周年勇，劉文博，劉齊助，高玉明，陳海飛

(常州大學 城市建設學院，江蘇 常州 213164)

病毒在商場、寫字樓、交通樞紐、高鐵、飛機、郵輪等人員密集場所不僅僅是通過人與人進行傳播的，還會通過空調系統(tǒng)中多空間之間的循環(huán)空氣進行傳播，如何避免病毒通過空調系統(tǒng)進行傳播是暖通專業(yè)人員需要重視的關鍵問題[1-2]。

暖通空調作為建筑環(huán)境與能源應用工程專業(yè)(簡稱“建環(huán)”)的核心專業(yè)課程，主要涉及室內環(huán)境冷熱濕負荷計算、空調及供暖系統(tǒng)、室內氣流組織、建筑室內環(huán)境安全、通風除塵與凈化技術等內容。該課程是建環(huán)專業(yè)學生學習暖通空調系統(tǒng)技術的關鍵課程之一，但傳統(tǒng)的課程教育中關于疫情防控的教學內容及理念較少，有必要對暖通空調課程進行教學改革，使學生在空調系統(tǒng)設計中不僅需要考慮綠色節(jié)能的重要性，還需要考慮如何預防病毒擴散和降低病毒傳播風險等熱點問題。

1 疫情防控常態(tài)化背景下暖通空調系統(tǒng)的四個“變”

建環(huán)專業(yè)人員可以從空調送風方式、新風量大小、系統(tǒng)功能模塊、機組裝配方式這四個方面做出一系列改變，以滿足疫情防控需要[3]。

1.1 空調送風方式的改變

在今后的空調通風系統(tǒng)設計中，應盡量保證各個房間都具備獨立的回風系統(tǒng)且需要進行消毒處理，從而降低交叉感染的可能性。此外，新風口和排風口也是值得關注的對象。在設計排風口時應進行綜合考慮，需避開空氣動力陰影區(qū)、渦流區(qū)和人員活動區(qū)；空調新風系統(tǒng)的新風口應設在清潔的環(huán)境里并且直接從室外引入，避免排風系統(tǒng)與新風系統(tǒng)短路；集中收集排風并通過高效過濾器處理后進行高空排放。高效過濾器可以設置旁通管，無疫情時通過旁通管運行，疫情發(fā)生后可切換至高效過濾器運行模式。

1.2 新風量大小的改變

對現(xiàn)有空調系統(tǒng)而言，室內新風量主要是為了滿足人們的衛(wèi)生需求和維持室內正壓，而且實際運行中為了節(jié)能降耗往往會選擇最小新風量運行，地鐵站、高鐵站、機場等人員密集場所的新風量設計也偏小。為了滿足防疫需求，需要改變空調系統(tǒng)的新風量設計，人員密集場所的新風量應大幅增加，其他公共場所應增加備用的新風系統(tǒng)，以滿足防疫需求[4-5]。另外，換氣次數(shù)的新風量確定方法還需要完善，大部分建筑應設置最小換氣次數(shù)。

1.3 系統(tǒng)功能模塊的改變

空調系統(tǒng)在夏季運行時，若室內存在潛熱負荷，空調系統(tǒng)就會進行除濕，冷凝水則是除濕的產(chǎn)物。冷凝水一般匯聚在冷凝水盤中，并通過排水管排至室外。而在疫情期間，空調系統(tǒng)中的冷凝水可能會攜帶病菌，若排入市政排水系統(tǒng)或直接排放到室外就可能會造成病毒傳播。對此，在排放冷凝水時，應集中收集冷凝水并經(jīng)過消毒處理后排出。在沒有冷凝水產(chǎn)生時，應避免冷凝水管道成為病毒的傳播通道，必須人為將水注入冷凝水管起到水封的作用，以抑制病毒或污染的氣溶膠進行擴散。加強空氣過濾殺菌消毒，為人們提供更為潔凈的空氣也是較為有效的舉措，比如在空調處理機組中增加紫外線殺菌的特殊功能段，利用波長為250～260 nm的發(fā)光譜線對室內空氣及污染表面進行紫外線照射，以起到殺菌消毒的作用；在空調末端裝置周圍安裝三甘醇蒸發(fā)器，將蒸汽與室內空氣進行混合，定時對某些區(qū)域進行消殺；在空調的送排風系統(tǒng)中設置初效、中效、高效過濾器，通過加強對空氣的過濾處理能力來保證空氣的潔凈度。

