劉春花

摘要：防排煙通風是工業(yè)通風課程的一個重要內(nèi)容，也是暖通空調(diào)設計所不可或缺的知識。由于缺乏實際工程經(jīng)驗，大多學生對此內(nèi)容的學習感到困難。為解決理論和實際脫節(jié)的矛盾，提高教學內(nèi)容的實效性、針對性，文章提出在課程教學的不同階段采用不同的教學方法，即前期引入數(shù)值模擬技術(shù)，中期應用案例教學法，后期實施項目驅(qū)動式教學法。實踐證明，這些教學方法能有效調(diào)動學生自主學習的積極性，使學生成為學習的主體。學生反映良好，取得了預期的教學效果。

關(guān)鍵詞：防排煙通風；教學方法；案例教學；項目驅(qū)動；課程教學

中圖分類號：G6420 文獻標志碼：A 文章編號：10052909（2015）01010604

工業(yè)通風課程教材選用的是機械工業(yè)出版社出版的《通風工程》一書，防排煙通風設計是其難點之一，同時，防排煙通風也是建筑消防和空氣調(diào)節(jié)課程的重要組成部分。為避免這一重點內(nèi)容在各相關(guān)課程教學中不被重視的情況發(fā)生，應對教學內(nèi)容進行科學合理的整合，按照實用性、實踐性的原則重組課程體系和內(nèi)容，突出應用性和實踐性。

建筑防排煙通風的內(nèi)容邏輯性、系統(tǒng)性很強，課程內(nèi)容又多與工程實際緊密結(jié)合，如何進行相關(guān)的設計是學生學習這部分內(nèi)容的一大障礙。此外，由于學生對實際項目接觸較少，在學習此部分內(nèi)容時缺乏直接的感性認識，造成學習興趣不高。傳統(tǒng)課堂教學中以理論、計算為主的講授模式已難以達到理想的教學效果。

為了解決上述教學中存在的問題，筆者在該課程教學的不同階段嘗試采用不同的教學方法，學生反映較好，取得了預期的教學效果。

一、利用CFD數(shù)值模擬技術(shù)

首先把數(shù)值模擬技術(shù)引入課堂教學中，利用CFD數(shù)值模擬技術(shù)向?qū)W生展示通風防排煙的模擬結(jié)果。圖1、圖2是某地鐵火災時的煙氣擴散圖及火災煙氣的溫度矢量圖。通過圖1、圖2的展示一方面提供給學生一個直觀而動態(tài)的感官印象，增加學生的感性認識；另一方面也幫助學生認識到防排煙通風的重要性。在授課過程中，引導學生自己動手設計、建模、操作，通過軟件模擬，增強學生的動手能力，夯實學生的專業(yè)理論基礎(chǔ)，也讓學生接觸專業(yè)的前沿分析工具，提高其專業(yè)視野。

二、 案例教學法的應用

案例教學法是教師根據(jù)教學目標的需要，選用典型案例，組織、引導學習者分析研究案例，讓學習者就具體的問題積極思考，主動探索，在分析思考中獲得知識，以培養(yǎng)學習者綜合能力和素質(zhì)的一種教學方法[1]。隨著授課內(nèi)容的不斷深入，在工業(yè)通風課程教學過程中引入案例教學法能收到良好的效果。

防排煙通風設計在工程實踐中不同案例的差異較大，熟悉工程的各種實際情況有助于理論學習。例如建筑防煙系統(tǒng)設計中對機械加壓送風量的計算，教材、手冊和規(guī)范僅比較粗略地給出了計算方法和公式，提出目前加壓送風量的確定可采用計算法和查表法，當計算值和查表值不一致時，應按二者中較大值確定[2-4]。但什么情況下二者會出現(xiàn)不一致？或者出現(xiàn)教材、手冊、規(guī)范中沒有提及的復雜情況時又該如何應對？這些對于沒有實際工程經(jīng)驗的學生來說， 要做好把握度的分析是比較困難的。因此有必要在課堂教學中引入不同建筑條件下防排煙通風設計的案例分析，教會學生更多的分析方法，而不是單純地教條地套用表格和公式。

眾所周知，加壓送風量是影響防煙設施效果的重要因素之一。如果加壓送風量太小，就不能有效防煙；但若加壓送風量太大，不但會增加風機的負荷，而且會造成加壓區(qū)域正壓值太高，導致疏散時門難以開啟，帶來更大的災難。在案例教學中，對典型的不具備排煙條件的合用前室，分別采用流速法、壓差法計算合用前室的加壓送風量，并和《高層民用建筑設計防火規(guī)范》（以下簡稱《高規(guī)》）中給出的控制風量進行分析。

（一）壓差法

采用機械加壓送風的防煙樓梯間及其前室，消防電梯前室及合用前室其加壓送風量按當防火門關(guān)閉時，保持加壓部位一定的正壓值計算。加壓送風量Ly的計算公式如下：

式中 0.827為漏風系數(shù)，f為總有效漏風面積（m2），Δp為壓力差（Pa），m為指數(shù)，對門周圍的縫隙和其他較大的漏風面積時，m=2，對窗戶周圍的縫隙，m=1.6；1.25為不嚴密處附加系數(shù)。

