改進建能專業畢業設計任務創新提高設計質量

高 興，高 元，朱 江

( 1.大連海洋大學，遼寧 大連 116023；2.中國建筑東北設計研究院有限公司大連分院，遼寧 大連 116023 )

改進建能專業畢業設計任務創新提高設計質量

高 興1，高 元2，朱 江2

( 1.大連海洋大學，遼寧 大連 116023；2.中國建筑東北設計研究院有限公司大連分院，遼寧 大連 116023 )

為了改進畢業設計質量，依據實際工程五個階段設計的任務及作用，指出現行畢業設計任務及作用的差距和存在的問題；改進了畢業設計任務書的基本內容和質量要求，定位本科畢業設計更符合實際工程的初步設計要求；提出優秀畢業設計應體現創新和突破，應將新型節能技術、新型節能設備應用于畢業設計當中。

畢業設計任務；方案論證；初步設計；設計概算

畢業設計是本科教學中一個關鍵的環節。要求學生結合畢業設計課題，綜合應用所學專業知識和基礎知識進行創新設計，解決工程實際問題，完成從理論到實踐的過渡教學過程。通過多年指導畢業設計，發現畢業設計環節還存在一些嚴重的問題。

1 目前畢業設計環節存在的問題

高校建能專業現行的畢業設計任務要求與實際采暖空調工程設計偏離太大，導致學生的畢業設計不像方案設計，不像初步設計，不像擴初設計，更不像施工圖設計。導致這一結果的原因是下達的本科畢業設計任務書偏離了實際工程各個階段設計任務的內涵和作用。下面針對存在的幾個關鍵性問題做一下分析。

1.1 畢業設計要求的范圍和深度

采暖空調通風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計分為方案設計、初步設計、擴初設計和施工圖設計五個階段設計。這五個階段設計的文件和圖紙是按照甲方項目開發和建設過程的工作需求來完成的。比如項目開發初期要報批、辦理手續時候，就要用到方案設計文件和圖紙；開發項目需要資金貸款，則需要設計概算，這就要求機電各個專業在初步設計過程完成；招標工作則需要使用擴初設計文件和圖紙[1]；施工階段則需要施工圖設計文件和圖紙，復雜的采暖通風工程還需要二次深化設計文件和圖紙；項目竣工驗收則需要竣工文件和圖紙。顯然，這五個階段設計的文件和圖紙的內容范圍和內容深度是有一定區別的。

針對上述五個階段設計的文件內容和圖紙內容，本科畢業設計是不可能在2-3月期間全部完成，這就涉及到明確本科畢業設計的內容范圍和深度問題。需要參考實際工程中這五個階段設計的任務要求，精選出適合本科畢業設計的任務要求，讓學生明白搞完一項畢業設計完成了五個階段設計的哪些部分工作，畢業設計文件能起到什么作用。從目前的畢業設計任務要求來看，滿足不了五個階段設計的任何一個階段的任務要求。學生花掉大量時間搞負荷計算，而設備選型和設計概算一塌糊涂。這就需要專業教師們首先要掌握五個階段設計的任務要求，有針對性地制定出本科畢業設計的任務要求。

