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建筑與能源應用工程范文1
關鍵詞:建筑設備自動化;卓越工程師;課程建設
作者簡介:魯祥友(1973-),男,安徽靈璧人,安徽建筑大學環境與能源工程學院,副教授。(安徽 合肥 230022)
基金項目:本文系2011年安徽省自然科學基金資助項目(項目編號:11040606M111)、2009年度安徽省省級特色專業建筑環境與設備工程建設項目(項目編號:Z01306)、2010年安徽省教育廳重點教研項目“區域性高校建筑環境與設備工程專業本科培養方案研究”(項目編號:JY1043)的研究成果。
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)22-0125-02
教育部“卓越工程師教育培養計劃”是促進我國由工程教育大國邁向工程教育強國的重大舉措,國內一些高校的相關專業由于綜合實力比較雄厚,已經被批準進行卓越工程師的培養模式辦學。大多數高校特別是地方高校的建筑環境與能源應用工程專業,由于辦學力量相對薄弱,因此距離“卓越模式”仍然有許多道路要走,相關研究工作也值得去探討。
一、卓越工程師培養模式自動化系列課程的教學現狀分析[1-10]
為了使本專業能夠更好地適應新時期發展的需求和拓寬專業知識面,專指委在原有的系列課程的基礎上增設了建筑設備自動化系列課程,主要包括“自動控制原理”、“建筑環境測量技術”和“建筑設備自動化”等。對于本專業的學生來說,該系列課程的學科交叉性太強,雖然本專業學生對該系列課程的學習熱情非常高,但是一方面由于該系列課程開設時間相對較短,教師的教學經驗也相對薄弱,另一方面該系列課程的教材和教學大綱仍然難以相對統一,因師施教的現象仍然很嚴重。因此,該系列課程的教學現狀、培養目標、教學大綱及其教學內容等與卓越工程師的培養方向要求相差仍然較大,而且現有的資料大多是針對其中某一門課程進行探討的,針對系列課程的研究仍然很少。因而有必要在“卓越工程師模式”要求下,進一步對該系列課程進行探討,以便能夠更加系統地建立建筑設備自動化系列課程的理論和實踐教學體系。
二、卓越工程師培養模式下建筑設備自動化系列課程建設探討[5-8]
1.卓越工程師培養模式下建筑設備自動化系列課程的教學基本目標
按照專指委制定的本專業的培養目標的要求,通過該專業自動化系列課程的學習,使學生掌握和了解系統控制的基本原理和理論知識,能夠對本專業的控制問題提出控制方案,確定控制參數,配合控制工程師設計建筑設備自動控制系統。
2.卓越工程師培養模式下建筑設備自動化系列課程承擔的教學任務
建筑設備自動化系列課程主要包括“計算機網絡技術”、“電工與電子學”、“自動控制原理”、“建筑環境測量技術”、“建筑設備自動化”等,其中“自動控制原理”、“建筑環境測量技術”、“建筑設備自動化”為主干課程。而“建筑環境測量技術”課程已有統編教材,本文不再做進一步討論。本文在專業培養目標的指導下,考慮到安徽建筑大學是大土建專業背景下的地方院校,結合畢業生的就業多年后的反饋信息與課題組多年的教學實踐,對自動控制原理、建筑設備自動化課程的理論和實踐教學內容進行初步研究。
(1)自動控制原理的主要教學內容。根據建筑環境與能源應用工程專業的培養目標和卓越工程師的培養模式要求,自動控制原理的主要授課內容如下:
1)自動控制系統基本概念:自動控制系統組成;自動控制系統的方框圖及分類;自動控制系統的過渡過程及品質指標。
2)被控對象的特性:被控對象的特性參數;被控對象的數學模型;被控對象特性的實驗測取。
3)測量變送器及其特性:溫度變送器;空氣濕度傳感器;壓力與壓差則量變送器;流量測量變送器;液位測量變送器;熱阻式熱流傳感器;測量變送器的特性及其性能指標。
4)基本控制規律:雙位控制及其調節器;PID控制規律。
5)執行器及其特性:電動執行器及其特性;氣動執行機構及其特性;調節閥流量特性;調節風門及其特性;電-氣轉換器和電-氣閥門定位器;執行器的選擇。
6)簡單自動控制系統的特性及設計:簡單自動控制系統的特性;被控變量和調節參數的選擇;調節器的選擇。
7)復雜自動控制系統的特性及設計:串級控制系統;比值控制系統;分程控制系統;選擇性控制系統;前饋控制系統。
8)鍋爐的自動控制:鍋爐自動控制的任務;鍋爐給水自動控制的任務及特性;鍋爐給水自動控制系統;鍋爐燃燒過自動控制的任務及特性;鍋爐燃燒過程自動控制。
9)制冷設備與空氣調節系統的自動控制:壓縮機的能量調節與自動保護;蒸發器供液量的自動控制;制冷系統運行參數的自動控制;空調單回路控制;空調多回路控制。
10)典型制冷與空調裝置的自動控制:變頻空調器的自動控制;中央空調系統的自動控制;冷藏庫系統的自動控制。
(2)建筑設備自動化的教學內容。[8]
1)建筑設備自動化概論:建筑設備自動化系統的基本概念及研究內容;建筑設備自動化在我國的發展現狀與未來;建筑設備自動化的3A系統(辦公自動化、通訊自動化、設備自動化)及其研究內容。
2)建筑設備自動化計算機網絡基礎:網絡拓撲;網絡傳輸介質;通訊協議與OSI模型;常用網絡設備;系統的綜合布線。
3)建筑設備自動化的計算機控制技術:分布式控制;DDC控制;Lon Works技術;常用的現場總線;以太網技術。
4)暖通空調的自動化:制冷機組;熱交換站;VRV多聯機;VAV變風量空調系統;定風量空調系統;冷卻塔;風機盤管加新風系統;蓄冷系統等的自動化控制。
5)其他建筑設備自動化簡述:照明系統的監控;供配電監控;給水排水設備監控;電梯監控。
6)建筑物的安保系統:入侵報警系統;電視監控系統;停車場管理及出入口控制。
7)消防聯控系統:火災產生的機理與規律;常用的火災傳感器基本原理與選擇;火災控制器模塊及其線制;消防設施的聯動控制。
8)建筑設備自動化系統工程實例分析。以暖通空調的自動化控制實例為主線,講解幾個典型的建筑自動化系統的控制。
3.課程的實驗體系建設
結合安徽建筑大學作為大土建背景下的地方院校的特點,開設的實驗課程的主要內容如下:
(1)自動控制原理課程實驗主要包括:ON/OFF 兩位控制;PID參數調整;典型環節的時域響應和穩定性試驗分析;控制系統的校正。
(2)建筑設備自動化課程實驗主要包括:網絡布線及網絡拓撲結構連接;空氣處理機組的DDC監控系統;中央空調監控系統的實際操作及系統調試;制冷壓縮機控制系統的實際操作及系統調試。
4.建筑設備自動化課程設計教學實踐
課程設計是建筑設備自動化系列課程教學的重要環節,該環節可培養學生的初步設計能力和獨立解決問題的能力。為了和卓越工程師的培養體系和目標相接軌,結合安徽建筑大學大土建的專業背景,課程設計采取的是請進來和走出去相結合的培養模式,所謂請進來,就是將相關企業和設計院的工程師們請到學校來給學生進行實踐指導,所謂走出去,就是學生要到企業或者相關的設計院進行工程實踐能力的訓練,以盡可能地避免閉門造車,通過帶學生實踐對課題組相關教師的水平提高也是一個很好的機會。
為此,結合社會的需要,規定了課程設計的主要選題范圍如下(同時也鼓勵學生在教師的指導下,自己選題):建筑設備自動化測控系統的設計(如制冷系統的測控、空氣處理機的測控、VRV多聯機測控、蓄冷系統等);消防聯控;一卡通系統設計;視頻監控系統設計;入侵報警系統;門禁與樓宇對講系統設計;停車場管理系統設計。
三、結論
在卓越工程師培養模式下,為了使建筑環境與能源應用工程專業的建筑設備自動化系列課程建設取得突破,有必要從課程建設的理論體系、教學內容、實驗體系等方面對建筑設備自動化系列課程進行研究。
參考文獻:
[1]高等學校建筑環境與能源應用工程專業指導委員會.全國高等學校土建類專業本科教育培養目標和培養方案及主干課程教學基本要求[M].北京:中國建筑工業出版社,2012.
