人类社会进步与建筑环境与设备工程专业

人类社会进步与建筑环境与设备工程专业重庆大学付祥钊教授２００７.9.21.引子•有人问：“建筑环境与设备工程专业是干什么的？”要回答这个问题必须先认识“工程”。1.1工程★有了科学院,为何还要设工程院?★工程师和科学家的区别是什么?★工程是什么?1.1工程科学是人类认识世界的活动；工程是人类改变世界的活动；技术则是二者的活动工具和方法。科学（以基础科学研究为核心）、技术（以技术研发、发明为核心）、工程（以项目活动为核心）。1.2工程的基本问题科学的基本问题是人类能否认识世界和怎样认识世界。工程的基本问题是人类应否改变世界和应该怎样改变世界。1.2工程的基本问题“哲学家们只是用不同方式解释世界，而问题在于改变世界。”——人类应该改变世界1.2工程的基本问题★工程活动的本质特点是创造性的、是实践性的。工程活动创造了自然界原本没有的物体——城市、公路、桥梁、大坝、建筑环境及其设备系统等等。工程活动是人类改变物质世界的实践活动。1.3工程项目工程项目是工程活动的基本单元。形成相对完整具体的使用价值的系列工程活动组成一个工程项目。1.3工程项目评价标准：★科学是以客观存在为前提的，以真理为定向的。评价科学活动的标准是真理标准。★工程是以人的目的或目标的存在为前提的，以使用价值定向的。评价工程项目的标准是价值标准。1.4工程智能从事工程活动与科学活动所需要的智能是不一的。•科学活动主要需要理论性，科学活动的特点是通过概念、理论、论证、实现从具体到一般的抽象理论，是发现规律的智能。•工程活动是通过策划、决策、计划实施、运行使用实现从一般到具体的综合实践，工程活动更需要实践能力。关键是制定规则，执行规则的运筹与运作智能。1.5工程活动的约束条件工程活动更要受到多方面的限制和制约，统称为约束条件，包括自然和社会（经济、法律、文化、宗教和意识形态等）两方面。许多法律条文明确地规定了什么行为是不允许的，各种不同文化也有各自传统所禁止的行为方式。这些约束条件，通常以工程法规的形势体现出来。学术无禁区，科学有自由。工程活动必须按工程法规进行。1.6工程的负作用许多大型工程活动出现了极复杂的、预先未曾预料到的社会、经济和生态环境后果，这些后果甚至是灾难性的。称为工程活动的负作用。黄河三门峡工程，毁坏了渭河平原；前苏联修建的卡拉库姆运河，造成了“咸海生态灾难”；我国大规模的小媒窑，夺去了多少生命；……2人类进步与学科发展2.1人类进步人与人关系的进步•第一阶段：种族内部共生存，种族之间屠杀与奴虐；•第二阶段：国内、国家之间的阶级斗争、群体争斗与战争；•第三阶段：谋求共同发展（和谐），阶级之间、国家之间共同利益增强。2.1人类进步人与自然关系的进步•第一阶段：依赖自然•第二阶段：抵抗自然•第三阶段：改造自然•第四阶段：善待自然2.2人类居住环境的进步露宿→穴居→建筑→城市★地球上本没有建筑，人类创造了建筑，交通工具是移动的建筑；★地球上本没有城市，人类构建了城市。2.2人类居住环境的进步建筑扩大了人类生存区域；城市加快了人类社会发展。2.2人类居住环境的进步建筑和城市将原来完整的地球环境划分为3个不同的类型：第一类：自然环境；第二类：城市环境；第三类：建筑环境。三者相互联系和影响。2.2人类居住环境的进步•人们在建筑环境中的活动越来越丰富，效率越来越高。避难、休息、起居、学习研究、娱乐、体育、社交、工作、生产、体育、战争、恐怖等等行为。丰富的高效率活动对建筑环境提出了越来越复杂的要求。