环境工程设计能力的创新性培养模式

袁瑞霞 荆国林 高斯萌 刘战剑 王 微 苑丹丹

（东北石油大学化学化工学院 黑龙江·大庆 163318）

1 “割裂式”教学方法

本课程是环境工程专业的必修专业基础课，与水污染控制工程、大气污染控制工程和固体废弃物处理工程等课程有密切的联系，教学过程要注意与上述课程的衔接与分工。如沉淀池、生物反应池等的设计与水污染控制工程紧密相关，处理装置、管网、风机、泵站等的设计与化工原理密切相关。

然而，目前很多高校的环境工程CAD教学内容多侧重于图形的绘制，学生上机练习以图形模仿为主。这样的教学方法使得学生虽然能够学会基本图形元素如点、线、矩形、圆、标注等的绘制方法，但学生掌握的多为碎片化的绘图方法和技巧，与水污染控制工程、大气污染控制工程等相关课程的工艺及构筑物设计计算内容相脱节。学生对图纸的具体设计过程没有清晰的理解，对工程项目（包括方案提出、工程设计、施工到后期运行等）没有全方位系统性的认知，难以独立承担相关的工程项目。因此，这种“割裂式”的教学方法不利于当今社会急需的创新应用型高级人才的培养。

2 “设计+制图”项目驱动式模式教学方法

“设计+制图”项目驱动式教学方法，是指针对某个项目实例，综合运用水污染控制工程、大气污染控制工程等课程的相关理论和工艺技术，按照实际项目运作的流程和要求进行教学。下面以废水处理工程施工图设计为例，具体谈一下该方法的具体教学内容。

2.1 废水处理工程施工图设计的基本要求

（1）编制详细的设计说明书。①设计依据：摘要说明初步设计批准的机关、文号、日期及主要审批内容；施工图设计资料依据。②设计变更部分：初步设计批准后，设计内容不能随便变更。但若确实有需要变更者，则需经原审批单位或部门批准。设计说明书需对照初步设计阐明变更的内容、原因、依据等。③施工安装：施工安装注意事项及质量验收要求，根据具体废水特性，特别是所存在的易燃、易爆、有毒、腐蚀性强等特性提出对构筑物、设备、管道施工安装中的要求和质量验收标准，有必要时另编主要工程施工方法设计。④运行管理主要事项：根据本项目具体废水特性，特别是所存在的易燃、易爆、有毒、腐蚀性强等特性提出对运行管理的注意事项。

（2）修正概算或工程概算。

（3）核定主要设备及材料表。

（4）有关专业计算书。

（5）施工图设计：废水处理施工图设计主要由三部分组成：建（构）筑物施工图、设备管道工艺施工图和电器自控施工图。每一部分施工图又包括：封面目录、设计说明、设计图纸、设计计算书等。

2.2 废水处理工程设备管道工艺设计施工图

2.2.1 封面

写明项目名称、编制单位、项目设计阶段、项目设计编号、设计日期。

2.2.2 图纸目录

注明图纸的编号、图名、页码、图幅。

2.2.3 设计总说明内容

（1）标明设计依据，摘要说明初步设计批准的机关、文号、日期及主要审批内容。

（2）施工图设计资料依据，采用的规范、标准和标准设计；市政条件。

（3）项目概况，内容一般应包括项目名称、建设地点、建设单位、占地面积、废水类别、进水水量水质设计规模等级、排放标准等。

（4）设计范围，根据设计任务书和有关设计资料，说明用地红线（或建筑红线）内本专业设计的内容和由本专业技术审定的分包专业公司的专项设计内容；当有其他单位共同设计时，还应说明与本专业有关联的设计内容。

（5）处理工艺流程概况，控制方法，运转和操作说明。

（6）说明采用的尺寸单位。

（7）设计标高，工程的相对标高与总图绝对标高的关系。

（8）说明主要设备、器材、阀门等的选型。

（9）说明管道敷设、设备、管道基础、管道支吊架及支座（滑动、固定），管道支墩、管道伸缩器，管道、设备的防腐蚀、防冻和防结露、保温，系统工作压力，管道、设备试压和冲洗等。