[2]谷士艷,孫清,敖永華.建筑環境與設備工程專業實踐教學改革探索[J].沈陽農業大學學報(社會科學版),2011,13(2):212-215.
[3]張昌,鄭萬兵,湯文華.建筑環境與設備工程專業課程體系的研究與實踐[J].高等建筑教育,2008,17(3):35-40.
[4]楊喜光,張娓娓.建筑設備自動化的現狀與發展趨勢[J].精密制造與自動化,2012,(4):61-64.
[5]李霞,姜文娟.新形勢下“自動控制原理”課程教學改革探討[J].中國電力教育,2012,(35):43-44.
[6]李玉云.建筑設備自動化系列課程教學內容的研究[J].高等建筑教育,2005,14(1):64-66.
[7]馮增喜,于軍琪,何波,等.建筑設備自動化課程設計教學實踐與研究[J].長春工業大學學報(高教研究版),2011,32(3):46-47.
[8]魯祥友.“建筑設備自動化”應用型課程建設[J].中國電力教育,2010,(16):98-99.
建筑與能源應用工程范文2
關鍵詞:情景模擬;畢業設計;建筑環境與能源應用;暖通空調
中圖分類號:tu;g642.41 文獻標志碼:a 文章編號:1005-2909(2013)02-0131-04
一、背景概述
在經濟和科技快速發展的今天,學生如何快速融入社會發展,把握專業發展趨勢,激發學生創造力和想象力,培養實踐能力是關鍵。重慶大學肖明葵等[1]在大學生科研訓練計劃(student research training program,srtp)中培養本科生的科研能力;北京交通大學文永奎等[2]在大學生創新實驗活動中培養學生發現問題、解決問題的能力;長江大學劉昌明等[3]提出“基地實訓—設計院”模式,增強學生的實際操作能力??梢姡齻鹘y教學模式外,各個高校也在尋找新的人才培養模式。
建筑環境與能源應用工程專業(以下簡稱建環專業)屬于土木工程一級學科下的二級學科,屬于土建類專業,目前在全國范圍內需求量大。眾多用人單位面臨職位空缺卻招不到合適人選的尷尬境地。因此,如何培養合格的建環專業人才是一個重要而且緊迫的問題。
傳統的教學模式一般是這樣的:大一學習基礎課,大二學習專業基礎課,大三大四學習專業課,最后通過畢業設計環節,針對某棟建筑設計其空調、供暖、通風系統,達到綜合應用專業知識的目的。這種教學模式下,學生通過課程學習和畢業設計能積累一定的專業知識,但是,在專業能力和實踐能力的培養上存在較大的缺失。整個知識傳授過程是按照學科知識體系進行的,而實踐中會按照工作崗位和環境的要求進行,二者有較大的區別。這也是學生在進入工作崗位后較難及時適應工作要求的一個重要原因。
為此,文章提出情景模擬實踐教學法,通過模擬實際工程項目過程,培養學生實踐能力和溝通協作能力,并幫助他們初步了解行業發展形式,使之在畢業后能盡快適應工作要求。
二、課題實施方法
歐美的工科教學經驗值得借鑒參考。德國大學教育中有1~2年的時間供學生到企業實習工作,因此,德國的工科大學畢業生到企業工作后能較快適應實際工作要求。美國大學雖然沒有專門的學期供學生實習,但是美國學生從小獨立性強,參加社會工作較多,社會經驗較為豐富,再加上美國企業在員工培訓方面較為重視,因此,美國的畢業生也與社會需求較為吻合。
中國學生獨立性較差(包括經濟和心理方面)、社會經驗少(中學時期較少有工作和社工經歷),以及對專業實際認識較為模糊。隨著中國的經濟的快速發展,用人單位希望學生能盡快適應工作,而較少單位有耐心和資金對員工進行完善的培訓。目前在中國大學工科教育中,十分重視數理基礎和專業基礎課的教學,口授時間較多,專業實踐課程也僅局限傳統模式,且課時較少。同時,由于專業知識內容多,而且不同的職場發展方向需要的專業知識不盡相同,僅僅通過不同課程的學習往往讓學生感到頭緒眾多,無法從全局把握自身的發展方向。
文章提出的情景模擬實踐教學法,在進行課程設計、畢業設計或者科技創新項目時,抽象出本行業不同類型項目執行流程。學生通過模擬項目執行過程中不同公司的職能,認識實際項目執行過程,不僅能學習和運用知識,而且通過近似于實際項目的設計過程的鍛煉,提高實踐能力,了解本行業不同類型公司之間的定位與職責,并對工程實施過程中可能遇到的問題形成一定的概念,在實踐中提高專業能力,鍛煉實踐能力。
根據建環專業的特點,文章將該專業畢業生在社會中的工作項目分為三類:普通工程建設類項目、綠色與節能類項目和研究類項目。下面分析了三種不同項目的特點,并設計了各自的項目執行技術路線。
(一)普通工程建設類項目
工業與民用建筑類項目是大部分建環專業學生的主要工作內容。按照工作中的不同角色,將這個項目的實施路線制訂流程(圖1)。
項目中由教師扮演甲方的角色,制訂項目定位與計劃書。將學生分為四組,分別是咨詢公司、設計院、施工單位與設備公司。其中,咨詢公司根據甲方的項目定位與計劃,為甲方提供項目執行策略、方案設計以及施工監
服務。設計院根據咨詢公司的要求,完成施工圖紙與設計服務。施工單位根據甲方要求和設計院圖紙,在咨詢公司的監督下完成施工內容。設備公司負責提供滿足實際需要的設備;或者是由能源監測公司在咨詢公司、設計院的配合之下為甲方提供工程項目的能源監測方案、圖紙及監測驗證計劃。
在項目執行時,代表咨詢公司的學生的職責通過方案設計、模擬分析等手段來體現,并需要協調其他單位積極完成項目。代表設計院的學生的職責較為明確,與建環專業傳統設計內容基本一致。代表施工單位的學生的工作可以通過建筑信息模型(building information modeling,bim)軟件,通過計算機仿真施工過程來實現。代表設備公司的學生,需要對建筑設備系統作細致了解,根據設計單位的要求為該項目提供合理的設備,并為咨詢方提供設備價格和概預算,以便進行方案優化選擇。代表能源監測公司的學生,需要根據項目的具體情況,設計項目能源監測方案,編制能源監測軟件,并制訂能源系統的監測—驗證計劃。本項目的成果是業主需求書(por)、項目設計圖紙、施工組織方案及其在bim中的實現、設備及材料供應清單、能源監測軟件、圖紙等。
