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随着建筑行业的不断发展,随着科学技术的不断进步,建筑设计与科学技术之间的关系越发紧密,在这种条件下,建筑设计的方法论也在不断完善和创新。在建筑设计中,现阶段比较成熟的方法论主要为:功能设计论、形态设计论、环境设计论、手法设计论以及计算机辅助设计。在建筑设计的过程中,这五种方法论可以统筹结合共同使用,当然也可以突出某一种方法论。不过,这五种方法论在建筑设计过程中,往往存在着一定的先后顺序,或者说,这五种方法论在实践过程中,运用的阶段存在明显的不同。功能设计论主要强调在建筑施工过程中,特别是在施工前期,根据建筑施工的功能意图,来不断强化建筑功能的实现。如商品房的施工中,房屋的首先功能是为了满足人们的居住,因此在功能设计中会更加的人性化。形态设计论在具体的运用过程中,建筑设计者往往将眼光停留在建筑物的外部形态方面,通过新奇创新的外部形态来提升建筑物的吸引力。当然由于注重外部形态设计,因此在具体的设计中,对建筑物的内部结构的设计理念往往会稍微降低。如大楼、钟楼等设计。环境设计论在建筑设计中主要内涵是相对丰富的,在建筑设计中,既包括建筑物内部的环境,同时也包括建筑物外部的环境,甚至在建筑设计中,为了提升生态平衡,为了营造良好的生活空间,还需要考虑到建筑物与周边自然环境的相互作用,尽可能地在保护自然环境的前提下,进行建筑物的设计。手法设计论是指在建筑物设计理念中,同样具备双重的含义。如果简单的理解“手法”二字,那么在建筑物设计中,涉及到具体的细节该如何设计,就是所谓的手法设计论。但如果将“手法”二字扩大化来理解,在建筑设计中,任何设计方法都可以作为手法设计论的主要内容。计算机辅助设计是根据时代的发展来借鉴发展的一种方法论,这种方法论是以人为主体的设计思路,加上计算机的辅助作用来进行的设计方法,可以在一定程度上强化设计工作的严谨性,也可以增强设计人员在造型处理等问题上的把握。
二、科技影响下建筑设计方法论的特征
建筑行业作为发展相对成熟的行业,作为与科学技术进步相对密切的行业,在科学技术的不断发展下,建筑设计方法或者理念自然容易受到影响。不过,建筑行业毕竟存在着自身的特殊性,任何建筑物的使用者都是人,如果在建筑设计中过分的追求科技元素,而忽略了人的具体使用功能,那么建筑物的使用功能将会大大降低。可见,在科技影响下,建筑设计方法仍然要凸显中人的作用,在满足人的具体使用功能的前提下,进行相应的变革。
1、建筑设计趋于柔性,既迎合科技又充分体现功能
建筑行业的快速发展,建筑施工技术的不断进步,人们对建筑设计的需求也在不断提升,人们更加希望通过建筑设计来满足人们不断增长的新需求。在这种背景下,建筑设计的方法势必会在科技大潮中发生变革。但鉴于建筑行业的特殊性,建筑设计方法论在变革的过程中,同样需要满足人们的实际需求,体现建筑物的基本功能。因此,科技影响下,建筑设计的方法论出现了柔性设计的理念,这种设计方法,既迎合了科学技术不断发展的需求,同时也在一定程度上体现了建筑物的基本功能。在建筑设计中,柔性设计是一种灵活性较强的设计方法。如随着科学技术的不断发展,人们对绿色建筑的需求越来越大,太阳能技术、地热能技术等等提升了人们的生活水准。柔性设计在实践中,能够满足人们对这些科技元素的追求,同时也能够体现建筑物的基本功能及构建,确保建筑物的科技、安全、人性。
2、建筑设计趋于无形,通过三维效果来提升精确度
在建筑设计中,受科技进步的影响,设计的方法和理念都在一定程度上得到了提升。传统的建筑设计方法在设计过程中,往往由设计师通过详细的实地验证,然后通过绘图等方法来进行设计,这种平面化的设计难以满足人们浏览建筑物的整体构造,而仅仅是通过相关的数据或比例来粗线条地理解建筑构造。随着科学技术的发展,建筑设计的方法也在不断提升,在建筑设计过程中,通过虚拟设计,既能够省略画草图的繁琐以及人工作图中存在的误差,同时还能够立体化的展现建筑物的整体格局,特别是三维效果的引进,通过立体化的浏览角度,放大化的细节处理等,能够将建筑物的整体形态及内部结构全部呈现出来。此外,在建筑设计中融入虚拟设计的方法,能够有效地提升建筑设计的效率,能够最大化地提升建筑设计的精确度和准确度。
3、在建筑设计中引入计算机技术,实现仿真设计
传统的建筑设计基本靠人直观的描绘或重点设计来体现,这种设计方式不仅效率较低,准确度也难以保障。在科技进步的推动下,建筑设计方法得到了迅速的发展。特别是在建筑设计中引入计算机技术,更是推动了建筑设计的快速发展与提升,使建筑设计的水平更高。在建筑设计中引入仿真设计的方法,通过计算机技术的运用来对建筑物的局部特征或者整体效果等进行仿真设计,不仅能够有效地提升建筑设计的效率,而且便于人们直观地观测建筑设计成品的效果,根据仿真设计中的模型来检测设计水平,来验证设计方法。
关键词:建筑电气设计;原则;可行性对策
引 言:在建筑工程中,电气设计是影响整体工程使用效果的关键工作内容,合理的电气设计,能够在充分满足住户用电需求的情况下,保证用电安全和节能,是现代建筑工程建设和发展必须要做的一项任务。
1建筑电气设计的基本原则
1.1 设计应该考虑到建筑物的功能性
建筑物在设计结构的过程中一定要满足的一个最基本的要求就是建筑物自身功能的使用要求。建筑物自身最显而易见的功能是为人们提供一个遮风挡雨的居住场所,因此建筑物在设计的过程中应该考虑到建筑设计的地段、阳光、空气和周围环境等因素,这不仅是改善居住环境的方法也是建筑过程中必须考虑的因素。
1.2 严格按照国家的设计规范
在进行设计的时候要严格按照国家的设计规范来进行设计,严格执行国家的各项法律法规和政策制度等,并且设计的要求符合国家现行的标准,遵守设计规范和制做图纸的相关标准,严格按照设计的程序进行设计工作。
1.3 设计应该考虑到建筑物的安全性
安全性是建筑物自身永恒不变的必要因素。建筑物在使用过程中必须具备良好的安全性以及实用性。特别是对居民来说,实用性是对建筑最基本的要求,居民对建筑物舒适度的感觉直接取决于建筑物的实用性,而建筑物的安全性可以确保居民在使用建筑的过程中的人身财产安全。
2 建筑电气设计存在的主要问题
2.1 设计思路不合理
现代建筑的设计中很多问题产生的原因是建筑的设计层面存在的问题,比如在设计电路回路过程中选择不合适的电气线路材料都会使家用电路产生许多问题。首先,在设计家用电路的过程中存在最普遍的问题就是设计的配电回路过少,因为回路太少会使电路的负荷增加,这就使电路的横截面减少了。在实际的操作上来讲,建筑物内部分支回路主要由电源插座、照明电路和空调插座等部分构成。居民在设计电路的过程中,通常都会将空调插座安装在卧室内,这样我们就可以依照该用户家里空调负荷的大小适当安装两个回路,避免因为回路过少出现火灾。其次,在设计建筑电气的过程中,最好使用比较安全的铜芯电线,铜芯电线熔点较高不容易发生安全事故。但是在实际的操作中,总是出现设计人员为了节省成本应用铝电线,这样虽然会节省一部分资金,但是在以后使用中存在较大的火灾安全隐患。
2.2 电气设计不满足国家相关规定
电气设计在进行编制的过程中,主要依赖于设计者的经验,因此在编制以及设计中会出现诸多主观上的问题。例如不能够严格遵守国家规定,为了降低成本或者出于其他原因,在选择低压配电线路时使用线路截面较小,但是,在施工中的用电负荷较大,若是使用时出现三相负荷,那么线路中的电流输出平衡就会被打破,从而出现各种隐患,严重者引发安全事故,影响使用,即便施工中不会发生问题,也有可能在后期的使用过程中影响人们的生活以及使用。当前我国的电气设计仍旧过多的依赖于设计者的主观经验,从而在合理性上相对较差,存在严重的问题。
2.3 忽略防雷设计
因为现代建筑的高度都比较高,缺少防雷设备将会使建筑电器在雷雨天气使用过程中存在巨大的安全隐患。目前建筑电气的防雷设计中,有很多设计人员在选择防雷设备的时候,依然采取传统防雷设计的方法, 特意的设置防雷设备, 这种方法在实践的证明中是不合理、不科学的。在防雷设计的过程中必须考虑到建筑物的位置、防雷设备放置的位置、地下水位和雷电波侵入问题。
2.4 设计深度不足
现代建筑施工过程中,诸多因素都会对施工质量造成影响,直接导致电气设计不能有效执行,无法满足建设需要,这就使得在安装以及施工的过程中电气设备存在问题,直接影响后期建筑功能的发挥。电气设计深度不足就会使得建筑工程使用受到影响,并且设计方案中如若不详细描述电气系统所需设备的规格以及型号,那么在设备的采购过程中就会令采购者无法选择,或者即便选择也无法使用,那么在施工的过程终究无法按照图纸予以安装、施工。这不仅会对采购人员的工作造成影响,还会造成后期的施工问题,引发施工中一系列的安装质量问题,同时也不利于人们的使用,即会对建筑功能作用的发挥产生不利影响。
