改进建能专业毕业设计任务创新提高设计质量

高 兴，高 元，朱 江

( 1.大连海洋大学，辽宁 大连 116023；2.中国建筑东北设计研究院有限公司大连分院，辽宁 大连 116023 )

改进建能专业毕业设计任务创新提高设计质量

高 兴1，高 元2，朱 江2

( 1.大连海洋大学，辽宁 大连 116023；2.中国建筑东北设计研究院有限公司大连分院，辽宁 大连 116023 )

为了改进毕业设计质量，依据实际工程五个阶段设计的任务及作用，指出现行毕业设计任务及作用的差距和存在的问题；改进了毕业设计任务书的基本内容和质量要求，定位本科毕业设计更符合实际工程的初步设计要求；提出优秀毕业设计应体现创新和突破，应将新型节能技术、新型节能设备应用于毕业设计当中。

毕业设计任务；方案论证；初步设计；设计概算

毕业设计是本科教学中一个关键的环节。要求学生结合毕业设计课题，综合应用所学专业知识和基础知识进行创新设计，解决工程实际问题，完成从理论到实践的过渡教学过程。通过多年指导毕业设计，发现毕业设计环节还存在一些严重的问题。

1 目前毕业设计环节存在的问题

高校建能专业现行的毕业设计任务要求与实际采暖空调工程设计偏离太大，导致学生的毕业设计不像方案设计，不像初步设计，不像扩初设计，更不像施工图设计。导致这一结果的原因是下达的本科毕业设计任务书偏离了实际工程各个阶段设计任务的内涵和作用。下面针对存在的几个关键性问题做一下分析。

1.1 毕业设计要求的范围和深度

采暖空调通风工程是一个建筑项目整体工程的一个组成部分。通常建筑项目工程设计分为方案设计、初步设计、扩初设计和施工图设计五个阶段设计。这五个阶段设计的文件和图纸是按照甲方项目开发和建设过程的工作需求来完成的。比如项目开发初期要报批、办理手续时候，就要用到方案设计文件和图纸；开发项目需要资金贷款，则需要设计概算，这就要求机电各个专业在初步设计过程完成；招标工作则需要使用扩初设计文件和图纸[1]；施工阶段则需要施工图设计文件和图纸，复杂的采暖通风工程还需要二次深化设计文件和图纸；项目竣工验收则需要竣工文件和图纸。显然，这五个阶段设计的文件和图纸的内容范围和内容深度是有一定区别的。

针对上述五个阶段设计的文件内容和图纸内容，本科毕业设计是不可能在2-3月期间全部完成，这就涉及到明确本科毕业设计的内容范围和深度问题。需要参考实际工程中这五个阶段设计的任务要求，精选出适合本科毕业设计的任务要求，让学生明白搞完一项毕业设计完成了五个阶段设计的哪些部分工作，毕业设计文件能起到什么作用。从目前的毕业设计任务要求来看，满足不了五个阶段设计的任何一个阶段的任务要求。学生花掉大量时间搞负荷计算，而设备选型和设计概算一塌糊涂。这就需要专业教师们首先要掌握五个阶段设计的任务要求，有针对性地制定出本科毕业设计的任务要求。

1.2 毕业设计程序

目前本科毕业设计的程序是按照以下步骤进行的：选题、开题、建筑图领取、文献综述、方案论证、负荷计算、水力计算、风阻计算、设备选型、图纸、设计说明书。

学生按照这个毕业设计程序进行毕业设计工作，最终的成果就是图纸和设计说明书。由于完成一个建设项目是一项系统工程，需要经过可行性研究、设计、施工前准备、施工和竣工运行五个过程工作[2]，而设计工作的五个阶段设计也是对应建设项目的五个过程工作服务的，有其对应的作用和意义。例如，可行性报告报批和办理手续时，需要设计单位必须在这个时间节点完成方案设计和设计概算；施工前准备工作中招投标，需要的技术资料是扩初设计，设计单位在这个时间节点必须在初步设计的基础上完成扩初设计；施工阶段的设备安装、管线安装必须依据施工图施工，这就要求按照设计单位按照施工计划，完成相应的施工图设计；施工阶段支付工程款是以现场实际的工程量为依据，要求施工图与现场吻合，为了动态掌握和控制成本，发生设计变更还应及时更改施工图纸，调整施工图预算[3]。所以从设计概算、招投标报价、施工图预算、施工预算、竣工决算这五项也都与设计文件和图纸密切相关。而毕业设计的程序与建设项目的工作程序却没什么关系，即本科毕业设计环节与未来的实际工作程序基本脱节，难以实现从理论到实践的过渡教学过程。

