時間:2022-09-29 08:52:01
導言:作為寫作愛好者,不可錯過為您精心挑選的10篇大學建筑工程論文,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內容能為您提供靈感和參考。
二、師資隊伍建設
(一)校內專業導師隊伍的建設
校內導師隊伍的建設主要是通過加強碩士導師的遴選工作,使得專業素質過硬,工程實踐能力強的指導教師走上碩士生導師的崗位。遼寧工業大學制定了《碩士研究生指導教師考核辦法(試行)》,該辦法規定了一名合格的專業碩士生導師應該達到諸如學術道德、學術論文抽檢情況、畢業論文完成情況、研究生就業情況、科研指標等方面的標準,凡是達不到碩士導師考核要求的教師將被取消其研究生導師資格。另外,學校定期進行碩士生導師的遴選工作,吸收符合條件的教師進入到碩士生導師隊伍中來。通過督促碩士生導師加強自身的學術水平,來提高對碩士生的指導能力。比如,學校規定一個碩士導師在一個聘期內(一般為三年)導師應該完成的科研任務:獲得的縱向課題的數量和質量;發表核心期刊論文的數量和質量;完成的橫向課題進款;獲得的省部級獎勵的數量及獎勵等級;國家發明專利和實用新型專利的數量等等。建筑與土木工程全日制專業學位的碩士生導師要求具有較強的工程實踐能力,所以遼寧工業大學在考核專業指導教師的時候著重強調了導師的工程素質,如果達不到上述要求的標準,專業導師將被暫時停止招生或取消專業研究生導師資格。上述采取的措施,在一定程度上激勵了專業導師加強自身的工程素質、在指導專業研究生時投入更多的精力。
(二)校外專業導師隊伍的建設
聘請具有豐富實踐經驗的并具有副高級以上職稱的土木行業的專業人員作為校外研究生指導教師,并開展聯合培養制度,即雙導師制。與學術型導師相比,專業型導師的能力體現在工程實踐的豐富性和對土木工程技能掌握的熟練性上。我們所聘任的校外專業導師,來自遼寧省內的土木工程行業,如錦州市建筑設計研究院的總工程師,東北電力工程公司的高級工程師,錦州市第一建筑安裝工程公司的高級工程師,錦州寶地集團的高級工程師等等,這些導師都是建筑企業的技術骨干,都具有很強的實踐專業技能,他們指導的研究生涉及到的土木工程專業領域包括設計、施工、土木工程檢測與加固、工程管理等等,符合三師【1】型人才的培養目標。這些校外研究生指導教師善于在工程實際中發現問題,并有很強的解決實際問題的能力,對專業學位研究生的論文題目的選擇有很大的幫助,并且有能力指導研究生解決實際工程當中出現的復雜的技術問題。校外專業研究生指導教師的工程實踐能力雖然很強,但是敬業和投入問題也是當前的一個讓各個專業碩士培養單位很困惑的問題。校外導師和培養單位之間的責權利關系不明確,校外導師的人事關系又不隸屬于培養單位,培養的學生學位論文質量出現了問題,校外導師是沒有什么責任的。而且,培養專業學位的研究生成才,對于校外指導教師來說也沒有帶來實質上的利益,因此他們缺少投入精力的主觀能動性。因此如何解決校外導師的精力投入問題,是建筑與土木工程專業碩士當前面臨的一個難題。難題的破解需要各培養單位、碩士生專業導師和研究生共同努力,比如采取專業碩士研究生畢業之后到其導師所在的企業就業、或是專業研究生的研究成果和企業共同分享、或是培養單位和企業聯合報獎等,這些均是可行的辦法。
三、實踐基地的建設與維護
建筑與土木工程專業碩士的實踐教育基地的建設與維護對于建筑與土木工程專業碩士研究生的培養質量起到至關重要的作用[2]。依托遼寧工業大學的實踐教育平臺,加強與校外實踐基地的合作,建立遼寧工業大學建筑與土木工程領域校外實踐基地。建筑與土木工程專業碩士專業實踐基地建設是一項長期工作,需要重視實踐基地開發工作,規范實踐基地建設的管理,加大投入保障建筑與土木工程專業碩士專業實踐基地建設,積極維護和發展與專業實踐基地的關系。遼寧工業大學土木建筑學院負責研究生工作的領導定期對簽約的實踐基地進行走訪,在了解企業需求的同時,也了解到在基地實踐的專業碩士的學習情況,督促他們加強在實習基地的學習和實踐。同時,也是對研究生校外指導教師的一個促進。通過建設專業碩士實踐基地,達到學校和實踐基地所在企業互惠的目的,從而使專業碩士實習基地成為學校和企業之間的聯系紐帶。在對企業進行走訪的同時,也邀請企業的負責人和相關專業碩士指導教師來學校座談,為培養建筑與土木工程全日制專業碩士獻計獻策。
四、加強對建筑與土木工程的全日制專業學位碩士生實踐考核與成績評定
遼寧工業大學建筑與土木工程專業學位碩士研究生必須在培養基地進行至少連續半年時間的實習、實踐環節訓練。一般時間定在第三學期,參加實踐的研究生按期提交實習、實踐計劃及報告,實習完畢以后,土木建筑工程學院組織專門的工程實踐應用能力答辯會,專業研究生參加由學院答辯委員會(校外指導教師參加)組織的答辯會,對實踐基地的實踐內容接受委員會的答辯。答辯成績采取兩級分制,分為“合格”或“不合格”。對于考核不合格的專業學位的研究生,督促其按照答辯委員會提出的問題進行修改,一段時間之后再組織答辯。通過這樣的考核,使專業碩士研究生認識到在企業實踐的重要性,加大在專業實踐活動中的精力的投入。
1、知識經濟推動建筑技術的變革
知識經濟被定義成以知識為基礎的經濟, 亦即是指以現代科學技術為核心的,建立在知識和信息的生產、分配和使用之上的經濟,是和農業經濟、工業經濟相對應的一個概念[[1]]。知識經濟時代的到來,意味著知識的獲取、信息的交流和創造性思維的迸發對人類社會的發展比以往任何時候都更為重要。
知識經濟中的知識,第一方面包括了平常所說的關于知識和能力兩個方面;第二方面包括科學和技術兩個方面;第三方面指對社會關系的認識,也就是關于管理的知識和能力;總之包括科學、技術、能力、管理等各方面現代化,其中更強調知識中的能力。我們今天就以建筑行業中的生態建筑為例來分析知識經濟對社會發展的沖擊和震撼。
2、現代生態建筑的發展需要知識經濟的支撐
當人類進入工業化社會,隨著生產力迅速發展,城市化進程加快, 導致大規模、大批量的建筑活動,也帶來了建筑材料、結構、技術的突飛猛進。例如目前我國正處在城鎮化水平和城市建設高速發展時期,每年新建建筑面積約10億平方米,城鎮建設投資每年高達數萬億元,規模巨大。但是,這些建筑在建造和使用過程中,耗用了大量土地, 直接消耗的能源約占全社會總能耗的30% ,用水約占城市用水的47% ,使用鋼材約占全國用鋼量的30% ,水泥約占25%。傳統的建筑技術在大量消耗自然資源的基礎上,為人類文明的發展做出了貢獻,但由此卻帶來了資源枯竭、環境污染和物種消亡等一系列的生態問題。
生態建筑發展觀要求做到“ 既滿足當代人的需要, 又不對后代人滿足其需要的能力構成危害”, 這實際上是在一定技術經濟條件下的一種均衡。二十世紀九十年代國家開始提倡的“綠色建筑”、“生態建筑”延續到最近深層次的“低碳建筑”,其特點均在于, 面對建設事業飛速發展的形勢,怎樣在城市建設中切實做到節約土地、節約能源、節約用水、節約材料和環境保護,對于建設節約型社會影響深遠。同時人們已經充分認識到建筑節能概念并非不要消耗能源,而是需要大大提高能源的利用效率,同時大幅度減少對環境的污染,減少溫室氣體的排放,這種把建筑耗能與自然生態、科學技術和人類社會的可持續發展結合起來,是當前最具積極意義的節能概念,實際上也就是生態建筑觀的重要內涵論文怎么寫。
2.1、知識經濟助推生態建筑效應之一———建筑節能技術開發
生態建筑系統工程需要依靠知識經濟的支撐,生態建筑要想卓有成效地得以推進與普及,除了需要資金的傾注、政策導向的引導和必要的管理手段外,還呼喚將高科技技術不斷滲透以全面提升建筑節能技術,這些新技術主要包括新型保溫材料、遮陽技術、太陽能利用技術、自然及機械通風技術、新型采暖空調設備、燃料電池、微型燃氣輪機、計算機控制技術等等。許多生態建筑充分利用了這些新技術,并把他們合理地糅合在一起,做到了舒適和節能的高度統一。
以我國北方采暖地區城鎮居民住宅建筑為例,在建筑外圍護結構中,通過外墻和屋頂的傳熱的熱損失達70 %~80 %,而通過門窗能耗約占20%~30% ,顯然提高整個建筑外圍護結構的熱工性能,減少采暖與空調能耗勢在必行[[2]]。從我們20 世紀80 年代至今的外墻保溫隔熱技術的研究結果來看,提高外墻熱工性能的技術類型包括傳統技術、現代技術和高技術三類。而傳統的技術遠遠不能滿足現代城鎮建筑高效節能標準的客觀要求。以北方陜西地區而論,要達到我國《民用建筑節能設計標準》(居住建筑部分) 的要求,其城鎮居住建筑外墻的熱阻限值須達1.00m2·K/ W。要實現這一節能技術目標,若采用傳統的粘土實心磚墻,其厚度必需達到490mm 以上。其結果,不僅外墻的力學性能不能得以充分發揮,而且墻體耗材劇增,占用室內空間面積過多,造成資源浪費。
國內外建筑節能和墻材改革的大量技術理論研究和應用實踐一再證明,外墻的高技術復合化途徑是建筑外墻節能技術發展的必然趨勢。復合外墻是指外墻在材料與構造上,由承重結構部分和保溫隔熱部分經組合而成,能充分發揮兩種材料的各自特性,在達到節能建筑外墻熱工指標的前提下,有效地減薄外墻的厚度,藉以節能節資。同在我國華北部地區,若采用復合外墻,僅需采用240mm 厚粘土實心磚墻,180~200mm 厚的鋼筋混凝土墻,另加厚約20~40mm 厚的優質保溫材料層,其總熱阻值即可完全滿足節能技術指標要求[[3]]。試想如果沒有高效能、低成本、成熟配套的建筑節能技術,要全面推進生態建筑是極不現實的。毫無疑問,隨著知識經濟不斷發展狀大,將不斷帶動我國建筑節能技術的全面進步。
2.2、知識經濟助推生態建筑效應之二———生命周期成本實施
生命周期成本(LCC,Lifecycle Costing)原本來自于經濟學,主要是指在產品經濟有效使用期間所發生的與該產品有關的所有成本,包括開發、生產以及后勤支持。運用在建筑領域的定義是:“當存在若干個可以達到客戶目標,且具有不同的初始成本和運營成本的可供選擇的方案時,幫助客戶對建筑工程的成本性能進行評估的一種工具”現代化,作為在建筑方案經濟性能評價領域里的一種新的成本—價值評價體系,要求在評價建筑物的經濟性能時,要考慮建筑物的全過程,也即從項目的構思、策劃、設計、建造、使用、維護、修建直至拆除的整個生命周期內所發生的全部費用。關注建筑的生命周期,意味著不僅在規劃設計階段充分考慮并利用環境因素,而且確保施工過程中對環境的影響最低,運營管理階段能為人們提供健康、舒適、低耗的無害空間,拆除后又對環境危害降到最低,并使拆除材料盡可能的再循環利用。
生態建筑一般都具有初始投資較大而運行與維護費用較低的特點,以往房地產開發商總是把短期經濟效益放在首位, 對他們而言, 生態建筑、節能和環保往往只是一種促銷手段。業主兼住戶則不僅關心項目的初投資, 而且十分注重建筑物的環保、節能效果和運行、維護費用。顯然, 后者應用生命周期成本法的積極性要比前者高得多。因此在項目初期即采用生命周期成本法進行經濟性能評價,從長遠的角度出發綜合考慮建筑物的經濟性能, 有助于改變投資者的成本觀,對生態建筑的評價和實施都十分有利[[4]]。比如,在現代生態建筑中,建筑設備在建筑物造價中占有相當高的比重,采用生命周期成本法,在各種機電設備的設計、選型、采購和安裝上進行分析,是比較客觀的。知識經濟時代的產業革命與技術革新,為建筑技術的全面創新適時地提供有力的扶助論文怎么寫。
2.3、知識經濟助推生態建筑效應之三———一體化設計方式