1.4 機組裝配方式的改變

在疫情防控期間，火神山醫(yī)院、方艙醫(yī)院等防控場所的修建充分體現(xiàn)出了模塊化設計的時效性和高效性[6-7]。模塊化就是將產(chǎn)品的某些要素組合在一起，構成一個具有特定功能的子系統(tǒng)，將這個子系統(tǒng)作為通用性的模塊與其他產(chǎn)品要素進行多種組合，構成新的系統(tǒng)，產(chǎn)生多種不同功能(或相同功能)、不同性能的系列產(chǎn)品。空調系統(tǒng)作為疫情防控場所中重要的一環(huán)，實現(xiàn)模塊化設計是大勢所趨，一方面，可以縮短產(chǎn)品的研發(fā)與制造周期，增加產(chǎn)品系列，提高產(chǎn)品質量，快速應對市場變化；另一方面，可以減少或消除對環(huán)境的不利影響，方便重用、升級、維修和產(chǎn)品廢棄后的拆卸、回收和處理。

2 暖通空調課程的教學改革

從疫情防控常態(tài)化背景下暖通空調系統(tǒng)的一系列改變可以看出，要根據(jù)多元化、綜合型工程科技人才的培養(yǎng)需求來對傳統(tǒng)課程的設計模式和理念進行教學改革。

2.1 教學理念需要與時俱進

部分建環(huán)專業(yè)的科研人員和教師都習慣了將節(jié)能舒適作為空調系統(tǒng)設計的第一要素，而且系列評價指標也更偏向于能耗、溫濕度等指標。一些教師在學生的課程設計或畢業(yè)設計答辯時會習慣性地問學生“你選擇的空調系統(tǒng)相比其他方式是否更節(jié)能、更舒適？”，使得很多學生在展示自己的作品時也是較為注重節(jié)能指標，在設計醫(yī)院類的空調系統(tǒng)時未能充分考慮到健康、防交叉感染等關鍵要素。

在疫情防控常態(tài)化背景下，要對暖通空調課程的教學理念進行改革，將“健康防疫、節(jié)能舒適”作為新時代建環(huán)專業(yè)的教學理念和暖通空調的設計理念。例如，將“做中學”理念引入到暖通空調的理論課程教學中，一方面，能夠讓學生根據(jù)課程教學的進度將教師在課堂上所講授的內容應用于實際的工程設計中，另一方面，解決后續(xù)課程設計總體時間緊張的問題。在講授建筑冷熱負荷的計算方法這部分內容時，教師要提前安排好課程設計任務的時間，讓學生可以結合課程設計中所選擇的具體建筑來進行具體的負荷計算，加深對所學內容的理解，讓學生有種獲得感。在進行教學改革之前，一些專業(yè)課成績很好的學生在建筑冷熱負荷計算方面花費了較長的時間。經(jīng)過了解后得知，他們并不是不清楚該如何計算，而是由于以前沒有親自做過，許多計算用數(shù)據(jù)都需要查找規(guī)范并仔細閱讀相關說明。進行教改之后，學生有充足的時間去理解消化這些內容，在專業(yè)理論課程學習階段就能夠完成繁瑣的計算任務，減輕了課程設計階段的壓力[8]。

2.2 教學內容需要優(yōu)化更新

病毒會通過空氣中的飛沫進行傳播，需要對室內空氣進行深度過濾和殺菌消毒。受人才培養(yǎng)要求、課程學時、專業(yè)教師這些因素的影響，建環(huán)專業(yè)在開展專業(yè)課教學時往往會將空氣潔凈技術類課程作為選修課，一些學生還沒有充分意識到對室內環(huán)境進行污染控制和殺菌消毒的重要性。在疫情防控常態(tài)化背景下，需要對暖通空調課程的教學內容進行優(yōu)化，讓學生的知識體系具有綜合性、系統(tǒng)性。(1)適當補充關于空氣潔凈技術的內容，如深度過濾技術、消殺技術、吸附技術、有害氣體去除技術；(2)在介紹暖通空調各項技術的應用場合時，補充關于地鐵、高鐵、輪船等人員密集場所的空調系統(tǒng)知識，點評現(xiàn)有技術對疫情防控產(chǎn)生的影響；(3)在課程設計環(huán)節(jié)，需要增設關于疫情防控的選題內容。

