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【关键词】建筑；节能设计；能源
目前，能源短缺问题已成为世界经济发展的主要制约因素之一。建筑在其建设和使用过程中不可避免的消耗掉大量的能源，并且随着我国经济的发展和人民住房水平的提高，建筑耗能占我国能源总消耗量的比例也呈逐年上升的趋势。建筑能耗的总量在能源总消费量中所占的比例已从20世纪70年代末的10%，上升到近年的27.45%，随着城市化进程的加快和人民生活质量的改善，我国建筑耗能比例最终还将上升至35%左右，而国际上发达国家的建筑能耗一般占全国总能耗的30%。如此庞大的比重，建筑耗能已经成为我国经济发展的软肋。因此，作为一名建筑设计者，在建筑设计过程中应始终贯彻可持续发展的原则，把建筑形式和节能放在优先考虑的地位。
1 住宅总体规划的节能设计
住宅的总体规划应与单体建筑相协调，充分考虑各种宏观因素（如地区、朝向、方位、建筑布局、地形地势等）对单体布局的影响，充分利用所在地区的天然热源、风源等来实现每一栋住宅建筑单体夏季都有充足的迎风面，冬季都有充足的日照，以满足采暖、通风与采光的要求。单体之间的组合对气流的形成具有直接的影响，特别是高层建筑群内部易受到回旋涡流的作用，容易出现死角，不利于室内的自然通风，从而形成不利的小区微气候。因此，为了营造绿色舒适的小区微环境，应调整好单体之间的组合，使每栋建筑物处于周围建筑物的气流旋涡区之外，避免出现滞流区。另外，绿化和水体可以改善小区的微气候，设计时，应结合居住区规划布置绿化和水体，以此进一步改善室内外的物理环境（声、光、热），减少热岛效应，改善局部气候，保证小区内的空气温度、空气湿度、气流速度和热岛强度等各项指标符合健康舒适和节能要求。
2 住宅平面的建筑节能设计
住宅平面设计中首要问题是确定适当的套型面积。因为适当的建筑面积不但可以节约用地（建筑行业“四节”之一）还可以大大节约建筑用材，减少营造、维护与使用过程中的能耗。另外，建筑平面的巧妙布局亦能获得较好的节能效果。由于我国地处北半球，太阳高度角和方位角变化规律使南朝向为最为节能的建筑朝向，此朝向夏季可减少太阳辐射得热，冬季可增加太阳辐射得热，而且此朝向建筑与我国夏季盛行的东南风差不多成垂直关系，容易形成穿堂风，而又避开了冬季盛行的西北风，因此，将住户长时间活动的居住空间（如厅、主要卧室）设于日照通风条件最佳的南向位置，利用自然环境使室内达到最大的舒适度，为住户节约采暖和空调的能耗。而南北向建筑可以获得最多的南朝向房间，所以建筑平面宜设计成南北向。对于日照、通风条件较差的北朝向与长时间接受太阳辐射的东西向可布置些平面功能比较次要的电梯、楼梯、管道井、机房等，以挡住日照直接照射主要房间，避免冬季西北风灌入。经调查，在其他条件相同的情况下，南北向的多层建筑的传热耗热量比东西向可降低5%左右。
3 住宅外墙的节能设计
墙体是住宅的主体部分，是建筑室内外热交换的主要介质，建筑节能50%，其中就有约25%是通过建筑围护结构外墙的保温隔热性能来实现的。使用节能外墙与使用普通外墙室内温度相差可达10°，所以墙体的设计是不容忽略的一个方面。外墙除了应具有基本的承重、安全围护等功能外，还应考虑选用保温隔热性能好的墙体材料，对传热性好的墙体或墙体中传热性好的部位应加设保温隔热层。目前，常用的几种外墙材料中，保温隔热性能较好的是多孔粘土砖和加气混凝土砌块以及复合墙体。复合墙体中绝热材料主要有岩棉、矿棉、玻璃棉、膨胀珍珠岩、聚苯乙稀、加气混凝土等，复合墙体保温隔热宜选用外墙外保温。外保温是连续外包的，有效隔断具有热桥作用的混凝土梁、柱等，而产生“断桥”作用，达到预期的节能降耗效果。
此外，减少建筑物体型系数，也就是减少建筑物外表面积，减少护结构面积，减少建筑形体的凹凸，也是节能的有效措施之一。体形系数是指建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积的比值。为得到合理的有利节能的建筑体形，体形系数一般应控制在0.3 以内，住宅进深应扩大到10m以上，而长度则以55m为宜。另外，也可以利用植物来调节气温，在日照强烈的墙面，种植植物来吸收太阳热量，减少传入室内的热源。据报导，建筑西墙种植爬墙虎，在植被遮蔽90%状况下，外墙表面温度可降低8.2℃，并有利于吸尘和消音，减少温室效应。