知識經濟學體系中注重理論和應用兩個層次的結合,主要是研究知識活動的經濟問題及其經濟規律。它把知識的生產、分配和應用看成一種經濟現象,用經濟學的方法來探討科學、技術、信息、知識的活動過程及規律現代化,既研究知識活動的經濟問題,又研究經濟活動的知識作用問題,既分析知識活動的經濟因素與經濟后果,又考察經濟活動的知識動因與知識效應。在一定意義上,其實是一種新的交叉邊緣學科。
在建筑設計領域長期以來,建設項目的設計工作按照專業化分工的要求被分解為若干階段:由建筑師提出建筑方案, 然后結構工程師和其他專業工程師分別完成結構設計和水、暖、電的系統設計。隨著知識經濟的到來, 特別是計算機輔助設計軟件的廣泛應用, 建筑設計領域專業化分工的程度越來越高, 以至于造成各專業之間的隔閡,對生態建筑的設計實施尤為不利。一體化設計是在現有的成本約束條件下進行綠色設計的整合化途徑,它要求與項目有關的各類人員, 包括建筑師、土木工程師、暖通工程師、電氣工程師, 甚至包括承包商和物業管理人員從一開始就介入設計過程,將專業間的隔閡降至最低,充分交換意見、共享信息, 從而增加采用“ 綠色” 方案的可能性, 同時可以減少因采用“ 綠色” 方案而造成的初投資的增加值。日本在這方面已取得顯著成效。在川崎市一座大型寫字樓的建設中, 新的成本觀、價值觀和方法論發揮了很好的作用, 建筑師、業主和承包商共同組成生態委員會, 下設環境管理、資源循環利用和二氧化碳排放控制個分委員會, 完善的組織和激勵措施保證了綠色建筑方案的實施, 使該建筑的能量消耗減少32%, 生命周期CO2排放量降低約38%。
3、結語
工業發達國家的經驗證明,節能新產品的開發研究、生命周期成本的實施以及一體化設計等措施有利于轉變人們傳統的思想觀念和價值體系, 克服傳統的成本、價值體系的弊端, 促進生態建筑的發展。這些都離不開知識經濟的發展現代化,知識經濟以生產過程更多的創新知識投入和產出、生產,在生態建筑節能技術領域,開發出更多、更新、性能更優的技術產品,從而突破傳統理念傳統技術的禁錮,使我國建筑節能系統工程早日實現跨越式發展的目標。可以預測,21世紀在知識經濟的強大沖擊力對建筑節能及其技術體系的激發下,人們賴以生息的人居環境將更加舒適宜人,社會經濟和自然生態必將步入協調、共生、可持續發展的良性運行軌道。
1. 馬 寧 女 年齡:35歲(廣州,510520)
工作單位:廣東工程職業技術學院建筑工程系(GuangDong Engineering Technical College,Guangzhou 510520,China)
最高學歷:華南理工大學建筑學院博士研究生
職稱:講師、經濟師
2. 壽勁秋 男 年齡:35歲(廣州,510640)
工作單位:華南理工大學建筑設計研究院(The Architectural Design & Research Institute of South ChinaUniversity of Technology ,Guangzhou 510640,China )
最高學歷:華南理工大學建筑學院博士研究生
職稱:一級注冊建筑師、工程師
參考文獻:
[[1]]陳志生,知識經濟概念的哲學辨析,學術論壇[J],2007(02):21-25.
[[2]]壽勁秋、馬寧,淺論知識經濟時代下的現代生態建筑,建筑科學[J],2009(12):34
[[3]]許志中,曹雙梅,我國建筑節能技術的研究開發與發展前景探討,工業建筑[J],2004 (4) :73-75.
【Abstract】As an important part of undergraduate training process graduation design is to impart knowledge to students and cultivate students' innovative ability. Taking the building environment and energy engineering of Xinjiang University as an example, this paper analyzes the present situation of the graduation project and points out the existing problems in the graduation project. Take employment orientation as substance, in order to stimulating students learning motivation and strengthening students' project practice ability, some improvement methods of graduation design projects have been proposed, therefore the better professional engineers will be imported into the society.
【Key words】Graduation design project; Building environment and energy application engineering;Guidance mode;Innovation ability
0 背景
建筑環境與能源應用工程專業是2012年建筑環境與設備工程專業和建筑節能技術與工程、建筑設施智能技術(部分)合并而成的新專業。建筑環境與能源應用工程專業的任務是以建筑為主要對象,現在充分利用自然能源基礎上,采用人工環境與能源利用工程技術去創造適合人類生活與工作的舒適、健康、節能、環保的建筑環境和滿足產品生產與科學實驗要求的工業環境,以及特殊應用領域的人工環境(如地下工程環境、國防工程環境、運載工具內部空間環境等)[1]。
該專業本科生畢業后就業主要面向設計研究,工程建設,設備運行管理等企事業單位,所從事的工作都為創造舒適的人工環境發揮了重要的作用。隨著時展和城市日漸擴大,現代建筑體系形態各異,人們對建筑內部的使用及居住環境要求也提出了更高的要求,因此,迫切需要能適應現代建筑發展的高級工程技術人才。工科專業學習的最終目的是為了應用,因此建筑環境與能源應用工程專業的畢業論文(設計)是該專業在本科人才培養過程中的重要環節。作為大學四年知識的總結,學生應該通過畢業設計環節的學習,掌握本專業工程設計、施工、運行管理等工作內容。
近年來隨著民用和工業建筑行業在政策和市場化的調整過程中的逐步理性化,建筑工程類工科畢業生的就業形勢嚴峻。市場對人才的選擇空間越來越大,就業率逐年有下降的趨勢,尤其是設計建筑設計施工行業,畢業生就業率直接和學生的工程實踐能力相關聯。作為培養社會實用人才的建筑工程類院校,若想提高畢業生的就業率,除了嚴抓教學質量,還需在畢業設計環節結合社會實際需求,以目前社會就業導向為主旨確定畢業設計選題,從而更好的激發學生學習的動力,強化學生工程實踐能力。
1 畢業設計環節現狀分析
目前新疆大學建筑環境與能源應用工程畢業設計主要分為建筑環境方向與建筑能源方向兩部分內容。結合新疆嚴寒氣候區的氣候特點,建筑環境方向主要分為供暖系統的和空調系統的設計,該方向的畢業設計由畢業指導教師給出建筑圖紙和地區基本信息,學生根據基本信息確定技術可行的設計方案,在畢業設計過程中可以掌握供暖系統或空調系統的方案設計原則、負荷計算、設備選擇,系統布置、氣流組織計算、水力計算等一系列內容,最終繪制系統平面圖、系統圖、換熱站或機房大樣圖以及冷熱源機房平面圖。建筑能源方向主要有燃氣鍋爐房和燃氣鍋爐房的設計,畢業設計內容為根據指導教師給定的熱負荷及煤質資料確定鍋爐房總裝機容量、單臺鍋爐容量和燃燒設備的類型,掌握鍋爐房最大熱負荷及采暖期平均熱負荷的計算,掌握鍋爐配套輔機及鍋爐房主要設備的選型方法,最后根據鍋爐房工業要求確定鍋爐房整體汽水系統方案及水處理方案并繪制平面圖、熱力系統圖及設備平面剖面圖。
2016年起畢業設計結合筆者的科研項目,新增了畢業論文形式的畢業設計內容。主要畢業論文內容根據指導教師的科研項目確定,以本次新增畢業論文題目《傳熱系數自調節墻體的基礎研究》為例,學生首先需要了解畢業論文選題背景及意義,之后根據選題內容進行文獻調研和資料查閱工作。由于該選題涉及到利用專業軟件FLUENT對不同墻體的熱工性能進行模擬,因此在進行文獻調研的同時需要學生進行軟件學習工作,隨后與指導教師不斷溝通,對不同結構的墻體結構進行模擬,確定模擬過程無誤后完成多工況模擬,最后分析模擬數據并撰寫學術論文。
2 畢業設計過程中存在的問題
根據上述畢業現狀分析并結合筆者近兩年指導畢業設計親身體會,目前畢業設計教學過程中存在很多不足之處。首先畢業設計的選題確立主要影響到學生的學習積極性,拿到實用性強、貼近自己就業崗位的課題的學生積極性明顯高于其他學生。譬如在畢業設計開始前已經確定就業單位為建筑設計院的學生,在畢業設計過程中就積極主動的多,因為他們希望通過畢業前最后的演練盡快掌握專業基本技能,以便畢業后在就業單位能盡快進入角色。而有少部分學生還沒有確定就業單位或者已經明確要參考公務員崗位,就會出現對畢業設計選題不感興趣,在設計學習過程中不能積極投入,僅以完成任務了事的心態完成畢業設計。
其次是有部分畢業設計內容與實際工程應用脫節,學生的實踐能力以及上崗能力沒有提高,譬如有一些畢業后將到南方地區工作的學生,在畢業設計時恰巧分在了建筑能源系統設計的鍋爐房設計組中,由于南方地區目前還沒有大范圍推廣冬季供暖,因此在畢業設計過程中選用的技術,設備以及所用的應用設計軟件與其未來就業的實際工作有所差距,因此存在這部分學生工作后無法很快進入工作角色的問題。
再次畢業設計指導教師的工程實踐背景有所差異,有一部分教師有設計院工作經驗,新進青年教師以學術研究為主,工程實際經驗有所欠缺,指導教師的背景差別也在一定程度上影響了學生畢業設計的質量。
3 以就業為導向的畢業設計改革措施
工科專業大學本科的畢業設計作為學生工作上崗前的最后一次實戰演練,如果不能夠有效提高學生專業技能,造成“高學歷低能力”的現象將直接影響到畢業生的就業。針對目前畢業設計中存在的種種問題,著眼于社會需求,以就業為導向激發學生在畢業設計中的積極性,應該對畢業設計做出以下幾條改革措施。
1)以市場導向和學生簽約行業為主要依據,允許已簽訂就業單位的學生根據就業性質選擇畢業設計內容。
目前畢業設計內容較適合從事設計工作的學生,但畢業設計題目還存在一定的局限性。建議擴展畢業設計面,增加畢業設計選題范圍,譬如結合新疆地區目前大力推廣的建筑節能措施,增加電采暖技術設計、污水源熱泵系統設計以及太陽能供暖系統設計等可再生能源和清潔能源建筑應用方面的設計內容。如此一來就可以讓已經簽訂就業單位的學生可根據就業方向選擇適合其自身需求的畢業設計內容。
2)基于培養學生綜合能力的原則,盡可能的設計綜合性強甚至是跨學科的畢業設計題目。
對于沒有簽訂就業單位的學生,為了讓學生了解國內外建筑環境與能源應用工程的最新發展動態以及相關研究成果,應該重新構建適應市場需求的畢業設計參考資料庫、學生選題庫。畢業之后學生就業選擇方向很廣,目前的畢業設計內容一般為單一方向的設內容,對此指導教師可以在畢業設計初始選擇小一些的項目,但要求學生多做幾項內容,讓學生對各方面的設計內容都了解一些,以便提高學生的綜合能力。
3)增加畢業論文在畢業設計階段的比例,讓已取得研究生錄取通知書的學生參加畢業論文的內容,使其能盡早的對科研過程有所了解,從而更好的進行研究生階段的學習。