1.2 畢業設計程序

目前本科畢業設計的程序是按照以下步驟進行的：選題、開題、建筑圖領取、文獻綜述、方案論證、負荷計算、水力計算、風阻計算、設備選型、圖紙、設計說明書。

學生按照這個畢業設計程序進行畢業設計工作，最終的成果就是圖紙和設計說明書。由于完成一個建設項目是一項系統工程，需要經過可行性研究、設計、施工前準備、施工和竣工運行五個過程工作[2]，而設計工作的五個階段設計也是對應建設項目的五個過程工作服務的，有其對應的作用和意義。例如，可行性報告報批和辦理手續時，需要設計單位必須在這個時間節點完成方案設計和設計概算；施工前準備工作中招投標，需要的技術資料是擴初設計，設計單位在這個時間節點必須在初步設計的基礎上完成擴初設計；施工階段的設備安裝、管線安裝必須依據施工圖施工，這就要求按照設計單位按照施工計劃，完成相應的施工圖設計；施工階段支付工程款是以現場實際的工程量為依據，要求施工圖與現場吻合，為了動態掌握和控制成本，發生設計變更還應及時更改施工圖紙，調整施工圖預算[3]。所以從設計概算、招投標報價、施工圖預算、施工預算、竣工決算這五項也都與設計文件和圖紙密切相關。而畢業設計的程序與建設項目的工作程序卻沒什么關系，即本科畢業設計環節與未來的實際工作程序基本脫節，難以實現從理論到實踐的過渡教學過程。

1.3 方案論證

方案論證是本科畢業設計過程中極其重要的部分，也稱為方案設計。方案論證正確與否直接決定了畢業設計質量。評審過一些省級、市級、校級高校本科建能專業的優秀畢業設計資料，發現一個共同的問題，沒搞清楚方案論證到底要論證什么。例如，畢業設計題目為某某高檔寫字間空調系統設計，針對高檔寫字間空調系統的方案論證應該是將傳統的定風量空調送風系統、變風量空調送風系統和風機盤管加新風系統三者之間進行能耗比較分析和工程造價比較分析，才能得知哪個系統形式更優越。而文獻綜述也應是圍繞著三個系統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能技術和新型節能設備的空調送風系統和空調水系統。然后再進行水力計算、風阻計算、設備選型等等。因此說方案論證的本質是有理有據地進行方案設計的過程。完成了方案設計，就等于為后續的初步設計、擴初設計指明了方向。這就是方案論證的作用。因此說，方案論證或方案設計是整個畢業設計過程中最重要的環節、也是畢業設計的難點。但是。目前建能專業的本科畢業設計，即使是優秀的畢業設計，也沒有做好方案論證工作，后續的工作是在錯誤的方向上繼續做下去。

1.4 畢業設計文件

由于建筑工程中的方案設計文件用于辦理工程建設的有關手續；設計概算文件用于貸款籌集資金的依據；擴初設計文件用于招投標工作的依據；施工圖設計文件用于施工的依據，因此，無論是項目開發單位、施工單位、監理單位，還是政府相關職能部門，都高度重視各個階段設計的文件部分。而本科畢業設計的文件內容雖然也包括設計說明和圖紙兩個部分，但是編制的主要內容重點在計算過程，缺少了許多上述應用內容，與實際工程的設計文件框架內容差距太大，起不到應有作用。應參照實際工程設計文件的主要框架內容編寫，這樣做才能實現從理論到實踐的過度教學過程。

建筑項目中，采暖、空調通風工程的初步設計文件包括說明資料和圖紙兩個部分。

1.4.1 初步設計說明資料

1.4.1.1 采暖、空調與通風部分說明

主要內容包括：工程概況、設計依據、設計范圍、采暖系統、通風系統、制冷系統、防煙系統、排煙系統及主要設備材料表。

1.4.1.2 熱能動力部分說明

(1)鍋爐房部分的設計依據、工程概況、設計范圍、熱負荷的確定及鍋爐型號的選型、熱力系統及輔機選擇、煙、風系統和環保措施、簡述鍋爐房及附屬間的組成、對擴建發展的考慮等、技術經濟指標。

(2)室內、外動力管道的設計依據、設計范圍、各種介質負荷的確定、管道及其敷設、主要設備及材料表。

1.4.1.3 設計概算部分說明

主要內容包括：工程概況、編制依據、建設規模、建設范圍、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_定一個建設項目從籌建到竣工驗收交付使用所需全部建設費用的總文件，包括三個部分：建筑安裝工程費和設備購置費、其他費用和不可預見的工程和費用。

1.4.2 初步設計圖紙

(1)采暖、空調與通風設計圖紙包括：目錄、采暖、空調、通風系統圖、平面圖、主機房、熱交換間主要冷熱源機房平面圖、設備位置及規格、特殊自控系統原理圖、主要設備及材料表。