1.3 方案论证

方案论证是本科毕业设计过程中极其重要的部分，也称为方案设计。方案论证正确与否直接决定了毕业设计质量。评审过一些省级、市级、校级高校本科建能专业的优秀毕业设计资料，发现一个共同的问题，没搞清楚方案论证到底要论证什么。例如，毕业设计题目为某某高档写字间空调系统设计，针对高档写字间空调系统的方案论证应该是将传统的定风量空调送风系统、变风量空调送风系统和风机盘管加新风系统三者之间进行能耗比较分析和工程造价比较分析，才能得知哪个系统形式更优越。而文献综述也应是围绕着三个系统的能耗比较分析和造价分析展开的。通过方案论证要明确高档写字间采用的是具有新型节能技术和新型节能设备的空调送风系统和空调水系统。然后再进行水力计算、风阻计算、设备选型等等。因此说方案论证的本质是有理有据地进行方案设计的过程。完成了方案设计，就等于为后续的初步设计、扩初设计指明了方向。这就是方案论证的作用。因此说，方案论证或方案设计是整个毕业设计过程中最重要的环节、也是毕业设计的难点。但是。目前建能专业的本科毕业设计，即使是优秀的毕业设计，也没有做好方案论证工作，后续的工作是在错误的方向上继续做下去。

1.4 毕业设计文件

由于建筑工程中的方案设计文件用于办理工程建设的有关手续；设计概算文件用于贷款筹集资金的依据；扩初设计文件用于招投标工作的依据；施工图设计文件用于施工的依据，因此，无论是项目开发单位、施工单位、监理单位，还是政府相关职能部门，都高度重视各个阶段设计的文件部分。而本科毕业设计的文件内容虽然也包括设计说明和图纸两个部分，但是编制的主要内容重点在计算过程，缺少了许多上述应用内容，与实际工程的设计文件框架内容差距太大，起不到应有作用。应参照实际工程设计文件的主要框架内容编写，这样做才能实现从理论到实践的过度教学过程。

建筑项目中，采暖、空调通风工程的初步设计文件包括说明资料和图纸两个部分。

1.4.1 初步设计说明资料

1.4.1.1 采暖、空调与通风部分说明

主要内容包括：工程概况、设计依据、设计范围、采暖系统、通风系统、制冷系统、防烟系统、排烟系统及主要设备材料表。

1.4.1.2 热能动力部分说明

(1)锅炉房部分的设计依据、工程概况、设计范围、热负荷的确定及锅炉型号的选型、热力系统及辅机选择、烟、风系统和环保措施、简述锅炉房及附属间的组成、对扩建发展的考虑等、技术经济指标。

(2)室内、外动力管道的设计依据、设计范围、各种介质负荷的确定、管道及其敷设、主要设备及材料表。

1.4.1.3 设计概算部分说明

主要内容包括：工程概况、编制依据、建设规模、建设范围、不包括的工程项目和费用、其他必须说明的问题等、总概算表、单项工程综合概算书、单位工程概算书、其他工程和费用概算书和钢材、木材和水泥等主要材料表。总概算书是确定一个建设项目从筹建到竣工验收交付使用所需全部建设费用的总文件，包括三个部分：建筑安装工程费和设备购置费、其他费用和不可预见的工程和费用。

1.4.2 初步设计图纸

(1)采暖、空调与通风设计图纸包括：目录、采暖、空调、通风系统图、平面图、主机房、热交换间主要冷热源机房平面图、设备位置及规格、特殊自控系统原理图、主要设备及材料表。

(2)热能动力设计图纸包括：目录、设备平、剖面布置图、原则性热力系统图、燃料及除渣系统布置图、区域布置图、管道平面布置图、主要设备及材料表。

(3)建筑各层平面防火及防烟分区图；消防排烟通风各层平面图、前室、楼梯间、内廊正压送风系统图、主要设备及材料选型。

2 明确毕业设计任务及定位

参与评审高校本科建能专业的优秀毕业设计资料还发现，选题报告、开题报告和毕业设计任务书的核心内容基本都差不多，都是写出了选题、开题、建筑图领取、文献综述、方案论证、负荷计算、水力计算、风阻计算、设备选型、图纸、设计说明书等工作项目的开始时间和完成时间，把设计任务书当成了设计实施计划来编写。特别强调的是，毕业设计任务书的核心内容是写出各个设计分项的工作内容及质量要求，其次是设计实施计划。例如，前面阐述的方案论证分项，对应的任务要求是利用新的节能技术原理、新的节能设备技术性能特征论证拟采用的风系统和水系统比传统的系统更节能或造价更低。参照实际建筑工程项目的建设程序和设计任务要求，结合建能专业本科毕业设计要从理论向实践过度的特点，编制出建能专业本科毕业设计的任务内容和质量要求，详见表1所示。供参考。

