區(qū)域性高校建環(huán)專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)室建設(shè)*

方武 程海峰 王晏平

安徽建筑工業(yè)學(xué)院 合肥 230601

區(qū)域性高校建筑環(huán)境與設(shè)備專業(yè)本科人才培養(yǎng)的基本任務(wù)應(yīng)該是為區(qū)域或地方的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和建設(shè)服務(wù)，其畢業(yè)生就業(yè)方向多是面向基層一線的工作崗位，要實(shí)踐能力強(qiáng)，有解決實(shí)際工程問題的能力。如何培養(yǎng)出“專業(yè)基礎(chǔ)扎實(shí)，工程實(shí)踐能力強(qiáng)的應(yīng)用型人才”[1]以適應(yīng)人才市場的需求，是目前擺在區(qū)域性高校面前的問題。“工欲善其事，必先利其器”，要想培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力，強(qiáng)化專業(yè)知識的教學(xué)，就先需要在教學(xué)硬件設(shè)施上創(chuàng)造良好的條件，這就需要建設(shè)一個以培養(yǎng)學(xué)生工程能力為目的的專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)室來為教學(xué)和科研服務(wù)。出于這個原因，組建建筑環(huán)境與設(shè)備綜合實(shí)驗(yàn)室，搭建綜合實(shí)驗(yàn)平臺。以下就實(shí)驗(yàn)室搭建的具體過程加以詳述。

1 綜合實(shí)驗(yàn)室設(shè)計構(gòu)想

盡管搭建綜合實(shí)驗(yàn)室是在專業(yè)水平評估的促使下完成的，但還是從長遠(yuǎn)考慮，將實(shí)驗(yàn)室定位在教學(xué)、科研和社會服務(wù)一體化的綜合服務(wù)平臺上，教學(xué)時實(shí)驗(yàn)臺就是教學(xué)工具，科研時實(shí)驗(yàn)臺也是科研實(shí)驗(yàn)儀器，做社會服務(wù)時實(shí)驗(yàn)臺又是合作交流的工作平臺。之所以這樣考慮，其最終目的還是要強(qiáng)化學(xué)生實(shí)際工程能力的培養(yǎng)。這種將教學(xué)、科研和社會服務(wù)融為一體的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方式能夠最大限度地讓學(xué)生接觸實(shí)際工程的生產(chǎn)建設(shè)環(huán)節(jié)，因?yàn)橛糜诳蒲泻蜕鐣?wù)的實(shí)驗(yàn)方式必然是當(dāng)前社會普遍采用甚至是最前沿的技術(shù)方式，學(xué)生在這樣的實(shí)驗(yàn)條件下學(xué)習(xí)，其實(shí)際工程能力必然得到顯著提高。下面從這三個方面談?wù)剬?shí)驗(yàn)室的設(shè)計構(gòu)想。

1.1 以設(shè)計性、綜合性實(shí)驗(yàn)作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主題

在此之前已有自己的專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，所開的實(shí)驗(yàn)項目都是課內(nèi)實(shí)驗(yàn)，附屬于理論教學(xué)，形式上都是以演示性和驗(yàn)證性為主，很少有綜合性實(shí)驗(yàn)，沒有設(shè)計性實(shí)驗(yàn)。這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式作為理論教學(xué)的輔助手段還可以，但要作為培養(yǎng)工程應(yīng)用型人才的教學(xué)工具顯然是不夠的。為了加強(qiáng)學(xué)生工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方式上必須加以改革，要開設(shè)專門的實(shí)驗(yàn)課程，實(shí)驗(yàn)項目形式上要以設(shè)計性、綜合性實(shí)驗(yàn)為主，內(nèi)容上要突出專業(yè)知識在實(shí)際工程中的綜合應(yīng)用。基于這樣的考慮，表1是主要教學(xué)實(shí)驗(yàn)項目的內(nèi)容。

表1

1.2 搭建綜合實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)平臺服務(wù)于科研

綜合實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)平臺不僅是教學(xué)儀器，也是專業(yè)師生的科研儀器，這個實(shí)驗(yàn)平臺教學(xué)時可作為學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，教師科研時可根據(jù)工作任務(wù)的要求稍加改動就能成為科研用儀器設(shè)備。這里所說的綜合是指實(shí)驗(yàn)臺包括的范圍觸及本專業(yè)的各個分支；基礎(chǔ)是指實(shí)驗(yàn)臺做得并不細(xì)致到位，而是為改動留有空間。因?yàn)榻處煹目蒲腥蝿?wù)會涉及專業(yè)的各個方面，所以實(shí)驗(yàn)臺要包含專業(yè)相關(guān)的主要領(lǐng)域，像這個基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)臺就有中央空調(diào)水冷機(jī)組、風(fēng)冷熱泵系統(tǒng)、多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)、地源熱泵系統(tǒng)、遠(yuǎn)程自動控制系統(tǒng)等。另外，實(shí)驗(yàn)臺在組裝時都預(yù)留了改進(jìn)的余地，以方便教師根據(jù)自己科研任務(wù)的要求對其加以改造。