3 建筑电气设计可行性对策分析探讨
3.1 设计人员要对设计方案严格把关
在设计电气的工作上不能出现任何的马虎,如果设计人员在设计上出现疏忽问题,就会影响建筑本身带给居民的舒适度和建筑物的质量。所以在设计建筑物内部电气的过程中一定要将整个建筑统筹起来,把持全局之后在逐步细化,防止遗漏某些重要的环节,有一个清晰明了的设计思路。同时相关主管单位和施工方应该随时在设计过程中对设计内容进行审查和修改。最后,以设计层面为中心,最大限度的避免安全事故的发生,整体上重视节能理念。
3.2重视防雷设计
建筑物的防雷设计对建筑的安全有着重要的影响。首先,在设计建筑物防雷设置的过程中应该选择金属导体为防雷设备,选用金属导体有利于维持室内电位的平衡,均压效果比较好,能有效的保护建筑物和室内人身及设备的安全。其次,要尽量避免雷电波的侵入。设计人员在建筑电气设计的过程中不仅要重视防直击雷,还要重视对雷电波的预防。要想避免雷电波的侵入,可以将与电气设备连接进出端的电缆接地,将避雷器设置在进出点, 连接绝缘子, 连接在接地装置上。
3.3重视电气设计中的防火设计
在建筑电气的设计过程中应该在电气设计的各个环节中加入防火措施,最大程度上防止由于设计的疏忽导致建筑电气在使用过程中存在安全隐患。在设计过程中坚决不能出现违规设计,对每个设计细节都应该仔细分析,保持一个积极严谨的设计态度。在设计过程中一定要考虑保护措施,在电路设备上都应该配有短路器以起到保护电路的作用。在设计过程中还要注意线路负载的问题,某些部分在运行较长一段时间之后,因为电气负载过大引发火灾的可能性非常大。最后在选材的过程中,一定要选择既能满足家用需求又能防火的优质材料,通过上述方式最大限度上避免电气火灾的发生。
3.4 智能建筑的引用
随着科学技术的快速发展,很多新技术在建筑工程中得到了广泛运用,智能建筑不仅可实现便捷高效的智能化,而且可实现节能环保的目标。具体说来, 智能建筑可以把信息化应用系统,建筑设备管理系统以及公共安全系统等统一整合起来,充分发挥各部分的功能,努力实现最大化的节能目标。可以说,智能建筑是一个高度集成化、信息化的系统,在保障广大用户舒适、安全的居住需要的同时, 还可以通过对家庭耗能电气设备的优化,达到降低能耗的目的。
4 结束语
总之,只有保证建筑电气设计合理,才能进一步的促进经济的整体发展和整个市场运营的正常运行,因此进行建筑电力设计方案时,必须保证电气的整体设计规范合理化且实用性,并结合实际情况,遵循设计原则,实现电气系统设计的功能,进而在满足人们需要的前期下,方便居民的日常生活。
参考文献:
[1]刘晟楠.对现代建筑电气设计中几个问题的探讨[J]. 黑龙江科技信息,2012,[03].
【摘 要】建筑电气设计对于提升建筑工程水平,更好的满足业主需求具有重要意义,而对于建筑电气的设计,还应当遵循一定的原则,严格按照国家标准,以保证设计可靠性的提升。本文通过对建筑电气设计原则进行分析,提出了建筑电气设计的主要内容及提升建筑电气设计可靠性的对策,以期更好的满足建筑工程发展需求。
【关键词】建筑;电气设计;可靠性
建筑电气设计主要是指以建筑为平台,以电气技术为手段,在有限的空间内为人们创造人性化生活环境的学科,建筑电气设计可靠性与人们的日常生活水平有密切关系,要想实现建筑电气设计可靠性的提升,首先应当明确国家规定的电气设计原则及电气设计内容,从而为建筑电气设计可靠性的提升奠定良好基础。
1 建筑电气设计的原则
建筑电气设计应根据国家的法律法规,并符合建筑设计的标准,在此基础上确保电气设计的质量,提高电气设计的可靠性,保证建筑工程质量,为人们提供一个优质、安全的环境。
1.1 建筑电气设计应严格按照国家有关规定,明确电气设计的内容,使电气图纸满足设计标准,并且依照设计程序进行。
1.2 电气设计应结合实际情况,采用先进的技术手段,明确设计的规则和标准,保障电气设备的用电安全,采用优质的电气材料和设备,确保建筑电气设计的可靠性[1]。
1.3 电气设计作为整个建筑设计的重要组成部分,要与建筑的其他专业设计相协调,例如建筑的结构、给排水、暖通等技术。
1.4 在进行建筑电气设计时,应根据建筑实际的用电量以及电负荷的等级来确定变压器的数量、配电方式等,确保供电安全、可靠。
2 建筑电气设计的内容
建筑电气设计的内容包括以下几类,首先是供电设计,供电设计主要有供电电压、来源、可靠性,用电负荷的性质、容量,继电保护的配置,变电站的数量、位置以及主接线等等。其次是电力负荷以及短路电流的计算,计算的合理、真实对于电气设备的可靠性具有积极的意义。第三是低压配电线路设计,低压配电设计时要明确用用电线的文职,根据实际情况选择合适规格、型号的线路,低压配电线路的保护等级应低于三级。[2]第四是电气设备选择,电气设备应注意防火、防电、节能,在保证可靠性的基础上提高电气设备的经济效益,使建筑电气设计即环保、又可靠[3]。最后是照明系统,电气的照明设计包括光源的选择、灯具的选择等,在电气设计时应明确照明系统的设计,选择优质、安全的照明工具,为提高电气设计的可靠性提供帮助。
3 提升建筑电气设计可靠性的有效对策
3.1 合理的供电系统
建筑企业中,电气设计是十分重要的环节,对于整个建筑具有极大的意义,没有电力的供应,建筑的正常运转会受到严重的影响。提高电气设计的可靠性对于保障人民的正常生活具有积极的作用。因此,为了提高电气设计的可靠性,建筑工程应确保具备两个以上的独立电源,根据具体的电负荷明确具体的数量。两个电源同时供电,同时配备应急的发电机,保障建筑的正常用电,使建筑中的照明、电梯等用电得以保障,减少事故的发生[4]。供电线路的选择和使用也应合理、科学,供电线路的横截面应确定,不能随意改动,以确保电气设备能够安全、稳定的运行,避免因线路的截面过小,功率过大引发火灾。
3.2 变压器的选用
变压器的数量以及容量也是电气设计的主要内容,为确保建筑电气设计的可靠性,保障人民安全,应合理选用变压器的数量以及容量,并且选择时应用长远的眼光来分析和预测电负荷量,确保变压器的选用更加科学、合理。由于用户的用电时间不同,所以在对电负荷进行预测和计算时,应选取同一时刻的用电量,并充分明确变压器的功率以及运行,选取最合理的数据,通过计算电负荷明确变压器一段时间甚至很长一段时间内的容量,在选择变压器的数量以及容量时,以这一数据为参考,确保变压器使用时更加真实、有效,能够满足建筑的用电需要,提高电气设计的可靠性。
3.3 保证室内电气设计的科学、合理
在进行室内电气设计时,首先要对用户用电的线路进行明确,室内的电路设计应明确分工,例如照明、插座等的电源应进行分路设计,保证用户室内用电的安全和稳定。在室内电气设计时应保证每一间房屋和客厅有足够的插座,提高电气使用的安全性。当前的电器设备发展迅速,为了使建筑室内更好的适应用电需求,在室内设计应保证配电线路的质量和使用,提高用电的可靠性,并且在设计时可以通过电气设备接地,提高可靠性。在许多用户中,都存在电视、冰箱、空调等大功率的用电设备,为提高用电的安全性,在电气设计时可以通过接地的方式使重复接地与共用接地相连,以保证人员的安全,提高建筑电气设计的可靠性。
3.4 建筑电气设计的安全性
在建筑工程中,电气设计是否可靠直接关系到用电人的安全,为使建筑电气设计更加安全可靠,为人们提供良好的生活环境,在电气设计时应加强设计的安全性和可靠性措施。首先是防电击的措施,采用接地式的方法保护低压配电系统,但是它的安全系数不高,对人身存在一定的危险性。可以使用漏电保护电器,它可以有效的避免人们受到电击,可以极大提高用电的安全性,避免用电事故的发生,危及人的生命与安全,但同时,这种方式也存在一定的不足,在检测和保护方面同样存在问题。[5]其次是安全防火技术,随着建筑工程的数量不断增多,因不安全用电引发火灾数量逐年增加,电气设备的使用不当,用电线路的故障等都是引发火灾的主要原因。电气设备由于短路问题会引发用电事故,这些对于电气设计的可靠性具有很大的影响。为切实加强电气设计的可靠性,给人们提供一个安全、放心的环境,在设计时应加强防火设备的使用,如出现发生用电火灾,可以及时切断电源,防止火势扩大、蔓延。还可以设置自动灭火装置,实现发现火源到灭火自动化,缩短火灾发生的时间,为消防人员的救火工作提供充足的时间,使电气设计更加安全、可靠。
4 结束语
电气设计是整个建筑中的重要组成部分,对于建筑的正常运转和使用具有积极的作用,在目前的电气设计中,仍然存在不少问题制约着电气设计的可靠性。因此为了提高电气设计的可靠性,保障用电户的用电安全,在设计时应充分考虑建筑的供电系统、变压器的选用、建筑室内的用电设计以及防火安全技术,努力提升建筑电气设计的可靠性。
【参考文献】
[1]王红梅.建筑电气供配电系统可靠性刍议[J].科技风,2010(13).
