专业科普第篇我们身边的建筑环境与能源应用

专业科普第⑥篇｜我们身边的建筑环境与能源应用工程

作者介绍谢慧(1977 )，女，博士，副教授，毕业于天津大学热能工程专业，工作于北京科技大学土木与资源工程学院。主要研究方向：人工环境控制、建筑节能领域的数据挖掘和人工智能。

人的一生中约有80%的时间是在室内(包括居住环境、工作环境、交通设施等)度过的，室内环境质量与人们的身心健康密切相关。一般来说，建筑环境包括室内温度和湿度环境、空气品质、声环境和光环境等。随着社会生产力和科学技术的不断发展，人们的生活、工作、生产和科学实验等活动过程对室内环境不断提出新的需求。在此背景下，着眼于改善建筑内部温度和湿度环境以及空气品质的建筑环境控制与能源供应技术逐步发展起来，并最终形成了一门应用型的新兴学科 建筑环境与能源应用工程。

1什么是建筑环境与能源应用工程专业

1.1专业简介建筑环境与能源应用工程专业的重点任务是利用常规能源、自然能源或工业余热和废热等作为冷、热源，借助水、制冷剂等流体，对空气进行温度和湿度调节、净化后输送到受控环境中，以此来营造健康、舒适、高效的现代人工环境，同时还要最大限度地节约能源。建筑环境与能源应用工程重点任务示意图建筑环境涵盖了普通民居、办公建筑、大型公共建筑、绿色建筑、数据中心、工业建筑、洁净建筑、地下空间甚至军事、航空航天等各种人居、工艺环境(如图2所示)。近年来工业建筑环境的营造与节能也成为重要研究领域。随着行业的迅猛发展，建筑环境与能源应用工程专业的研究领域大大拓宽，可以说已经成为了 上天入地 的专业， 上天 指航空航天、军事等领域， 入地 是指城市地下空间、城市地下综合管廊等基础设施。1.2国内专业发展历史1952年，由哈尔滨工业大学、清华大学和同济大学共同创办了我国的暖通专业，当时的专业名称为 供热、供煤气及通风 。20世纪70年代，专业名称改为 供热通风与空调工程 。1998年，教育部将供热供燃气通风空调工程专业和燃气输配专业合并成 建筑环境与设备工程 。2012年，教育部专业指导委员会将建筑节能技术与工程、建筑设施智能技术、建筑环境与设备工程合并为 建筑环境与能源应用工程 。目前，国内开设本专业的高校近200所，为国内外相关领域培养了大量的专业人才。1.3北科大专业特色和优势作为与国家重大需求和人民生活紧密联系的 新工科 专业，北京科技大学建筑环境与能源应用工程专业在学校和学院的科学规划和大力支持下焕发出勃勃生机。专业师资力量雄厚，不但拥有获得 科学中国人 等荣誉称号的杰出学科带头人，而且拥有毕业于清华大学、哈尔滨工业大学、天津大学、美国新泽西理工大学等国内外知名高校的优秀教师团队。建筑环境与能源应用工程专业成立18年来培养了大批优秀人才，毕业生在行业内的表现获得了社会各界的广泛赞誉，很多毕业生已经成为暖通空调制冷行业的中坚力量。教师承担国家重点研发计划、国家自然科学基金、企业合作等多层次的项目，为学生提供丰富的参与科研实践的机会。北京科技大学的建筑环境与能源应用工程专业与材料科学与工程、智能科学与技术、物联、数据科学和与大数据技术等专业交叉融合，在室内空气质量与健康、数据中心与洁净厂房环境保障和能源高效利用、可再生能源建筑应用等方面形成自己的专业特色。北京科技大学现设有 供热、供燃气、通风与空调工程 硕士点和博士点。本专业拥有先进的实验设备，购置了Agilent气相色谱仪、差示扫描量热仪、美国Spectrum气象站等仪器设备以及TRNSYS、COMSOL等专业模拟软件的版权，可进行建筑能耗智能化监测、建筑室内空气品质检测等方面的系列教学演示、研究型实验教学和科学研究。学生在老师的指导下参加全国人工环境学科奖专业基础竞赛、中国制冷空调行业大学生科技竞赛、全国节能减排社会实践与科技竞赛等活动，屡获佳绩。北京科技大学建筑环境与能源应用工程专业与国际接轨，积极为同学们提供国际交流机会。已有学生赴美国加利福尼亚大学伯克利分校、德国柏林工业大学、日本早稻田大学等学校进行为期半年到一年的交流学习。每年邀请美国、英国、丹麦等国家与地区的专家学者进行交流访问，并聘请外国专家参与全英文教学和开办短期讲学。