1.3 添置便攜式儀器以滿足社會服務(wù)

社會服務(wù)在整個專業(yè)發(fā)展規(guī)劃中一直予以高度重視，因?yàn)檫@和教學(xué)、科研也是密不可分的，條件允許的話，也可以讓學(xué)生直接參與社會服務(wù)工作，直接接觸生產(chǎn)實(shí)踐。由于搞社會服務(wù)的對象往往都在工程現(xiàn)場，這就需要帶著可隨身攜帶的便攜式儀器到現(xiàn)場做測試，因此添置一批此類的高精度檢測儀器以方便外出測試。這些儀器在社會服務(wù)時就拿出去做檢測儀器，教學(xué)和科研時也可以在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)臺上作為測量儀器使用。

2 綜合實(shí)驗(yàn)室的搭建

在搭建專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)室之前走訪上海、南京等地兄弟院校，學(xué)習(xí)他們在實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方面的成功經(jīng)驗(yàn)，這為后來搭建實(shí)驗(yàn)室提供了不少幫助。以下對搭建工作分項加以說明。

2.1 綜合基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)平臺的搭建

綜合基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)平臺是整個綜合實(shí)驗(yàn)室搭建的重點(diǎn)，完成了它的搭建等于完成整個實(shí)驗(yàn)室搭建工作的大半。考慮到學(xué)生工程應(yīng)用能力的培養(yǎng)，綜 合基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)平臺沒有采用模型化的設(shè)計，而是采用真實(shí)系統(tǒng)的建設(shè)方式來完成。換句話說，實(shí)驗(yàn)臺就是一個真正的中央空調(diào)系統(tǒng)，其中的各種設(shè)備、管道、閥門也都是實(shí)際工程中常用的組件。學(xué)生在這里做實(shí)驗(yàn)，其實(shí)也是在實(shí)習(xí)，今后工作中經(jīng)常見到的各種設(shè)備他們在學(xué)校學(xué)習(xí)階段已經(jīng)接觸并熟悉了。整個基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)平臺比較大，占有兩層樓的面積。圖1是實(shí)驗(yàn)臺冷熱源部分和空氣品質(zhì)測試房間的平面布置。由于這個實(shí)驗(yàn)臺包括的內(nèi)容比較多，把整個實(shí)驗(yàn)臺分成以下幾塊分別完成。

圖1 綜合實(shí)驗(yàn)室平面布置圖

圖2 綜合實(shí)驗(yàn)平臺冷熱源系統(tǒng)圖

圖3 綜合實(shí)驗(yàn)平臺組合式空調(diào)箱

圖4 綜合實(shí)驗(yàn)平臺新風(fēng)空調(diào)箱

1)中央空調(diào)綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。這塊為整個實(shí)驗(yàn)平臺最大的一塊，其組成在冷熱源(圖2)上有水冷機(jī)組、電熱鍋爐和風(fēng)冷熱泵機(jī)組，作為夏季空調(diào)、冬季采暖和過渡季節(jié)的冷熱源；空氣處理設(shè)備是一臺組合式空調(diào)器(圖3)，其內(nèi)設(shè)有袋式除塵器、表冷器、噴淋系統(tǒng)，作為空氣的溫濕和凈化處理設(shè)備；加上連接水管、風(fēng)管、風(fēng)機(jī)、水泵和風(fēng)機(jī)盤管(圖4)，構(gòu)成系統(tǒng)的基本組成部件。水冷機(jī)組、電熱鍋爐和風(fēng)冷熱泵機(jī)組3種冷熱源在水管系統(tǒng)上相對獨(dú)立，水冷機(jī)組除冷卻水系統(tǒng)為其獨(dú)有外，在冷凍水管路上和電熱鍋爐共用一個管路，夏冬兩季因需要而做相應(yīng)切換；風(fēng)冷熱泵機(jī)組有其獨(dú)立的水系統(tǒng)與組合式空調(diào)器連接。風(fēng)管系統(tǒng)三者共用同一管路，管路上設(shè)有新風(fēng)口，并帶有風(fēng)量調(diào)節(jié)閥，實(shí)驗(yàn)時根據(jù)要求來控制新風(fēng)量(圖5)。為了能做空氣品質(zhì)和氣流組織方面的實(shí)驗(yàn)，專門搭建一個測試房，房中接有送、回風(fēng)口與空調(diào)風(fēng)管相連。