[2]刘丽萍.简谈提高建筑电气设计的可靠性和经济性[J].科学之友(B版),2006(10).
[3]赵胜利,杨栋.可靠性和经济性建筑电气节能设计的综合论述[J].科技致富向导,2011(03).
关键词:课程特点;课程改革;教学改革;教学模式
中图分类号:G642文献标志码:A文章编号:10052909(2012)05005703建筑施工技术是工业与民用建筑专业的一门核心专业课程,该课程要求学生熟悉从基础到屋顶、从室外到室内、从民用到工业建筑施工工艺操作的全过程,掌握各种施工方法和工具仪器设备的选用,为学生以后从事施工员、技术员、监理等工作打下基础。在保证教学各环节良性衔接的情况下,如何让学生在有限的学时内掌握理论知识、提升实践动手能力,很多学者专家从教学方法、教学模式、教学环节等方面做了诸多研究、重组和优化,如“二元制”教学,“三明治”式教学,“工学结合”式教学等。文章结合笔者多年来从事建筑施工技术课程教学经验以及担任建造师职务探索,探讨了在当今教学模式层出不穷的情况下,如何有效组织教学以适应当前社会发展,促使学生更好地掌握建筑施工技术。
一、建筑施工技术课程特点
(一)综合性强
建筑施工技术课程内容广、覆盖面大。该课程总体包括模块:土石方工程、基础工程、砌筑工程、钢筋砼工程、预应力砼工程、屋面防水工程、结构安装工程、装饰装修工程。只有掌握了一定的理论基础,才能真正理解施工技术和方法,完成这部分内容的学习与应用。如:在讲砌筑工程时,如果学生没有学习测量学,不懂龙门板和水准仪经纬仪,就很难理解施工操作;如果学生不知道什么是过梁,就无法进行钢筋砖过梁、钢筋砼过梁的施工。
(二)影响施工因素多
在不同的区域、不同季节、不同环境下,施工的方法和工艺是不同的。随着社会的进步和新材料、新工艺、新技术的应用,要求教师既要不断更新理论知识,又要经常深入施工现场参与实践,保证课堂内容的与时俱进。
(三)理论与实践联系紧密
通过该课程的学习,学生不仅能具备一定的理论基础,而且能锻炼动手操作的能力,还能结合实际情况有一定的创新意识。课程要求学生时刻保证头脑灵活,既不局限于课堂,也不能局限于实验室或施工现场的实践,能将课堂理论知识和实践操作恰当融合,才能达到事半功倍的效果。
二、建筑施工技术课程改革
(一)整合模块
教材建设滞后,以前的建筑施工技术教材多是介绍传统施工工艺,而反映新技术、新工艺、新材料、新设备的内容很少,甚至一些已经成熟且应用广泛的技术都未在教材中体现;传统教材内容繁琐,学生容易产生厌倦情绪,各章节理论偏多、实际案例很少,学生的实践动手能力得不到很好的锻练。就如麦克斯总裁王伯庆说的“学的20年前的教材,毕业后要设计iphone”,怎么可能?所以教学过程要根据人才培养模式要求,组建课程开发团队,采用“任务驱动,理论+实践”“案例引导,理论+实践”模式编写能满足“专业教学、职业培训、技能鉴定”要求的三位一体、有机融合的专业核心教材。围绕一个工作任务和核心案例组织教学内容,同时教学内容的调整要结合教学大纲的要求,并注意重点突出、难点分散、知识密度合理。
(二)教学模块的内容转变
各教学模块的具体内容为基础、柱、墙、梁、板等具体构件,不同类型的基础(独立基础、条形基础、桩基础、筏片基础、箱型基础)如何施工,柱(砖柱、砼柱)如何施工等,使教学问题具体化。
三、教学改革
教高〔2006〕16号文件明确提出了“积极推进订单培养,探索任务驱动、项目导向、顶岗实习、工学交替”[1]等有利于提高学生综合能力的教学模式,各高校在教学方法上也进行了大胆探索,并取得了初步成效。然而建筑施工技术课程教学基本上还是采用传统的教师讲、学生听的模式,学生偶尔到施工现场走走过场算是所谓的实践,这也就是很多专家学者归纳的“理论+实践”的教学模式。这样的效果不利于调动学生学习的积极性、主动性和创造性,很难提高学生动手操作能力,也难以满足培养技能型人才的要求,所以,教学方法亟待更新。
(一)传统教学与现代教学的融合
传统的教学方法是教师讲授,用黑板、粉笔表达思想,不但费时费力而且还无法调动学生的积极性。学生缺乏兴趣,很难达到预期教学效果。随着社会的不断进步和多媒体技术的引入,图文声的互动增强了学生的积极性,传统的教学模式的弊端得到了一定改观。然而,多媒体技术该如何运用,传统教学是不是一无是处,值得深思。
许多教师利用网络资源,直接把从网络下载课件、视频、录像应用到课堂上。有时课件与教材不同步,学生无法跟上授课速度,学生感到无所适从;很多课件以文字为主,缺乏图片、声音等形象的内容,课堂气氛不活跃。针对上述问题,笔者建议:传统教学不能少,课堂本质不能丢,用激情调动学生兴趣,用案例吸引学生注意力,用身边的事引导学生进入角色;教师要充分利用网络资源,结合实际制作课件,根据课堂需要到施工现场录像,呈现真实效果;多媒体和板书两者深度融合、动静穿插,黑板与课件协调统一,教师引导学生完成教学任务。
(二)授课时引入模型,加强学生的图物对照的感性认识
在施工技术课堂引入模型效果更佳。基础、柱、梁、板均可以用筷子、木板及细钢丝、砼、苯板等做成微小的模型,成品和半成品在课堂的展示有利于吸引学生的注意力。学生也可以在课堂上动手去做模型,如脚手架的搭设、模板的安装等。这样学生不用去实验室,在课堂就可以完成理论与实践的结合,这种感性认识的提高将为以后的实习实训打下扎实的基础。
(三)充分利用实训室,让学生动手做,增强能力
按照“营造真实环境,进行生产实训”的原则[2]进行实际操作,如在桩的制作过程中,学生可以在实验室根据桩制作要求,对钢筋混凝土的要求,对钢筋搭接要求,主筋采用对焊形式,以及对水泥、砂、石的具体要求进行选择及操作。同时,在砌筑砖墙的施工操作中,普通砖的砌筑形式(三顺一丁、一顺一丁、二平一侧等)和砌筑方法(三一砌砖法、铺浆法、挤浆法、刮浆法)等都可以在教师的指导下,在实训室完成实际操作。这样学生记忆深刻,增强学习兴趣。
(四)进入施工现场,真正做到工学结合
工业与民用建筑的专业特点符合实施“工学结合”。众所周知,工业与民用建筑是综合学科,是实现人文艺术内容与制作形式的统一,而制作形式恰恰是建筑施工的全过程。在教师的指导下每学期安排3~5次施工现场实习,并保证每次至少5~7天。第一天熟悉工程图纸,第二天全面了解施工进度和施工状况,后几天在师傅的指导下对每个工种动手实际操作。“工学结合”既能处理好理论知识与实践课程之间的关系,又能培养可持续发展的能力,还可以使其他课程在具体实践中得到印证与运用。
(五)全面把握层层递进
无论是课堂、实训室还是施工现场,教师要全面把握教学大纲要求,以模块为出发点、以构件为核心,以学生理解与掌握为目的,采用多种教学手段,提高学生的实践操作能力。
每一个构件的形成是一个知识点,柱、梁、墙、板的施工操作是形成建筑物的关键点。
四、点线面教学模式
每一个构件的形成是一个知识点,柱、梁、墙、板的施工操作是形成建筑物的关键点。
课堂、实训室、施工现场是学生学习的立足点。三点链接在一起为一条主线,如何让学生充分利用这条主线,教师的理论与实践水平起着决定性作用,学生可以在这条主线中让各个构件链接在一起,形成设计者的艺术表达。
建筑的学习是全面的,不能局限于知识点和构件,要处处留意思考身边固有的建筑,如墙体裂缝如何产生,建筑倒塌的原因等,认真分析,全面涉猎建筑知识,才可能掌握建筑教学、建筑施工技术。
参考文献:
[1]教育部.教育部关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见[EB/OL].(2012-05-01)[2006-01-16]..