將工程應用與指導教師的科研相結合,以科研項目為支撐,將實際工程項目融入畢業設計,真題真做,培養學生的科研能力以及應用科學理論解決工程實際問題的能力。
4 結論
結合目前高校畢業設計教學質量的現狀,著手社會需求,本文探討了以市場導向和學生簽約行業為主要依據,科學合理的對畢業設計進行改革的幾點措施。
2010年是日本奈良遷都1300周年紀念,梁思成銅像被列入其主要慶典活動之一。此次贈送給日本奈良的梁思成銅像取材于梁思成先生20世紀40年代的形象,清華大學工藝美術學院雕塑家王青春創作,由“梁思成銅像評審委員會”從候選的三件作品中綜合評定后選出。據悉,參加評審的另兩尊銅像分別由清華大學工藝美術學院雕塑家李象群和銅雕工藝大師朱炳仁創作,展覽結束后將由中國國家博物館收藏。
除三尊梁思成銅像外,本次展覽以圖片的方式呈現梁思成的人生歷程和重要貢獻。展覽由六個部分組成“出生日本:少年記憶;求學美國:中西融貫:探索中國:古建研究;創立體系:獨樹一幟;現代探索:建筑創作;古都保護:人類情懷”。內容囊括梁思成各時期生活和工作照片、古建筑照片、測繪和設計圖紙等200余張,是有關梁思成先生最為系統、全面的回顧和追憶,尤其以梁思成、林徽因以及中國營造學社同仁進行古建筑考察、保護的內容令人感念至深。展覽還以古今對照的方式,沿著梁思成先生考察的足跡,對西安、揚州、大同等古城保護進行展示。
6月12日下午,由《建筑創作》雜志社精心策劃并作為學術支持媒體的“梁思成學術思想暨文化遺產保護國際論壇“全國政協禮堂召開,中國文物學會名譽會長、為梁思成在日本奈良樹立銅像組委會主任羅哲文擔任論壇主席,并在論壇上向日本奈良縣頒發了”梁思成銅像贈送證書”。并向大同市人民政府、北京萬科企業有限公司頒發譽獎。《建筑創作》雜志社金磊出任論壇主持人并談到:“梁思成先生不僅僅是中國古代建筑的研究者和中國現代建筑教育的奠基者,更是古代建筑和歷史文化名城保護的倡導者,今天所舉行的活動,使塵封半個多世紀的那段歷史重新面世,必將拉近中日兩國人民心與心的距離,增進兩國人民的友好情意,促進中日友好事業的發展。”
張俊峰(1981-),男,鄭州大學土木工程學院講師,博士,主要從事空間鋼結構非線性研究,(E-mail)。
摘要:文章對鄭州大學土木工程學院2009年招收的第一屆19名建筑與土木工程專業學位研究生進行了調查,調查涉及報考與招生、校內導師、校外導師、實踐地點、實踐類別、實踐基地、學位論文等內容,考核了專業學位研究生的實踐效果和研究論文情況。通過調查和考核,分析了全日制建筑與土木工程專業學位研究生培養過程中存在的問題,為探索全日制專業學位研究生的培養提供參考。
關鍵詞:建筑與土木工程;專業學位;研究生教育
中圖分類號:TU-4 文獻標志碼:A 文章編號:
1005-2909(2012)01-0041-04
2009年3月19日,教育部下發了《關于做好全日制碩士專業學位研究生培養工作的若干意見》,強調要充分認識開展全日制碩士專業學位研究生教育的重要性,要從科學定位、教學要求、實踐要求和學位論文四方面創新培養模式,確保培養質量。教育部決定在已下達的研究生招生計劃基礎上,增加全日制碩士專業學位研究生招生計劃5萬名,而且以招收應屆本科畢業生為主[1] 。2009年9月,教育部決定2010年在保證研究生總招生規模不變的前提下,從以往安排的學術型研究生招生計劃中劃出5%~10%的比例安排到專業學位研究生招生計劃之中,并計劃用5年時間,將學術型碩士與專業碩士的比例調整為1∶1[2] 。
教育部的這一系列戰略性舉措將為全日制工程碩士的發展提供強有力的政策保障,但是,針對全日制工程碩士專業學位這一新型研究生培養形式,如何在全日制工程碩士招生的同時保證培養質量、突出工程特色,成為政府、企業、高校共同關注的問題[3-5] 。從2009年開始,鄭州大學土木工程學院對全日制碩士專業學位研究生的培養工作展開了深入的研究,并且對2009級學生進行了全過程跟蹤培養。2011年招收的第一屆19名建筑與土木工程專業學位研究生已順利畢業,文章闡述了近兩年來關于全日制建筑與土木工程碩士專業學位研究生的招生、培養和畢業等各環節存在的問題和解決方法、思路,內容涉及報考與招生、指導教師、實踐環節和學位論文等。
一、 報考與招生
據統計,首屆19名專業學位研究生均報考的是科學學位,后來在科學學位招滿的情況下,調劑到專業學位。而研究生導師在填寫招生計劃時約有34%的導師不愿意招收專業學位研究生,在實際招生時約有80%以上的導師首先考慮
招三年制的科學學位研究生,個別教授和副教授在招不到科學學位研究生的情況下,甚至放棄當年招收研究生的指標。
從統計結果可以看出,學生和導師對專業學位研究生教育制度都還不了解,從觀念上還沒有接受專業學位研究生教育,學生不愿意上,導師不愿意招[6] 。從2011年的報考情況看,也只有5名學生報考了專業學位研究生,約占研究生總招生人數6%,情況稍有好轉,但仍然不容樂觀。
二、 指導教師
鄭州大學建筑與土木工程領域有教授22名,副教授18名,高級工程師15名;博士生導師5名,碩士生導師59名;校外合作導師29名,均為高級工程師。
(一) 校內導師情況
2009年招收的19名專業學位研究生的校內指導教師15人,其中有教授7人(1人為博士生導師,其余均為碩士生導師),有4位教授每人分別指導了2名專業學位研究生,其余每人指導1名;另外還有5名副教授,1名高級工程師,2名講師(博士)。指導專業學位研究生的校內導師職稱比例分布如圖1所示,2009年指導專業學位的導師情況見表1。
第一,教授指導的專業學位研究生總數為11人,約占當年專業學位研究生總數的58%,教授中帶專業學位研究生的導師占教授總人數的55%,比其他職稱都高,這主要歸結于以下幾個原因:(1)學生更愿意選擇教授作為其研究生導師;(2)教授的科研項目較多,需要一定數量的專業學位研究生來完成這些課題;(3)相對而言,教授和研究院、設計院、企業交流更多,可以為專業學位研究生提供更多、更合適的實踐場所。
第二,講師(博士)中擔任研究生導師的占講師總數的50%,也比較高。指導專業學位研究生中有5位副教授,其中兩位是年輕博士,從中也可以看出,年輕博士帶專業學位研究生的比例很高,這歸結為兩個原因:其一,由于科學學位研究生的招生名額在減少,相對于教授,年輕博士招到科學學位研究生的機會要少,在一定程度上,他們愿意招收專業學位的研究生;其二,年輕博士觀念轉換快,能很快理解教育部開展研究生教育改革的政策,并積極進行實踐。
第三,副教授和高級工程師作為校內導師參與專業學位研究生培養占其總人數的比例低,雖然在隨后的調查中有一部分高級工程師作為合作導師參與專業學位研究生的培養,但總體來看導師積極性不高。
(二)校外導師情況
對2009年招收的19名建筑與土木工程專業學位研究生的校外導師進行了調查,在研究生實踐基地中,約有60%的校外導師沒有足夠的時間參與專業學位研究生的指導工作,主要原因在于以下三方面。
第一,在校外導師的管理上存在缺失,學校對校外導師無法進行約束,缺乏研究生培養方面必要的管理措施。
第二,由于工作原因,校外導師沒有足夠的時間參與專業學位研究生的指導,仍需加強與校外研究生實踐基地的溝通和協調。
第三,通過與研究生管理人員、校內導師和研究生的溝通,校外導師雖然已逐漸熟悉了研究生培養方法,但他們對研究生培養特點還缺乏深入的認識和全面的了解。
三、 實踐環節
(一)實踐地點
對19名建筑與土木工程專業學位研究生實踐地點的調查顯示,有3名在鄭州市以外,約占總人數的16%;16名位于鄭州市,約占總人數的84%。學生的實踐地點比較單一,學校簽訂的實踐基地也反映出這個問題,這樣導致學生參與復雜工程的機會少,實踐活動受到一定程度的制約。
(二)實踐類別
直接參與施工現場實踐的有14名專業學位研究生,約占總數的74%。其中施工技術與管理工程2人,復合地基與基坑支護工程3人,工程結構鑒定加固1人,道路橋梁工程1人,纖維增強復合材料1人,樁基檢測1人,工程項目管理5人。
沒有直接參與施工現場實踐活動的有5人,約占專業學位研究生總數的26%,其中,施工技術與管理1人,道路與橋梁工程3人,建筑材料檢測1人。
從實踐類別可以看出,直接參與施工現場實踐活動的約占專業學位研究生總數的74%,沒有直接參與工程現場但參與工程設計管理等實踐活動的約占專業學位研究生總數的26%,實踐技術類別比較廣泛。
(三)實踐單位
學校簽訂的實踐基地共11個,包括河南省建筑科學研究院、機械工業第六設計研究院、河南省建筑設計研究院有限公司、鄭州大學綜合設計研究院、化工部鄭州地質工程勘察院、中國建筑技術集團有限公司鄭州分公司、河南省第五建筑工程(集團)有限公司、河南第二建筑工程有限責任公司、鄭州市第一建筑工程集團有限公司、河南建達工程建設監理公司、河南省地基基礎工程有限公司,學校與實踐基地簽訂相關實踐基地協議并掛牌。
通過對19名建筑與土木工程專業學位研究生的調查顯示,在簽訂的實踐基地實習的共10人,占專業學位研究生總數的53%;在其他單位的有9人,占總人數的47%。這9人分別在7個單位實習,其中有交通規劃、勘察專業的設計院和公司、鐵路通道類的咨詢公司、加固公司,也有基礎工程檢測公司和建筑工程公司。
在簽訂的實踐基地實習的10名研究生中,分布在4個實踐單位,其中有6人集中在一個單位,簽訂的11個實踐單位實際參與培養的占實踐基地總數的36%。
以上調查說明如下問題。
第一,實踐基地雖然簽訂并掛牌,但還沒有為專業學位研究生的培養提供可靠、便利的平臺,有一半以上的實踐基地還沒有參與專業研究生的培養工作。
第二,
實踐基地參與專業學位研究生的培養工作還需要細化,與實踐基地單位的合作還很松散,雖然簽訂的實踐基地涉及地基基礎和建筑工程,但仍有部分專業學位研究生沒有去這些實踐單位。通過了解發現,與實踐基地的簽訂是基于學校合作的層面,而研究生的培養是基于導師開展的,一些導師與這些單位并沒有合作和來往,導致不能與這些單位聯合培養,只好自己再聯系其它單位。
第三,實習基地單位覆蓋面不夠。校內導師的橫向項目以及研究方向很多,而簽訂的實踐基地涉及的專業面還不夠全面,有待進一步的建設,如加固類、道路橋梁類等。增大實習基地覆蓋面既可以保證專業學位研究生的培養,又能保證簽訂的實踐單位有足夠的能力來參與培養。
(四)實踐效果
筆者對19名建筑與土木工程專業學位研究生的實踐內容進行了調查,對實踐情況進行了考核。調查結果顯示:專業學位研究生所從事的實習與校內導師研究方向相符的共14人,約占專業學位研究生總數的74%,有差異的有5人,約占專業學位研究生總數的26%。而從考核的結果也發現,專業學位研究生所從事的實習與校內導師研究方向相符的研究生,考核結果比較好。
從以上情況可以看出:(1)校內導師對專業學位研究生的培養仍然起著主導作用,直接決定著研究生的培養質量;(2)校外導師從時間和精力上還不能很好參與專業學位研究生的培養,不能從專業深度上系統地對專業學位研究生進行培養;(3)實踐基地的建設還有待進一步加強,部分導師還不能為自己的研究生找到合適的實踐基地,因此培養效果不理想。
四、 學位論文
(一)論文審核
為了準確把握專業學位研究生的學位論文情況,學院組織了5名各個專業方向的校內專家集中對19名專業學位研究生的論文進行了第一輪盲審,基本情況如下。
論文選題均來源于工程實際,但約有26%的論文存在研究內容缺乏創新,研究深度不夠,論文結構不合理等問題。
53%左右的論文寫作不規范,主要表現在各級標題使用不當,參考文獻及索引不規范,圖表表達不規范,論文出現比較明顯的錯別字等。這些現象反映出學生寫作不認真、態度不端正、導師要求不嚴格等問題。