2.3 教學方法需要豐富多彩

建環(huán)專業(yè)的教學方法多以講授法、討論法、直觀演示法、練習法為主，不利于充分調動學生的積極性，需要進一步豐富教學方法，使知識的傳遞手段多樣化。在“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”的時代背景下，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育與專業(yè)教育一樣，在卓越工程師培養(yǎng)中具有越來越重要的作用，可以將雙創(chuàng)教育融入專業(yè)教育，打造專創(chuàng)融合的實踐教學方式，一方面是為了滿足新工科人才培養(yǎng)需求，另一方面是促進學生接納更多的新生事物?？梢栽陧椖渴浇虒W法的基礎上融入創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的元素，如提出典型場所的空調系統(tǒng)設計需求(含防疫需求)，讓學生們分組設計方案并上臺進行演示，組員要從技術、經(jīng)濟、能耗等多方面對方案進行點評。從教學效果上來看，課堂氣氛較為活躍，學生們的參與度較高，融入創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)元素的項目式教學法收到了良好的教學反饋。同時，要鼓勵學生積極參加各級創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽，對自己的作品進行檢驗和宣傳，激發(fā)學生的創(chuàng)新熱情，這對提高創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的針對性、時代性、實效性和強化大學生的創(chuàng)新精神、創(chuàng)業(yè)意識和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力都具有積極的促進作用。學生可申報學校的創(chuàng)客實踐項目，通過多種途徑與渠道來培養(yǎng)自身的創(chuàng)新能力和工程實踐能力，并由教師對學生完成的項目進行指導，驗收創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目的成果。

在啟發(fā)式教學中，針對病毒在空調系統(tǒng)中的可能傳播途徑，要啟發(fā)學生運用在暖通空調課程中學到的專業(yè)知識對現(xiàn)有空調系統(tǒng)進行改進，并指導學生將提出的改進方案轉化成發(fā)明專利，使學生在收獲知識、運用知識的同時還能夠收獲學術成果。這一聯(lián)動模式能夠為學生就業(yè)和考研提供較大助力。

2.4 考核評價需要綜合化、多元化

近年來，高校教育考核評價的外延不斷擴大，內涵也在不斷被深化。在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)理念的引導下，以導師制教學模式為例，將班級分成4個討論組，讓同學們對某辦公大樓進行空調系統(tǒng)設計，要求同學們不僅要考慮冷熱運行工況，更需要考慮如何防疫。討論組一的設計方案是風機盤管加獨立新風的運行方式，能夠有效避免房間之間的交叉感染；討論組二的設計方案是采用多聯(lián)機空調系統(tǒng)并配備獨立新風系統(tǒng)；討論組三的設計方案是全空氣集中送回風系統(tǒng)，并對回風進行深度過濾及消毒處理；討論組四的設計方案是在討論組三的基礎上在過濾消毒段增設了旁通支路，降低了非疫情工況下的能耗。同學們分組上臺進行演示，并讓其他組作為客戶公司對其進行點評。另外，為了激勵同學們，還可以專門設置0.5個學分的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程學分，并將導師的打分作為暖通空調課程期末成績的一部分。這種綜合化、多元化的考核評價方式能夠提高學生的積極性，使學生靈活應用所學知識解決問題，在創(chuàng)業(yè)中學知識，在辯論中求成長。

3 結語

基于疫情防控常態(tài)化背景下的切實需求，對暖通空調課程進行了教學改革，從教學理念、教學內容、教學方法、考核評價這幾方面提出了一系列的建議。從實施效果來看，學生反饋良好，學習積極性較高，能夠適應技術發(fā)展的大趨勢，能夠解決實際工程問題，符合新時代本科專業(yè)人才培養(yǎng)需求。