2建筑环境与能源应用工程专业学什么

建筑环境与能源应用工程专业培养从事建筑环境控制、建筑节能和建筑设施智能技术领域工作，具有空调、供热、通风、建筑给排水、燃气供应等公共设施系统、建筑热能供应系统和建筑节能的设计、施工、调试、运行管理能力和建筑自动化系统方案的制定能力的高级工程技术人才和管理人才。课程设置的理念和特色为 多学科交叉、多行业融合、多领域应用 。本科期间所开设的课程有高等数学、大学英语、计算机、大学物理、电工电子学、工程制图、工程热力学、传热学、流体力学、泵与风机、建筑环境学、机械设计基础、自动控制原理、流体输配管、热质交换原理与设备、空调工程、建筑冷热源、供热工程、建筑给排水工程、燃气工程、建筑电气、锅炉及锅炉房设备、工业通风、建筑设备自动化、建筑设备工程概预算、建筑概论、建筑环境测试技术等。

3建筑环境与能源应用工程专业发展方向

进入21世纪以来，健康、能源、环境已成为人类关注的三大主题。随着我国建筑、交通、工业、农业、国防等领域的发展和人民生活水平的提高，对建筑环境(人工环境)的要求也越来越高，没有了建筑环境与能源应用工程专业的保驾护航，人类的生存、生活环境将难以保证。在一些特殊领域，人工环境的营造更是必不可少。另一方面，目前约有1/3的能源消耗于营造健康舒适的建筑环境中，因此建筑环境与能源应用工程被认为是最有节能潜力的领域。目前建筑环境与能源应用工程的主要发展方向包括人工环境营造、建筑节能、绿色建筑等。

3.1人工环境营造

人工环境是重要的建筑要素，在很大程度上影响着人们的健康水平、生活质量以及生产效率。近年来室内空气污染也成为我国社会关注的焦点问题。与此同时，在与人类生产生活密切相关的人居、工业、医疗、交通、航天、地下空间等领域，亟需节能高效的用能手段，以维持精密、适宜的人工环境。人工环境营造领域的研究热点包括热舒适基础理论、室内空气品质、建筑性能模拟、建筑温度和湿度环境营造方法，致力于用合理的能源形式和最少的能源消耗，营造满足人员健康舒适和各类工艺需求的环境。

3、量子隧道效应3.2城市能源与建筑节能

我国作为人口大国和建筑大国，随着建筑能耗迅速增长，城市与建筑用能分别超过全社会总能耗的80%和30%。如何开展城市能源系统的低碳清洁转型与建筑节能减排工作，是我国能源转型所面临的关键问题。建筑节能领域的研究热点包括建筑节能高效技术、城市与建筑用能基础数据挖掘、城乡能源规划、建筑节能发展路径等。根据我国城市能源与建筑节能的能源与排放现状，从宏观层面提供城市能源可持续发展与建筑的节能减排战略规划、技术路径、政策建议。

3.3零能耗建筑与绿色建筑

零能耗建筑是指适应气候特征和场地条件，通过被动式技术最大幅度降低建筑终端用能需求，通过主动式技术最大幅度提供能源设备与系统效率，充分利用可再生能源资源，使可再生能源年产能大于建筑全年用能的建筑。绿色建筑是在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源，包括节能、节地、节水、节材等，在保护环境和减少污“这就需要有1批志同道合的人抱团协同染的同时，为人们提供健康、舒适和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑物。绿色建筑技术注重低耗、高效、经济、环保、集成与优化，是人与自然、现在与未来之间的利益共享，是建筑可持续发展的发展方向。

4建筑环境与能源应用工程就业前景

近年来，我国的能源与环境形势日渐严峻，建筑环境与能源应用领域的人才需求量日益增加，建筑环境与能源应用工程专业专注于培养与现代建筑发展和社会需求相适应、具有创新能力和国际视野的高级工程技术人才，适合在国内外建筑设计院、科研院所、高等院校、政府职能部门、国内外大中型工程建设公司、设备制造企业、物业管理公司、军队营房基地等单位从事供热、通风、空调、建筑节能、冷热源、空气净化、燃气规划等方面的规划设计、研发制造、施工安装、运行管理及系统保障等技术和管理工作。据统计，建筑环境与能源应用工程专业的学生就业前景最好的地区集中在国内一线城市。

建筑环境与能源应用工程的学生就业领域

北京科技大学