論文形式以應用基礎研究為主,約占論文總數的79%,其余約21%的論文涉及調研報告、項目管理和結構設計。這說明學位論文的形式還比較單一,學位論文思路還沒有完全從科學學位研究生教育中轉變過來。
論文研究深度不一。約有30%的論文與實踐結合得很好,論文比較系統、研究深入,但10%左右的論文深度不夠,反映出學位論文考核標準不具體,執行不嚴格,導師對專業學位研究生的重視程度不夠,少數導師對專業學位研究生教育缺乏正確認識;因此,研究生管理部門對專業學位研究生的實踐考核和導師對專業學位研究生指導的考核還需要進一步加強。
(二)論文評閱
19名專業學位研究生論文都被返回并要求對盲審提出的問題進行修改,修改后參加論文評閱。答辯前共送出了40份評閱書(2名專業學位研究生由3位評閱專家盲審,其余論文均為2位評閱專家),評閱成績為優的共6份,占評閱總數的15%;評閱成績為良的數量最多,共33份,占評閱總數的82.5%;評閱成績為一般的為1份,占評閱總數的2.5%。
(三)論文答辯
答辯委員會由來自校內外的5名專家組成,19名專業學位研究生均通過了學位論文答辯,95份答辯成績如下:優共30份,約占31.6%;良共55份,約占57.9%;一般共10份,約占10.5%。從19名專業學位研究生的論文評閱結果與答辯成績可以看出以下問題。
第一,評閱結果與畢業答辯結果大體相符。成績為良的居多,占一半以上,其次是優,有少部分研究生的論文和答辯成績一般,與學院組織的第一輪盲審結果也基本一致。
第二,論文完成后,部分學生對答辯很重視,進行了認真準備,答辯結果比較理想,而有少部分學生論文沒有完成得很好,也沒有認真準備,答辯成績一般。畢業答辯環節雖然是研究生對畢業論文的匯報,但卻是研究生考核的重要環節之一,應嚴格考核、加強管理。
五、 結語
全日制專業學位碩士研究生教育已成為中國研究生教育的重要組成部分,因此,鄭州大學土木工程學院進行了該方面的研究工作,并對2009年招收的首批19名建筑與土木工程專業學位研究生進行了培養全過程調查,分析了在報考與招生、校內外指導教師、實踐環節、學位論文等方面存在的問題。專業學位研究生教育從觀念上還沒有被學生和導師所理解與接受,還需要做進一步的宣傳和引導。校內導師對專業學位研究生的培養起著主導作用,還需要積極鼓勵參與到專業學位研究生的培養中來,不斷加強與專業實踐的結合,為專業學位研究生的培養提供良好的基礎。實踐基地建設是專業學位研究生培養的重要環節,加強實踐基地建設的廣度與深度,設法讓優秀的校外導師積極參與專業學位研究生培養是專業學位研究生教育質量提高的重要一環。學位論文應結合實際工程,但同時也應注意選題的深度,加強學位論文的考核是專業學位研究生教學的關鍵,對加強畢業答辯管理和監督有積極意義。
參考文獻:
[1] 中華人民共和國教育部.教育部關于做好2009年全日制專業學位碩士研究生招生計劃安排工作的通知[EB/OL]. (2009-03-21)[ 2009-03-26]. .
[2] 中華人民共和國教育部.關于編制 2010 年碩士研究生招生目錄的通知[EB/OL]. (2009-09-03)[2009-03-14].edu.省略/kaoyan/2009-09-14/1745218890.shtml.
[3] 李忠, 熊玲, 陳小平. 建立全日制專業學位碩士研究生獎助體系、實踐教學基地的探討[J].學位與研究生教育, 2010 (2):8-12.
[4] 馬永紅, 趙世奎, 李曄.全日制專業學位研究生教育跟蹤研究思考[J]. 研究生教育研究, 2011(1):74-77.
[5] 張東海, 陳曦.研究型大學全日制專業學位研究生培養狀況調查研究[J].高等教育研究, 2011,32(2):83-90.
[6] 趙軍, 張猛, 王建強,等.土木工程專業研究生思想政治教育內容、方法的研究與探討[J]. 高等建筑教育, 2010, 19(2):140-144.
Postgraduate education of architecture and civil engineering
ZHANG Jun-feng, ZHAO Jun, WANG Jian-qiang, CHEN Huai, GE Su-juan
(School of Civil Engineering, Zhengzhou University, Zhengzhou 450001, P. R. China)
中圖分類號:TU712
文獻標識碼:A
文章編號:1009-2374(2009)19-0139-02
建設工程項目的實施具有復雜性、長期性和動態性的特點,任何工程承包合同都不可能預見和覆蓋工程項目實施過程中所有可能發生的變化,所以工程變更是必不可少的。工程變更對合同價款具有很大的影響,因此,對建筑工程洽商變更的研究就顯得非常重要。
一、問題的提出
目前,關于變更的分析,大多都集中在變更是如何發生的,如何防止變更帶來的費用和工期損失上。但對于合同,卻沒有統一的格式。《建筑工程施工合同》和其他一些相關建筑法規,只對洽商變更的條款做出了規定,但在格式上卻沒有一個明確的規定。我國目前的建筑工程中,最常見的是工程聯系單。但是一般的工程聯系單中只列出了需要變更的內容、圖紙和解決方案。卻沒有對費用和工期的問題給予說明。這就會導致,在工程完工以后,結算時出現很大的麻煩。只有工程內容,卻沒有工程量和價款,給工程的管理工作造成了很大的困難。所以,我們迫切需要一個規范的洽商變更合同文本,來解決目前建筑工程中由于洽商變更所帶來的問題。
二、案例分析
下面我們來看一個現實中的例子,然后按照現行規定進行逐一解釋。
上海某建設集團公司通過議標承建了湖南長沙一家外資企業廠房工程,雙方簽訂了固定總價合同。工程總價6000余萬元,在履行合同過程中,由于工程量錯算、漏算、材料漲價等因素導致工程實際成本大大超過預算,公司因此要求追加工程價款。增加支付1000余萬元,而業主則以合同是“固定總價”為由不同意增加價款。上海公司遂停工要求談判,雙方形成價款爭議。
因鋼材大幅漲價導致的爭議。該工程投標截止日為2003年6月,在此之后,全國大部分城市主要建材大幅度漲價,工程所在地長沙的鋼材上漲幅度達30%~50%。本案例工程用鋼量為7000多噸,因鋼材大幅度漲價造成的損失高達400多萬元。承包商上海公司認為此種漲價是投標人投標時所無法預見的,發包商應當按實補償;而業主湖南公司認為合同為“固定總價”材料漲價是承包商應當承擔的商業風險,不同意以此為由調整價款。
上海公司在施工中發現工程量漏算、錯算比較多,涉及工程造價近300萬元。上海公司認為業主湖南公司在招標時只給了投標人7天的編標時間,在這7天時間內投標人除了要研究招標文件和招標圖紙,還要踏勘施工現場、詢標、參加答疑會、編制全套投標文件。客觀上無法精確計算工程量,因此要求業主湖南公司予以補償。而湖南公司堅持認為本工程為“固定總價”,所有工程量計算疏漏均應由承包商自己承擔后果,不同意補償價款。
招標人湖南公司招標時既提供了由某電子工程設計院設計的施工圖(藍圖),又同時提供了其委托外資方設計的白圖。招標文件規定投標文件的編制依據是“設計圖紙”但未具體明確是哪一種“設計圖紙”。導致工程量差異,涉及工程價款100多萬元。上海公司認為凡是超出電子工程設計院設計的施工藍圖范圍的工程量,均不屬于施工承包范圍,不在包干造價范圍內,業主應按增加工程量追加合同價款;湖南公司則認為該白圖為投標時提供,不同意作為增加工程量追加工程價款。
對于以上出現的問題,根據《建設工程施工合同示范文本(GF-1999-0201)》和《建設工程工程量清單計價規范(GB-50500-2008)》的規定,我們進行了逐一解釋。
對于在投標截止日后,價格漲幅,在《建設工程施工合同示范文本(GF-1999-0201)》中沒有相關的規定;而在《建設工程工程量清單計價規范(GB-50500-2008)》中,第4.7.6進行了如下規定:若施工期內市場價格波動超出一定幅度時,應按合同約定調整工程價款;合同沒有約定或約定不明確的,應按省級或行業建設主管部門或其授權的工程造價管理機構的規定調整。對于乙方工程量漏算、錯算較多的情況,由于兩個文件中都沒有具體的規定,所以暫不做解釋。在具體的建筑施工過程中,大多數的施工方都是會多算,很少會出現這種,少算漏算的問題。一旦出現漏算、錯算的問題,解決的方法很多,也比較隨意。
鑒于存在以上問題,在現有工程聯系單和工程洽商單各地甚至各個建筑公司都不統一的情況下,建筑工程洽商變更格式標準化,就顯得非常重要。
三、格式標準化
格式標準化是指一個通用的、書面的洽商變更單。這個單子的目的就是要解決在結算時出現的只有工程變更的簡單描述,卻沒有工程量和工程價款的問題,以保證建設三方(甲方、乙方、監理)的利益最大化。表格的內容應該包括以下幾個方面:
1.完整、簡潔的工程變更內容描述。對于原有任務變更,需指出變更的內容和范圍、增減的數量或列出工程量清單;對于新增工程,指出新增的內容和范圍,列出增加的詳細工程量清單和計算方法。
2.陳述工程變更的原因與依據。
3.工程變更引起的合同價格和工期調整。列出變更的費用、合同價的變化、變更工期和合同竣工日期的影響。
4.分析對其它未變更工程的影響。
5.審核確認簽字。
6.參考文件或相關附件。依據的合同條款、圖紙、會議記錄等。
7. 變更價款的支付方式。
四、計價問題
建筑工程洽商變更與工程價格的關系,我們可以通過下面這個簡單的公式來描述:
工程價格=合同價格+變更價格
由上面這個公式可以看出,對于建筑工程而言,合同價格都不是最終的價格。承包商為了實現盈利,必須在報價中考慮變更風險,并通過工程變更管理減少風險,實現盈利。對于開發商而言,更要注重變更對工程最終價格的影響。防止不必要的變更,以至增加最終工程價格。對于工程變更的計價問題,具體施工當中,一般都是按照工程的施工工藝,然后按照相應的定額,計算出工程單價,然后再乘以工程量,最后得出變更的價格。《建設工程施工合同示范文本(GF-1999-0201)》和《建設工程工程量清單計價規范(GB-50500-2008)》中,有關工程變更價款的確定方式如下:
《建設工程施工合同示范文本(GF-1999-0201)》變更合同價款按下列方法進行:(1)合同中已有適用于變更工程的價格,按合同已有的價格變更合同價款;(2)合同中只有類似于變更工程的價格,可以參照類似價格變更合同價款;(3)合同中沒有適用或類似于變更工程的價格,由承包人提出適當的變量價格,經工程師確認后執行。
《建設工程工程量清單計價規范(GB-50500-2008)》中,新的工程量清單項目,其對應的綜合單價按下列方法確定:合同中已有適用的綜合單價,按合同中已有的綜合單價確定;合同中有類似的綜合單價,參照類似的綜合單價確定;合同中沒有適用或類似的綜合單價,由承包人提出綜合單價,經發包人確認后執行。
所以,根據現行的這兩個文件,無論是總價合同還是單價合同,工程變更價款的確定,都應該是按照這兩個文件的規定執行,這樣既有法可依,也充分的保障了甲方和乙方的利益。
五、結語
目前,我國建設施工洽商變更的情況比較混亂,很多都是按照甲乙雙方商定的程序來進行的,并沒有可靠的標準化程序所依賴,所以,最后導致在結算時出現很多問題,最終演變為索賠。希望我的這篇文章能對我國現在的建設工程洽商變更的具體實施有所幫助。
參考文獻
[1]嚴玲,尹貽林.工程計價學[M].北京:機械工業出版社,2006.