[2]梁伟.“工学结合,深度融合”的建筑施工技术课程教学设计探索[J].科技资讯,2008(21):223-224.
Teaching mode of construction technology course
LI Guanghui
(School of Architecture and Engineering, Songyuan Technical College, Songyuan 138005, Jilin Province, P. R. China)
关键词:中职; 建筑智能技术; 课程; 教学改革
Abstract : intelligent building is a new building, is the inevitable product of the information age. But for the medium occupation school students, to learn the " intelligent building technology and skills training " this course does exist great difficulty. According to experience of the author, the intelligent building technology course, from teaching materials selection and development, teaching and evaluation methods, put forward to improve the teaching effect of the course reform.
Keyword: vocational education; building intelligent technology; curriculum; teaching reform
中图分类号:TU-0文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2013)
《建筑智能技术与技能训练》是我校近几年来建筑设备安装专业开设的一门新专业课。本课程从信息网络基础知识引入,结合现代建筑中主要的智能技术和设备,讲述智能技术的实际应用。主要内容包括:信息网络系统、通信网络系统、建筑设备监控系统、火灾自动报警及消防联动系统、安全防范系统、综合布线系统。本课程包含的内容多,涉及的知识面广,自动化和智能化应用程度高,让中职学校的学生来学,要完完全全学懂,学会,对老师和学生都具有一定的挑战性。现本人结合具体教学实践谈一些自己在教学方面的改革。
一、选择合适的教材,积极与企业合作开发校本教材
对于中等职业学校的学生来说,学习的主要目的是在基本理解理论知识的基础上熟练掌握操作技能。智能建筑是一种新兴建筑,而楼宇设备多数为自动化设备,很多学生这方面的认识又太少,所以,选择一本合适的教材就显得尤为重要。首先,要充分发挥专业教研室教师的智慧,把最新的教材收集起来,大家一起进行甄别,然后选择内容新、适用性强、浅显易懂的教材,这对于提高学生的学习效果是十分必要的。其次,教材内容不能以纯理论为主,而应突出实操性 ,适宜中职学校理论和实践一体化教学的使用。最后,在教材选择上,要结合本专业的教学大纲,结合学校的实训实习条件,让学生能真正学会学懂,并能体会“学中做,做中学”的乐趣。目前我校采用的是由劳动和社会保障部教材办公室组织编写、中国劳动社会保障出版社出版的《建筑智能技术与技能训练》。该教材内容分六个单元,每单元由若干个课题组成,每课题后又附有1—2个实训项目,较适合理实一体化教学使用。
为了更好地实现教材内容与行业、企业的需要相对接,课程标准与职业岗位的标准相统一,中职学校还应根据本校的学生、设备和师资情况,尽可能与当地建筑行业、企业联合开发校本教材。目前,我校建筑设备安装专业的建筑智能技术课程虽还未与建筑行业、企业联合开发校本教材,但学校的建筑施工技术专业已与广西区三建、桂林市三建等十几家企业合编了《建筑工程操作实用指南》一书,使用效果非常好:不仅全面提高了学生的动手实操能力,而且使我校在全国中职学校建筑职业技能大赛中连续三年荣获一等奖。目前我们正在酝酿与企业合编《建筑智能技术与技能训练》课程的校本教材。
二、翻新教学手段和教学方法,提高教学效果
1.活用多媒体辅助教学
《建筑智能技术与技能训练》课程知识内容比较多,有些理论比较抽象难以理解,有些高科技的知识更新快,学生缺乏感性认识,需要结合实际讲解才能更好理解。多媒体教学不仅信息量大,能做到图、文、声、像并茂,而且学生颇感兴趣,并以能当众操作演示为荣,据此,我们注意在学生中培养“操作能手”,上课时让学生来操作演示,老师讲解,简单些的内容还尝试让预先培训过的学生来操作演示和讲解,这就极大地提高了学生的学习兴趣。有时我们还尝试让学生利用多媒体课件教其他学生进行工艺实操。比如《综合布线系统》这一章,我们让一名经过培训的学生用多媒体向其他学生展示综合布线六大子系统的认识及组建,在演示的过程中,另两名经过培训的学生作细致的讲解,其他学生则在老师的指导下,依照多媒体影像来学习RJ45插头跳线的制作与测试。这样教学,学生成了“老师”,教室成了“工场”,教学效果不言而喻。
2.注重实验实训教学将现代科技成果应用到实验实习教学中,有利于加深学生对所学知识的理解,有利于调动学生的积极性,充分发挥学生的创造性,提高整体教学水平。比如在讲“信息网络系统”这一章时,在讲完计算机网络的基本组成后,我们先带学生去机房参观,逐个认识信息网络设备,并理解它们的作用;然后再让学生上机操作,去做“路由器的使用和设置”实验,这样学生能将理论和实践相结合,大大提高了学习效率。再如,讲到智能建筑的六大子系统时,我同样也是每讲解完一个子系统后,先安排学生进行现场参观,然后安排学生结合学校现有 “THBCAS-2型楼宇智能安防布线实训系统” 进行实训。在实训过程中,先对本套系统进行讲解演示,然后把学生分组(每2人一组)并下发任务书,接着让学生自己动手练习,教师进行巡回指导。实训结束后,老师对学生的实训结果进行当场评分,并指出优缺点,然后指导学生写出实训报告。
3.适时进行“工程案例+现场教学”
“工程案例+现场教学”对于中职学生来说很有必要。但由于中职生年龄较小,自制力和意志力较弱,任课教师如果每讲到一个工程案例都带学生去工程现场,势必比较辛苦且不现实。我们的做法是:适时进行“工程案例+现场教学”。首先,要在课程的宏观设计中,精选有代表性的、与当前社会实际应用同步的工程案例,使学生在学习中真正感到学以致用,有效地激发其学习动力。 其次,在教学过程中,通过工程案例揭示楼宇智能化技术的外在复杂性和内部系统性的关系。例如在教授“智能化建筑内计算机网络”内容时,通过“省博物馆计算机网络系统方案设计”实际工程案例来阐述智能化建筑内计算机网络的设计方法和要点。最后,带学生到工程现场进行观摩和实践,让学生对建筑智能化技术中最新的主流技术在实际工程中的应用,有最直接和最切身的认识和感受,提高其工程实践能力。
三、注重对学生可持续发展能力的培养