4 住宅屋面的节能设计
在建筑物受太阳辐射的各个外表面中，屋面是接受太阳直射时间最长的部位，因此受辐射得热也是最多的，相当于东西向墙体的2～3 倍，所以它的保温隔热也显得尤为重要。保温隔热的材料宜选用密度大、导热系数高、憎水或吸水率较小的材料（如膨胀型泡沫聚苯板）。采用倒置式屋面将憎水性保温材料设于防水层上，可有效防止传统屋面构造中防水层容易老化从而影响保温隔热效果的问题。此种方法施工简易，可广泛采用。另外，利用屋顶种植花卉、灌木形成生态型屋面，既可阻挡热源，减少温室气体的排放，达到保温隔热，又可美化环境，改善城市气候，做到一举两得。种植的土壤在吸水饱和后会自然形成一层憎水膜，可起到滞阻水的作用，有利于屋面的防水，而且土壤导热系数小，有很好的热惰性，不随大气气温骤然升高或下降而大幅波动，有利于屋面的保温隔热。同时，在屋面蓄水，形成蓄水型屋面，也是节能屋面的有效措施。利用水蒸发可带走大量的热，从而效减弱屋面的传热量和降低屋面温度。据测试，蓄水、种植屋面土壤表面温度与一般屋面表面温度比较，温度可低27℃。此外，采用平坡屋顶结合的构造形式，在屋面保温隔热层上做架空层，通过空气流通来散热也是个不错的办法。
5 住宅门窗的节能设计
外门窗是耗热的重要渠道，它既是太阳辐射的得热部件，又是主要的失热部件，传热系数约为墙体的3～4倍，是节能的重点部位，所以合理确定窗墙面积比是节能的重要措施之一。对于住宅设计应避免少做落地窗、飘窗等。外墙门窗设计除满足自然通风外，设计中应该强调东西南北开窗有别，不同功能房间开窗有别。面对冬季主导风向的立面，应尽量减少开窗面积。设置外窗部位，应提高外窗的密封性能（如选用胶条密封而不是毛条），选用好的窗型（如平开窗气密性相对较好），门窗配件，提高窗框的隔热性能（如采用塑料型材、铝合金断热型材、玻璃钢型材、铝木复合材料等），减少窗框的外露面积，采用保温隔热性能好的玻璃（如中空玻璃、镀膜玻璃等）。根据国内外大量应用经验证实，采用双层玻璃塑料钢窗是较好的选择。外门窗除了采光，通常也是建筑然通风的渠道，所以，外门窗的开启也是夏季通风节能的必要条件。夏季迎风面可作为主要的开窗部位，引进自然风，增加夏季的渗透通风。但同时，外门窗的设计应减少冬季寒风的渗透，有利于室内保温，改善生活环境的舒适度。对于向阳的地方，可采用凹式开窗设计，外加遮阳板及镀有特种金属的热反射窗帘，这种设计既美观又兼有较好的遮阳效果。
6 结束语
建筑节能是一项复杂的、全方位的系统工程，也是一项长期而艰巨的任务。设计师应在设计中多研究、多尝试、多积累、多总结，在有限的条件下将建筑功能与艺术和技术更好地结合，使建筑设计的各个方面都能体现节能的原则，努力创造低成本、高效率的节能建筑。
参考文献：
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关键词： 设置问题 问题氛围 解决问题
问题解决学习简称PBL（Problem-Based Learning，PBL，问题式学习），PBL是一种新的教学模式，把学生置于混乱、结构不良的情境中，并让学生成为该情境的主人，让学生自己分析问题、学习解决该问题所需的知识，一步一步解决问题。老师把教学中实际教学内容作为教学材料，采用提问方式不断激发学生思考、探索，最终解决问题。
数控铣加工项目教学与实际生产是紧密联系的，教学过程中教师通过“问题解决学习”方式培养学生切实掌握数控铣加工的专业理论知识和操作技能，发展学生思维能力，全面提高学生的综合素质，形成相关技能，进而在今后工作岗位上灵活应用相关知识，具有极为重要的意义。问题解决学习应贯穿整个数控铣加工教与学的始终。教师在整个数控铣加工教与学的过程中应当注意运用以下途径培养学生建构知识、独立、创造性解决问题的能力。
一、教师充分认识PBL教学法的精髓，熟悉教学过程，科学巧妙地设置问题
问题解决是以思考为内涵，以问题目标为定向的心理活动或心理过程。即运用先前习得的知识探索新情境问题的心理过程，或者说在新情况下通过思考实现学习目标的活动。“思考活动”和“探索过程”就是问题解决。
在数控铣加工项目教学中，教师必须转变传统教学观念，认识到教师是整个过程的组织者、参与者、指导者，适时发挥教师组织作用、参与作用、指导作用是PBL教学法顺利进行的关键，充分认识PBL教学法的精髓，熟悉教学过程。