[2]車春鸝, 杜春艷.工程造價管理[M].北京:北京大學出版社,2006.
[3]中華人民共和國住房和城鄉建設部,中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局.中華人民共和國國家標準(GB 50500-2008)[S].北京:中國計劃出版社,2008.
[4]中華人民共和國住房和城鄉建設部,中華人民共和國國家工商行政管理局.中華人民共和國國家標準(GF-1999-0201)[S].北京:中國計劃出版社,1999.
[5]吳書安.工程變更管理的研究[D].東南大學管理科學與工程學院碩士學位論文, 2006.
2009年11月16日,徐世正式出任浙江大學建筑工程學院院長,他面對的仍然是打了30年交道的實實在在的“混凝土。不同的是,他正在努力地將傳統的硬且脆的混凝土,通過科學的魔方,改良成為具有優異的柔韌性能的混凝土材料新品種。
“我將繼續發揮學術專長,帶領建工學院的學科集群走向國際一流。”56歲的徐世平靜地說。
“最年輕的元老”
1979年夏天,徐世考上大連工學院(現大連理工大學)趙國藩院士的碩士研究生,在確定研究方向的時候,他早早地做起了準備,并瞄準了當時國內還沒有開始研究,國際上才剛剛興起的混凝土斷裂力學研究領域。1980年,時任國家水利電力部總工程師的中國科學院學部委員潘家錚老先生、中國水利水電科學研究院結構材料研究所所長于驍中先生剛剛在《水利學報》上發表了關于混凝土斷裂力學方面的研究論文。徐世對該方向的研究興趣更大了,但是對其發展前景還不是十分明晰。
正巧,中國水利水電科學研究院的朱伯芳工程師正在大連工學院參加一個學術會議。“朱院士是研究大壩溫控的,那時他在國內已經很有名氣。我去拜訪他,想聽聽他對于我選擇混凝土斷裂力學作為研究方向的意見。”當時的徐世此前也未曾有與朱伯芳謀面的機會。但朱伯芳毫無保留地把自己的想法告訴了徐世。“他對我說,60年代就想從事混凝土斷裂力學研究,但是組織不同意,安排我去三門峽大壩研究大壩溫控。現在有機會了,就要好好做。這個領域,是一塊肥沃的土地,只要你辛勤耕耘,一定能收獲很多的果實。”
研究方向確定下來了,但隨后又碰到更為棘手的問題――缺乏試驗和測試設備。“我當時所有的研究經費總共不過500元,但要做斷裂力學試驗,必須測試裂縫口張開位移,所需要的夾式引伸儀一支就要800元。”為了得到準確的數據和結果,從沒做過實驗儀器的徐世決定自己動手做一支夾式引伸儀。
經過一番打聽,徐世找到大連工學院機械系衛國強副教授尋求幫助。衛老師告訴他,加工夾式引伸儀需要16硅2錳彈簧鋼,但這種彈簧鋼在市場上買不到。這讓徐世傻了眼。“市場上買不到,我就一家一家地到企業去打聽。”
功夫不負有心人,經過整整1周的尋找。徐世娘終于在一家軍工廠找到這種彈簧鋼。“但他們不賣給我。因為我想買1公斤,他們說要買就得買一捆,一捆是32公斤。”徐世一咬牙,就把這32公斤的彈簧鋼搬回了實驗室。隨后,徐世又找到學校基建處,希望買些實驗用的木材水泥、砂與石子。“我告訴他們我手上僅剩的一點經費,看能買多少?基建處的老師說,你這點錢買一樣材料都不夠。算了,我們送給你得了,也算為你的研究工作做些奉獻。”
“走進科研殿堂的第一步,我是在大家的無私幫助下完成的。”徐世感激地說,自己當時只有滿腔熱情和一股子韌勁,是老一輩科學家的熱誠幫助和周圍同事的鼎力支持給了他無窮的力量。“經歷的這些小挫折,也是一筆不小的財富。我會以平常心對待科研中碰到的困難,努力去尋找解決困難的途徑和方法。”
1981年的冬天,徐世終于完成了自己的研究課題。在當年舉行的第一屆全國巖石混凝土斷裂力學學術會議上,他的研究論文被《水利學報》和《冶金建筑》(現為《工業建筑》)兩個期刊選中。這是他進入混凝土斷裂力學這個領域以來發表的首篇學術論文。與他的論文同樣受關注的,還有他的實驗測試儀器。徐世娘回憶說:“國內很多同行買不到16硅2錳彈簧鋼。后來他們找到我,我就陸續郵寄給他們,解了他們研究中的燃眉之急。”
自涉足混凝土斷裂力學領域的研究以來,徐世就一直執著于國內研究混凝土斷裂力學的研究。1985年,在河海大學舉行的一個學術會議上,徐世就被與會的一些老教授稱為這一領域“最年輕的元老”。“搞基礎研究不僅難度大,周期長,而且要耐得住清貧。”徐世說,建筑行業本身來錢又快,一旦受到市場誘惑,很多人就直接下海了,能堅持到最后的很少。“到我2004年從德國回國后發現,原先僅有的幾個同行早已退休了,那時真的感到愈發寂寞。”
重視科學原創,服務國家建設
傳統混凝土易開裂,嚴重影響了工程質量,成為引發工程事故的主要原因之一。問題的根本在于混凝土的抗拉強度低、韌性差和開裂后裂縫寬度難以控制等缺陷。為克服混凝土這些不足,徐世帶領他的科研團隊,圍繞國家大項目潛心研究,努力攻關。
“建筑為什么會壽命短,是因為混凝土易開裂,開裂之后引起鋼筋銹蝕,導致膨脹,又進一步引發更大范圍的破壞和開裂,這樣就對這個建筑結構產生嚴重的危害,從而致使結構失效,喪失使用功能。”徐世說,從事混凝土斷裂力學研究的目的,就是要找到減少裂縫危害的理論支撐。甚至是研發新材料的理論基礎。
1983年,徐世撰寫基金申請書,并作為主要研究者完成了國家自然科學基金第一批獲準項目“混凝土斷裂和損傷的機理”。在這個項目中,他采用激光散斑干涉法,發現了混凝土裂縫失穩斷裂前存在著裂縫的穩定擴展階段和斷裂過程區,并提出了混凝土斷裂概率模型和尺寸效應公式;1984年,徐世又負責承擔了水利水電科學基金項目“混凝土斷裂韌度的尺寸效應”的研究工作。考慮到工程實際的需要,徐世和他的課題組成員大膽地進行了國際上最大尺寸和最大規模的混凝土I型斷裂韌度測定,在國際上最早將光彈性貼片法應用于測量混凝土斷裂過程區,發現了當試件高度大于2米時,混凝土斷裂韌性為常數,其斷裂過程區長度的影響可以忽略,線彈性斷裂力學理論可以直接應用于混凝土大壩的裂縫安全評定。課題的成果已應用于我國東風拱壩裂縫的防治分析中;1986年,徐世在“七五”國家重點科技攻關項目“混凝土裂縫的評定技術”的全國招標會上中標。徐世制定了詳細的研究計劃,帶領課題組成員開展了大規模的全級配混凝土斷裂實驗研究。該研究為我國高混凝土壩的裂縫防治技術作出了重大貢獻。
1992年,徐世遠赴德國繼續他的研究。當時,德國卡爾斯魯爾大學的赫爾斯道夫教授,對徐世完成的國際上最大混凝土斷裂試件的斷裂力學實驗研究成果很看重,幫他聯系到了當時正值盛年的斯圖加特大學奧托格拉夫研究所的萊茵哈特所長,建議他去德國之后在萊茵哈特教授那里開展合作研究。赫爾斯道夫教授還專門給德國洪堡基金會寫了推薦信,幫助徐世獲得了德國洪堡基金會研究獎勵基金。
在德國經濟和工業最發達的城市,徐世度過了他依然忙碌的國
外研究歲月。萊茵哈特教授為徐世提供了良好的工作條件、自由而寬松的研究環境,配備了強有力的實驗研究小組。“德國教授擅長把基礎研究與工程相結合,讓我受益匪淺”。在這里,徐世解決了國際上一直未能解決的純剪切斷裂試驗研究的理論基礎和實驗方法,首次實現了各向異性材料和混凝土材料的純II型斷裂韌性和斷裂能的測試。特別是利用這個難能可貴的可以靜下心來潛心研究的機遇,他系統地完成了混凝土雙K斷裂模型和基于裂縫粘聚力的裂縫擴展阻力新KR曲線的理論架構和基礎。
1998年開始,為發揮徐世的學術專長,大連理工大學支持他建立了國內課題組。徐世同時帶領這個課題組開始了對“混凝土裂縫擴展的斷裂理論與分析方法”的研究。這是基于國家杰出青年科學基金項目開展的課題。通過大量實驗研究,他們取得了一系列創新性成果:系統測試了混凝土的雙K斷裂模型的斷裂參數,測試了不同混凝土等級的基于裂縫粘聚力的裂縫擴展阻力新KR曲線,建立了以能量釋放率為參數的雙G斷裂模型及新的GR阻力曲線理論等。近年來,該研究成果已經在三峽大壩裂縫穩定性分析等國家建設中得到廣泛應用。2005年6月,該成果還被作為制定我國水工混凝土斷裂韌度測試規程的基本理論。
“從1998年開始,我的研究開始從‘混凝土的斷裂韌性’轉向‘韌性斷裂的混凝土’。”徐世說,轉變的目的是希望通過改變傳統的配制混凝土的方式,設計制造新型的混凝土材料,實現節能環保。“傳統的混凝土是脆性的,它的抗拉強度比較低,再怎么進行溫控,也很難避免出現裂縫,所以必須要提高材料的韌性、增強材料自身抵抗開裂的能力。”
2000年,徐世帶領其國內課題組率先開展了超高韌性水泥基復合材料(UHTCC)研究。2004初,徐世完全回國后,這一研究工作取得了加速進展,在國產膠凝材料基礎上研制出極限拉伸應變高達3~6%和撓跨比高達12%的應變硬化UHTCC新材料。這項研究工作改善了普通鋼筋混凝土本征缺陷,可解決普通鋼筋混凝土梁長期使用安全性下降和服役時間達不到設計壽命的問題。俄羅斯《大眾機械》雜志2007年撰文將該材料列為未來能夠使人類生活因此而更加完美無缺的十大新技術之一,與其并列的有相變隨即閃存,汽車智能一體化、可印制太陽能電源技術、防偽護照、人體局域網、等離子電弧汽化技術、網絡視頻技術、聰明藥丸等。
“現在橋梁橋面鋪裝用的混凝土為了防止開裂,鋪得都很厚。如果采用超高韌性水泥基復合材料,橋面鋪裝厚度可大為降低,橋梁自重得以減輕,相當于橋上的汽車載荷可以忽略不計;現在的隧道襯砌一般都用60~80公分厚的混凝土澆筑,如果使用新材料,降低它的厚度,隧道的開挖量減少了,用的混凝土也減少了。特別是,我們國家基礎設施的重大工程結構。比如大型橋梁、高混凝土壩、城市地鐵和城市建筑使用壽命如果能達到100年甚至300年以上,這樣就能真正實現國家財富的積累和真正意義的節能環保―我們不用生產那么多水泥、不用去挖那么多山和毀壞那么多植被了,就可以造福于我們的子孫后代了”徐世說。
以創新帶動學科發展
原大連工學院老院長錢令希先生來自浙江大學,他給徐世留下了很深的印象。“錢老先生身上體現出來的浙大人的‘求是’精神,真的讓我打心眼里佩服。”徐世說,“求是”才是科學態度,才是科學家應該堅持的。“正是錢老先生力邀,叫我從德國回來的。能有機會到浙大工作,更應秉承‘求是、創新’的校訓,并將這個理念貫穿到我的管理和科研中。”