现代社会是一个学习型的社会,专业技术人员更需不断学习、终生学习;而且,自从中职毕业生进入高职院校学习深造的立交桥开通以后,大批中职学生毕业时不是马上就业,而是进入高校继续学习。但是,当前中等职业教育的主导理念是实行“行为导向法”教学,即注重让学生在做中学、用中学,着重培养学生的动手操作能力,而文化知识、理论知识则以实用、够用为度。毋庸讳言,这样教学虽然可以增强学生的动手实操能力,但学生的发展后劲却不足,一旦升入高职或本科院校深造,他们就会感到学习困难。类似的问题,在前苏联的“综合教育”中已经出现过;在我国,目前也有部分高职院校已经感到从中职学校上来的学生,因文化基础和专业理论基础过于薄弱而学习困难。如何破解这一难题?我们的策略是:加强学生学习能力的培养,提升学生的发展后劲,特别是注重对学生进行科学的学习方法训练,使之在学习上能收事半功倍之效。例如,上课伊始,我们就用一个课时让学生熟读熟记教材的目录,并理清各章节间的逻辑关系,使学生从宏观上对教材内容了然于心。这样,学生学习前面章节时,知道后面的章节是什么内容;学到后面章节时,知道它与前面章节的内在联系,学习起来胸有成竹,如顺水行舟般轻松愉快。另外,教学过程中我们还经常引导学生学会找窍门,化繁为简,以简驭繁,提高学习效率。事实证明,注重科学的学习方法训练,不仅有助于提高学生的学习能力和学习效率,而且有助于解除学生的学习苦恼,消解学生的厌学情绪,从而全面提升其学习上的发展后劲。
四、改革评价方式,实行三维考核
中职学校的课程教学目标一般包括知识目标、能力目标和职业素养目标。三维目标中,从某种意义上说职业素养更为重要,因为它从职业思想、职业道德、职业情感、职业态度和社会能力等关键要素方面显示着一个人是否真正成了合格的职业人,是检验我们中职教育培养目标是否达标的核心标准。但在以往的考核方式中,人们只注重知识目标和能力目标的考核,忽略了职业素养的考核或感到职业素养无从考核。为了客观、准确地评价培养目标是否达标,以更好地培养真正合格的职业人,我们对考核的方式进行了大胆改革,把职业素养纳入了考核范围,并对改进知识目标和能力目标的考核方法进行了探索。
1.理论知识考核分散化
一是分散考核内容。将理论知识分散到平时各子项目测验中;期中考试考过的内容期末不再考。二是分散考核权重。我们的做法是:平时成绩占70%(其中课堂测验 占20%,作业、实验及课堂提问占30%,课堂考勤及表现 占20%);期中考试和期末考试各占15%。这种考核方法既有利于教学中弱化理论知识、强化操作技能,又可以使理论知识成绩的评定科学、准确、合理,体现成绩考核“重过程轻结果、重练习轻考试”的改革精神。
2.实训内容考核模块化
在校本教材《建筑智能技术与技能训练手册》中,我们把实训的大项目分成一个个小模块,学生在实训中既是学习又是考核,即学生每实训一个模块,必须切实掌握并通过考核,才能进入下一个模块的实训学习。所有模块通过考核后,才算完成了一个大项目的实训;所有项目通过考核后,才算完成了课程的实训任务。这样考核,使每个学生都扎扎实实地掌握了所有实操技能。之后,我们再组织学生参加相应的技能等级考试,通过考工,拿到相关的技能等级证书,做到双证融通。
3.企业评价占课程考核成绩的50%
为了科学衡量学生的课程学习成绩,我们尝试把企业评价引入课程考核范畴。学生在校学习期间所获得的成绩只占该课程成绩总评的50%,另50%根据学生实习期间实习单位对学生的书面评价来衡定。具体做法是:学生离校赴实习单位前,由专业科发给每位学生一份《实习鉴定表》和一份致实习单位的信函,让学生带去交给实习单位,请求实习单位在第二年五月上旬对学生实习期间的劳动纪律、劳动态度、专业技能等做出综合鉴定,然后由学生将其按时交回任课教师,任课教师再根据实习单位的鉴定给出该生该课程的另50%的成绩。这样考核的好处是,一方面能更科学客观地评价学生的实际水平,另一方面也能更好地促使学生主动、认真地参与毕业顶岗实习;同时为任课教师准确地把握课程教学的实际效果和不断改进教学的方式方法、提高教学质量提供了真实可靠的依据。目前存在的问题是,少数实习单位因种种原因,对学生的鉴定写得过于简略,个别单位甚至只盖个公章而不写评语,这在一定程度上影响了预期的考核效果。
总之,教学改革工作任重而道远,还需以后不断努力。教师应树立终身学习的理念,在知识创新实践中改革教学方法、教学手段,提高自己的教学魅力,培养学有所长、复合型人才是我们的目标和努力方向。
参考文献:
关键词:课程设置;校企合作;实践性教学
建筑行业是国民经济的主要支柱产业,随着国家经济的持续发展,基本建设的规模不断扩大,建筑装饰的需求也越来越高,因此对从业人员的素质也提出了更高的要求。作为以高技能人才培养为主要任务的高职院校必须结合社会需求重新考量办学思路,有效地将市场需求转化为高职教育发展的需求。
传统建筑装饰工程技术专业课程设置的弊端
传统高职教育课程设置滞后于就业市场的需要
建筑业及建筑装饰行业不断出现的新思潮、新技术、新材料等变化要求从业人员能够迅速适应这些变化,表明市场需求是一种动态的发展趋势,高职院校应该以就业为导向,先于就业市场认识到专业课程设置对于学生就业的影响,培养学生的职业能力及职业岗位群能力,实现零距离上岗,实现学生能力可持续性发展。传统学科型课程模式存在课程内容与职业实践相脱节的现象,符合技能型职业人才成长的课程体系未能形成,难以彰显职业教育的“职业性”特色;同时,传统学科型课程模式不能适应职业学校的学生特点,使学生失去学习的兴趣和积极性。
传统高职课程设置难以适应人才培养目标
建筑装饰工程技术以培养新世纪建筑工程应用型人才为目标,传统的课程设置没有紧紧围绕以就业为导向,以能力为本位的指导思想,在办学过程中,忽视了课程设置中“实际、实用、实践”的原则,在培养“什么样的人”的问题上认识不足,造成课程设置与人才培养目标的脱节,没有突出“职业性”和技术的“应用性”。
传统高职课程设置中实践教学环节严重不足
以往的课程设置在教学内容上存在“繁、难、偏、旧”的问题,缺乏与现代行业标准与科技发展进步的融合,难以将新知识、新经验补充整合,过多地关注理论教学、课堂教学,忽视学生的动手实践能力的培养,造成学生毕业后适应工作岗位需求的过程长,实际操作能力低的明显弊端。其次,相关学科内容有机融合程度不足,课程内容安排不合理,没有充分利用实习实训条件,造成资源和人力的浪费。
引入行业标准,深化校企合作模式下的建筑装饰工程技术专业课程设置
凸显高职教育本质,确立课程设置原则
高职教育的定位包括五个要素:(1)受教育者的文化水平基础应具有高中文化水平,或相当于高中文化水平者;(2)为经济建设第一线服务;(3)教育层次是高等教育;(4)培养的人才是全面发展的实用型高级技术人才;(5)教育形式是职业教育。
高职课程设置原则:(1)统一性和多样性相结合的原则,使政府统一规定的国家课程与学校根据地方区域经济发展需要而制定的校本课程有机的结合;(2)针对性与适应性相结合的原则,准确把握科技发展趋势和社会需求,提高课程设置的针对性,同时,要以能力培养为核心,促进课程设置的适应性;(3)稳定性与灵活性相结合的原则,在实践中,要使高职课程设置与培养目标一致,构建“能力模块化”课程体系,促进高职课程设置灵活性。
重视行业分析,深化校企合作
(1)、行业的职业分析和岗位能力分析
课程的合理设置必须依托市场需求的调查,根据调查结果设计课程设置方案。建筑装饰工程技术专业课程设置以就业为导向,针对行业、地区经济和社会发展的需要,按照技术领域和职业岗位(群)的实际要求设置课程。
对内蒙古呼和浩特及周边地区的建筑装饰企业进行了广泛地调研,通过与专家及企业负责人的探讨及论证,充分地了解建筑装饰施工及设计行业的就业岗位及核心能力,建筑装饰行业人才结构现状、专业发展趋势、人才需求状况,工作过程、岗位对知识能力的要求、相应的职业资格、学生就业去向等,取得建筑装饰工程技术专业岗位及核心能力需求的第一手资料,为确定教学改革思路,制定更加符合市场人才需求的课程内容和人才培养方案奠定基础。
(2)、与企业进行多方位,深层次的合作,确定实践教学的课程体系
在进行课程设置调研阶段,企业作为人才引进方提供就业需求、职业岗位能力等相关信息,为课程设置提供行业标准和依据;在课程设置设计阶段,由企业专家共同参与,将行业信息带进课堂,实现课堂+市场的双重教学情境;在课程实施阶段,聘请企业专家进课堂与专业教师共同设计基于工作过程的学习情境,学生可直接参与企业建筑装饰工程项目的实践;在课程设置的评价阶段,由企业专业和专业教师共同建立评价机制, 实现过程评价及最终评价相结合。
