“双碳”背景下建筑环境与能源应用工程专业培养模式探讨

“双碳”背景下建筑环境与能源应用工程专业培养模式探讨

黄福全

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摘要：随着社会经济水平的提高，双碳目标即碳达峰和碳中和目标的提出，为能源及建筑行业的发展提出了新的要求和挑战。建筑环境与能源应用工程专业作为建筑节能领域的关键专业之一，受到人们的广泛关注。实现建筑领域的碳中和，对我国完成双碳目标至关重要。在实现建筑领域的“双碳目标”的过程中，这必然带来不同于传统的建筑领域的人才需求，因此建筑环境与能源应用工程专业需要及时调整人才培养目标，改革人才培养模式。

关键词：“双碳”背景；建筑环境；能源应用；专业培养；探讨

引言

当前，建筑环境与能源应用工程专业课程教学的普遍问题是缺乏深度。深度学习不仅指单纯地掌握知识，还包括锻炼学生发现问题及解决问题的能力。深度学习的特征在于学生可根据学习活动，调动所学知识，对学习内容进行组织、重构，并通过积极合作与沟通，抓住问题关键知识点，全面把握学科知识本质联系，将所学知识加以迁移及具体应用。随着信息技术的快速发展，其正在推动课堂教学进行改革。然而目前基于深度教学的建筑环境与能源应用工程专业课程教学改革研究鲜有报道。

1背景

2020年9月，中国向世界宣布将力争于2030年前达到二氧化碳排放峰值，并努力争取在2060年前实现“碳中和”。对于占碳排放51．3%的建筑领域来说，实现建筑领域的碳中和，对我国完成“双碳目标”至关重要。实现建筑领域的“双碳目标”，必须在建筑的建造阶段、运维阶段、拆除阶段的全生命周期应用“低碳思维”开展工作，并经济科学地采用相关“低碳技术”，这必然带来不同于传统的建筑领域的人才需求。另外，建筑领域实现“双碳目标”，也需要通过金融、法律等手段来进行促进及规范，这必然会带来其他领域对“建筑双碳人才”的需求。高等学校建筑类专业能否在未来人才需求变化的背景下，抓住机遇，及时调整人才培养目标，改革教学模式是关乎建筑类专业能否适应市场获得生存发展的问题。尤其目前，我国的大规模城市化逐渐进入平稳期，建筑类人才需求开始变少，使得建筑类专业转型的问题显得更为紧迫。创造适合人类生活与工作的舒适、健康、节能、环保的建筑环境与能源应用工程专业主要任务是以建筑为主要对象，在充分利用自然能源基础上，采用人工环境与能源利用工程技术去建筑环境和满足产品生产与科研实验要求的工艺环境，以及特殊领域的人工环境。其传统培养目标为培养具备从事本专业技术工作所需的基础理论知识及专业技术能力，在设计研究、工程建设、设备制造、运营等企事业单位从事采暖、通风、空调、净化、冷热源、供热、燃气等方面的规划设计、研发制造、施工安装、运行管理及系统保障等技术或管理岗位工作的复合型工程技术人才。

2建筑活动对城市碳循环的影响

建筑在建造过程中使用的材料来源及加工方式，施工企业的建造组织方式(使用的设备、运输工具等)，建造过程中使用的能源，建造过程中的工人等均会产生碳排放。建造过程中对土壤的改变会对碳的吸收产生影响。建筑在运行维护过程中，建筑使用的能源，进出建筑的物流、人流，建筑的具体使用功能，建筑内部的设备等均会影响碳排放。建筑周围的景观绿化可以影响碳的固定吸收。建筑在拆除过程中，施工企业的拆除组织方式(使用的设备、运输工具等)，拆除过程中使用的能源，拆除过程中对土壤的改变，拆除过程中的工人，拆除垃圾的回收处理等均会产生碳排放。因此在建筑不同阶段采用合适的技术措施来减少碳排放，增加碳固定，并能精确的对碳循环进行计算及评估是建筑降碳的必然选择。建环专业主要涉及建筑的运行维护阶段，因此其采取的技术措施主要影响这个阶段的建筑碳行为，未来的建环人才从碳的角度去考虑采取的技术措施应该是行业的趋势，这也为高校本科生培养提出了要求。