在受聘擔任浙江大學建筑工程學院院長前,徐世像做基礎研究一樣,對國際頂尖大學士木工程學科的設置和研究方向等進行了比較研究。他發現,這些國際頂尖的大學越來越重視土木與環境工程的相互影響,特別注重學科交叉、新材料和新材料結構的研究。徐世說,材料的創新是土木工程結構領域最帶有革命性的根本創新,是學科發展的制高點。目前高性能混凝土材料在世界著名大學得到了廣泛研究,其研究趨勢已經從傳統的被動地研究材料和結構的性能,包括研究材料和結構的斷裂性能、耐久性能,可靠性等,轉向主動地根據工程需求研究出具有集多種高性能性質于一身的高性能材料和結構。“有趣的是,這些研究高性能材料和高性能結構的學者,大多是我在混凝土斷裂力學領域的研究同行。”徐世說,“我們站在同一個起跑線上。”
根據研判和實地了解,徐世描繪了浙大建工學院土木工程學科(已有80余年厚實發展歷史學科)的愿景――學科發展為國內一流、在國際上具有重要影響的學科集群:巖土工程、空間結構傳統優勢學科進一步增強,水利工程學科和建筑學實現跨越式快速發展,同時大力發展交通工程學科。經過幾年的努力,土木工程學科進入國內前3名,水利工程學科進入前5名、建筑學進入前8名,在大平臺建設上邁出一個新臺階,承擔具有較大影響的國家大項目,在土木水利工程學科幾個主要領域出現若干具有國際前沿水平和影響的學術成果。
摘要:隨著人們生活水平的提高,對住宅建筑設計的要求也越來越高,同時對建筑節能的要求也越來越高,致使對住宅建筑的節能評價體越來越重視。論文以綠色建筑理念為出發點,以住宅建筑圍護結構工程為例介紹了DeST軟件的功能與操作流程,定義了住宅圍護結構參數,構建了住宅能耗量推理計算公式,以此可以完成住宅工程建設項目能耗的動態模擬計算。
關鍵詞 :DeST軟件;操作流程;能耗模擬計算
中圖分類號:TU201.7 文獻標志碼:A 文章編號:1000-8775(2015)04-0068-03
稿日期:2015-01-20
作者簡介:李陽馭(1990-),男,漢族,湖南長沙人,碩士研究生,專業:管理科學與工程。
1、引言
我國實行改革開放以來,經濟實力得到了飛速增長,人們對于建筑功能的要求隨著時代的變遷而發生改變,由以前功能比較單一的住房需求進而轉向功能多元化的住宅需求模式。目前我國建筑行業耗能總量約占社會總能耗的三分之一以上,其中住宅耗能所占比重逐步加大,尤其以住宅圍護結構方面的能耗損失更為嚴重,非常不利于經濟可持續發展。所以,住宅能耗研究工作已經成為世界各國關注的焦點,同時也是各國關注的重要科研課題之一。目前,從國內外建筑評價體系的發展狀況來看,針對住宅建筑的節能評價體系的研究尚處于起步階段,目前涉及的建筑評價方法主要有建筑節能性能評價和綠色建筑評價體系。本文重點運用建筑能耗計算軟件DeST(Designer´s Simulation Toolkit),采用動態模擬計算分析和數據比較的方法,定義住宅圍護結構參數,構建住宅能耗量推理計算公式,為住宅工程建設項目能耗的動態模擬提供計算方法,為今后住宅建設項目節能設計方案提供借鑒。
2、DeST軟件功能與操作流程
DeST軟件主要用于住宅建筑的全年動態模擬分析計算、住宅建筑熱環境影響效果研究、住宅建筑熱環境指標的分析、其他終端設備經濟性研究和住宅建筑功能區溫度分析研究等領域。
為了將整個模擬建筑的不同部位單獨分開模擬計算,DeST主要是通過對建筑不同部位單獨進行參數設置來分開進行模擬計算的。
1、建筑繪圖
描述建筑樓宇的拓撲結構:繪制建筑平面圖、建立樓層、畫分隔墻體、識別房間、添加門窗、房間標注。最后全樓拓撲檢查,通過后即確定建筑構圖形式。
2、建筑描述與系統描述
描述建筑物的各項參數,如外墻、內墻、屋面、樓板、門窗等參數;以及建筑方位、建筑朝向角度、建筑地理位置、通風換氣頻率、內擾參數等;還包括空調系統的各項參數,如空調開停時間、添加系統、系統風量變化范圍、空氣處理室屬性等功能。
3、建筑計算預處理
執行“動態模擬計算”中的“建筑動態計算預處理”命令,可對整個建筑進行檢查,確定整個建筑的完整性和門窗布置的合理性,自動刪除一些歧異的圍護結構,并且自動加入房間標識和內擾。若全樓檢查未獲通過,則要對存在問題的地方作相應的修改,直到檢查通過,建筑構圖和系統描述階段的工作才告完成。
4、計算結果統計報表輸出
計算結果統計報表輸出命令是將DeST計算出的數據結果以Excel報表的形式表現出來,里面的數據大部分是關于能耗分析的數據。
3、建模與參數設置
DeST建筑能耗動態模擬軟件是結合CAD圖形處理的基礎上進行參數設置的,是一款基于CAD圖形畫法的應用型研發軟件,同時也對CAD的優點進一步優化,對其缺點進行改善,顯得更加專業化和人性化,計算結果更為精準。
3.1 DeST建模步驟
建模的詳細步驟為:先輸入工程項目的具體名稱,然后新建樓層,在新建樓層的基礎上,設置每個樓層的層高,畫出墻體,由于本軟件特點,墻體的畫法應根據圖紙的相應尺寸大小進行設置;布置平面內房間的位置,設置房間的功能,根據這個定義可以區分不同房間不同的參數進行自動分配,包括室內溫度控制、人們的各項環境要求;然后是對門窗進行設置,在軟件中門窗的相對位置對于建筑的整體能耗影響比較小,可忽略不計,這是本軟件應用的一個設置特點。描述建筑方位,包括地理位置,建筑各個朝向的角度等,這對太陽輻射角度的影響比較大。
3.2 住宅圍護結構參數定義
所有的參數定義完成后進行建筑模擬計算預處理,軟件可以根據不同功能區進行自動參數分配,最后輸出一系列EXCEL能耗數據報表。DeST軟件定義了住宅圍護結構(墻體、屋面、門、窗)材料參數,下面以墻體材料參數為例列表如下,見表3.1。
住宅圍護結構各部位材料參數表所列出的項目是平時建筑工程中應用較為廣泛的傳統材料和各個材料的相應性能參數,主要包括圍護結構的外墻、內墻、門窗、樓板和屋面等。當這些參數被逐一輸入到軟件中進行計算時,由于不同的材料和不同的物理特性,經過計算后的各自平均傳熱系數都不一樣。結合以上數據表格,可以得出:那些常規材料一般熱阻較小,所使用這些材料的圍護結構傳熱系數比較大,導致其熱量的散失比較嚴重。
3.3 住宅能耗推理計算公式
為了便于理論的推導,假定建筑各樓層的面積相等,中間標準層的建筑功能分區和圍護結構、窗墻面積比等也一樣,根據建筑物傳熱原理,對于高層住宅建筑物的能耗計算,可采用下列公式進行推導分析:
建筑物為n層時的單位建筑面積耗能量指標Qn計算公式為:
式中:Qn代表建筑物在n層時單位面積的耗能量,單位為:(kW·h/m2);
Qm代表建筑物在m層時單位面積的耗能量,單位為:(kW·h/m2);
Q標準代表建筑物在標準層時單位面積的耗能量,單位為:(kW·h/m2);
f為建筑物計算樓層的面積;n,m為建筑物的層數,且m<n。
4 實證計算
4.1 項目概況
湖南省株洲市某小區住宅工程建設項目,項目總投資6.10億元,規劃總用地面積16265.7平方米,規劃可建設用地面積16013.9平方米,總建筑面積83509平方米。本項目共包括6幢住宅建筑和相關配套公建、商業建筑,A1A2棟為一組有兩棟16層的住宅組成的高層單元式住宅建筑;C棟為一棟31層的塔式高層住宅;D棟為一棟19層的塔式高層住宅;B1B2為一組由兩棟31層高層住宅組成的單元式住宅;地下室一層和二層主要功能為車庫。本項目計劃工期為:2012年9月開工,2013年12月竣工。
4.2 節能措施前住宅模型能耗的動態模擬計算
本文采用居住能耗模擬計算軟件DeST對建筑能耗進行模擬分析計算。由于本項目建設規模較大,故選取本項目中的A1棟住宅樓作為能耗比較對象。將A1棟住宅樓基本數據在軟件建模時輸入到各相應參數里面,從而可以得出相應的數據結果。
設定本項目建筑選材以常規材料為主,本模型設定墻體結構為:20mm水泥砂漿+240mm墻磚+20mm水泥砂漿;屋面結構:20mm內粉刷+100mm鋼筋混凝土+20mm水泥砂漿+5mm隔汽層+25mm水泥膨脹珍珠巖350+20mm水泥砂漿+5mm卷材防水層+5mm礫砂外表層;戶門:25mm松木云杉熱流方向垂直木紋門;戶窗:12mm平板玻璃。
所選取建筑模型按照我國相關節能標準執行,具體為:
(1)室內溫度參數設定:夏季設計為26℃,冬季設定為18℃;
(2)室外溫度的設定根據項目所處地氣象典型年的數據進行設置;
(3)制冷和空調采暖時,換氣通風次數根據實際情況設置,本項目采用1.0次/h;
(4)空調額定能效比系數選用2.5的;
(5)室內照明的熱平均強度為0.0141kWh/(m2/d),室內其他得熱平均強度為4.3W/m2。
由于A1座高層住宅共包含56戶,為了便于計算結果的直觀性,本次能耗分析模擬計算以一套標準戶型作為基準。軟件運算后可直接輸出節能措施前建筑模型能耗EXCEL報表。
4.3 節能措施后住宅模型能耗的動態模擬計算
節能技術運用后,本模型設定墻體結構為:20mm水泥砂漿+100mm鋼筋混凝土+35mm RE復合保溫砂漿;屋面結構:20mm內粉刷+100mm鋼筋混凝土+20mm水泥砂漿+5mm隔汽層+25mm水泥膨脹珍珠巖350+20mm水泥砂漿+5mm卷材防水層+20mm聚苯乙烯劑塑泡沫板+5mm礫砂外表層;戶門:25mm松木云杉熱流方向垂直木紋門;戶窗:12mm平板玻璃。
同理,軟件運算后可直接輸出節能措施后建筑模型能耗EXCEL報表。
從節能前后(針對建筑圍護結構材料和構造措施的改變)得出的能耗模擬數據對比中,節能前的采暖季熱負荷指標和空調季冷負荷指標分別為95.66W/m2、109.76W/m2,節能后的采暖季熱負荷指標和空調季冷負荷指標分別為78.45W/m2、81.23W/m2,節能潛力:采暖節能率和空調制冷節能率分別達17.99%和25.99%。這一數據僅僅只是一套標準戶(下轉73頁)(上接69頁)型的節能量,同理經過計算均可得出每套住房的模擬節能量,最后可以匯總得到整棟住宅能耗量。
5 結束語
DeST軟件可以對圍護結構的不同材料和結構構造自動計算其傳熱系數,經過修正后得到整體的平均傳熱系數,數據獲取比較便利、直觀。通過對建筑圍護結構不同部位能耗計算公式進行定量分析,采用動態模擬計算分析和數據比較的方法就可以對住宅的圍護結構節能前后進行詳細的模擬計算和分析,并綜合運用增量投資效益分析法對節能后增加的節能專項投資取得的節能效益進行經濟性評價,對能耗的計算可視化程度較高,對建筑能耗的計算提供了較好的公式化運算模型。
參考文獻:
[1] 權燕玲,岳敬平.論提高建筑外窗節能效果的途徑[J].門窗, 2011(04).