（二）風速法

采用機械加壓送風的防煙樓梯間及其前室，消防電梯前室或合用前室，當門開啟時，保持該門洞處一定的風速所需的風量。加壓送風量Lυ的計算公式如下：

式中n為同時開啟門的計算數(shù)量，20 層以下建筑物，n=2，20 層以上建筑物，n=3；F為每個開啟門的斷面積（m2）；υ為門開啟時在門洞處保持的風速，取0.7～1.2m/ s；a為背壓系數(shù)，當走道采用機械排煙時，a=0.8；當走道采用可開啟外窗進行自然排煙時，a=0.6；b為送風管道的漏風附加率，采用鋼板送風管時，b=0.15，采用混凝土風道時，b=0.25。

（三）查表法

根據(jù)高層民用建筑設計防火規(guī)范（2005版），高層建筑防煙樓梯間及其前室、合用前室和消防電梯間前室的機械加壓送風量應由計算確定，或按規(guī)范中表8.3.2-1至表8.3.2-4的規(guī)定確定。此處為配合后面的案例，只給出規(guī)范中表8.3.2-4的內(nèi)容，如表1所示。

表1防煙樓梯間采用自然排煙，前室或

合用前室不具備自然排煙條件時的送風量系統(tǒng)負擔層數(shù)加壓送風量（m3h）﹤20層22 000～27 00020層～32層28 000～32 000 以下以一個具體工程案例為例，介紹合用前室加壓送風量的計算。某建筑層數(shù)25層，合用前室與走道的入戶門為2個，入戶門高2.1m，寬1.0m，防煙樓梯間開向合用前室的門高2.1m，寬1.2m，如圖3所示，試確定加壓送風量。

樓梯間采用自然排煙，合用前室如圖中陰影所示，合用前室不具備自然排煙條件，故應在合用前室設置機械加壓送風系統(tǒng)。送風量計算如下：

的合用前室[]32 6032 087.331 500～36 0001 260～1 440 按照以上方法計算機械加壓送風量時，難點如下：

（1）采用壓差法計算時，按照公式（1），關(guān)鍵點是如何確定總有效漏風面積，有效漏風面積的計算和漏風通路的類型有關(guān)，漏風通路有并聯(lián)式、串聯(lián)式、并聯(lián)和串聯(lián)混合式之分，不同的漏風通路漏風面積的計算也是不同的。

（2）采用風速法計算時，按照公式（2），首先要注意的是對前室或合用前室，開啟門指的是與走道之間的出入門。其次要注意的是不能按門洞的總面積來計算，上例中門洞的總面積為6.72m2，如果按門洞總面積來計算，加壓送風量為104 328 m3/h，和實際結(jié)果相差甚遠。

（3）采用查表法時，要注意兩點：其一，表格是按開啟2.0m×1.6m的雙扇門來確定的，當采用單扇門時，風量乘以0.75系數(shù)計算；其二，當有兩個或兩個以上出入口時，風量應乘以1.5～1.75系數(shù)計算。

案例教學法的應用，即課堂教學中引入不同建筑條件下的通風防排煙案例分析，讓學生靈活掌握更多的分析方法。

三、項目驅(qū)動式教學法的應用

在授課結(jié)束后的課程設計中應用項目驅(qū)動式教學法，讓學生在自己動手的過程中發(fā)現(xiàn)和解決問題。項目設置的內(nèi)容及具體要求如表3所示。根據(jù)小組成員的具體情況進行合理分組，把學習能力、學業(yè)水平和興趣愛好不同的學生分到一個組，可以在一定程度上實現(xiàn)優(yōu)勢互補。學生以小組為單位共同完成任務，不僅可以培養(yǎng)學生的合作精神，而且還能夠通過組內(nèi)學生的討論交流，提高任務完成的效率和質(zhì)量[5]。

四、結(jié)語

工業(yè)通風課程教學改革，已列入浙江海洋學院建筑環(huán)境與能源應用工程專業(yè)的教學改革計劃。學生對實際項目接觸較少，缺乏直接的感性認識，以致學習興趣不高。為了提高教學內(nèi)容的實效性、針對性，可采用在教學的不同階段輔以不同的教學方法，即前期引入數(shù)值模擬技術(shù)，中期應用案例教學法，后期實施項目驅(qū)動式教學。在2011級的試點實踐中，這些教學方法有效調(diào)動了學生自主學習的積極性，使學生真正成為學習的主體。學生反映良好，課堂教學效果也不錯。從2014年中國制冷學會主辦的CAR-ASHARE學生設計競賽的參賽情況來看，學生不僅能夠熟練掌握防排煙通風的理論知識，而且還能將其靈活應用于實際工程中。

參考文獻：

[1] 郭喜庚. 案例教學法在《安裝工程造價》課程教學中的應用[J]. 職業(yè)教育研究，2009（1）：90-91.

[2] 中華人民共和國公安部.GB 50045-95高層民用建筑設計防火規(guī)范（2005版）[S].北京：中國計劃出版社，2005.

[3] 陸耀慶. 實用供熱空調(diào)設計手冊[M].2版.北京：中國建筑工業(yè)出版社.2008.

[4] 王漢青. 通風工程[M].2版.北京：機械工業(yè)出版社.2009.

[5] 謝志強.任務驅(qū)動法在高校網(wǎng)絡實訓教學中的應用[J].電腦知識與技術(shù)（學術(shù)交流），2007（18）：1738—1746.