2)地源熱泵實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。專門選一個實(shí)驗(yàn)室作為地源熱泵實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的測試房間，室內(nèi)吊裝一臺整體式地能空調(diào)機(jī)組和兩臺分體式地能空調(diào)機(jī)組作為主要的空調(diào)設(shè)備(圖6)。在實(shí)驗(yàn)室北面的空地上打有4口測試井，井深150米，其中有兩口井內(nèi)放置U型盤管，其內(nèi)裝有系統(tǒng)的工作用水用來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與土壤之間的換熱，而有一口井未裝盤管，用作對比測試(圖7)。地源熱泵實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)現(xiàn)在是獨(dú)立的系統(tǒng)，需要的話還可對管路加以改造，與中央空調(diào)綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)連成一體。

3)中央空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)分為軟件和硬件兩個部分。軟件采用愛爾蘭西朗公司的控制軟件，在安裝設(shè)置上都留有編程的界面，以方便實(shí)現(xiàn)控制軟件的再次開發(fā)，這樣教師在做教學(xué)和研究時可以根據(jù)需要對控制程序做出相應(yīng)更改。硬件部分包括中央監(jiān)控主機(jī)、網(wǎng)絡(luò)伺服器、可編程控制器、各種傳感器和執(zhí)行部件。圖2～圖6所示就是監(jiān)控系統(tǒng)在計算機(jī)上的操作界面，實(shí)驗(yàn)時可以在界面上對綜合平臺的實(shí)驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控記錄，同時可以對實(shí)驗(yàn)臺的各種執(zhí)行器進(jìn)行遠(yuǎn)程控制以方便實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行。

2.2 節(jié)能檢測儀器

為了方便社會服務(wù)，添置一批高精度的檢測儀器。這批儀器只要經(jīng)過標(biāo)定，就可以拿出去做測試，平時也可作為教師和學(xué)生的實(shí)驗(yàn)儀器使用。儀器主要有TESTO435-4多功能測量儀、建筑熱工溫度與熱流自動測試系統(tǒng)、超聲波流量計、風(fēng)口流量計等。

圖7 地埋管傳感器布置示意

2.3 企業(yè)研發(fā)基地

為了更好地開展社會服務(wù)，加強(qiáng)學(xué)校與企業(yè)之間的合作交流，安徽建筑工業(yè)學(xué)院建筑環(huán)境與設(shè)備專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)室已成為揚(yáng)子、美的等企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)和人員培訓(xùn)基地。風(fēng)冷熱泵空調(diào)系統(tǒng)、地能空調(diào)機(jī)組用的就是揚(yáng)子必威空調(diào)公司的贈品，多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)、空氣能熱水器實(shí)驗(yàn)裝置用的就是美的公司的贈品。采用這種合作交流方式，對教學(xué)、科研都大有好處。

3 綜合實(shí)驗(yàn)室的應(yīng)用與效果

實(shí)驗(yàn)室建成后經(jīng)專業(yè)教師驗(yàn)收即投入使用。2009年春，建設(shè)部對學(xué)校建筑環(huán)境與設(shè)備專業(yè)進(jìn)行專業(yè)水平評估，評估專家參觀完綜合實(shí)驗(yàn)室后，對實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)給予好評。之后的3年里，實(shí)驗(yàn)室在教學(xué)上已成為學(xué)生實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)的重要場所，實(shí)驗(yàn)室的各種儀器設(shè)備使學(xué)生大開眼界，極大地提高了他們的學(xué)習(xí)興趣。科研上綜合實(shí)驗(yàn)室也成為教師完成科研任務(wù)的工作平臺，多個國家級、省部級的科研項目在此完成或正在進(jìn)行。社會服務(wù)方面，許多企業(yè)都把綜合實(shí)驗(yàn)室作為他們的產(chǎn)品研發(fā)和人員培訓(xùn)基地，在此也完成許多學(xué)校與企業(yè)合作的產(chǎn)學(xué)研項目。

4 結(jié)束語

建筑環(huán)境與設(shè)備綜合實(shí)驗(yàn)室的建成，標(biāo)志著建筑環(huán)境與設(shè)備專業(yè)在教學(xué)與科研水平上又上升一個層次，這為該專業(yè)以后向更高層次發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。有了這個支撐平臺，今后在教學(xué)、科研和社會服務(wù)方面將會有更大的拓展空間和發(fā)展前景。

[1]刀學(xué)龍,羅增勇.區(qū)域性高校工科應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的探討[J].價值工程,2010(14):213-214.