在項目執行過程中,通過與“合作單位”的共同協作完成項目,在實踐中了解本工作職位對專業知識的需求,培養學生的溝通能力,以及整個工程建設中各不同公司的職能、工作內容,提高實際工作能力。項目本身可以是實際或者虛擬的公共建筑、住宅建筑或者工業建筑中暖通空調與防排煙系統的工程內容。 對工程項目設計、建設有興趣的學生可以選擇普通工程建設類項目。
(二)綠色與節能類項目
在近幾年國家提倡節能減排的大背景下,綠色與節能類項目增長很快。綠色建筑公司、節能評估公司以及節能改造公司近幾年也吸納了較多的建環專業畢業生。因此,文章將綠色與節能類項目作為一類主要的項目類型,在完成項目的同時,能較多地了解這類項目的特點,以及執行過程中可能遇到的問題。
如圖2所示,項目中由教師扮演甲方的角色,制訂綠色建筑項目或者節能改造項目計劃書,并將學生分為四組,分別是咨詢公司、節能公司、施工單位與設備公司。其中,咨詢公司則根據甲方的項目定位與計劃,通過技術方法如軟件等為甲方提供按節能公司設計的方案進行的綠色建筑項目評估、能源審計、節能改造潛力評估等服務。節能公司根據咨詢公司的所制訂的項目方案以及甲方的要求,完成節能改造項目實施方案與設計服務或改造工程設計服務。施工單位根據甲方要求、咨詢公司的改進方案和節能公司的實施方案,在咨詢公司的監督下完成施工內容。設備公司則負責為項目提供符合標準和改造要求的設備。本項目的成果有節能公司的節能方案設計說明書、綠色建筑評價報告與能源審計報告、綠色建筑材料與設備清單及其概預算、節能改造工程在bim中的實施方案。
項目本身可以是實際或者虛擬的綠色建筑評估項目。節能改造項目應選擇實際的節能改造項目,以供學生在項目中進行現場調研、能源審計等工作。
對建筑節能和綠色建筑感興趣的學生可以選擇綠色與節能類項目。
(三)科研類項目
在科研類項目中,教師扮演科研主管機構的角色,制定本年度研究項目指南與計劃,學生向科研主管機構遞交研究項目方案,申請成功后開展研究工作。
科研類項目的成果根據內容不同,形式和協作單位可有所不同,具體操作時應根據實際內容分別對待,此類成果一般為較高水平的科研項目申請書、綜述研究報告、科研報告或論文。
對解決工程實際中遇到的基礎問題感興趣,且有志于讀研究生的學生可以選擇科研類項目。
三、實踐內容及成果
情景模擬實踐課題的執行周期為3~6個月,實踐對象為大四學生。在大四上學期選擇實踐內容,準備就業的學生可以在前兩種項目中選擇,準備讀研究生的學生建議選擇科研項目。
筆者按情景模擬實踐教學思路,在2012年畢業設計環節中進行了嘗試。在實際操作中,采用了普通工程建設類項目模式。共有三位學生參加,其中:一位學生代表咨詢公司,負責能耗模擬與系統調試計劃的工作;一位學生代表設計院,負責空調系統設計工作(也是傳統建筑環境與能源應用工程專業的畢業設計內容);一位學生代表能源監測公司,負責建筑能源監測系統的設計及測量與驗證(measurement and verification
,m&v)計劃的制定。
在課題實施過程中,前期由咨詢公司和設計院共同制訂出幾種系統方案,咨詢公司對設計院的方案進行能耗模擬和改進,通過經濟技術分析,選擇最佳方案。在此基礎上,設計院進行深化,出系統圖、施工圖等圖紙和計算說明書,而咨詢公司則形成建筑能耗報告,并對針對所選用的空調通風系統,按照ashrae(american society of heating,refrigerating and air-conditioning engineers,美國采暖、制冷與空調工程師協會)標準制訂調試計劃(ashrae標準的調試計劃較為全面,且滿足國際要求)。能源監測公司則針對該建筑與系統的特點,設計建筑能源監測系統,設計能源監測系統的界面、接口以及監測程序,并選擇末端監測設備,形成建筑能源監測的解決方案;同時,根據國際節能效果測量和認證規程(international performance measurement and verification protocol,ipmvp),制訂該建筑的m&v計劃。整個工程三個職能不同的公司合作關聯圖見圖3所示。
該項目經過約3個月的畢業設計實踐,甲乙丙三位學生的畢業設計題目等信息見表1所示,通過畢業設計和論文審閱以及答辯,其中兩位學生的畢業設計獲得優秀,一位獲得良好,畢業設計的質量獲得了大部分教師的認可。在畢業設計的過程中,代表咨詢公司、設計院和能源監測公司的學生在畢業設計過程中,不僅要學習專業知識,完成畢業設計,更要相互之間進行合作,才能完成該項目。在畢業設計過程中,學生對行業內不同單位所擔任的角色也有了初步的了解,能幫助他們在工作后盡快進入角色。
四、結語
文章通過對中國學生基本情況和目前高等教育實際情況的分析,提出了情景模擬實踐教學方法,并論證了其可行性和實效性。以建環專業為例,對該專業的實際工程項目進行梳理和分類,分為三種類型,并制訂了每種類型項目的實施路線。
在2012年度的畢業設計環節中,筆者應用情景模擬實踐教學法指導學生進行畢業設計,達到了較好的效果。該方法能切實幫助學生掌握知識、提高能力,提高了他們學習的主動性和積極性,使他們學會了在復雜工作中了解全貌,鍛煉了他們的溝通能力和專業知識的實際應用能力。面對目前工程行業越來越多的大協作、大交叉,情景模擬實踐教學法則是一種適應現代社會運作模式的應用型人才培養方法。
參考文獻:
[1]肖明葵,李英民.在srtp項目總培養本科生科研能力的探討[j].高等建筑教育,2012,21(2):91-93.