3建筑双碳人才的可能需求

3.1提升创新能力

“双碳”目标的提出给本专业带来了更多的机遇和挑战，体现了社会和国家对创新型人才的需求，创新能力是民族进步的灵魂、经济竞争的核心，当今社会的竞争，与其说是人才的竞争，不如说是人的创造力的竞争。以往的教学更加注重学生的专业能力培养，而如今缺少的是具有创新意识的人才，因此，在课堂上要积极传授与本课程相关的实时政策，使学生养成关注时政的习惯，同时，组织学生参加与“建筑环境学”这一课程相关的创新型竞赛，指导学生学习新软件，鼓励学生创建新模型，支持学生提出新思想，挖掘每一个学生的创新潜力，培养学生的创新意识，激发学生的创造积极性。

3.2更新专业课程体系

基于碳中和背景，对制冷空调课程体系内容进行增、删、整、并，做到融知识传授、能力培养、素质教育于一体，重构具有先进性和前瞻性的符合碳中和发展方向的制冷空调课程体系。从多学科交叉融合视角对现有的课程体系进行改革，适当弱化传统化石能源相关课程，增加建筑设备自动化、建筑电气设备、建筑能源管理等用能电器化类的专业课程，及热泵技术、太阳能利用技术、风能利用技术、蓄冷技术等供能清洁化的可再生能源类课程或专题讲座，将绿色低碳理念融入建筑环境能源应用工程专业的教学过程之中。

3.3尽可能减少建筑的碳排放

（1）这必然带来太阳能、风能、空气能、地热能和生物质能等绿色能源在建筑领域的大规模应用。这一方面需要依赖电厂发电方式的变革，另一方面也需要在建筑本体实现对这些能源的利用，因此会对分布式可再生能源系统及多能互补系统的设计、安装、设备制造产生很大的人才需求。(2)在能量输配上，由于太阳能、风能等绿色能源大部分为不稳定能源，导致了能源供给与需求不平衡，为了解决这些问题，需要对这些能源进行存储，以及建立智慧能源系统等。这会对储能系统及智慧能源系统等的设计、安装、制造产生人才需求。(3)在能量利用上，太阳能、风能等绿色能源的使用除了可以利用传统设备实现以外，针对太阳能等能源的特点，一些新型的设备的研发及使用也不可避免，这也会导致末端设备的研发、设计、制造等人才需求。

3.4以绿色能源实践类课程驱动的培养方式改革

该改革方式适合建环实验基础强，师资较好的高校。由于未来建筑在能源利用源头会从传统的化石能源转换为绿色能源。在传统的培养方式中，在讲授内容及讲授方法上，大部分是基于化石能源应用的，这不利于建立以绿色能源为基础的思维模式。部分高校可以尝试建设绿色能源应用的实践课程，增强学生对绿色能源应用的感性认识，提升学生对绿色能源应用的认同度，并根据实践课程对专业课及专业基础课的授课内容进行重构，将里面部分与传统能源相关的设备或系统的应用原理、设计方法等的知识点用绿色能源的进行替换，并增设生态碳循环类的通识课，以及工业碳排放类的专业基础课。

结语

综上所述，建环专业培养模式的确定事关未来建环专业招生、就业等，并会长远地影响建环专业的发展。如何在目前“双碳”背景下，找准自己的位置，确定适合的培养模式是与不同学校的基础、定位等相关的。笔者在这方面的一些粗浅思考希望能够给建环专业的老师提供参考，共同提高建环专业的人才培养质量。

参考文献

［1］高等学校建筑环境与能源应用工程本科指导性专业规范，高等学校建筑环境与环境应用工程专业指导委员会，2013．

［2］王欢，樊越胜，王登甲．面向“双碳”目标的暖通工程师培养模式探索［J］．科技与产业，2021，(12)．

［3］吕石磊，王冉．“30·60”双碳目标下建环专业的教学改革与思考［J］．高教学刊，2021，(30)．

［4］谢果，徐永，陈云良，等．“双碳”背景下面向新能源传热学的启发式教学模式探究［J］．高教学刊，2022，(20)．