[2] V.OIgay.Design with Climate[M].Princeton:Princeton University Press,2013,49-53.
[3] 王潤霞.低能耗的綠色建筑[J].天津:天津大學學報社會科學 版,2010,10(2):98-104.
[4] 陳華.寒冷地區住宅建筑采暖節能綜合設計與分析[D].[天津 大學碩士學位論文].天津:天津大學建筑學院,2004,67-69.
[5] 馬淳靖.現代住宅外圍護結構設計研究[D].[東南大學碩士學 位論文].南京:東南大學,2005,46-49.
[6] 秦靜.美口德建筑節能立法及其啟示研究[D].[中國地質大學 碩士學位論文].北京:中國地質大學,2010,78-80.
南京大學城市與資源學系也開展了基于GIS技術的蘇州古城規劃。2000年聯合國教科文組織與東南大學建筑學院合作成立了GIS中心,并編制國內第一個專門用于歷史街區保護的信息管理系統(鎮江西津渡歷史街區)[15],胡明星和董衛老師翻譯聯合國教科文組織地理信息系統手冊[16],并開展GIS應用于歷史街區的現狀調查、保護規劃編制、保護和管理的全過程研究。武漢大學建筑系在歷史建筑保護方面也做了相關探索和研究,把GIS技術和歷史建筑價值評估等現狀研究工作緊密結合(圖1)。另外,有一些國內院校的碩士論文集中在數字化、GIS等技術手段與歷史建筑保護的結合,研究構建古村落文化遺產資源管理信息系統[17]、探討利用GIS技術分析舊城區土地性質、面積、空間分布等變化[18]、利用現代信息技術(3S)手段構建文化遺產保護工程管理綜合信息平臺,通過該系統為文物日常管理、搶救性保護以及修復實施和管理監測工作提供支撐[19]。另外也有一些研究集中在根據古建筑的模式化特征,分析研究應用參數化技術的方法,嘗試將參數化技術應用到古建筑的設計過程,建立古建筑的參數化模型,選用GDL(GeometricDescriptionLanguage)參數化技術研究中國古建筑大木的參數化設計[20]。以及建立參數化古建筑構件庫來實現古建筑三維模型的精確重建,實現古建筑的數字化存檔,為古建筑工程的復原、修復提供技術支持[21]。并探討參數化在建立單個古建筑模型時的技術實現。計算機領域也有研究通過對實體擴展數據的研究和對ESTL文件的定義,利用面向對象技術、ObjectARX和OpenGL等開發技術,研發古建筑的三維建模組件和虛擬仿真平臺[22]。在實際建造案例中,目前所能找到的將設計的具體信息公開的案例有雞足山佛塔寺項目,此設計中用BIM完整地做了一套重檐歇山頂仿古建筑模型,并運用于施工。清東陵景陵修繕設計方案中也探討了建筑信息模型在古建筑修繕過程中的實際應用[23]。研究歷史建筑的結構、表皮以及設備管線等模型信息分“層”復原,擴充建筑數據采集的任務量與最終成果的信息涵蓋量[24]。可見國內歷史建筑數字化技術與實踐已經邁出了可喜的一步。但由于我國起步較晚,歷史建筑的各類信息和基礎數據仍然不能及時準確地獲取、分析、共享,也無法解決面臨海量信息處理的難題。歷史建筑的知識庫不僅數據量大,而且根據時間的推移和技術的革新變化很快,需要建立追蹤監測機制。
2歷史建筑保護工作納入云服務平臺的可能性
歷史建筑保護一直以來是城市規劃、建筑學的研究重點之一,也是城市規劃和政府決策必不可少的一部分。然而目前歷史建筑保護工作和信息時代的差距仍然較大,歷史建筑信息大多數仍停留在紙質文檔,或者是單個計算機的電子文檔,這些文檔沒有形成統一規范的數據庫,不能很好地滿足用戶對相關數據和資料的查詢需求;傳統的測繪及保護手段不能滿足人們管理與保護古建筑的需求,二維的觀測也不能滿足人們對于古建筑的全方位認知。隨著計算機科學和激光技術的發展,地理信息系統(GIS)、三維激光掃描和虛擬現實技術的應用,我們可以清楚地看到在歷史建筑保護領域里全方位引入現代信息工具已經迫在眉睫。
2.1歷史建筑保護工作的數字化和信息化
目前的歷史建筑保護開始運用數字化技術,BIM則可以統籌這些數字化技術,加速文物建筑的數字化、信息化進程。其實BIM的內涵及外延早已超出了模型的范疇,也延伸出了建筑行業,甚至到整個工程行業。因此BIM的實用性十分適用于歷史建筑保護的工作。從時展的脈絡來說,BIM把以2D圖紙為基礎的保護手段轉變為3D模型為基礎的保護手段(圖2)。目前歷史建筑保護管理系統還只能局限于一個單位內部,無法做到所有參與方的協同合作,數據可視化和關聯性差,技術層級不夠,迫切需要形成統一規范的數據倉庫,在海量信息中自動搜集到相關的信息。BIM為歷史建筑保護的協同合作提供了很好的平臺。BIM的應用對于實現文物建筑保護及文物建筑管理,提高文物建筑保護的科學技術水平,促進文物建筑保護全面信息化和現代化,具有巨大的應用價值和廣闊的應用前景。如何利用BIM,往下統籌歷史建筑的各項數字化保護技術,往上整合到云服務平臺,很多技術細節迫切需要立項深入開展研究。
2.2歷史建筑保護工作的海量數據分析
歷史建筑的數字化保護已經將建筑學和計算機學科緊密結合。而近年來云計算的風起云涌給我們帶來了服務模式與技術上的創新思想和理念。云計算的設計思想就是把分散的計算任務分布在大量計算機系統構成資源上,使各種應用系統能根據需要獲取計算力、存儲空間和各種服務。云服務是基于云計算的各種服務,在基于云計算的云服務平臺中,計算壓力從客戶端轉移到服務終端,應用服務也由技術商提供遠程支持。這種新型的計算資源組織、分配和使用模式,有利于合理配置計算資源并提高其利用率,實現綠色計算。云計算為城市信息化建設提供了有效手段,通過云計算平臺提供的“云服務”經由網絡可以提供給包括城市管理部門、行業部門以及大眾用戶各種資源信息[25]。云服務技術與云服務系統使智慧城市時空信息云平臺與城鄉規劃的協同研究符合城鄉規劃的發展趨勢[26]。數字地球和智慧城市為歷史建筑的數字化保護指明了方向,基于云服務平臺的建筑信息模型為歷史建筑保護工作實現實時、動態、高效的時空信息管理提供了技術支撐。引入云計算技術統一化的數據訪問和開發技術,實行各種不同系統信息之間的互聯互通,保障信息的有效溝通和整合,從而實現海量數據的快速獲取與更新功能,實現真三維動態建模與可視化功能,使得歷史建筑向智能化、智慧化、語音化、真實化方向發展。
3基于云服務系統的歷史建筑管理信息系統
歷史建筑保護地域性強,需要強大的數據庫支撐,而且根據時間的推移和技術的革新變化很快。歷史建筑保護的先進技術包括虛擬復原技術需要進行大量的數據處理;歷史建筑保護的材料選購、價格計算也需要數據分析;歷史建筑的分類、壽命分析預測也需要運用數學模型。這些工作需要強大的數據分析工具。同時,依托歷史建筑綜合數據庫,規劃設計、文物保護和相關管理部門需要及時掌握各種能反映現狀的動態資料,建立一定的監測機制。目前歷史建筑的數字化保護技術多限于GIS、數字化測量、虛擬現實系統等方面,GIS可以對歷史建筑模型的空間信息進行有效的組織和處理,參數化技術可以解決歷史建筑信息數據的數字提取,數字化測量技術解決了傳統歷史建筑測繪方式不可比擬的存儲和傳遞優勢,虛擬仿真平臺的交互性、沉浸感和構想性在建筑的多媒體展示方面更顯其優越性,這些技術信息都是針對歷史建筑保護過程的某個片段,不能實現歷史建筑保護過程的全生命周期管理,缺乏在歷史建筑保護全生命周期中對歷史建筑的現狀、變化規律及發展趨勢做出完整的分析和評估的研究。BIM模型中包含的建筑信息可以被用于模擬歷史建筑保護更新中的狀態和變化,其普及與完善將對歷史建筑保護工作產生變革式的飛速發展。歷史建筑管理信息系統是以歷史建筑數據庫為核心,將計算機技術、通信技術、網絡技術、地理信息系統技術、遙感技術、城市規劃及系統科學、歷史建筑資源管理和保護的理論和方法,綜合應用于歷史建筑保護與管理事務的圖文一體化技術集成系統。
3.1基于建筑信息模型的歷史建筑保護模式
從歷史文化角度對城市中的歷史建筑進行保護和再利用已成共識,但仍需要著眼于拓寬視野,從歷史建筑的生態觀、歷史文化觀、法制觀和經濟價值觀等方面,對當今城市建設的可持續發展性進行了較為全面的研究,從更廣闊長遠的視角挖掘當今的城市建設中歷史建筑的價值并提出相應的數字化保護對策。這種價值發現和挖掘是系統的過程,其模式與方法研究能夠最大限度地發揮歷史建筑所蘊含的各種價值,提高現代城市的核心競爭力。在歷史建筑實體的保護層面,將基于數字技術研究方式進一步發展成為能支持對于歷史建筑的協同研究過程、管理過程和保護實施過程的新型研究和保護模式。根據文物建筑保護方案建立和維護BIM模型,使用BIM平臺匯總各項目團隊所有的維護相關信息,將得到的信息結合三維模型進行整理和儲存,以備項目全過程中各相關方隨時共享。探索數字測圖和各種檢測技術在歷史建筑實體保護應用中的可能性,通過調研和測試,用相關技術對歷史建筑遺產保護的適用性進行評估和總結。將歷史建筑信息管理系統與歷史知識庫等進一步集成,借助計算機網絡化管理,使歷史建筑研究過程、管理決策過程、以及實施優化過程進一步制度化、規范化,從而有效地提高歷史建筑的研究和保護水平。
3.2基于云服務的歷史建筑空間數據庫和數據分析技術
關鍵詞:土木類;專業平臺課;第三學期;特色課程
中圖分類號:G6420;TV文獻標志碼:A文章編號:
10052909(2017)01003605
1998年教育部將原土建類的供熱通風與空調工程專業和城市燃氣工程專業合并調整為建筑環境與設備工程專業。2012年教育部又將建筑環境與設備工程專業、建筑節能技術與工程專業、建筑設施智能技術專業合并為建筑環境與能源應用工程專業(以下簡稱建環專業)。建環專業兩次合并更名過程中,國內各相關高校對其課程體系和人才培養模式進行了積極探索。 張昌等[1]全面研究了建筑環境與設備工程專業的課程體系, 系統總結了專業人才培養中各個教學環節的教學經驗。楊吉民等[2]介紹了建筑環境與設備工程專業應用型人才培養體系的構建。王晏平等[3]介紹了建筑環境與設備工程專業培養計劃制定的原則及課程體系的主要內容, 闡述了課程體系及課程設置的主要特點。李銳等[4]對專業人才培養模式進行了研究,闡述了建筑環境與設備工程特色專業人才培養模式。符永正等[5]對專業指導委員會提出的最新專業指導性培養方案的課程體系、培養目標定位、課程名稱等提出一些建議。張騰飛等[6]將國內該專業培養計劃與課程設置與發達國家與地區高校相應專業進行了比較,發現國內的建環專業尚需增加涉及建筑學、結構、給排水等方面的專業平臺課,以打通目前存在的專業壁壘。李志生等[7]介紹了國內外建筑環境與設備工程專業最新的發展趨勢, 分析了高校進行建筑環境與設備工程專業人才培養和專業建設時所應采取的對策。張國強等[8]研究并學習發達國家的思維方法,對建環專業進行準確的專業定位。倪龍等[9]認為建環專業創新型工程技術人才的培養需要強化實踐性教學環節,注重學生工程實踐能力的培養,加強學生動手能力的訓練。徐榮進等[10-11]提出了學校、教師、企業和學生等各群體在實踐教學環節中存在的問題,論述了專業實踐教學環節的重要性及其改革的必要性。李永存等[12]認為在建筑環境與能源應用工程專業課程體系中應新增能源供給系統方面的內容,以滿足行業對該專業人才的培養要求,同時也促進該專業的健康發展。金光[13]針對新更名的建筑環境與能源應用工程專業課程體系和“教與學”存在的問題,提出在必修環節適當增加建筑節能技術與管理課程模塊。南昌大學建筑環境與能源應用工程專業根據學校本科招生制度和培養模式的新變化,制定了2016版大土木類建環專業人才培養方案。
