高 興,高 元,朱 江
( 1.大連海洋大學(xué),遼寧 大連 116023;2.中國建筑東北設(shè)計研究院有限公司大連分院,遼寧 大連 116023 )
改進建能專業(yè)畢業(yè)設(shè)計任務(wù)創(chuàng)新提高設(shè)計質(zhì)量
高 興1,高 元2,朱 江2
( 1.大連海洋大學(xué),遼寧 大連 116023;2.中國建筑東北設(shè)計研究院有限公司大連分院,遼寧 大連 116023 )
為了改進畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量,依據(jù)實際工程五個階段設(shè)計的任務(wù)及作用,指出現(xiàn)行畢業(yè)設(shè)計任務(wù)及作用的差距和存在的問題;改進了畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書的基本內(nèi)容和質(zhì)量要求,定位本科畢業(yè)設(shè)計更符合實際工程的初步設(shè)計要求;提出優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計應(yīng)體現(xiàn)創(chuàng)新和突破,應(yīng)將新型節(jié)能技術(shù)、新型節(jié)能設(shè)備應(yīng)用于畢業(yè)設(shè)計當(dāng)中。
畢業(yè)設(shè)計任務(wù);方案論證;初步設(shè)計;設(shè)計概算
畢業(yè)設(shè)計是本科教學(xué)中一個關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。要求學(xué)生結(jié)合畢業(yè)設(shè)計課題,綜合應(yīng)用所學(xué)專業(yè)知識和基礎(chǔ)知識進行創(chuàng)新設(shè)計,解決工程實際問題,完成從理論到實踐的過渡教學(xué)過程。通過多年指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計,發(fā)現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)還存在一些嚴重的問題。
高校建能專業(yè)現(xiàn)行的畢業(yè)設(shè)計任務(wù)要求與實際采暖空調(diào)工程設(shè)計偏離太大,導(dǎo)致學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計不像方案設(shè)計,不像初步設(shè)計,不像擴初設(shè)計,更不像施工圖設(shè)計。導(dǎo)致這一結(jié)果的原因是下達的本科畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書偏離了實際工程各個階段設(shè)計任務(wù)的內(nèi)涵和作用。下面針對存在的幾個關(guān)鍵性問題做一下分析。
采暖空調(diào)通風(fēng)工程是一個建筑項目整體工程的一個組成部分。通常建筑項目工程設(shè)計分為方案設(shè)計、初步設(shè)計、擴初設(shè)計和施工圖設(shè)計五個階段設(shè)計。這五個階段設(shè)計的文件和圖紙是按照甲方項目開發(fā)和建設(shè)過程的工作需求來完成的。比如項目開發(fā)初期要報批、辦理手續(xù)時候,就要用到方案設(shè)計文件和圖紙;開發(fā)項目需要資金貸款,則需要設(shè)計概算,這就要求機電各個專業(yè)在初步設(shè)計過程完成;招標(biāo)工作則需要使用擴初設(shè)計文件和圖紙[1];施工階段則需要施工圖設(shè)計文件和圖紙,復(fù)雜的采暖通風(fēng)工程還需要二次深化設(shè)計文件和圖紙;項目竣工驗收則需要竣工文件和圖紙。顯然,這五個階段設(shè)計的文件和圖紙的內(nèi)容范圍和內(nèi)容深度是有一定區(qū)別的。
針對上述五個階段設(shè)計的文件內(nèi)容和圖紙內(nèi)容,本科畢業(yè)設(shè)計是不可能在2-3月期間全部完成,這就涉及到明確本科畢業(yè)設(shè)計的內(nèi)容范圍和深度問題。需要參考實際工程中這五個階段設(shè)計的任務(wù)要求,精選出適合本科畢業(yè)設(shè)計的任務(wù)要求,讓學(xué)生明白搞完一項畢業(yè)設(shè)計完成了五個階段設(shè)計的哪些部分工作,畢業(yè)設(shè)計文件能起到什么作用。從目前的畢業(yè)設(shè)計任務(wù)要求來看,滿足不了五個階段設(shè)計的任何一個階段的任務(wù)要求。學(xué)生花掉大量時間搞負荷計算,而設(shè)備選型和設(shè)計概算一塌糊涂。這就需要專業(yè)教師們首先要掌握五個階段設(shè)計的任務(wù)要求,有針對性地制定出本科畢業(yè)設(shè)計的任務(wù)要求。