[2] 文永奎,盧文良,楊麗輝.基于研究型教學的土木工程專業大學生創新實驗活動的探討[j].高等建筑教育,2009,18(6):122-125.
[3] 劉昌明,曾磊.地方高校土建類大學生設計能力培養模式研究[j].高等建筑教育,2010,19(5):49-51.
application of scene simulation teaching method in practice course of built environment and facilities engineering specialty
han xing, huang chen
(school of environment and architecture, university of shanghai for science and technology, shanghai 200093, p. r. china)
建筑與能源應用工程范文3
一、指導思想
堅持以科學發展觀為指導,以促進可再生能源建筑應用為重點,全面推進建筑節能工作,大力發展省地節能環保型住宅與公共建筑,建立健全規章制度,完善技術標準,強化監督管理,充分發揮科技的先導和支撐保障作用,促進經濟社會全面、協調、可持續發展。
二、基本原則
堅持開發利用與經濟社會發展、環境保護相協調,根據經濟社會發展需要和資源條件,在保護環境和生態系統的前提下,因地制宜,統籌規劃可再生能源建筑應用。
(一)堅持政策激勵與市場機制相結合。通過激勵政策吸引企業加大投資,提高可再生能源產品科技含量和競爭力。
(二)堅持推廣與監管相結合。加強對規劃、設計、施工、監理和使用等各個環節的監管,健全監督管理體制,促進可再生能源建筑應用工作規范開展。
三、工作目標
(一)加快太陽能光熱系統推廣應用。利用三年時間,使城市太陽能熱水器的推廣應用普及率達到40%以上,農村達到10%以上。全縣鄉鎮以上新、改、擴建的12層及以下住宅建筑和集中供熱水公共建筑,必須應用太陽能光熱系統,確保做到同步規劃、同步設計、同步施工、同步驗收。鼓勵12層以上高層建筑合理采用太陽能光熱系統。具備安裝條件的公共建筑,必須應用太陽能光熱系統。在既有建筑節能改造過程中,鼓勵安裝太陽能光熱系統。
(二)加快地熱資源應用。自2012年開始,淺層地能應用取得明顯成效,按照"優先發展土壤源熱泵,積極發展污水源熱泵,適度發展地下水源熱泵"的原則,逐步提高地源熱泵系統在城市供暖中所占比例,城區范圍內每年新增淺層地能技術應用建筑面積不少于10萬平方米。
(三)推廣太陽能光伏發電技術的應用。優先推廣光伏技術在住宅小區路燈、景觀燈中的應用。
(四)鼓勵發展采用太陽能采暖和空調制冷技術。積極探索應用太陽能采暖、制冷和熱水三聯供技術。
(五)鼓勵生物質能在農村地區建筑中應用。優先發展沼氣能源在供熱水、炊事方面的應用。
四、工作要求
(一)嚴格工程設計。設計單位在進行規劃和建筑設計時,應根據國家有關規范和技術要求,結合工程具體特點,實施可再生能源利用技術與建筑一體化設計。
(二)嚴格工程標準??稍偕茉醇夹g產品安裝施工單位應具有相應的專業施工資質,并按照設計圖紙和有關規定施工,確保工程質量和安全。
(三)嚴格工程監理。監理單位應做好可再生能源技術產品安裝施工的監理工作,認真履行職責,杜絕不按設計圖紙施工和應用不合格產品現象。
(四)嚴格建設手續。建設單位應向建筑使用方提供可再生能源技術產品的使用方法、維修及后期管理的有關要求,提品供應商出具的產品合格證并簽訂維修服務協議,明確后期使用管理過程中的各方責任。
五、保障措施
(一)加強組織領導。縣可再生能源建筑應用工作領導小組負責對全縣可再生能源建筑應用工作的領導,縣可再生能源建筑應用工作領導小組辦公室負責對這項工作的組織實施,組織專家委員會及時對進入我縣的可再生能源技術、產品進行考察論證,確保技術先進、質量可靠。
(二)加強政策扶持。住建、財政等相關部門要及時制訂經濟扶持政策,采取減免相關規費、設立可再生能源建筑應用地方配套專項資金、爭取可再生能源城市示范中央財政補助資金等形式,加大支持力度,鼓勵我縣可再生能源在建筑領域中大規模應用。
建筑與能源應用工程范文4
關鍵詞:建筑設備自動化;互動式教學;課程體系;教學研究
中圖分類號:G640;TU6 文獻標志碼:A 文章編號:10052909(2015)04008703
建筑環境與能源應用工程專業,簡稱建環專業,該專業是土建領域高級人才培養和科技發展的重要支撐。截至2011年,全國已有181所高校設有建環專業\[1\]。2012年普通高等學校本科專業目錄中把建筑智能設施(部分)和建筑節能技術與工程兩個專業納入建環專業,專業范圍擴展為建筑環境控制、城市燃氣應用、建筑節能、建筑設施智能技術等領域。建筑自動化課程為其主干專業課程之一,對學生深入了解建筑設備自動控制系統起著重要的作用,也為今后從事建筑環境與設備的研究工作打下堅實的基礎。該課程的特點是教學內容多、關聯性學科和知識也較多,涉及很多建環專業學生不太熟悉的領域,教學難度較大。筆者以多年的教學體會,特別是在與同行間的交流中感到,該課程教師的一個共識是結合案例的互動式教學方式能夠達到比較好的教學效果,設計合適的案例并采用適宜的教學手段是提高教學效果的關鍵。本文從教學實踐經驗出發,設計3個易于操作的教學實例,并借助Simulink模擬工具和小型實驗臺,在課堂上運用筆記本電腦、無線網絡等操作工具進行互動講解。此外,對復雜的建筑設備系統,給學生留出一定的拓展空間,以課后訓練和課堂討論的形式完成。教學實踐證明,采用該教學方式取得了較好的教學效果。
一、教學內容的調整與整合
建筑設備自動化是建筑環境與設備專業的一門主干課程,它的主要任務是通過各個教學環節,運用各種教學方法,使學生系統地掌握建筑設備自動化系統的基本概念、控制原理的初步知識以及雙位控制、PID控制等控制調節方法,建筑熱濕環境的控制方法,設備與系統的控制方法,并從整體設計出發了解建筑自動化系統的通信技術、設計過程、分析整定方法和關鍵問題。
