引論：我們為您整理了1篇建筑環境與能源應用工程研究范文，供您借鑒以豐富您的創作。它們是您寫作時的寶貴資源，期望它們能夠激發您的創作靈感，讓您的文章更具深度。

1背景

2020年9月，中國向世界宣布將力爭于2030年前達到二氧化碳排放峰值，并努力爭取在2060年前實現“碳中和”。對于占碳排放51．3%的建筑領域來說，實現建筑領域的碳中和，對我國完成“雙碳目標”至關重要。實現建筑領域的“雙碳目標”，必須在建筑的建造階段、運維階段、拆除階段的全生命周期應用“低碳思維”開展工作，并經濟科學地采用相關“低碳技術”，這必然帶來不同于傳統的建筑領域的人才需求。另外，建筑領域實現“雙碳目標”，也需要通過金融、法律等手段來進行促進及規范，這必然會帶來其他領域對“建筑雙碳人才”的需求。高等學校建筑類專業能否在未來人才需求變化的背景下，抓住機遇，及時調整人才培養目標，改革教學模式是關乎建筑類專業能否適應市場獲得生存發展的問題。尤其目前，我國的大規模城市化逐漸進入平穩期，建筑類人才需求開始變少，使得建筑類專業轉型的問題顯得更為緊迫。建筑環境與能源應用工程專業(以下簡稱建環專業)主要任務是以建筑為主要對象，在充分利用自然能源基礎上，采用人工環境與能源利用工程技術去創造適合人類生活與工作的舒適、健康、節能、環保的建筑環境和滿足產品生產與科研實驗要求的工藝環境，以及特殊領域的人工環境。其傳統培養目標為培養具備從事本專業技術工作所需的基礎理論知識及專業技術能力，在設計研究、工程建設、設備制造、運營等企事業單位從事采暖、通風、空調、凈化、冷熱源、供熱、燃氣等方面的規劃設計、研發制造、施工安裝、運行管理及系統保障等技術或管理崗位工作的復合型工程技術人才。

從上面建環專業本科指導性專業規范(以下簡稱建環指導規范)可以看出，建環專業主要以構造適宜的人工環境為目標，針對建筑的設備系統開展工作。從建筑全生命周期看，建筑運維階段的碳排放占建筑碳排放的絕大部分，因此建環專業天然的與建筑碳排放緊密相關。在傳統的建環專業學生培養思路上，盡管也涉及可再生能源利用、節能減排等課程內容的學習，但這些內容往往是選修或輔助內容，相對“雙碳目標”的實現，并沒有相應的明確的培養目標，也沒有制定相應的培養內容，更關鍵的是沒有建立學生在工程中的“碳循環”思維及“低碳思維”，因此如何通過培養目標及課程體系的改革，使得建環專業培養的學生能夠適應未來低碳技術大規模應用的行業環境，服務于國家的“雙碳”戰略，提升專業對考生的吸引力已經變得至關重要。王歡等探討了“雙碳”目標下符合社會發展需要的暖通工程師的培養路徑。呂石磊等從多學科交叉融合視角對建環專業的教學體系進行了探索。謝果等探究了“雙碳”背景下面向新能源傳熱學的啟發式教學模式。另外，陳麗萍等從建環專業高素質人才培養，張登春等從新工科背景下建環專業創新性人才培養模式，石宏巖從應用型大學人才培養方案對比分析等方面也開展了研究。從上述已經開展的研究可以看出，部分學者已經從基于不同社會背景對建環專業未來的本科生或工程師培養開展了研究工作，但還沒有基于“雙碳”背景下建環專業的學生培養模式的研究。為了解決這一問題，本文基于雙碳背景下的人才需求，制訂了人才培養目標，并進一步給出了人才培養方式，希望這方面的探索能為建環專業人才培養的改革提供參考。