目前本科畢業(yè)設(shè)計的程序是按照以下步驟進行的:選題、開題、建筑圖領(lǐng)取、文獻綜述、方案論證、負荷計算、水力計算、風(fēng)阻計算、設(shè)備選型、圖紙、設(shè)計說明書。
學(xué)生按照這個畢業(yè)設(shè)計程序進行畢業(yè)設(shè)計工作,最終的成果就是圖紙和設(shè)計說明書。由于完成一個建設(shè)項目是一項系統(tǒng)工程,需要經(jīng)過可行性研究、設(shè)計、施工前準備、施工和竣工運行五個過程工作[2],而設(shè)計工作的五個階段設(shè)計也是對應(yīng)建設(shè)項目的五個過程工作服務(wù)的,有其對應(yīng)的作用和意義。例如,可行性報告報批和辦理手續(xù)時,需要設(shè)計單位必須在這個時間節(jié)點完成方案設(shè)計和設(shè)計概算;施工前準備工作中招投標(biāo),需要的技術(shù)資料是擴初設(shè)計,設(shè)計單位在這個時間節(jié)點必須在初步設(shè)計的基礎(chǔ)上完成擴初設(shè)計;施工階段的設(shè)備安裝、管線安裝必須依據(jù)施工圖施工,這就要求按照設(shè)計單位按照施工計劃,完成相應(yīng)的施工圖設(shè)計;施工階段支付工程款是以現(xiàn)場實際的工程量為依據(jù),要求施工圖與現(xiàn)場吻合,為了動態(tài)掌握和控制成本,發(fā)生設(shè)計變更還應(yīng)及時更改施工圖紙,調(diào)整施工圖預(yù)算[3]。所以從設(shè)計概算、招投標(biāo)報價、施工圖預(yù)算、施工預(yù)算、竣工決算這五項也都與設(shè)計文件和圖紙密切相關(guān)。而畢業(yè)設(shè)計的程序與建設(shè)項目的工作程序卻沒什么關(guān)系,即本科畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)與未來的實際工作程序基本脫節(jié),難以實現(xiàn)從理論到實踐的過渡教學(xué)過程。
方案論證是本科畢業(yè)設(shè)計過程中極其重要的部分,也稱為方案設(shè)計。方案論證正確與否直接決定了畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量。評審過一些省級、市級、校級高校本科建能專業(yè)的優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計資料,發(fā)現(xiàn)一個共同的問題,沒搞清楚方案論證到底要論證什么。例如,畢業(yè)設(shè)計題目為某某高檔寫字間空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計,針對高檔寫字間空調(diào)系統(tǒng)的方案論證應(yīng)該是將傳統(tǒng)的定風(fēng)量空調(diào)送風(fēng)系統(tǒng)、變風(fēng)量空調(diào)送風(fēng)系統(tǒng)和風(fēng)機盤管加新風(fēng)系統(tǒng)三者之間進行能耗比較分析和工程造價比較分析,才能得知哪個系統(tǒng)形式更優(yōu)越。而文獻綜述也應(yīng)是圍繞著三個系統(tǒng)的能耗比較分析和造價分析展開的。通過方案論證要明確高檔寫字間采用的是具有新型節(jié)能技術(shù)和新型節(jié)能設(shè)備的空調(diào)送風(fēng)系統(tǒng)和空調(diào)水系統(tǒng)。然后再進行水力計算、風(fēng)阻計算、設(shè)備選型等等。因此說方案論證的本質(zhì)是有理有據(jù)地進行方案設(shè)計的過程。完成了方案設(shè)計,就等于為后續(xù)的初步設(shè)計、擴初設(shè)計指明了方向。這就是方案論證的作用。因此說,方案論證或方案設(shè)計是整個畢業(yè)設(shè)計過程中最重要的環(huán)節(jié)、也是畢業(yè)設(shè)計的難點。但是。目前建能專業(yè)的本科畢業(yè)設(shè)計,即使是優(yōu)秀的畢業(yè)設(shè)計,也沒有做好方案論證工作,后續(xù)的工作是在錯誤的方向上繼續(xù)做下去。
由于建筑工程中的方案設(shè)計文件用于辦理工程建設(shè)的有關(guān)手續(xù);設(shè)計概算文件用于貸款籌集資金的依據(jù);擴初設(shè)計文件用于招投標(biāo)工作的依據(jù);施工圖設(shè)計文件用于施工的依據(jù),因此,無論是項目開發(fā)單位、施工單位、監(jiān)理單位,還是政府相關(guān)職能部門,都高度重視各個階段設(shè)計的文件部分。而本科畢業(yè)設(shè)計的文件內(nèi)容雖然也包括設(shè)計說明和圖紙兩個部分,但是編制的主要內(nèi)容重點在計算過程,缺少了許多上述應(yīng)用內(nèi)容,與實際工程的設(shè)計文件框架內(nèi)容差距太大,起不到應(yīng)有作用。應(yīng)參照實際工程設(shè)計文件的主要框架內(nèi)容編寫,這樣做才能實現(xiàn)從理論到實踐的過度教學(xué)過程。