2.2人类居住环境的进步•人们在建筑环境中生存的时间越来越长0＞＞＞＞＞90%当代城市人一生中约90%的时间是在建筑环境中渡过的。建筑环境质量对人类的生存与发展越来越重要。2.2人类居住环境的进步城市化进程——人们越来越多地聚集到城市0→50%→70%的城市人中国城市人口迅速增加，很快就会超过50%。城市规模越来越大，——小镇→城市群几万→几十万→几百万→几千万人口的城市；几平方公里→几百平方公里→几千平方公里的城市。城市群连成一遍，城市之间的自然环境正在消失京津唐（大北京）、长三角（大上海）、珠三角（大广州）等等。城市环境对自然环境和建筑环境的影响越来越大。2.3建筑环境与设备工程的使用价值和负作用使用价值：为创造辉煌的人类文明提供了活动空间。负作用：耗费了1/3的社会总能源！3人类面临的资源环境危机水资源的演变第一阶段：临水而居，用户直接从天然水体取水使用；第二阶段：从天然水体取水---管网输配---到用户；第三阶段：从天然水体取水---净化处理---管网输配---用户；警钟：水资源紧缺，水质恶化、用水安全缺乏保障！3人类面临的资源环境危机空气资源的利用的演变•自由使用（人们不认为空气也是一种资源）；•输配使用（大型建筑、地下建筑通风）；•净化处理---输配---使用（空调建筑）；•空气品质恶化，城市中新鲜空气紧缺、呼吸的空气缺少安全保障、人们痛苦地认识到新鲜空气也是一种资源。3人类面临的资源环境危机人类利用能源的历程与当前形势（1）历程：当代太阳能远古的太阳能煤（2）当前形势：天然气石油当代太阳能核能、地热的技术体系尚未建成大规模应用当代太阳能石油、天然气全球短缺3人类面临的资源环境危机（1）环境危机的规模变化（2）空气环境危机全球区域单个城市—全球—气候变暖臭氧层耗损全球大气—区域—雨北欧酸雨、中国南方酸—单个城市—伦敦烟雾事件4建筑环境与设备工程专业的任务建筑和城市对环境的分割第一类：由自然为主调控的环境—自然环境第二类：自然与人共同调控的环境—城市、城镇、聚居区第三类：人自主调控的环境—人工环境交通工具内建筑环境工业厂房内民用建筑内4建筑环境与设备工程专业的任务（1）全面承担第三类环境的调控，保障人类生存与发展的基本条件；（2）积极参与第二类环境的调控，为社会创造高速发展的条件，也是第三类环境的要求，如取新风；（3）保护第一类环境，保护人类生存发展的摇篮。5建筑环境调控要求的变化趋势——社会发展的要求推动学科发展的动力（1）自然环境的两面性•母亲性——人类是在自然环境中进化而成的，自然孕育了人类。•恶劣性和灾难性——恶劣的自然条件，严寒酷暑，山崩海啸，狂风暴雨等，人类必须抗御自然；5建筑环境调控要求的变化趋势——社会发展的要求（2）建筑环境的双向调控要求---抵御自然与亲近自然。人类创造建筑的初衷是抗御恶劣的、灾难性的自然过程。室温控制技术，湿度控制技术，夏季太阳辐射遮挡，光控，声控等。亲近自然的技术发展方向主要有，自然通风，自然采光，太阳房等。5建筑环境调控要求的变化趋势——社会发展的要求提高居住水平——以人为主的环境要求从远古的呼唤到当代的辉煌（几十万年前的茅屋炊烟、两千年前阿房宫储冰降温到奥运场馆、歌剧院、星级酒店）恐怖安全流行病安全火灾安全安全范围增加加强健康要求提高舒适度5建筑环境调控要求的变化趋势——社会发展的要求科学技术发展对生产研究环境的新要求冶金铸造、纺织医药、精密制造、电子信息、航空航天、生命科学等5建筑环境调控要求的变化趋势——社会发展的要求农业（设施）环境养殖业，动物最适生产境停止生长环境，死亡环植物的最适生长环境，5建筑环境调控要求的变化趋势——社会发展的要求交通运输环境的新要求地球上的交通运输1）汽车、火车、船、飞机——舒适、健康、安全；2）冷藏、保鲜运输——防腐、抗菌、气调。