（10）说明节水、节能、减排等技术要求。其他还包括：凡不能用图示表达的施工要求，均应以设计说明表述；有特殊需要说明的可分列在有关图纸上；运行管理注意事项；施工安装注意事项及质量验收要求；图例。

2.3 废水处理工艺设计图

设计内容及要求如下：

（1）废水处理厂区域位置图，比例一般为1:1000～1:10000，表示出废水处理厂的位置与生产厂或废水排放区的关系，处理后废水排放点或回用的用水点的关系。

（2）废水处理厂总平面布置图，比例一般为1:100～1:500，标绘出各建筑物、构筑物的平面位置、围墙、绿地、道路等的平面位置，包括风玫瑰图、等高线、坐标轴线；标明厂界四角坐标及构筑物四角坐标或相对位置，构筑物的主要尺寸、各种管渠及室外地沟尺寸、长度、地质钻孔位置等，并附构筑物一览表、工程量表、图例及有关说明。

（3）废水、污泥处理工艺流程图，比例一般采用1:100～1:200，图上应表示出处理流程中各构筑物及其水位标高、构筑物之间联系管路、废水流向、主要设备及编号，主要规模指标。

（4）厂区管道综合布置图，比例一般为1:200～1:500，综合各种管线平面布置，注明管线与构筑物、建筑物的距离尺寸和管线间距尺寸，窨井、阀门井、放空井等位置；管线交叉密集部分的位置要适当增加断面大样图，表明各管线间的交叉标高，并注明管线及地沟等设计标高、坡度。

（5）污泥处理工艺设备管道平面图、剖面图。比例一般采用1:50～1:100，表示污泥处理工艺布置设备、管道、阀门、管件等的位置，尺寸、标高说明安装方法，引用的详图、标准图、附件一览表和主要设备型号、性能、数量等数据。

（6）非标准配件加工详图。

（7）非标准机械设备制造图：①总装图：表明机械整体构造、部件组装位置、技术要求、设备性能、使用需知及其注意事项，附主要部件一览表。②部件图：表明部件组装样式及精度，必要的技术措施。③零件图：标注工件加工详细尺寸、精度等级、技术指标和措施。

（8）有关专业计算书。绘制时的要求如下：

比例一般采用1:50～1:100，分别绘制各处理构（建）筑物平面、剖面及详图，表示工艺布置设备、管道、阀门、管件等的位置、尺寸、标高、说明安装方法，引用的详图、标准图，附管道一览表和主要设备型号、性能、数量等技术数据。

3 规范化制图思维的培养

能够规范化、标准化制图是体现一个工程师专业能力和素养的基本素质。而传统的教学方法对学生在制图过程中的规范性要求较少，造成大量学生会利用相关命令绘制图形元素，但不会规范化、标准化制图，所绘制的图纸不够专业，绘图技术难以满足社会对工程应用型人才的需求。例如，很多学生在绘制污水处理工程图时，随意按照自己的意愿设置绘图比例，而未按照相关标准进行设置，有的学生只标注构筑物的主要尺寸，而未对构筑物之间的距离和相对位置进行标注，缺乏整体性理念。

因此，在进行环境CAD教学的过程中，基于项目驱动式教学模式可以按照实际工程项目的具体要求对学生制图规范性进行严格培养。环境工程到目前为止还没有出台专门的制图标准，这是因为环境工程本身就是一门交叉学科，涉及到的方面很多。比如说，一项污水治理工程主要涉及到土建、管道等，在制图上一般参考建筑制图标准和给水排水制图标准，而一项大气污染控制工程则主要涉及到设备、管道，在制图上参考机械制图标准更为合适。为了使图纸的表达方法和形式统一，有利于提高制图效率，以满足设计、施工、存档等要求，根据国家最新发布的相关标准《房屋建筑制图统一标准 GB/T 50001-2001》、《给水排水制图标准 GB/T 50106-2001》、《机械制图用计算机信息交换制图规则GB/T14665-93》等，环境工程专业的制图应符合相关标准。

4 结语

针对性的解决学生在环境工程CAD学习中存在的问题，通过“设计+制图”项目驱动式教学模式，能够切实有效的培养学生的标准化工程制图思维，规范学生的绘图方法和标准，提高学生运用多课程知识系统性的解决实际工程问题的能力。