建筑項目中,采暖、空調(diào)通風(fēng)工程的初步設(shè)計文件包括說明資料和圖紙兩個部分。
1.4.1 初步設(shè)計說明資料
1.4.1.1 采暖、空調(diào)與通風(fēng)部分說明
主要內(nèi)容包括:工程概況、設(shè)計依據(jù)、設(shè)計范圍、采暖系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、防煙系統(tǒng)、排煙系統(tǒng)及主要設(shè)備材料表。
1.4.1.2 熱能動力部分說明
(1)鍋爐房部分的設(shè)計依據(jù)、工程概況、設(shè)計范圍、熱負荷的確定及鍋爐型號的選型、熱力系統(tǒng)及輔機選擇、煙、風(fēng)系統(tǒng)和環(huán)保措施、簡述鍋爐房及附屬間的組成、對擴建發(fā)展的考慮等、技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)。
(2)室內(nèi)、外動力管道的設(shè)計依據(jù)、設(shè)計范圍、各種介質(zhì)負荷的確定、管道及其敷設(shè)、主要設(shè)備及材料表。
1.4.1.3 設(shè)計概算部分說明
主要內(nèi)容包括:工程概況、編制依據(jù)、建設(shè)規(guī)模、建設(shè)范圍、不包括的工程項目和費用、其他必須說明的問題等、總概算表、單項工程綜合概算書、單位工程概算書、其他工程和費用概算書和鋼材、木材和水泥等主要材料表??偢潘銜谴_定一個建設(shè)項目從籌建到竣工驗收交付使用所需全部建設(shè)費用的總文件,包括三個部分:建筑安裝工程費和設(shè)備購置費、其他費用和不可預(yù)見的工程和費用。
1.4.2 初步設(shè)計圖紙
(1)采暖、空調(diào)與通風(fēng)設(shè)計圖紙包括:目錄、采暖、空調(diào)、通風(fēng)系統(tǒng)圖、平面圖、主機房、熱交換間主要冷熱源機房平面圖、設(shè)備位置及規(guī)格、特殊自控系統(tǒng)原理圖、主要設(shè)備及材料表。
(2)熱能動力設(shè)計圖紙包括:目錄、設(shè)備平、剖面布置圖、原則性熱力系統(tǒng)圖、燃料及除渣系統(tǒng)布置圖、區(qū)域布置圖、管道平面布置圖、主要設(shè)備及材料表。
(3)建筑各層平面防火及防煙分區(qū)圖;消防排煙通風(fēng)各層平面圖、前室、樓梯間、內(nèi)廊正壓送風(fēng)系統(tǒng)圖、主要設(shè)備及材料選型。
參與評審高校本科建能專業(yè)的優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計資料還發(fā)現(xiàn),選題報告、開題報告和畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書的核心內(nèi)容基本都差不多,都是寫出了選題、開題、建筑圖領(lǐng)取、文獻綜述、方案論證、負荷計算、水力計算、風(fēng)阻計算、設(shè)備選型、圖紙、設(shè)計說明書等工作項目的開始時間和完成時間,把設(shè)計任務(wù)書當(dāng)成了設(shè)計實施計劃來編寫。特別強調(diào)的是,畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書的核心內(nèi)容是寫出各個設(shè)計分項的工作內(nèi)容及質(zhì)量要求,其次是設(shè)計實施計劃。例如,前面闡述的方案論證分項,對應(yīng)的任務(wù)要求是利用新的節(jié)能技術(shù)原理、新的節(jié)能設(shè)備技術(shù)性能特征論證擬采用的風(fēng)系統(tǒng)和水系統(tǒng)比傳統(tǒng)的系統(tǒng)更節(jié)能或造價更低。參照實際建筑工程項目的建設(shè)程序和設(shè)計任務(wù)要求,結(jié)合建能專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計要從理論向?qū)嵺`過度的特點,編制出建能專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計的任務(wù)內(nèi)容和質(zhì)量要求,詳見表1所示。供參考。
表1 畢業(yè)設(shè)計主要任務(wù)內(nèi)容和質(zhì)量要求