与企业共同开发建设校内实训基地,建立完善校外实习实训基地,共同编制与顶岗实习配套的指导手册。
专业教师深入企业参与企业实用技术研发,开展企业员工培训,为建筑装饰企业提供咨询服务,解决技术难题。
3、基于工作过程的实践性教学组织
确立工学结合根据“项目带动,综合训练”的人才培养模式要求,按照建筑装饰工程项目实施过程组织教学。建筑装饰工程技术专业课程技能训练将实际的装饰工程导入实训教学当中,与生产实际相结合,采用基于工作过程的课程体系,在模拟真实地完成工程项目的过程中实现学生专业技能和岗位技能的培养。围绕建筑装饰行业职业岗位的职业标准和岗位需求,以职业能力培养为核心,以职业技能训练为重点,突出建筑装饰工程施工及设计能力培养,构建基于建筑装饰设计施工、满足岗位能力培养要求的课程体系,加强优质核心课程和特色实训教材建设。
根据建筑装饰工程技术高素质技能型人才培养的要求,推行“项目导向”、“任务导向”、“课证合一”等教学模式,结合本专业的特点,采取“集中授课”、“现场教学”、“仿真模拟”等教学方法。
(1)、根据建筑装饰行业工程项目实施情况及市场对住宅、酒店空间、办公空间装修改造设计工程的实际需要等对课程内容设置进行调整。
(2)、课程教学采用“项目教学方法”将实际工程项目导入教学当中,把知识关键点与技能相结合,实现课程教学与市场需求相对接。
(3)、根据生产实践进行基于工作进程教学方法的设计,根据工程实际进度进行职业岗位能力分析,分析技术关键点,加强学生的岗位职业能力综合训练,包括建筑装饰施工方案的制定、工程投标、方案交流与修改、建筑装饰施工图绘制等。在实训过程中学生作为教学主体,专职教师和兼职教师进行技术指导,学生对最后形成的成果进行互评,教师进行综合评价。
4、调整师资培养模式,扩大 “双师型”教师队伍
在注重对教师学历培养的同时,将“双师型”教师队伍建设作为重点,突出专业教师的企业实践和技能培训工作,大幅度地提升教师的“双师”素质。大力提倡教师深入企业学习,直接参与企业的建筑装饰工程项目的各阶段工作,教师每年至少参与1项工程项目的施工和设计;提倡教师获取各类职业资格证书;提倡教师参加相关专业的竞赛活动等,提高“双师”比例。
从建筑装饰行业如内蒙古中房新雅建设有限公司等知名企业,选聘多名既有较高专业水平又有丰富实践经验的高级工程师、高级室内设计师、注册建造师、国家一级注册建筑师以及企业的能工巧匠为兼职教师,担课程设置设计与规划、实践教学、顶岗实习指导、青年教师培训等工作。实现教学情境与工作情境的对应。
5、构建学校+企业的评价体制
构建科学合理的课程设置评估体系,遵循客观性、动态性、科学性的原则,建立了由建筑装饰协会、学校、企业共同参与的课程设置评估委员会,及时解决课程设置实施过程中出现的问题,促进本专业课程设置的市场适应性。在课程设置改革中,要注意某些动态发展较快的学科,及时调整课程设置,防止出现教学远远落后于市场的局面,依托合作企业建立长效的监察机制,保证课程设置稳定性的前提下,合理灵活的调整教学内容,补充新的信息和知识。
在新的课程体系中,将过去单纯的知识储备的学习过程改变为理论+实践的完整的学习过程。在融入行业,深化校企合作的基础上的建筑装饰工程技术专业课程设置的研究具有以下特点:1、以就业为导向,突出针对性;2、以国家职业标准为依据,突出技能性;3、实现工学结合、校企合作;4、突出双证教育。总之,建筑装饰工程技术专业课程设置是以就业为导向,以职业技能为核心的国家职业标准体系为指导,建立在对行业标准和准绳的深入研究,是实施建筑装饰职业能力培养的一次重要革新。
参考文献:
[1]牛全峰,牟应华,唐燕妮 谈高等职业教育课程设置[TU] 中国职业技术教育
关键词:壳体铸件;差压铸造;工艺
差压铸造工艺是在低压铸造工艺基础上发展起来的一种全新的铸造技术。该铸造技术结合了低压铸造技术与压力环境结晶铸造技术的优点,差压铸造技术与其他技术相比具有显著优势。因而它的应用范围非常广。随着人们对壳体铸件质量的要求越来越高。加强对差压铸造工艺的研究显得非常重要。笔者认为加强差压铸造工艺的研究必须要了解差压铸造工艺的特点。
笔者认为差压铸造工艺具有以下三个特点:一是利用差压铸造工艺可以有效控制金属液在一定压力下充型,从而能够制造出无针孔组织致密的铸件。二是采用差压铸造工艺制造出来的铸件与其他技术相比,抗拉强度得到有效提高,伸长率也有显著上升。三是差压铸件铸造出来的壳体铸件充型速度,充型金属液非常优良。我们在今后应用差压铸造工艺的时候必须要高度重视差压铸造工艺的特点。本文将结合某壳体铸件来介绍这一工艺。
1.某壳体铸件的结构特点
某壳体铸件的内部要求非常高,在铸造过程中需要利用X光和荧光来进行检测。某壳体铸件属于I类铸件,它的外形尺寸是600*550,壁厚则是9mm。该壳体铸件各部位的壁厚相差非常大,铸件结构非常复杂。在铸造过程中极易产生缩孔、缩松、气孔等缺陷。该壳体铸件结构复杂采用以往的低压铸造技术很难达到设计要求,同时还会对铸件的质量造成影响。笔者曾专门调查发现,采用低压铸造工艺制造出来的某壳体铸件的合格率只有百分之四十。可见传统的铸造工艺已经不能适应时展的要求了。我们必须要采用铸造水平更高的差压铸造工艺来进行制造。
2.某壳体铸件的差压铸造工艺设计
差压铸造工艺分为两个步骤,一是工艺设计,另外一个就是工艺操作。接下来,笔者就来详细分析某壳体铸件铸造工艺的设计。壳体铸件铸造工艺设计主要包含两方面内容:一是工艺曲线设计;二是工艺参数设计。接下来,笔者就来详细探讨这两个方面。
1.工艺曲线的选择。在差压铸造工艺中在形成金属液充型的时候,压力差的选择有两种方式。一种是减压法;另外一种就是增压法。所谓增压法(亦称下罐进气法)主要指的是在差压铸造工艺中先是将干燥压缩空气通入到上下两个压力筒中,而后加压。在里面的气压达到工作压力的时候就关闭互通阀,使上下压力筒互相隔绝,而后再继续将压缩空气通入到下压力筒中,最终使得上下压力筒之间形成一个压力差。然后在压力差的推动下进行充型。在充型完成后把铸件凝固,此时要在高压状态下凝固,在凝固以后然后再打开互通阀。上下压力筒的气体全部放出,而升液管中的金属液则自然回流。采用增压方法可以得到理想的壳体铸件,这种方式在差压铸造工艺中有着重要作用。
减压法。所谓减压法(亦称上罐排气法)主要指的是通过降低上压力筒的压力来形成压力差,从而推动升液管中金属液充型。减压法与增压法达到工作压力的程序基本上是相同的。所不同的地方是在关闭进气阀及互通阀之后,不是对下压力筒增压,相反却是对上压力筒降压。这样也可以有效地形成压力差,从而有利于充型。在充型完毕之后要及时关闭上压力筒排气阀。与增压法相比,减压法更容易实现对压筒内的压力进行精确控制,而这对于铸件排气具有重要意义。
某壳体铸件的内部结构非常复杂,对于浇注的平稳性有着严格的要求。与此相适应,减压充型可以有效避免由于金属液充型的升温从而造成上压力筒的压力变化。总之, 减压法能够保证壳体铸件在浇注过程中的平稳运行。因此我们选择减压法来进行填充,同时对于工艺参数的设计,也要完全按照减压法来进行设计。
2.工艺参数的设置。差压铸造工艺中各种参数的设置主要包括工作压力,浇注温度,保压时间等因素。接下来笔者就来详细分析这几个参数。针对差压铸造工艺的工作压力的选择,笔者认为应该是越高越好。但是在工作中我们也需要注意工作压力如果大于某个值的时候,效果也就不会太明显。铸件性能也不会得到有效提高。结合某壳体铸件的设计要求和结构特点,笔者认为工作压力应该设置在650KPa。浇注温度对于差压铸造也有很大影响。某壳体铸件的差压铸造在很大程度上要受到浇注温度的影响,笔者经过某壳体的充型特点进行深入分析,在当前的设计过程中浇注温度应该保持在740度左右。保压时间关系到高结晶压力,为了充分发挥高结晶压力的优点,我们有必要延长保压时间,当然这是在升液管上部凝固100-150mm左右,而不是全部凝固堵塞升液管的情况下才可以的。