(2)熱能動力設計圖紙包括：目錄、設備平、剖面布置圖、原則性熱力系統圖、燃料及除渣系統布置圖、區域布置圖、管道平面布置圖、主要設備及材料表。

(3)建筑各層平面防火及防煙分區圖；消防排煙通風各層平面圖、前室、樓梯間、內廊正壓送風系統圖、主要設備及材料選型。

2 明確畢業設計任務及定位

參與評審高校本科建能專業的優秀畢業設計資料還發現，選題報告、開題報告和畢業設計任務書的核心內容基本都差不多，都是寫出了選題、開題、建筑圖領取、文獻綜述、方案論證、負荷計算、水力計算、風阻計算、設備選型、圖紙、設計說明書等工作項目的開始時間和完成時間，把設計任務書當成了設計實施計劃來編寫。特別強調的是，畢業設計任務書的核心內容是寫出各個設計分項的工作內容及質量要求，其次是設計實施計劃。例如，前面闡述的方案論證分項，對應的任務要求是利用新的節能技術原理、新的節能設備技術性能特征論證擬采用的風系統和水系統比傳統的系統更節能或造價更低。參照實際建筑工程項目的建設程序和設計任務要求，結合建能專業本科畢業設計要從理論向實踐過度的特點，編制出建能專業本科畢業設計的任務內容和質量要求，詳見表1所示。供參考。

表1 畢業設計主要任務內容和質量要求

序號任務內容具體質量要求完成時間作用1選定設計題目、調研去設計院所調研設計程序、如何編制設計計劃及收集信息資料5日2開題報告擬定設計程序、編制設計計劃2日3文獻檢索及綜述重點針對系統方案能耗分析、造價分析以及新的節能技術、新的節能設備應用方面的國內外文獻檢索30篇以上10日4方案論證1、繪制擬定系統方案的系統圖和傳統系統方案系統圖；2、擬定系統方案與傳統系統方案能耗和造價對比分析；3、說明擬定系統方案的量化節能指標；4、說明擬定系統方案中新的節能技術、新的節能設備的應用；5、方案論證結論10日確定設計方向5初步設計(采暖、空調、通風及防排煙系統部分)1、設計說明部分：主要包括：工程概況、設計依據、設計范圍、采暖系統、通風系統、制冷系統、防煙系統、排煙系統及主要設備材料表。2、設計圖紙部分主要包括：(1)目錄、采暖、空調、通風系統圖、平面圖、主機房、熱交換間主要冷熱源機房平面圖、設備位置及規格、特殊自控系統原理圖、主要設備及材料表。(2)建筑各層平面防火及防煙分區圖；消防排煙通風各層平面圖、前室、樓梯間、內廊正壓送風系統圖、主要設備及材料選型。20日1、為項目報批、辦理手續準備設計文件2、為擴初設計和施工圖設計打下基礎6初步設計(熱能動力系統部分)1、設計說明部分(1)鍋爐房部分的設計依據、工程概況、設計范圍、熱負荷的確定及鍋爐型號的選型、熱力系統及輔機選擇、煙、風系統和環保措施、簡述鍋爐房及附屬間的組成、對擴建發展的考慮等、技術經濟指標。(2)室內、外動力管道的設計依據、設計范圍、各種介質負荷的確定、管道及其敷設、主要設備及材料表。2、設計圖紙部分主要包括：目錄、設備平、剖面布置圖、原則性熱力系統圖、燃料及除渣系統布置圖、區域布置圖、管道平面布置圖、主要設備及材料表。10日 同上

由表1的任務內容和質量標準要求來看，基本符合實際采暖、空調通風工程項目的初步設計任務要求和質量標準要求。這就是對建能專業本科畢業設計的定位?？偟脑O計時間需要83日，基本符合各個高校畢業設計的時間計劃要求。在這樣的畢業設計任務書指導下，學生的畢業設計的質量就能達到實際工程初步設計的水平。而在沒有工作經歷的前提下，學生也不可能做出施工圖設計和施工圖預算的。只能做到這個程度。