在教学过程中，通过设置问题，通过资讯环节让学生带着问题寻找答案。
问题的设置要求教师不但具有高水平的专业知识，专业技能和丰富的交叉学科的相关知识，而且对PBL的概念和技能深入理解和熟练掌握，才能有效向学生提供特定的铣削加工问题，确定学习目标和实现目标的方法及控制讨论的技巧。善于总结自己和其他人的先进学习方法，在指导过程中潜移默化地传授给学生。
二、教师要精选典型加工案例，营造恰当的问题氛围
在数控铣教学中，我们根据中级工考核标准在数控铣加工中级工教学内容中结合项目教学的特点，选择了非常典型的涵盖了数控铣加工内容的15个项目，每一个项目一定的既有相对独立性，又有一定的联系，知识之间相互贯通、联系，与企业实际相联系。项目中既包容学生必须掌握的学习目标，又可以根据学生情况创设良好的问题情境，激发学生研究热情。教师通过吃透课程内容重点和难点，引导学生提出问题，带动学生思维，将专业基础知识和专业理论知识结合起来，使单向思维向多向思维转变。
作为组织者、指导者、引导者的教师要创造民主和谐的教学气氛，争取每个成员都发挥主观能动性，适时激发学生探索兴趣，唤起学生学习热情，让小组成员自主地学习和交流。我们设计了小组评价的表单让学生小组评价，共同完成学习任务，正确制定加工工艺，正确确定工件加工顺序，技能要求上既保证工件尺寸精度，又要确保工件的表面粗糙度，加工结束后针对加工实际共同探讨加工过程中成功之处，反思加工过程中出现的问题，思考正确的处理方法。
三、启发学生主动提出问题，思考问题，并寻求科学地解决问题
在学习过程中作为组织者、资源提供者、促进者、引导者的教师，在关键点上对学生进行提示、启发和引导。教师要切实加强学法指导，加强“入门”指导，使学生较快进入角色和状态，寻求和提供能运用知识和经验的各种机会，全程跟踪，使学生有效完成学习任务。教师要为学生的探索活动提供必要的信息上的、工具上的支持，使PBL教学法效率更高。
如我们组织了“综合件的铣削”，因为在前面的学习中学生已完成了刀具半径补偿、坐标旋转、局部坐标等功能的相关课题练习，教师在组织课题“综合件的铣削”这一项目教学中，先让学生对图纸进行分析，然后完成编程与零件加工。很多学生一开始只想到用前面学过的方法，编制一个完整的轮廓加工程序，有学生提出该课题中的有些坐标点计算很麻烦。学生自己发现了这个问题，如何解决呢？这时老师的引导就起到了很重要的作用，让学生换一个角度分析这个问题，给出新的思路――将图形分块：把“D型”图形和“大圆边上的小段圆弧”从一个完整大轮廓中分出来？学生感到眼前一亮，复杂的坐标点不要计算了。分块后学生很快发现有一些图形是完全相同的，又有学生提出可以用坐标旋转编程序。对于学生提出的有些程序有些重复，教师指导学生用子程序解决程序太长的问题，再适当给学生讲授子程序调用的指令和调用方法。加工“D型”图时，学生发现要将两条直线延长；“大圆边上的小段圆弧”有些人用整圆来编的时候，另一些学生提出用四分之一圆弧就可以了，可以提高加工效率。通过同学们这样的分工与合作，加工出来的工件还是比较满意的。这样一种讲授方法同时达到比较理想的教学效果。
四、引导学生小组讨论问题，共同寻找解决问题的方案
在教学过程中引导学生小组讨论问题，在完成项目教学任务后，我们对该项目实施中出现的问题进行课后小结，通过反思指出存在的问题及注意事项，并对本教学单元进行编程思路与学习内容上的拓展，为后续实习提供相应的经验和数据。一般教学过程针对容易出现的问题共同探讨应当注意的事项，一般加工过程中往往出现如下问题：（1）清角不清；（2）过切与欠切；（3）左、右刀具半径补偿用错，工件破损。
针对出现的问题总结讨论加工过程中的注意事项：（1）刀具半径补偿的建立与取消必须成对出现；（2）建立与取消刀补的距离要足够（不能小于刀具半径）；（3）圆弧半径与极坐标的半径要注意区分；（4）内外轮廓的刀补方向不能搞错，不然非常容易出现过切与欠切现象。
根据零件的特殊情况，可以进一步进行相关知识拓展，如教师可以引导学生思考如下问题，若加工部分尺寸相同，就是位置不同，能不能用同一个程序，转一定的角度实现呢？等等，继而进一步思考如何解决问题
综上所述，教学过程中引导学生不断提出问题，进一步思考问题，不断寻找问题的答案，同学们在实施过程中真正掌握自己必须掌握的知识和技能，才能真正将数控中级工的知识和技能掌握透彻。
参考文献：