建筑設備自動化系統實際上是一套中央監控系統。它通過對建筑物(或建筑群)內的各種電力設備、空調設備、冷熱源設備、防火、防盜設備等進行集中監控,達到在確保建筑內環境舒適、充分考慮能源節約和環境保護的條件下,使建筑內的各種設備狀態及利用率均達到最佳的目的。建筑設備自動化課程涉及很多自動控制方向的課程知識,如自動控制原理、傳感器、數字電子技術、模擬電子技術、通訊技術、計算機控制、模糊控制、單片機等。同時,要實現建筑設備系統的控制,不可避免地要用到建筑冷熱源、空氣調節、通風工程、制冷與風機、供熱工程等專業知識,幾乎涵蓋了建筑環境與能源應用工程所有的專業課。此外,在控制策略、控制品質上還涉及到建筑環境學等專業基礎知識(見圖1)。
圖1 建筑自動化系統知識
教學內容上,以高校建筑環境與能源應用專業指導委員會推薦的教材為主\[2\],由于受到課時的限制,對教材中的內容作了適當調整。首先根據知識點將教學內容分成兩個大類:一是控制基礎與控制仿真部分,包括自動控制的基本概念、基本控制原理和基本控制規律、計算機控制理論相關知識、模糊控制原理與實現、傳遞函數(主要掌握拉式變換)、控制參數的工程整定方法、Matlab軟件基礎(主要掌握Simulink控制工具箱)等;二是建筑設計系統控制,包括常用的建筑設備和空調風系統、空調水系統、空調冷熱源、集中供熱等建筑用暖通空調系統。為了將教學內容有機地融合起來,設計了6個工程實例,分別是加熱水箱溫度分層的自動控制、恒溫恒濕空調機的自動控制、散熱器實驗臺的自動控制、變風量空調系統的自動控制、空調冷凍水系統的自動控制、集中供熱系統(輸配管網)的自動控制。實例由淺入深,依次講解。由于受課時的限制,對簡單的工程實例,如前3個工程實例,需要詳細講解與分析;對比較復雜的工程實例和工程問題,要進行合理的簡化后建立仿真模型,并留出一定的課堂討論空間給學生,由學生在課后完成。高等學校建筑環境與能源應用工程教學指導委員最新的本科指導性專業規范,規定建筑自動化課程內容包括通訊網絡技術(通訊協議)和樓宇自動化的相關內容。這些內容只作為學生了解的內容,選擇與本專業關聯性較大的部分,從整體設計出發介紹建筑自動化系統的通信技術、設計過程、分析整定方法和一些關鍵性問題。如國際上比較通用的樓宇自控系統專用協議BACnet、適用于集中供熱系統監測控制的通訊網絡連接形式等。
二、授課主體的優化組合
建筑設備自動化課程涵蓋的內容非常多,如自動控制原理、傳感器、數字電子技術、模擬電子技術、通訊技術、計算機控制、模糊控制、單片機等。同時,要實現建筑設備系統的控制,不可避免地要用到建筑冷熱源、空氣調節、通風工程、制冷與風機、供熱工程等專業知識,這些知識幾乎涉及建筑環境與能源應用工程專業所有的專業課,在控制策略、控制品質上還涉及建筑環境學等專業基礎知識。側重自動控制的教學內容由智能結構系統研究所的教師擔任主講,而涉及建筑設備系統部分專業背景和專業特征明顯的部分內容由建環專業的教師擔任主講,兩方面的教師互相配合,共同完成教學任務。在授課的過程中,也發現不同專業知識之間的交叉學習,不但對學生而且對教師也是一個很好的學習過程,它能促進各專業的融合與溝通。同時,控制工程專業教師直接參與教學,也擴大了相關知識面,能更好地解答學生的實際問題。
三、互動式授課
以往的教學以教師的課堂講解為主,知識難以當堂消化,學生反饋信息也較少,加上課時的限制,教師很難將眾多的教學內容全部進行詳細講解,因此學生感覺理解起來有困難。為此,教學中將控制實例用Matlab的Simulink控制工具進行模擬,相對基礎和簡單的實例直接在課堂講授,復雜的實例由教師建好模型,再作課堂講解和現場分析,并安排課后討論,給學生留出思考的空間,這也是互動實踐教學非常重要的一個環節。比如將教學內容中比較復雜的中央空調變風量系統和空調冷凍水系統安排在自主學習環節,給出討論和拓展的空間。此外,在完成基本教學內容的基礎上,打破固定實驗題目的局限,鼓勵自主創新。學生可以根據自己的興趣來選擇控制實驗的內容,或提出控制策略。教師鼓勵學生主動尋求實驗方法,探索實驗方案,在探索的過程中讓學生感受知識的產生和獲取過程,培養學生獲取新知識的能力和分析與解決問題的能力。此外,引導學生參與實驗的全過程:準備工作、具體操作和實驗后的數據處理等,深化學生對實驗項目所涉及各種知識、技術的理解,培養學生獨立工作的能力。
在講授同步模擬實例時,要求學生利用筆記本電腦,與授課教師同步完成控制實例的仿真建模、實現控制規律和控制參數的調整,配合簡單的輸出窗口或曲線,在計算機上顯示控制結果,通過計算機仿真工具完成互動式教學。要求學生現場操作緊跟教師的操作進度,用仿真顯示現場檢驗教學的效果。經過一個教學輪次的實驗,絕大多數學生都能完成工程實例的仿真,可以自己改變控制規律和控制參數,了解調節過程各種影響因素的作用,達到了較好的教學效果。
四、實驗臺的設計建造
控制系統的仿真模擬雖然在一定程度上可以反映建筑設備或系統的自動控制和調節過程,但是對相對復雜的系統,Simulink控制工具建模時必須通過一定的簡化,而且被控對象的一些物性參數需要實測獲得或利用經驗進行調整。因此設計適當的實驗臺或實驗系統并完成實際的控制任務才能完全掌握建筑設備系統的控制任務,真正實現控制策略。土木工程學院建筑環境與設備研究所的專業實驗室具有恒溫加熱水槽的實驗裝置和完整的地源熱泵空調系統,經過適當的改造,可以完成部分實例的教學實驗。為了進一步加強教學效果,設計開發一套模擬管網實驗臺,如圖2所示,設置兩個模擬熱源(1和2)用主循環泵代替,分別設在管網兩端。5個用戶(用閥門代替用戶阻力)分別增設一個加壓泵。該實驗臺可以完成多熱源多用戶質調節、量調節和分布式變頻調節等集中供熱系統的調節模擬。實驗臺除了完成教學工作外,還可以通過變頻水泵及用戶阻力元件(平衡閥)的調節,測試識別管網阻力特性、水泵特性及多泵聯合運行時的動態疊加特性等。目前該實驗臺已經完成方案設計和前期的籌備工作,并正在建設中。