3 畢業設計的創新

優秀的設計作品的突出特點是能體現出創新與突破。在當今國家號召建筑節能減排的背景下，建能專業本科畢業設計在完成設計任務過程中，在建筑節能方面體現創新與突破也是優秀畢業設計的必備條件。尤其是針對大型綜合性商業建筑采暖、空調通風系統的設計，可以將新型節能技術、節能設備和新材料應用于設計當中。這樣的創新設計節能指標必將突破傳統系統的能耗限值。例如，北方地區普遍存在這樣一個問題，由于南北向差異，導致大型商業建筑南北向負荷差異顯著，而空調水系統用相同溫度的冷凍水處理負荷導致北側供回水溫差多數時間小于5℃，甚至出現2～3℃。這說明整個系統偏離了標準工況運行，是典型的大馬拉小車現象，浪費了電能。這就需要突破傳統的設計思想，要把傳統的水系統改進一下，通過冷量梯級利用，擴大供回水溫差，變頻控制流量技術使整個系統向標準工況靠近[4-6]。還有春秋交替季節，使用冷卻塔免費制冷系統[7、8]、低溫變風量送風系統[9、10]、通風系統的置換補風技術[11、12]、螺旋式高效熱交換器設備[13]、蒸汽凝結水回收再利用節能技術[14、15]、設備系統集成技術[16]等等，將這些新型節能技術、新型節能設備都應用于畢業設計當中，必將是十分出色的優秀畢業設計。

4 結語

(1)依據實際工程五個階段設計的任務及作用，指出現行畢業設計任務及作用的差距和存在的問題。

(2)改進了畢業設計任務書的基本內容和質量要求，定位本科畢業設計更符合實際工程的初步設計要求。

(3)提出優秀畢業設計應體現創新和突破，應將新型節能技術、新型節能設備應用于畢業設計當中。

[1] 李志.淺談擴初設計深度在建筑設計中的作用[J].科技風，2010，(21):151-152

[2] 高興.建筑設備施工組織與管理一點通[M].北京:中國建筑工業出版社，2011

[3] 王金艷.施工圖預算的作用及降低工程造價的途徑[J].河北科技，2004，(1):26-27

[4] 肇宇，高興.風機盤管系統冷量梯級利用隊末端設備的影響[J].建筑熱能通風空調，2010，29(6)：75-77

[5] 茅柳豪，高興.新型空調大溫差水系統設計及應用研究[D].遼寧：大連海洋大學碩士學位論文，2017

[6] 娜日莎，高興.高層建筑空調水系統大溫差節能設計研究[J].制冷與空調，2014，(5):542-546

[7] 馬最良.冷卻塔供冷系統運行能耗影響因素的研究與分析[J].暖通空調，2000，30(6)：20-22

[8] 王翔.冷卻塔供冷系統設計方法[J].暖通空調，2009，39(7)：99-104

[9] 趙鳳羽.VAV空調系統與四管制風機盤管系統的比較[J].潔凈與空調技術，2009，79(3):5-9

[10] 陳儉.改雙管定風量系統為變風量系統的方法[J].節能，2003，257(12):21-22

[11] 高興.舊廚房空調換氣系統改進潛力分析[J].暖通空調，2005，35(5):88-92

[12] 高興.舊廚房空調換氣系統改進及測試分析[J].建筑熱能通風空調，2004，23(5)：53-57

[13] 高興.建筑環境設備與管理[M].北京:機械工業出版社，2015

[14] 徐曉晨，張興文，高興，等.酒店節水系統工程設計與應用[J].能源工程，2003，(4):59-62

[15] 張捍民，張興文，高興，等.賓館污水及蒸汽凝結水的再生回用工程[J].中國給水排水，2003，19(2):72-74

[16] 江億.建筑設備自動化[M].北京:中國建筑工業出版社，2007

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文獻標示碼B

10.3969/J.ISSN.1005-9180.2017.04.016