一、南昌大學制定建環專業新版培養方案的背景
南昌大學建筑環境與能源應用工程專業的前身是2010年申蟮慕ㄖ節能技術與工程專業,當時是應教育部關于
高等學校設置戰略性新興產業相關本科新專業的要求而申報的,于2011年開始正式招生。學校建筑節能技術與工程專業設置在建筑工程學院。學院有土木工程系、建筑學系、水利工程系及工程力學實驗中心,擁有8個建筑、土木及力學類專業。學校第一版建筑節能技術與工程專業人才培養方案,以傳統建環專業培養課程為主,兼具部分建筑土木和節能課程。
為將南昌大學建設成區域特色鮮明的高水平綜合性大學,全面提高學校本科人才培養質量,在“人為本、德為先、學為上”的育人理念引領下,根據教育部《普通高等學校本科專業目錄(2012年)》《普通高等學校本科專業設置管理規定》等文件要求,在總結學校2012年以來人才培養模式改革實踐取得的經驗和成績的基礎上,南昌大學制定2016版本科專業培養方案。此次培養方案的修訂,以提高人才培養質量為核心,以通專融合為途徑,以創新創業教育為突破口,以人才培養模式改革為驅動力,以構建知識、能力、素質為核心的人才培養目標體系為抓手,以大類培養、學分選課制、三學期制、學業評價等改革為手段,著力構建適應學生個性化發展,更加科學和靈活多樣的人才培養體系。
二、培養目標
根據專業指導委員會要求及學校具體情況,修定后的建環專業人才培養方案的培養目標為:適應國家社會主義現代化建設需要,德、智、體、美全面發展,具備較好的自然科學與人文科學基礎,具備計算機和外語應用能力,具有土木建筑基本知識,掌握建筑環境與能源應用工程專業的基礎理論和專業知識,獲得工程師基本訓練,并具有一定創新能力的復合型工程技術人才。畢業生具有在政府部門、設計研究院、工程建設公司、設備制造企業、運營公司、能源管理公司、綠建咨詢公司等單位和機構,從事采暖、通風、空調、凈化、冷熱源、供熱、燃氣、節能改造等方面的規劃設計、研發制造、施工安裝、運行管理及系統保障等技術或管理崗位工作的能力。
三、 建環專業大土木類人才培養課程體系
南昌大學2016版本科專業培養方案課程體系由通識教育課程、學科基礎課程、專業課程和創新創業類課程構成。專業通識教育課程約占30%,學科基礎課程約占30%,專業課程約占36%,創新創業類課程約占4%。通識教育課程分為Ⅰ類公共必修課程和Ⅱ類文化素質教育選修課程。Ⅰ類公共必修課由思想政治理論課、英語、體育、計算機類課程等組成。Ⅱ類文化素質課主要包括
培養學生人文素養、認知能力、實踐能力、批判能力、國際視野,幫助學生掌握不同學科的科學思維方法,對學生進行完善人格教育與心理健康教育的優質通識教育課程。學科基礎課程由
最核心、最基礎的專業主干課程(16門左右)組成。專業課程則根據學生就業、考研、出國或者聯合培養等要求靈活設置課程模塊,允許學生根據自己的興趣愛好、個性需求,在學院教師指導下選擇適合自己的課程,從而形成個性化的專業或者專業方向。專業課程分為專業主干課程和專業選修課程。基于學校2016版人才培養方案要求,建筑環境與能源應用工程專業培養課程體系學分比例見表1。
(一) 構建土木類專業課程平臺
南昌大學自2016年開始不分專業按院系大類招生,一、二年級按大類進行培養,同一大類的學生修讀共同學科平臺課程,三、四年級根據學生個人興趣和發展需求進行專業分流,分類培養。共同修讀兩個學年的專業大類平臺課程應不低于16門,共同修讀一年半的專業大類平臺課程應不低于12門,共同修讀一年的專業大類平臺課程應不低于8門。學生專業分流時間原則上在第二個學年結束后。但是由于建筑工程學院土木系有土木工程、建筑環境與能源應用工程、給排水科學與工程、工程管理4個本科專業,專業種類繁雜,因此,選擇共同修讀一年8門專業大類平臺課程(具體課程見表2)。表2中工程制圖類課程包括畫法幾何、土木CAD及部分建筑信息模型(BIM)課程,還安排了BIM相關課程設計。工程測量系列課程是此次培養方案新增的課程,一是學院具有完備的工程測量課程理論和實踐教學條件;二是有很多畢業生從事工程施工工作,需要學習該課程知識。工程經濟學及管理基礎課程由工程管理教研室承擔教學,為學生將來從事項目管理及工程造價工作提供理論基礎。
(二) 第三學期實踐課程設計
南昌大學現在實行的是傳統兩學期制教學模式,即秋季學期(約20周)+寒假(約5周)+春季學期(約20周)+暑假(約7周)。改革后,根據《南昌大學“三學期制”實施方案》,
實行“三學期制”,以實現課程結構的整體優化。學期制模式改為兩長一短三個學期,即:秋季學期(18周)+寒假(約5周)+春季學期(18周)+夏季學期(4周)+暑假(約7周),總教學周數為40周,寒暑假的放假時間基本不變。實施“三學期制”后,秋季學期和春季學期主要安排理論教學,夏季學期主要安排實習、實訓、課程設計、綜合試驗等實踐教學環節。根據學校要求,此次建環專業新版培養方案中,將原先在春秋學期進行的課程設計、實驗、認識實習安排在夏季學期即第三學期(見表3)。
根據學校學制學分規定,學分計算最小單位為0.5學分,理論學時須為8學時的整數倍,實驗學時須為16學時的整數倍,實驗學時超過32學時的實驗課,可以單獨設為一門課程,不到32學時的實驗課,應在同一課程群內整合成實驗課;鼓勵多開設設計性、綜合性實驗項目。因此,將原本分散在傳熱學、工程熱力學和流體力學課程中的驗證性試驗合并為熱工及流體實驗,并在三年級夏季學期開設,之前工程熱力學理論課在二年級上學期開設,傳熱學課程和流體力學課程在二年級下學期開設。另外,將供熱工程、空氣調節、空調用制冷技術三門課程的實驗合并成暖通空調綜合實驗,在四年級夏季學期開設,之前空調用制冷技術課程在三年級上學期開設,供熱工程課程和空氣調節課程在三年級下學期開設。
將課程設計和實驗安排在夏季學期,這樣不會影響學生春秋學期期末備考理論課,同時又能使學生專心完成實踐任務,也便于教師集中指導。
(三)特色課程設計
1.土木特色課程
由于學院特色課程主要是傳統土木和建筑類相結合的課程,因此,建環專業側重土建類理論知識體系,這不同于偏重機械類課程體系的傳統建環專業。除了上文介紹的土木類平臺課程外,建環專業培養方案還設置有房屋建筑學(含課程設計)、綠色建筑材料(含實驗)課程,分別在二年級的上學期和下學期開設。土木類特色課程的設置,旨在使學生掌握一定的房屋建筑結構設計原理,具有一定建筑識圖能力,同時對保溫節能建筑材料的結構原理、力學及熱工性能也有了解。
2.建筑節能類特色課程
由于建環專業的前身是建筑節能技術與工程專業,因此修訂培養方案時保留了第一版培養方案中有關建筑節能類課程,包括建筑節能原理及技術、建筑能效評估(含課程設計)、建筑能效管理與節能、太陽能建筑一體化(含課程設計)等課程。與第一版培養方案的區別在于,這次修訂將這些課程分別設在大三下學期及大四上學期。目的是為了讓學生將來能在能源管理公司、綠建咨詢公司,從事建筑節能改造及項目咨詢工作,擴大學生的專業適應范圍。
3.開放研究生課程共享
按學校要求,“學院在修訂培養方案時,可以考慮開放研究生課程共享,鼓勵有志于繼續深造的同學提前修讀研究生課程,如果進入我校學習,其在本科期間修讀的研究生課程將給予認定并免修。”此次培養方案中設有數值傳熱學、能量系統火用分析等研究生選修課,一方面是為了響應學校要求,另一方是為了拓寬學生的知識面,為學生畢業論文選題提供理論基礎。
四、結語
建筑環境與能源應用工程專業經過兩次專業名稱的變更,使其專業應用范圍得到擴大和調整,極具時代特色。根據南昌大學2016年起不分專業,按院系大類招生,一、二年級按大類進行培養教學的要求,土木工程系建環專業進行了大土木類人才培養的創新探索和實踐。主要舉措有開設8門大土木類專業平臺課程、構建第三學期實踐課程及開設特色課程(土木類特色課程、節能類特色課程和
研究生共享課程)等三方面,取得了較好的實踐效果。參考文獻:
[1]張昌, 鄭萬兵, 湯文華, 汪秀清. 建筑環境與設備工程專業課程體系的研究與實踐[J]. 高等教育, 2008,17(3):35-40.
[2]楊吉民, 李清清, 張照輝. 建筑環境與設備工程專業應用型人才培養體系構建[J]. 高等教育, 2009,18(6):18-21.
[3]王晏平, 黃鐳, 王造奇, 宣玲娟. 建筑環境與設備工程專業課程新體系框架探討[J]. 高等教育, 2005,14(3):45-48.
[4]李銳, 郝學軍, 詹淑慧, 邵宗義. 建筑環境與設備工程特色專業研究與建設[J]. 高等教育, 2011, 20(6):35-39.
[5]符永正, 劉冬華, 焦良珍. 關于建筑環境與設備工程專業若干問題的探討[J]. 中國大學教學, 2012(4):40-42.
[6]張騰飛, 耿陽, 王樹剛, 端木琳. 建筑環境與設備工程專業寬口徑大類培養探索――中外大學培養模式對比分析[J]. 高等教育, 2011,20(1):22-26.
[7]李志生, 張國強, 李念平, 陳友明, 歐陽浪琴. 建筑環境與設備工程專業國內外發展趨勢[J]. 高等教育, 2008,17(1):1-5.
[8] 張國強, 李志生, 陳友明, 李念平, 歐陽浪琴. 基于教育國H化的建筑環境與設備工程專業定位探討[J]. 高等教育, 2006,15(3):4-9.
[9]倪龍,姚楊. 建筑環境與設備工程專業人才需求及培養探討[J]. 高等教育, 2010,19(4):46-50.
[10]徐榮進, 王貞濤, 宋新南, 徐惠斌. 建筑環境與能源應用工程專業實踐教學創新探索[J]. 中國電力教育, 2014(5):188-190.
[11]徐榮進,宋新南,王貞濤,王穎澤. 建筑環境與能源應用工程專業實踐教學體系構建與改革[J]. 教育教學論壇, 2015 (1):107-108.
[12]李永存, 王海橋, 鄒聲華, 李軼群. 建筑環境與能源應用工程專業課程體系建設與探索[J]. 當代教育理論與實踐, 2014, 6(10):28-29.
[13]金光. 新形勢下“ 建筑環境與能源應用工程”專業課程體系及“教與學”的思考[J]. 教育教學論壇, 2013(46):110-111.