3.某壳体铸件铸造工艺操作
上文说的是设计,接下来笔者就来介绍一下铸造工艺的操作。因此在差压铸造工艺操作过程中必须要高度重视工作台面与砂型的密封问题。针对这个问题,需要在操作过程中高度重视。一般意义上在差压铸造过程中往往是通过在砂箱底部与升液管之间放置石棉垫来起到密封的作用。通常石棉垫的厚度选择为6-8mm左右比较合适,过厚或过硬会使得砂型破碎而影响密封。在今后我们还要尝试采用其它更好的材料及方法来进行密封。笔者认为在差压铸造过程中工程技术人员必须要结合差压铸造的特点来进行设计,同时要加强对砂箱底部加工平整,保证底部平整一致。
壳体铸件铸造是工业机械生产中的重要环节,壳体铸件本身的质量和性能对于机械本身具有重要影响。随着科学技术的进步,壳体铸件铸造技术也在不断发展中,其中差压铸造工艺就是一种全新的壳体铸造工艺,本文以某壳体为实际案例详细分析了当前差压铸造工艺的特点,工艺设计和操作。笔者认为在今后的发展过程中要想保证壳体铸件铸造工艺的性能就必须要慎重选择形成压力差的方式。在操作过程中要注重密封问题。
参考文献:
作者简介:罗晓群(1976-),男,同济大学土木工程学院讲师,博士,主要从事空间结构计算机仿真研究,(E-mail)luoxiaoqun@tongji.省略。
摘要:文章针对同济大学土木工程专业建筑钢结构设计课程研究开发了基于厂房钢结构的动画课件。课件的研发以实际钢结构制作加工和安装为基础,演示单层钢结构厂房布置全过程,重点演示典型单层厂房钢结构节点的拼装和构造。课件的开发和应用,形象生动地展示了建筑钢结构的设计过程,在专业课程中实现了教师为主导,学生为主体的教学理念。
关键词:动画课件;建筑钢结构;节点构造;施工过程
中图分类号:TU391;G642 文献标志码:A 文章编号:
1005-2909(2012)01-0077-04
同济大学土木工程专业钢结构课程由2个部分组成,即钢结构基本原理和建筑钢结构设计,教学任务分2个学期完成。对于钢结构基本原理课程,近年来在土木工程学院统一领导下,基本形成了“课堂教学+演示实验+自主试验”的教学模式[1],极大调动了学生自主学习的积极性,取得了良好的教学效果。
建筑钢结构设计课程与钢结构基本原理课程有所区别。一方面学生没有接触过实际工程,结构形式、构件和连接节点等内容,仅通过课堂讲解就显得比较抽象,学生难以接受;另一方面,钢结构设计课程更偏向于实际应用,大型结构试验教学或工地现场参观实习经费投入过大,且只能了解工程的局部情况。以往建筑钢结构设计的教学手段主要有工程图片展示、实物缩尺模型展示。工程图片展示效果不直观,只能看到构造的一面,难以反映构造的细节和全貌;实物缩尺模型是非常好的教学手段,可如今老一辈钢结构教育专家精心制作的钢结构屋架缩尺模型已所存无几。综上所述,建筑钢结构设计课程急需改进教学方法,增强学生的学习意识,提高学生自主学习的兴趣。
随着多媒体技术的不断发展和计算机的日益普及以及教学CAI课件质量的日益完善,利用多媒体或计算机软件教学系统可以使学生以视听的交互方式进行反复学习,是现场参观和实验教学的有益补充。配合建筑钢结构设计课程内容,文章开发了建筑钢结构设计动画课件。课件基于三维实体模型,详细记录了从工厂加工到现场安装流程,完成了结构布置、结构单元、构件装配、详细节点动画课件的设计和制作。
一、建筑钢结构动画课件开发
(一)动画课件总体思路
单层厂房钢结构是建筑钢结构设计的重要部分。单层钢结构厂房一般由横向排架、吊车梁系统、普通钢屋架系统以及支撑系统组成[2]。如图1所示,本课件总体思路是虚拟实现单层钢结构厂房结构布置流程,实现重点系统横向排架系统、普通钢屋架系统、轻型屋面系统典型节点的构造。
(二)重型钢结构厂房结构布置动画实现
根据通用钢结构教材中典型的单层厂房钢结构组成,建立三维实体模型如图2(a)所示。按照一般单层钢结构安装的要点[3],先吊装竖向构件,后吊装平面构件,如图2(b)-2(h)所
示,布置流程依次为:柱—柱间支撑—托架—钢屋架—吊车梁及制动桁架—抗风柱—墙面板—屋面上下水平支撑—屋面垂直支撑—檩条—屋面板。图2(i)所示为动画渲染的整体三维厂房,渲染过程中各实体构件依布置顺序逐次飞入视野,并对完成的整体结构进行鸟瞰和三维旋转。
(三)普通钢屋架节点构造
图3(a)是普通钢屋架三维实体显示。为了满足显示要求,我们把节点域进行了放大。实际工程中,普通钢屋架是工厂加工,现场安装的。在实际动画制作过程中,为了使学生更加了解屋架节点基本构造及节点加工过程,我们在制作动画演示时从仅有构件布置无节点构造的“空”屋架出发,对屋架重要节点的构造及加工过程进行了逐一演示。该动画演示的制作流程如下。
(1) 实体爆炸和编号。如图3(b)所示,所有的焊缝实体、节点板和连接板实体、构件实体均爆炸并记录编号。
(2) 在仅显示屋架的实体图上逐个演示节点拼装过程,如图3(c)所示。
(3) 节点拼装过程。以支座节点为例,图3(d)-3(h)为动画设计的节点组装顺序。视图细部推进到支座节点位置。在“空”屋架位置演示的支座节点制作过程为—插入支座底板及节点板组合件,加入支座节点板加劲肋,施行加劲肋和节点板焊缝,进行支座节点和端部竖杆、下弦和端部斜杆的焊缝连接。
(4)完成端部节点、屋脊节点、下弦连接节点等典型节点的连接。
(5)全景显示上、下弦节点板连接。
(6)“已安装节点”屋架系统鸟瞰及三维旋转显示。
(四)排架系统节点构造
图4(a)是“空”单层钢结构厂房(轻钢屋面)排架系统,图4(b)是完善的三维实体厂房模型。该模型主要演示单层钢结构厂房的重点构造,设计的单层钢结构厂房包括的重要元素有:实腹式边柱,缀板式格构中柱,轻钢屋面。在此基础上,完成实腹式典型柱脚、格构式柱柱脚、肩梁牛腿、人孔、格构柱缀板连接以及轻钢屋面的边柱梁柱节点、中柱梁柱节点、屋脊梁梁节点等重要节点展示。
排架系统梁柱构件比较分明,因此,构件的动画设计思路分工厂加工制作和现场螺栓拼装两个步骤来完成。以轻钢边梁柱节点为例,前期工作也是将所有节点元素按图5(a)爆炸处理,排架系统动画设计两个步骤完成。
(1) 工厂制作。细部推进,如图5(b)、5(c)所示,“空”梁构件和“空”柱构件分别在工厂加工,生成端部盖板、端部加劲肋、端部节点板,并完成节点板开孔。
(2) 现场安装。如图5(d)所示,工厂制作的梁柱构件在现场螺栓连接。
(3) 节点模型三维旋转,实现三维浏览。
同理完成排架系统实腹式柱脚、格构柱柱脚、牛腿、人孔,以及轻钢梁梁连接、轻钢中柱节点等的动画演示。
二、建筑钢结构动画课件应用
图6展示了该动画课件在同济大学2008级土木工程专业的情景。任课教师反映,诸如厂房结构布置、支撑体系、节点构造等知识点以往很难解释清楚,通过动画手段,可以比较清楚地呈现,也易于被学生接受。同时,教师们也建议集中讨论,增加典型节点,更加突出重点部位的演示,并逐步完善实现各类钢结构体系的动画演示。
三、结语
文章基于计算机三维实体,以重型工业厂房为主要对象,研究开发了建筑钢结构设计动画课件,涵盖了单层钢结构厂房的结构布置、普通钢屋架系统构造、实腹式和格构式厂房排架系统,以及轻钢屋面梁柱节点等细部节点演示,动画课件具有远景鸟瞰、细部推近、三维旋转功能,可以全方位了解整体结构的全貌和重要节点的细部。课件已在教学过程中使用,获得了很好的教学效果,使“教师为主导,学生为主体”的教学理念在高年级专业课程中得以实现。
参考文献:
[1]赵宪忠,顾祥林,何敏娟.高等学校土木工程建设的研究与实践——第九届全国高校土木工程学院(系)院长(主任)工作研讨会论文集[C].2008.
