)是：針對(duì)空氣潔凈度有特殊要求的場(chǎng)合進(jìn)行的空調(diào)設(shè)計(jì)，特別控制空氣中污染物的指標(biāo)。

7.1.5冷/熱源設(shè)計(jì)冷源的設(shè)計(jì)任務(wù)是：1根據(jù)用戶冷負(fù)荷確定冷水機(jī)組容量和臺(tái)數(shù)；2設(shè)計(jì)冷凍水輸送系統(tǒng)；確定冷凍水泵；選擇冷卻塔，設(shè)計(jì)冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，確定冷卻水泵；3設(shè)計(jì)其它附屬設(shè)備。鍋爐房設(shè)計(jì)包括：1燃料的選擇；2熱負(fù)荷、鍋爐容量和臺(tái)數(shù)的確定；3給水設(shè)備和水處理設(shè)備及汽水系統(tǒng)設(shè)計(jì)；4煙道、鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)；5燃料貯運(yùn)系統(tǒng)和除塵除渣系統(tǒng)設(shè)計(jì)；6監(jiān)測(cè)控制儀表系統(tǒng)及其它附件設(shè)計(jì)。

7.1.6冷庫(kù)設(shè)計(jì)冷庫(kù)設(shè)計(jì)包括：1庫(kù)容計(jì)算；2庫(kù)房布置；3庫(kù)房圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；4冷負(fù)荷和冷卻設(shè)備確定；5氣流組織和通風(fēng)換氣設(shè)計(jì)；6制冷管道設(shè)計(jì)；7制冰和儲(chǔ)冰系統(tǒng)設(shè)計(jì)；8制冷機(jī)房的采暖通風(fēng)設(shè)計(jì)；9地面防凍設(shè)計(jì)等；10施工圖繪制。

7.1.7室內(nèi)給排水工程設(shè)計(jì)室內(nèi)給排水設(shè)計(jì)包括：1給水設(shè)計(jì)；2排水設(shè)計(jì)；3熱水供應(yīng)設(shè)計(jì)；4設(shè)備選擇計(jì)算；5施工圖繪制。

7.1.8高層建筑防火防排煙設(shè)計(jì)防火、防排煙設(shè)計(jì)：各類建筑都要?jiǎng)澐址阑?、防煙分區(qū)，每個(gè)分區(qū)都要進(jìn)行必要的控制。典型的控制形式有：樓梯間、前室的正壓送風(fēng)系統(tǒng)，內(nèi)走道的排煙系統(tǒng)，室內(nèi)的機(jī)械排煙、自然排煙系統(tǒng)，中庭排煙系統(tǒng)，地下車庫(kù)防排煙系統(tǒng)等。例如樓梯間、前室正壓送風(fēng)系統(tǒng)中，送風(fēng)風(fēng)機(jī)與火災(zāi)報(bào)警裝置連鎖。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)報(bào)警裝置發(fā)出動(dòng)作信號(hào)，風(fēng)機(jī)啟動(dòng)向樓梯間和前室送風(fēng)，使樓梯間和前室處于正壓狀態(tài)，并要求樓梯間正壓大于前室正壓。這樣可形成“樓梯間－前室－逃生走廊”壓力梯度，阻止火災(zāi)產(chǎn)生的煙氣進(jìn)入樓梯間，給逃生贏得時(shí)間。

7.2施工安裝施工安裝技術(shù)是本專業(yè)的實(shí)踐環(huán)節(jié)，每個(gè)工程項(xiàng)目由設(shè)計(jì)院提供設(shè)計(jì)施工圖紙，而施工安裝過程就是對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)容的實(shí)際體現(xiàn)，在這過程之中也要求施工技術(shù)人員掌握本專業(yè)一定的知識(shí)。專業(yè)技術(shù)的應(yīng)用必須經(jīng)過施工安裝才能形成工程設(shè)施，為生產(chǎn)和生活服務(wù)。就要求我們從事暖通空調(diào)工程專業(yè)的人員具有較高專業(yè)理論知識(shí)和實(shí)踐技能，不斷地發(fā)展和提高本專業(yè)施工技術(shù)水平，以適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展地需求。施工安裝工程包括：施工組織；工程概預(yù)算；非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備加工；設(shè)備、管道安裝；保溫、防腐；工程調(diào)試等。各個(gè)環(huán)節(jié)都要做到對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)容的體現(xiàn)，以達(dá)到所要求的設(shè)計(jì)效果。