五、結語
實踐證明,改革后的教學效果明顯優于傳統的教學方式,取得了具有現實意義的教學改革經驗。與此同時,在教學實踐中也發現了一些問題:一是教學整體進度不是很快,建環專業學生沒有Matlab軟件的學習基礎,操作Simulink控制仿真工具的熟練程度差別較大,少數動手能力較差的學生影響了整體的教學進度;二是將計算機帶到課堂以后出現了新的問題,有部分學生利用電腦做與課堂教學無關的事。這些問題還需要在今后的教學工作中加以總結和改進。
參考文獻:
建筑與能源應用工程范文5
我市太陽能、淺層地能等可再生資源豐富,在建筑中應用的前景廣闊、潛力巨大。各級、各部門、各有關單位要充分認識到可再生能源建筑應用的重要意義,積極推進在建筑中應用可再生能源工作。
(一)加快推進可再生能源在建筑中的應用是貫徹落實科學發展觀,調整能源結構,保證能源安全的重要舉措,是“保增長、擴內需、調結構”和建設資源節約型、環境友好型社會、實現可持續發展的重要戰略措施,利用太陽能、淺層地能等可再生能源解決建筑的采暖空調、熱水供應、照明等,是可再生能源應用的重要領域,對替代常規能源、促進建筑節能具有重要意義。
(二)加快推進可再生能源在建筑中應用是實施國家能源戰略的必然選擇。近年來,我市可再生能源建筑應用得到快速發展,也取得了一定成效,實踐表明,大力推進太陽能、淺層地能等可再生能源在建筑中應用,是解決建筑用能最經濟合理的選擇。
(三)加快推進可再生能源在建筑中應用是滿足能源需求日益增長,改善人民生活質量,提高建筑用能效率的現實要求。我市工業化、城鎮化進程正處于快速發展時期,隨著群眾生活改善,建筑用能呈現不斷增長趨勢,依靠可再生能源解決建筑新增用能需求,不僅能滿足人民群眾改善居住環境質量的要求,而且也能有效緩解我市能源供需矛盾。
二、總體思路和發展目標
(一)總體思路。以國家“可再生能源建筑應用城市示范”為契機,以創新發展模式、推進綠色轉型為主線,建立政府引導、市場運作、多方參與的社會需求機制,做好示范引導和技術推廣,加快推進和普及太陽能、淺層地能等可再生能源在建筑中應用的步伐,帶動相關材料、產品的技術進步及產業化,切實轉變建筑能源增長方式,降低建筑對常規能源的消耗,促進節能減排。
(二)發展目標:“十一五”期間,可再生能源在建筑中應用取得實質性進展,基本形成相關政策法規、技術標準和技術支撐體系,基本建成與建筑結合的可再生能源自主知識產權技術和材料、產品體系;2009-2010年間,實現城鎮新增可再生能源建筑應用面積500萬平方米以上;“十二五”期間,太陽能、淺層地能應用面積占新建建筑面積比例達到35%以上;到2020年,太陽能、淺層地能應用面積占新建建筑面積比例達到50%以上。
三、主要工作任務
(一)組織實施示范工程
2009年開始啟動可再生能源建筑應用試點示范工程451萬平方米,其中包括新建的5所學校約112萬平方米、12項醫院、商場、住宅小區約281萬平方米地源熱泵建筑應用示范,2項既有建筑節能改造約8萬平方米的地源熱泵建筑等應用示范,5項約50萬平方米的太陽能光熱建筑一體化示范。
(二)加強配套能力建設
1.由市建委負責,對我市太陽能及淺層地能資源分布和可利用情況進行充分論證或評估,對淺層地能熱泵技術,要切實把握不同熱泵技術推廣的適用性和可行性,《*市可再生能源建筑應用評估報告》。
2.由市建委、發展改革委負責,對我市可再生能源建筑應用進行專項規劃,《*市可再生能源建筑應用專項規劃》。
3.由市財政局、建委負責,組織編寫和《*市可再生能源建筑應用實施方案》(2009-2010)。
(三)加強技術支撐體系建設
市建委應當會同有關部門,加強我市可再生能源建筑應用技術支撐能力建設,充分發揮科研院校的技術力量,建立以河南省建筑科學研究院有限公司、河南省科學院能源研究所等為主要技術支撐單位的技術研究、技術推廣、能效監測評估的技術支撐體系,逐步完善我市可再生能源建筑應用技術標準和規范,《*市民用建筑太陽能與建筑一體化應用技術導則》和《*市民用建筑地源熱泵系統與建筑一體化應用技術導則》。
四、保障措施
(一)強化組織領導
建立健全可再生能源在建設領域推廣應用的工作體制和機制。在市政府的統一領導下,市建筑節能與墻體材料革新工作領導小組全面負責協調工作及相關政策的貫徹落實,推進我市可再生能源建筑應用工作。各級、各有關部門,應在各自職責范圍內,簡化辦事程序,提高工作效率,共同推進可再生能源在建筑中的應用工作。
(二)落實保障資金
對于獲得財政部、建設部批準的可再生能源建筑應用城市示范、縣(市)示范的項目,市、縣(市)財政安排不低于1:1比例的配套資金,用于支持可再生能源在建設領域的推廣應用的獎勵。對于獲得財政部、建設部批準的太陽能光電建筑應用示范的項目,市、縣(市)財政安排一定比例的配套資金。
(三)加大政策扶持
設立*市可再生能源建筑應用專項資金,主要用于可再生能源建筑應用示范工程、產品和技術集成研究、標準規范制定、能源服務市場培育、能效檢測評價等。相關部門根據各自職責,制定配套的相關政策、管理制度和管理措施,加強監督管理,確??稍偕茉唇ㄖ靡幠;】蛋l展。
建筑與能源應用工程范文6
在分析比較國內外理工類教材優秀封面設計的基礎上,運用美學理論及設計原理對建筑環境與能源應用工程系列教材封面進行重新設計,從而對理工類教材封面設計邏輯性與藝術性的有機結合進行了有效實踐,并從中探討了相關的設計規則、設計理念。
關鍵詞
封面設計;科技;理工;建筑;教材
進入信息交流豐富而迅速的時代,圖書封面信息傳達的功能正在被更大限度地發揮,封面設計逐漸成為讀者瀏覽圖書的重要因素之一。好的封面設計可更為準確地傳遞內容信息,并獲得讀者更多的認同感。理工類教材是科技圖書的一類,作為科技性、專業性內容的載體,在書籍裝幀設計表現上具有一定局限性。專業性、嚴謹性和時代感是科技圖書封面設計中應傳達的審美特征。因此,理工類教材封面設計語言的選擇與表達需有其自身的規律。本文參閱、比較國內外同類教材的成功封面設計,并以建筑環境與能源應用工程系列教材封面設計為實例,對理工類教材封面設計規律進行一些分析、探討。