序號任務(wù)內(nèi)容具體質(zhì)量要求完成時間作用1選定設(shè)計題目、調(diào)研去設(shè)計院所調(diào)研設(shè)計程序、如何編制設(shè)計計劃及收集信息資料5日2開題報告擬定設(shè)計程序、編制設(shè)計計劃2日3文獻檢索及綜述重點針對系統(tǒng)方案能耗分析、造價分析以及新的節(jié)能技術(shù)、新的節(jié)能設(shè)備應(yīng)用方面的國內(nèi)外文獻檢索30篇以上10日4方案論證1、繪制擬定系統(tǒng)方案的系統(tǒng)圖和傳統(tǒng)系統(tǒng)方案系統(tǒng)圖;2、擬定系統(tǒng)方案與傳統(tǒng)系統(tǒng)方案能耗和造價對比分析;3、說明擬定系統(tǒng)方案的量化節(jié)能指標(biāo);4、說明擬定系統(tǒng)方案中新的節(jié)能技術(shù)、新的節(jié)能設(shè)備的應(yīng)用;5、方案論證結(jié)論10日確定設(shè)計方向5初步設(shè)計(采暖、空調(diào)、通風(fēng)及防排煙系統(tǒng)部分)1、設(shè)計說明部分:主要包括:工程概況、設(shè)計依據(jù)、設(shè)計范圍、采暖系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、防煙系統(tǒng)、排煙系統(tǒng)及主要設(shè)備材料表。2、設(shè)計圖紙部分主要包括:(1)目錄、采暖、空調(diào)、通風(fēng)系統(tǒng)圖、平面圖、主機房、熱交換間主要冷熱源機房平面圖、設(shè)備位置及規(guī)格、特殊自控系統(tǒng)原理圖、主要設(shè)備及材料表。(2)建筑各層平面防火及防煙分區(qū)圖;消防排煙通風(fēng)各層平面圖、前室、樓梯間、內(nèi)廊正壓送風(fēng)系統(tǒng)圖、主要設(shè)備及材料選型。20日1、為項目報批、辦理手續(xù)準備設(shè)計文件2、為擴初設(shè)計和施工圖設(shè)計打下基礎(chǔ)6初步設(shè)計(熱能動力系統(tǒng)部分)1、設(shè)計說明部分(1)鍋爐房部分的設(shè)計依據(jù)、工程概況、設(shè)計范圍、熱負荷的確定及鍋爐型號的選型、熱力系統(tǒng)及輔機選擇、煙、風(fēng)系統(tǒng)和環(huán)保措施、簡述鍋爐房及附屬間的組成、對擴建發(fā)展的考慮等、技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)。(2)室內(nèi)、外動力管道的設(shè)計依據(jù)、設(shè)計范圍、各種介質(zhì)負荷的確定、管道及其敷設(shè)、主要設(shè)備及材料表。2、設(shè)計圖紙部分主要包括:目錄、設(shè)備平、剖面布置圖、原則性熱力系統(tǒng)圖、燃料及除渣系統(tǒng)布置圖、區(qū)域布置圖、管道平面布置圖、主要設(shè)備及材料表。10日 同上
由表1的任務(wù)內(nèi)容和質(zhì)量標(biāo)準要求來看,基本符合實際采暖、空調(diào)通風(fēng)工程項目的初步設(shè)計任務(wù)要求和質(zhì)量標(biāo)準要求。這就是對建能專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計的定位。總的設(shè)計時間需要83日,基本符合各個高校畢業(yè)設(shè)計的時間計劃要求。在這樣的畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書指導(dǎo)下,學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量就能達到實際工程初步設(shè)計的水平。而在沒有工作經(jīng)歷的前提下,學(xué)生也不可能做出施工圖設(shè)計和施工圖預(yù)算的。只能做到這個程度。
優(yōu)秀的設(shè)計作品的突出特點是能體現(xiàn)出創(chuàng)新與突破。在當(dāng)今國家號召建筑節(jié)能減排的背景下,建能專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計在完成設(shè)計任務(wù)過程中,在建筑節(jié)能方面體現(xiàn)創(chuàng)新與突破也是優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計的必備條件。尤其是針對大型綜合性商業(yè)建筑采暖、空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計,可以將新型節(jié)能技術(shù)、節(jié)能設(shè)備和新材料應(yīng)用于設(shè)計當(dāng)中。這樣的創(chuàng)新設(shè)計節(jié)能指標(biāo)必將突破傳統(tǒng)系統(tǒng)的能耗限值。