2建筑活動對城市碳循環的影響

由于建筑并不是孤立的，所以其碳循環受很多因素影響。從小的方面說，進出建筑的人流、氣流、物流都會影響建筑的碳排放;從大的方面說，建筑行業的排碳與交通、能源、商業也密切相關;從更大的方面說，建筑作為自然界的一部分，必然其碳循環也會進入海洋－陸地－大氣的大循環中。為了分析城市碳循環，趙榮欽等提出了“自然—社會”二元碳循環的概念(圖1)，認為城市系統碳循環是一個包括自然和人工過程、水平和垂直過程、地表和地下過程、經濟和社會過程在內的復雜系統。從圖1可以看出，“自然—社會”二元碳循環過程是一個復雜的、不確定的、各個要素相互耦合的復雜系統。建筑在建造、運維、拆除過程中，建筑活動對碳排放產生的影響不能從單一角度去考慮，需要綜合評估其對建筑碳排放的影響，例如:如果建筑材料選用木材，在建筑材料的使用角度上可以認為沒有碳排放或者負碳排放(不考慮加工過程)，但由于木材的使用砍伐了樹木，因此影響了碳的固定，其最終碳排放需要精確計算才能確定。綜合來說，以下幾方面是對碳排放影響的主要因素:(1)建筑在建造過程中使用的材料來源及加工方式，施工企業的建造組織方式(使用的設備、運輸工具等)，建造過程中使用的能源，建造過程中的工人等均會產生碳排放。建造過程中對土壤的改變會對碳的吸收產生影響。(2)建筑在運行維護過程中，建筑使用的能源，進出建筑的物流、人流，建筑的具體使用功能，建筑內部的設備等均會影響碳排放。建筑周圍的景觀綠化可以影響碳的固定吸收。(3)建筑在拆除過程中，施工企業的拆除組織方式(使用的設備、運輸工具等)，拆除過程中使用的能源，拆除過程中對土壤的改變，拆除過程中的工人，拆除垃圾的回收處理等均會產生碳排放。因此在建筑不同階段采用合適的技術措施來減少碳排放，增加碳固定，并能精確的對碳循環進行計算及評估是建筑降碳的必然選擇。建環專業主要涉及建筑的運行維護階段，因此其采取的技術措施主要影響這個階段的建筑碳行為，未來的建環人才從碳的角度去考慮采取的技術措施應該是行業的趨勢，這也為高校本科生培養提出了要求。

3建筑雙碳人才的可能需求

制定建環專業“雙碳背景”下的培養目標，首先需要明確在“雙碳背景”下，建環專業需要什么樣的人才，即明確建環專業可能產生的“雙碳需求”。因為建環專業主要涉及建筑的能源供給及利用，因此本文從這個角度分析。在建筑的能源供給及利用上，通常會涉及能源的生產、能源的輸配、能源的利用，沿著這個路線，未來可能會在以下幾個方面產生變化:

(1)在能源生產方面要盡可能減少建筑的碳排放，這必然帶來太陽能、風能、空氣能、地熱能和生物質能等綠色能源在建筑領域的大規模應用。這一方面需要依賴電廠發電方式的變革，另一方面也需要在建筑本體實現對這些能源的利用，因此會對分布式可再生能源系統及多能互補系統的設計、安裝、設備制造產生很大的人才需求。

(2)在能量輸配上，由于太陽能、風能等綠色能源大部分為不穩定能源，導致了能源供給與需求不平衡，為了解決這些問題，需要對這些能源進行存儲，以及建立智慧能源系統等。這會對儲能系統及智慧能源系統等的設計、安裝、制造產生人才需求。

(3)在能量利用上，太陽能、風能等綠色能源的使用除了可以利用傳統設備實現以外，針對太陽能等能源的特點，一些新型的設備的研發及使用也不可避免，這也會導致末端設備的研發、設計、制造等人才需求。

(4)在能量生產、輸配、利用全程中，綠色能源的大規模利用必然會導致建筑使用空間的沖突，因此綠色能源利用技術與建筑進行一體化至關重要。這必然帶來綠色建筑的設計、施工、建造等一系列的人才需求。

(5)能否在建筑設計及運行過程中，通過一些技術和方法實現碳捕捉，這方面也會產生人才需求。除了建筑行業的人才需求以外，建筑行業雙碳目標的實現也離不開金融市場及相關法律的支持，這些領域可能需要懂得具有以下能力的建筑領域相關人才。

(6)懂得建筑碳排放原理，能夠對建筑的碳排放進行準確核算，懂得金融市場運行規則，能夠利用金融市場為建筑市場的減碳行為獲取收益，進而促進建筑雙碳目標的實現。

(7)深刻了解國內外“雙碳”相關的政策法規，根據政策法規的支持方向，及時在建筑設計、運維階段對建筑進行相應的“雙碳”技術改造，為業主的減碳行為獲取財政補貼及資金支持等。4培養目標的確定基于上述需求，筆者制定了如下培養目標，制定的過程中考慮了向上(傳統需求)和向下(“雙碳”需求)兼容，從抓住本質的思路出發，設計出3個培養方向。

4.培養目標的確定

基于上述需求，筆者制定了如下培養目標，制定的過程中考慮了向上( 傳統需求) 和向下( “雙碳”需求) 兼容，從抓住本質的思路出發，設計出 3 個培養方向。

4．1以綠色能源為基礎的綠色建筑暖通空調設計盡管未來建筑會大量使用太陽能等綠色能源，但是建筑的基本功能和實現方式并沒有發生革命化的變革，所以掌握建筑設備系統的工作原理、設計方法仍然是學生培養的基礎。但傳統上，指導學生做課設或畢業設計時，采用的能源形式及系統方案往往是針對非可再生能源的，考慮到未來綠色能源的大規模使用，可以嘗試以綠色能源為能量來源做相應的設備系統設計。在設計過程中，可以根據具體的能源形式，探討合適的系統形式及末端等，并嘗試與建筑一體化的實現形式。這個方向未來就業方向既可以做新建綠色建筑的設計建造，也可以對既有建筑進行綠色化改造，也可以進入傳統的設計等領域。該方向是未來建環專業的基礎。