1國內外同類封面設計分析
1.1國外理工類教材流行封面設計國外科技出版和大學教科書出版較有影響力的幾家出版社的暢銷理工類教材,其封面設計總體特點呈現出鮮明的設計風格,整體結構理性、視覺元素活躍、平面構成簡潔,穩重而不沉悶。這類封面設計趨于時代感、多樣化和視覺張力的同時,始終保持著嚴謹的邏輯性。版面的分割多采用水平線和垂直線分割體現理性與秩序性,或用不對稱分割達到均衡效果;封面色彩的選用更加個性化,明黃、翠綠、熒光藍等張揚的色彩可被大面積使用,在構成設計的配合下,得到大膽而穩健的整體效果;隨著圖片技術的發展,插圖有了更多的選擇性并著重創意,具有內容針對性的高清照片、顯微照片或抽象出主題的設計圖案等,集信息傳達、裝飾效果于一體。例如,斯普林格出版社的“教學筆記”系列封面(圖1)采用的是該社科技圖書多年來的經典封面設計,運用具有對比效果的色彩以黃金分割比例矩形填充作為主體色彩,通過垂直分割與水平分割交叉的構圖得到穩固的視覺效果,書名處于黃金分割線位置附近并與底色形成明度對比或補色對比,系列書主體色彩一致,分冊根據內容主題抽象出單色插圖,封面整體效果明確而具說服力。斯普林格出版社的《納米科技教材》封面(圖2)采用了工程技術類教材封面常用的水平分割構圖,書名和主插圖位于封面中部,限制在貫穿封面左右的水平矩形中,占封面面積1/3,整個封面通過明確的水平分割實現平穩的視覺節奏,背景圖案上下貫穿版面從而帶來構圖變化。普蘭蒂斯•霍爾出版公司的《基礎有機化學》封面(圖3)用拼圖塊樣式的插圖將版面進行了不對稱分割,純白背景上底部的圖塊填充為明黃色,平衡了整個封面的白色,封面頂部以一窄條柔和的綠色進行呼應,形成完整而通透的封面邊界,具有精致而和諧的視覺效果。圣智學習出版公司的《制冷與空調技術》封面(圖4)采用比例均衡的垂直分割構圖,通過色相與明度的節奏變化實現色彩的和諧;插圖采用散熱器高清照片,經數字化處理后呈現出金屬質感的粉藍色,其內容與色彩心理直達“制冷、空調”主題[1],插圖的巧妙設計使得其圖案效果和圖片色彩都富于藝術性。
1.2國內暢銷工程類教材的封面設計國內科技期刊、圖書的封面設計已從較為單一的書名、作者等信息的傳達到配以圖案或照片增加變化,再而轉向通過設計符號對風格差異、專業內涵、內容思想等的傳達。相對滯后的理工類教材封面設計理念也在迎頭趕上。建筑工業出版社的《熱質交換原理與設備》屬建筑環境與設備工程系列教材,其封面設計在十多年前是較為獨特而成功的,一直沿襲下來仍不為過時。封面主體色彩即底色采用中等明度的灰藍色,城市建筑的鳥瞰照片以“正片疊底”的形式作為整版的背景圖案,版面下部有黃、橙、紅暖色條紋形成有效的冷暖對比和線面對比;各分冊以頂部的紅、黃、綠等條形色塊進行區分,其顏色的選擇上還可更加考究(圖5)。建筑工業出版社的《建筑設備》屬土建學科專業系列教材。其封面水平分割為面積對稱的上下兩部分,上部填充主體色彩并放置主要信息,下部配以具有設計感的插圖;該系列叢書主體色彩統一為成熟、可靠的紅棕色,各分冊以插圖區分,插圖的選擇靈活有度且與色彩和構成都能有機融合(圖6)。機械工業出版社的《空調工程》屬建筑環境與能源應用工程系列教材,該系列共有30多個品種。封面底色即主體色彩,第一版分別用了綠、藍、紫紅、紅、黃等底色,各分冊不盡相同卻又相近;第二版整體改進,選取冷調的藍綠色作為統一的底色,具有了更好的整體印象(圖7)。電子工業出版社的《電機學》為引進版教材。封面構成采用對比關系的水平分割,下部2/3面積的白色為底色,上部填充穩重的深紅色作為主體色彩;其封面設計既符合國內理工類教材的設計規律,并較之原版封面具有不錯的傳承性。
1.3特點與規律通過以上具有代表性的案例的分析,可發現同類書封面設計構圖方式、色彩搭配、插圖選用、信息編排等方面的一些特點與規律。①版面構圖富于邏輯性,常用到水平分割,其次是水平與垂直分割交叉,有時也會僅選用垂直分割,表達方式清晰、明確。水平分割的構圖視覺節奏平穩,極具說服力。垂直分割與水平分割交叉的構圖視覺效果穩固且更有變化,通過分割比例的控制可傳達出較強的邏輯性。②色彩的運用趨于個性化和感染力,或用色彩的對比提高辨識度,或用色彩的和諧營造整體性。色彩表達具有專業感,更為準確、有說服力。③插圖的選用具備專業性與針對性,圖片經過數字處理后集信息傳達、裝飾效果于一體。④文字信息的編排側重秩序性,重要信息橫向排列,位于版面中上部最佳視域,黑體、宋體及二者少量變體是中文字體的最佳選擇。⑤系列教材封面的整體設計更為周密,各分冊封面變化謹慎,代表性的設計元素會貫穿全套封面,整體效果高度統一。總之,理工類教材的讀者群體多為中青年,具有良好的教育背景,具備較強的邏輯思維能力與抽象概念理解力,對視覺形式也有其強烈的喜好。成功的國內外理工類教材封面設計與讀者群都有著良好的適配性。因此,較為明顯的封面風格與學術性、專業性的穩重并存將是較好選擇。
2建筑環境與能源應用工程系列教材封面設計案例