圖7-1暖通空調(diào)施工流程圖7.3暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)管理7.3.1供熱系統(tǒng)運(yùn)行管理供熱調(diào)節(jié)的目的就是根據(jù)供暖熱負(fù)荷隨室外溫度的改變而變化對(duì)熱源的供熱量進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，以便維持供暖建筑物室內(nèi)所要求的溫度。目前，我國(guó)供熱體制改革推進(jìn)供熱計(jì)量熱量商品化模式，為供熱系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)節(jié)實(shí)行量化管理按熱收費(fèi)打下良好的基礎(chǔ)。供熱行業(yè)在運(yùn)行管理供熱調(diào)節(jié)能從根本上改變傳統(tǒng)的溫度調(diào)節(jié)管理模式，而采用熱量計(jì)量?jī)x表實(shí)行“熱量調(diào)節(jié)法”實(shí)行科學(xué)的量化管理，從而能大大提高供熱系統(tǒng)運(yùn)行管理水平，使供熱質(zhì)量得到保障，同時(shí)還可以按需供熱，提高能效、降低能耗，減少排放，節(jié)省運(yùn)行成本。

7.3.2空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)節(jié)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行管理中最重要的環(huán)節(jié)之一就是運(yùn)行調(diào)節(jié)。在空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行中進(jìn)行調(diào)節(jié)的主要內(nèi)容有：（1）采用手動(dòng)控制的供熱方式，應(yīng)根據(jù)被加熱后空氣溫度與要求的偏差進(jìn)行調(diào)節(jié)，使其達(dá)到設(shè)計(jì)參數(shù)要求。（2）對(duì)于變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)，在冬、夏季運(yùn)行方案交換時(shí)，應(yīng)及時(shí)對(duì)末端裝置和控制系統(tǒng)中的夏、冬季轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)行運(yùn)行方式轉(zhuǎn)換。（3）采用露點(diǎn)溫度控制的空調(diào)系統(tǒng)，應(yīng)根據(jù)室內(nèi)外空氣條件，對(duì)供水溫度、壓力、水量等參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。（4）根據(jù)運(yùn)行工況，結(jié)合空調(diào)房間室內(nèi)外空氣參數(shù)情況應(yīng)進(jìn)行運(yùn)行工況的轉(zhuǎn)換，制定出空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行過程中供熱、供冷的時(shí)間。（5）對(duì)于既采用蒸汽、熱水加熱，又采用電加熱器作為補(bǔ)充熱源的空調(diào)系統(tǒng)，應(yīng)盡量減少電加熱器的使用時(shí)間，以降低運(yùn)行費(fèi)用，減少由于電加熱器長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行引發(fā)事故的可能性。（6）根據(jù)主調(diào)房間內(nèi)空氣參數(shù)的實(shí)際情況，在允許的情況下應(yīng)盡量減少排風(fēng)量，以減少空調(diào)系統(tǒng)的能量損失。（7）在能滿足空調(diào)房間內(nèi)工藝條件的前提下，應(yīng)盡量降低室內(nèi)的正靜壓值，以減少室內(nèi)空氣向外的滲透量，從而節(jié)少空調(diào)系統(tǒng)的能耗。（8）空調(diào)系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，應(yīng)盡可能地利用自然冷源，降低系統(tǒng)的運(yùn)行成本。在冬季或夏季，可采用最小新風(fēng)運(yùn)