表1 毕业设计主要任务内容和质量要求

序号任务内容具体质量要求完成时间作用1选定设计题目、调研去设计院所调研设计程序、如何编制设计计划及收集信息资料5日2开题报告拟定设计程序、编制设计计划2日3文献检索及综述重点针对系统方案能耗分析、造价分析以及新的节能技术、新的节能设备应用方面的国内外文献检索30篇以上10日4方案论证1、绘制拟定系统方案的系统图和传统系统方案系统图；2、拟定系统方案与传统系统方案能耗和造价对比分析；3、说明拟定系统方案的量化节能指标；4、说明拟定系统方案中新的节能技术、新的节能设备的应用；5、方案论证结论10日确定设计方向5初步设计(采暖、空调、通风及防排烟系统部分)1、设计说明部分：主要包括：工程概况、设计依据、设计范围、采暖系统、通风系统、制冷系统、防烟系统、排烟系统及主要设备材料表。2、设计图纸部分主要包括：(1)目录、采暖、空调、通风系统图、平面图、主机房、热交换间主要冷热源机房平面图、设备位置及规格、特殊自控系统原理图、主要设备及材料表。(2)建筑各层平面防火及防烟分区图；消防排烟通风各层平面图、前室、楼梯间、内廊正压送风系统图、主要设备及材料选型。20日1、为项目报批、办理手续准备设计文件2、为扩初设计和施工图设计打下基础6初步设计(热能动力系统部分)1、设计说明部分(1)锅炉房部分的设计依据、工程概况、设计范围、热负荷的确定及锅炉型号的选型、热力系统及辅机选择、烟、风系统和环保措施、简述锅炉房及附属间的组成、对扩建发展的考虑等、技术经济指标。(2)室内、外动力管道的设计依据、设计范围、各种介质负荷的确定、管道及其敷设、主要设备及材料表。2、设计图纸部分主要包括：目录、设备平、剖面布置图、原则性热力系统图、燃料及除渣系统布置图、区域布置图、管道平面布置图、主要设备及材料表。10日 同上

由表1的任务内容和质量标准要求来看，基本符合实际采暖、空调通风工程项目的初步设计任务要求和质量标准要求。这就是对建能专业本科毕业设计的定位。总的设计时间需要83日，基本符合各个高校毕业设计的时间计划要求。在这样的毕业设计任务书指导下，学生的毕业设计的质量就能达到实际工程初步设计的水平。而在没有工作经历的前提下，学生也不可能做出施工图设计和施工图预算的。只能做到这个程度。

3 毕业设计的创新

优秀的设计作品的突出特点是能体现出创新与突破。在当今国家号召建筑节能减排的背景下，建能专业本科毕业设计在完成设计任务过程中，在建筑节能方面体现创新与突破也是优秀毕业设计的必备条件。尤其是针对大型综合性商业建筑采暖、空调通风系统的设计，可以将新型节能技术、节能设备和新材料应用于设计当中。这样的创新设计节能指标必将突破传统系统的能耗限值。例如，北方地区普遍存在这样一个问题，由于南北向差异，导致大型商业建筑南北向负荷差异显著，而空调水系统用相同温度的冷冻水处理负荷导致北侧供回水温差多数时间小于5℃，甚至出现2～3℃。这说明整个系统偏离了标准工况运行，是典型的大马拉小车现象，浪费了电能。这就需要突破传统的设计思想，要把传统的水系统改进一下，通过冷量梯级利用，扩大供回水温差，变频控制流量技术使整个系统向标准工况靠近[4-6]。还有春秋交替季节，使用冷却塔免费制冷系统[7、8]、低温变风量送风系统[9、10]、通风系统的置换补风技术[11、12]、螺旋式高效热交换器设备[13]、蒸汽凝结水回收再利用节能技术[14、15]、设备系统集成技术[16]等等，将这些新型节能技术、新型节能设备都应用于毕业设计当中，必将是十分出色的优秀毕业设计。

4 结语

(1)依据实际工程五个阶段设计的任务及作用，指出现行毕业设计任务及作用的差距和存在的问题。

(2)改进了毕业设计任务书的基本内容和质量要求，定位本科毕业设计更符合实际工程的初步设计要求。

(3)提出优秀毕业设计应体现创新和突破，应将新型节能技术、新型节能设备应用于毕业设计当中。

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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

高兴(1962-)，男，博士，教授。研究方向：低温制冷。E-mail：gaoxing2002@126.com；

ISSN1005-9180(2017)04-085-06

C420文献标示码B

10.3969/J.ISSN.1005-9180.2017.04.016