2.1該系列教材曾用封面特點分析重慶大學出版社建筑環境與能源應用(設備)工程系列教材第一版于2002年出版,作為該專業的本科教材以專業課內容見長,為教學提供了有力支持。教材第一、二版先后采用過3種封面設計(圖9—圖11):圖9底色由白至灰漸變;主體色彩選用明度漸變的青、褐、紅等,色彩的選用沒有整體規劃;各分冊均以不同高層建筑的單色圖片為插圖,所指缺乏針對性。設計元素較為離散,不夠體現該系列教材的專業特點。圖10以淺灰色為底色,這在國內專業圖書中是較為常用與保守的選擇。書名和裝飾線條運用了色彩元素,全系列設計了3種主體色彩(低明度,高純度的藍、綠、紫),但各分冊的色彩安排是隨機的,主體色彩面積小且較為零散。以內容相關的彩色圖片(照片)作為插圖,用圓環圖案設定其邊界,各分冊以插圖區分。內容相關的彩色照片作為插圖十分直觀,但對圖片要求更高,紛雜的色彩和場景容易弱化主體信息并對封面整體效果產生負面影響。圖11所屬的系列封面以低明度的灰藍色為底色,嚴謹、穩重底色傳達出系列教材的專業性。書名用高純度色彩,同類色豎條紋圖案明度漸變作為主體色彩,各分冊以主體色彩區分。大面積高純度的主體色彩與底色的對比關系可突出理工類教材的應用性,如《燃氣安全技術》分冊以黃色作為主體色彩,與底色的對比強化了工業安全的警示之意[2]。該系列封面主體色彩的選用仍沒有整體規劃,有些分冊的色彩搭配牽強,甚至影響整套教材的陳列效果。
2.2該系列教材封面的重新設計以該套系列教材最新版的推出為契機,對其進行了全新、整體的封面設計。根據對國內外同類教材封面設計的分析,學習借鑒其的常用設計規則,設計重點包括信息整合、色彩規劃、版面構成、插圖設計等方面。
2.2.1信息的整合建筑環境與能源應用工程專業是解決民用、工業以及醫療、交通等專業領域的室內環境問題的綜合性學科,涵蓋了能源、環境、設備等內容。其專業課程體系可分為專業基礎課和專業課兩部分。專業基礎課包括工程熱力學、工程流體力學、熱質交換原理與設備、建筑環境學等理論知識課程,專業課包括冷熱源工程、供暖通風與空氣調節(或供熱工程)、城市燃氣工程、建筑環境測試技術、建筑電氣等工程技術知識課程[3],總共涉及30多個品種,數量較多,各分冊需按照一定規則通過設計元素進行關聯與區分。此類教材因內容體量、圖表運用等特點,開本類型多采用16開(或相近開本),使得封面有充足的空間進行所需的設計。
2.2.2色彩規劃首先將專業基礎課和專業課分列兩大板塊,用主體色彩進行板塊的區分。選用較低純度、明度的藍色作為專業課板塊主體色彩(圖12),以詮釋工程技術知識的科學、時效、客觀、綜合等性質。選用中等純度、明度的中性紫色作為專業課板塊主體色彩(圖13),詮釋其邏輯性、原理性、基礎性等穩定、可靠的性質。選用中等明度、純度的綠色用于專業課板塊中涉及環境、電力的分冊,如建筑電氣、建筑環境測試技術等(圖14),以傳達安全、“綠色”之意。系列教材的主體色彩呈現出理性的整體感覺,色相中性偏冷,陳列效果和諧,符合理工類教材的色彩語言。將插圖、填充圖案設計為灰色調,二者共同與主體色彩相平衡。書名選用單純的白色,與3種主體色彩在明度上對比鮮明,并與插圖中的留白相呼應。
2.2.3版面構成封面版面構成以水平、垂直分割相結合,以水平分割體現對稱、垂直分割側重于對比,位于右上方視覺重心的大面積矩形及左下方的小矩形用主體色彩填充,實現穩固、均衡的視覺效果,體現出理性與秩序性。書名與作者信息分居水平對稱軸線上、下方,均為視覺中心所在。系列書名采用“遠離”處理方式,緊湊排列于版面頂部,不凸顯也不易被忽視[4]。插圖放置于版面左上位置,所處優先閱讀順序僅次于書名信息。
2.2.4插圖設計將該系列教材的插圖內容設計為3種形式。①與主題密切相關的實景照片局部:如《供暖通風與空氣調節》封面(圖12)選用機場建筑室內空調系統照片的局部,展現了建筑內部空間環境并突出了一處風口的設計。插圖選取照片精彩的局部,使其效果不凌亂且有設計感。②能夠表達理論或設備原理的效果圖、原理圖:如《熱質交換原理與設備》封面(圖13)選用了熱交換器工作原理的三維效果圖局部,剖面結構與示意箭頭明晰地展示了設備中的熱交換過程。插圖的灰度層次與簡繁得當的細部圖形都有較好的裝飾效果。③從主題中抽象出來的裝飾圖案:如《建筑電氣》封面(圖14)的插圖意在抽象出建筑供配電系統、照明系統、安全控制網絡等概念,讀者通過書名的提示能夠領會到其所指[1]。每幅插圖都在圖片素材的基礎上經過了細致的數字處理,達到信息傳遞準確、裝飾效果和諧的要求。
2.2.5文字編排文字信息的編排遵循從上至下的視線移動軌跡。書名、作者作為重要信息采用橫向排列,位于黃金分割線下方及對稱軸線附近,即版面上的最佳視域。字體設定較為謹慎,選用黑體和等線體兩種,書名用醒目的粗黑體,作者信息、系列書名用式樣相近的等線體,纖細的筆畫與粗重的筆畫對應,統一而有變化。
2.2.6調整考慮到色彩作為第一視覺語言對讀者具有的影響力,嘗試設計了分別以主體色彩的互補色或鄰近色填充的3種條形色塊,與3種主體色彩搭配(深藍—橙紅,醬紫—淺金,深綠—寶石綠)[5]。該色塊也將作者信息集合起來與書名形成呼應。最終,封面整體效果在穩重的基調上更加富于熱情。經過重新設計,該系列教材封面有了全新的呈現:其主體色彩和平面構成的效果整體、穩重而不沉悶;插圖色調與主體色彩和諧,圖片內容成為封面設計的有機組成;書名設計簡潔、醒目、信息編排具有層次感和可讀性??紤]到系列教材出版的整體性、連續性的特點,系列封面整體呈現時也有著完整的設計形式與較好的辨識度,有利于品牌的樹立。
3結語
當下國內理工類教材封面在設計理念、視覺觀感等方面都有很大程度的提高。在內容一定的條件下,成功的系列封面設計更有助于樹立出版物的品牌。本文通過對近期同類封面分析比較,對適合理工類教材特點的設計規律進行探索,嘗試運用于建筑環境與能源應用工程系列教材的封面設計,取得了一定積極的效果。希望在伴隨時展的不斷探索中形成更多成熟的設計理念與有效的設計規律以指導理工類圖書、教材封面設計,以滿足讀者的審美需求并為讀者提供更佳的審美體驗。
參考文獻
[1]魯道夫•阿恩海姆.視覺思維[M].滕守堯,譯.成都:四川人民出版社,1998:185-190.
[2]馬庫斯•韋格.平面設計完全手冊[M].張影,周秋實,譯.北京:中國紡織出版社,2015:352-353.
[3]高等學校建筑環境與設備工程學科專業指導委員會.高等學校建筑環境與能源應用工程本科指導性專業規范[S],北京:中國建筑工業出版社,2013:1-6.
[4]伊達千代,內藤孝彥.版面設計原理[M].周淳,譯.北京:中信出版社,2011:12.