例如,北方地區(qū)普遍存在這樣一個問題,由于南北向差異,導(dǎo)致大型商業(yè)建筑南北向負荷差異顯著,而空調(diào)水系統(tǒng)用相同溫度的冷凍水處理負荷導(dǎo)致北側(cè)供回水溫差多數(shù)時間小于5℃,甚至出現(xiàn)2~3℃。這說明整個系統(tǒng)偏離了標(biāo)準工況運行,是典型的大馬拉小車現(xiàn)象,浪費了電能。這就需要突破傳統(tǒng)的設(shè)計思想,要把傳統(tǒng)的水系統(tǒng)改進一下,通過冷量梯級利用,擴大供回水溫差,變頻控制流量技術(shù)使整個系統(tǒng)向標(biāo)準工況靠近[4-6]。還有春秋交替季節(jié),使用冷卻塔免費制冷系統(tǒng)[7、8]、低溫變風(fēng)量送風(fēng)系統(tǒng)[9、10]、通風(fēng)系統(tǒng)的置換補風(fēng)技術(shù)[11、12]、螺旋式高效熱交換器設(shè)備[13]、蒸汽凝結(jié)水回收再利用節(jié)能技術(shù)[14、15]、設(shè)備系統(tǒng)集成技術(shù)[16]等等,將這些新型節(jié)能技術(shù)、新型節(jié)能設(shè)備都應(yīng)用于畢業(yè)設(shè)計當(dāng)中,必將是十分出色的優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計。
(1)依據(jù)實際工程五個階段設(shè)計的任務(wù)及作用,指出現(xiàn)行畢業(yè)設(shè)計任務(wù)及作用的差距和存在的問題。
(2)改進了畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書的基本內(nèi)容和質(zhì)量要求,定位本科畢業(yè)設(shè)計更符合實際工程的初步設(shè)計要求。
(3)提出優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計應(yīng)體現(xiàn)創(chuàng)新和突破,應(yīng)將新型節(jié)能技術(shù)、新型節(jié)能設(shè)備應(yīng)用于畢業(yè)設(shè)計當(dāng)中。
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ImprovingtheDesignTaskofGraduationProjectofArchitectureSpecialtytoImproveQualityInnovation
GAO Xing1,GAO Yuan2,ZHU Jiang2
( 1.Dalian Oecean University,Liaoning,Dalian Province,116023;2.Chinese architectural northeast Design Research Institute Co.,Ltd.Dalian branch,Liaoning,Dalian Province,116023 )
In order to improve the quality of graduation project,according to the tasks and functions of the five stages of the actual project,the gap and the existing problems of the task and function of the current graduation project are pointed out;The basic content and quality requirements of graduation project are improved,and to meet the preliminary design requirements of the practical project,the undergraduate graduation design is positioned;It is suggested that excellent graduation project should embody innovation and breakthrough,and new energy saving technology and new energy saving equipment should be applied in graduation design.
Graduation project task;Scheme demonstration;Preliminary design;Design estimate
2017-7-28
高興(1962-),男,博士,教授。研究方向:低溫制冷。E-mail:gaoxing2002@126.com;
ISSN1005-9180(2017)04-085-06
C420文獻標(biāo)示碼B
10.3969/J.ISSN.1005-9180.2017.04.016