[2]欧阳可庆.钢结构[M].北京:中国建筑工业出版社,1991.
[3]中国钢结构协会.建筑钢结构施工手册[K].北京:中国计划出版社,2002.
Development of animation courseware for building steel structure design course
LUO Xiao-qun, ZHAGN Qi-lin, YANG Bin, WU Ming-er, LI Yuan-qi, LIU Shen-ru
(School of Civil Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, P. R. China)
Abstract:
引言
建筑业是国民经济重要支柱产业和富民产业。优化建筑产业结构、加快建筑业转型升级对国民经济发展由重大影响和意义。建筑产业结构优化必然引起技术结构、人才培养方案、就业结构的变化,影响人力资源的需求结构。随着我国建筑产业结构不断优化升级,对高校人才培养质量和科学研究成果呈现新的需求特征,也对高校的学科建设提出更新、更高、更严格的要求。高校要从学科建设、高教结构等方面进行相应的改革,以适应建筑业转型升级的需要。学科建设主导着高校内涵建设和特色发展的方向。围绕建筑业发展对人才的特殊需求,各高校相继设置学科群,但普遍存在的问题是高校学科群结构调整滞后于产业结构升级的现实需求,高校学科设置与国内经济发展相脱节,各学科群专业结构平衡度有待增强。
一、相关概念界定
1.建筑产业转型升级
产业转型升级是指随着要素结构与需求结构的变化,整个经济活动从低附加值状态、低技术水平向高附加值状态、高技术水平的全面提升,包括市场结构、产业结构、地区结构和产业链上的功能结构以及发展方式的转换,这是顺应经济规律、符合生产力发展的内在要求。[1]我国已经进入城镇化建设高峰阶段,建筑业要根据城镇化的建设要求提高自身能力,打造适应城镇化需求的建筑产业结构。由此可见,推动建筑业转型升级刻不容缓。
《建筑业发展“十三五”规划》明确指出“十三五”期间,建筑业仍将对经济增长发挥重要作用,要实现稳步较快发展,实现建筑行业和企业的转型升级和可持续发展。这一政策进一步印证了我国建筑业实施产业转型升级的必然性和迫切性。
2.学科群优化
“学科群”这一新概念诞生于20世纪70年代末的日本驻波大学。90年代,我国因实施 “211工程”而产生了学科群。我国在《中华人民共和国国家标准》的《学科分类与代码表GD/T13745-92》中,对学科群的概念做出了界定:学科群是指具有某一共同属性的一组学科。每个学科群由若干个分支学科构成。[2]学科群不是把简单的学科聚集在一起,而是多个同一性的学科相互交叉、渗透、融合形成的高度综合的产物。
二、建筑产业转型升级客观上要求学科群优化
建筑业良性发展是我国经济良性发展的基础,与拉动我国经济和改善人民生活质量关系密切。随着我国经济进入新常态,建筑产业现代化及住宅产业现代化政策的提出,建筑业粗放式的发展方式已经不能适应国民经济快速发展的要求。在十三五政策的推动下,惟有推进建筑产业现代化和建筑产业结构调整,实施建筑产业转型升级,才能保证建筑业健康、稳定、持续发展。建筑产业转型升级客观上要求高校优化人才结构和科研成果,由此促进高校按照建筑产业转型升级的需求,主动调整学科建设的发展方向,积极优化学科群。
1.优化学科群发展定位及学科群结构
建筑产业转型升级为建筑类高校和非建筑类高校土建相关专业的学科群建设指明方向。一方面,在建筑产业转型升级的推动下,有助于高校认清自身现状,合理规划,充分考虑学科之间的内在联系和学科的发展趋势,明确高校学科群自身发展定位。另一方面,顺应建筑产业转型升级的趋势,理顺土建类学科之间关系,大力发展高校土建类独具特色的优势学科和骨干学科,确立独具特色的优势学科和骨干学科的主导地位,合理的集合相关学科,形成核心学科,同时有助于扶持弱势学科,促进高校各学科协同进步,共同发展。
2.优化学科群组织形式与学术团队
建筑产业转型升级带来更有挑战力、更有创新性的新领域,对高校学科群建设提出了更高、更新的要求,促进高校按照建筑产业转型升级的需求,调整学术团队,提高教学科研水平,快速培养大量适应建筑产业转型升级的人才后备军。把建筑产业转型升级和学科群建设结合起来,有助于高校充分考虑建筑转型升级的要求和发展前景,确立自身发展目标,积极参与到建筑产业转型升级的实践研发过程中,选择合适的学科带头人或聘请有关领域的专家和学者构建学术开放度高、学术氛围浓厚的学术团队,明确学科群研究方向,提高学科群的科研水平和成果转化率。
3.促进学科群培养创新型人才
建筑业转型升级是从粗放型经营方式向集约型经营方式转换的过程,对建筑队伍的素质和技术能力要求已不同于以往,人海战术和高强度劳动的传统作业模式已经不适合新趋势。完善人才结构,培养创新型高级人才是建筑产业转型升级的必然趋势。在建筑产业转型升级的推动下,促使高校把相关领域下的学科人才聚集在一起,共享信息和资源,交流不同的学术思想和研究方法,拓宽其知识面,有助于形成创新观念、创新思想,使之成为科技创新强大的后备军。
三、学科群优化有效促进建筑产业转型升级
学科群是学科?l展的新趋势。构建学科群是现代科学发展高度分化和综合的结果,对高校定位学科、培养人才、建设队伍、科学研究等诸方面都具有重大影响。[3]合理的学科结构有助于培养高素质人才和创新型人才,高素质人才和创新型人才有助于科学研究,科学研究会产生新成果新技术,新技术为建筑产业转型升级提供了基础和保障。因此,学科群优化的终极目标是使高校最有效率地培养适合社会发展的专业型、创新型和技术型的高素质人才,这使高校学科群的优化与产业转型升级有了相同的基础。
1.为建筑产业转型升级提供高素质人才
传统建筑产业具有低附加值、高能耗高污染、粗放型的特点,在建筑业转型升级的推动下向高附加值、低能耗低污染、集约型发展。这一过程对技术的创新性提出更高的要求,对施工作业的劳动人员需求会大幅度减少,大大地影响了建筑产业转型升级对高素质人才的需求。[4]构建学科群是学科发展的必然趋势,在学科群优化的过程中,调整学科结构,找准学科群组织形式,合理构建学术梯队,因材施教,创造创新环境,提高教学科研水平,培养出高素质人才,有利于高校产出最新最先进的技术成果。
2.为建筑产业转型升级提供技术支持
技术创新是建筑产业转型升级的前提和基础,对建筑产业转型升级的顺利推进至关重要。技术改进、创新和发明要求建筑产业具备高科技人才,包含综合能力的人才及各专业领域的顶尖人才。学科群是高校实施学科建设的重要方法,学科群优化有助于高校走在科学研究的前沿,培养综合型人才和新兴、交叉学科人才,利于技术改造和技术进步,提高技术含量。建筑产业转型升级可以充分利用学科群研发的成果,在建筑产业转型升级过程中有效利用改造技术和创新技术,强化建筑产业核心竞争力。高校在学科群优化推动下,顺应产业转型升级,能够快速提高科研水平和成果。