宇宙空间的交通运输3）宇宙飞船、空间站、其他星球上的人类定居点——生存保障。5建筑环境调控要求的变化趋势——社会发展的要求流行病防御与火灾救助（1）监测报警系统与疏散指挥系统（2）切断空气传播渠道——气流控制（3）建筑设备自身的健康性（4）消毒杀菌、灭火防烟5建筑环境调控要求的变化趋势——社会发展的要求恐怖行为与战争行为下的建筑环境安全•预警---信息系统•快速反应---智能系统•设备系统正确运行---空气系统、水系统、声光系统、室内交通系统、能源系统等•满足指挥和被指挥人员的需求5建筑环境调控要求的变化趋势——社会发展的要求小结：（1）作用：建筑设备工程将人类生存发展的三大要素提供给建筑环境并帮助人们利用好，★物质——空气、水等★能源——电、燃料、热力等；★信息——自然信息、社会信息。（2）代价：为调控第三类环境，耗费了社会总能源的三分之一！臭氧层耗损、全球温室效应，本学科有直接责任！6能源环境危机刺激着本专业的发展6.1提高建筑设备系统的能源利用效率6.2利用新能源——采集，时空调节，品位调节6.3应用现代科学技术•计算技术与智能化•信息技术与远程控制•新材料6.4放开眼界、拓展胸怀•第三类环境排放的物质、能量和信息不能损害第一、二类环境；•参加第一、二类环境保护与调控；•参与交叉学科发展：环境市政、建筑城规、能源动力、智能信息、材料生物等6能源环境危机刺激着本学科的发展（1）当代人类活动大多在建筑环境中进行，本专业直接关系人的生命安全，身体健康，精神状态，工作和学习效率等；（2）社会发展是聚居的过程，是城市化的过程，城市环境决定社会经济文化的发展；（3）为了调控建筑环境，消耗了社会总能耗的1/3左右，能耗水平直接影响自然环境（全球温室效应，臭氧层耗损，酸雨）。6能源环境危机刺激着本学科的发展要把握本学科、专业的发展趋势，必须了解：提出什么新的要求样利用新的技术手段）科学技术的变化，怎（）自然环境的变化（）社会生产的变化（）社会生活的变化（43217建筑环境与设备工程专业是干什么的?为人类提供生存与发展必须的建筑环境，并提高能源效率，保护生态环境。7建筑环境与设备工程专业是干什么的?•内涵问题：1、人类生存发展对建筑环境的依赖程度？2、人类生存发展需要什么样的建筑环境？3、本专业提高能源效率的重要意义？4、本专业对生态环境负有什么样的责任？8建筑环境与设备工程专业的特色之一：三江汇流，源远流长；建筑环境与设备工程的三支源头：暖通空调、燃气工程、设备工程为我国培养了大批优秀的工程技术人才和高校专业教师。1998年后，三专业平稳融合，形成更强劲的发展劲头，人才培养由以工程应用型人才为主发展为工程应用人才与科学研究人才并重。8建筑环境与设备工程专业的特色之二：海纳百川、内涵丰富持久深入开展教育教学改革，撤除了专业围栏，凝练了雄厚的专业学科基础和核心技术优势，科学研究和工程实践成果源源不断引入本科教学，丰富本科教学资料，建成了既相对稳定（必修课）又能适应市场经济人才需求变化的课程体系。8建筑环境与设备工程专业的特色之三：交流活跃，合作广泛开展国际、国内、地区和校内等多种层次的学术交流活动，教师参与面大，思想活跃。开展合作交流的有：国内外各高校、国内外著名研究机构暖通空调、热泵制冷、能源环境等学术团体。我们共同努力办好中国的建筑环境与设备工程专业！谢谢！