4．2基于統計、大數據方法的建筑能耗/耗電量特性分析對建筑進行節能設計或改造和進行碳排放核算的基礎是掌握建筑的能耗特性。由于每個建筑的年代、設備系統形式、用途、數據形式及數量等都不同。因此根據不同建筑特點能給出不同建筑能耗特性分析方法很重要。傳統本科教學培養上往往側重的是現場數據的測試及獲取(如建筑環境及熱工測試技術課程)，數據處理方面相對較少。目前，隨著大數據方法的發展，通過數據挖掘技術獲取建筑的能耗特性變得較為容易，從面向未來的角度，可以考慮嘗試開始數據挖掘的選修課，并在指導部分學生做數據挖掘在能耗特性預測方面的論文來培養這方面的人才。這個方向畢業可以去節能改造的相關領域工作。該方向主要支撐需求(2)、(6)、(7)。

4．3城市或建筑體量的碳排放量計算、評估、分析通過碳交易等金融手段可以對“雙碳”目標的實現產生極大的促進，未來會出現與碳交易相關的借貸、期貨等金融類產品。碳交易要想能夠大規模實施，必須能夠進行準確的碳核算，但每棟房屋的年耗碳量并不是常數，這就涉及國家要制定相應的法規保證交易的實施，并且需要借鑒金融領域的相關規則。傳統上，建環專業并沒有開設相關課程，這方面可以嘗試開設幾門碳排放、金融類課程，并做相關方向的論文來進行培養。這個方向未來可以培養多學科交叉(建筑、電力、工業、金融、生態)的人才。就業方向為與碳交易相關的金融類或法律類相關企業。該方向主要支撐需求(2)、(6)、(7)。上面的3個培養方向是逐層遞進的，并且兼容了傳統的建筑需求，應該會適應未來建筑行業的發展方向。

5人才培養模式初探

根據培養目標，在建環學生的培養方案制定過程中，首先要培養學生的“低碳思維”，然后再根據需求培養相關方向的專業技術人才。低碳思維是指了解碳在生態系統中的循環過程，掌握碳在工業、農業、建筑業等國民經濟領域的排放原理及過程，熟練掌握碳在能源領域的排放原理及過程，熟練掌握建筑降碳的方法手段。在這方面僅從課程角度考慮，需要增設“生態學”“工業碳排放”等幾門課程。但從培養學生“低碳思維”的角度來看，還需要將碳領域的知識與建環專業課程進行深度結合，并融入到課程設計及畢業設計中才能實現。通常在建環專業學生的培養過程中，開設的課程包括通識課、基礎課、專業基礎課、專業課、實踐類課程，以達到建立學生建環專業的知識結構，并培養相關能力的目的。由于不同學校的建環專業面臨的教學改革情況不同(大學類型、師資等)，針對不同學校的條件，本文給出以下幾種改革思路。

5．1以綠色能源實踐類課程驅動的培養方式改革該改革方式適合建環實驗基礎強，師資較好的高校。由于未來建筑在能源利用源頭會從傳統的化石能源轉換為綠色能源。在傳統的培養方式中，在講授內容及講授方法上，大部分是基于化石能源應用的，這不利于建立以綠色能源為基礎的思維模式。部分高校可以嘗試建設綠色能源應用的實踐課程，增強學生對綠色能源應用的感性認識，提升學生對綠色能源應用的認同度，并根據實踐課程對專業課及專業基礎課的授課內容進行重構，將里面部分與傳統能源相關的設備或系統的應用原理、設計方法等的知識點用綠色能源的進行替換，并增設生態碳循環類的通識課，以及工業碳排放類的專業基礎課。

5．2與其他專業聯合改革培養方式對于有條件的高校，可以嘗試與數據挖掘專業、金融專業、法律專業等聯合對培養方案進行改革。以培養碳交易人才為例，可以與金融專業老師制定培養目標，并在學生的基礎課及專業基礎課學習階段增設金融類課程，培養學生的金融思維方式，并在畢設或者畢業論文階段，嘗試將學生的“金融思維”與“低碳思維”融合。該方案更傾向于培養“跨界”人才。

5．3在原有體系增加課程的改革方式在建環專業的傳統培養方案中，大部分內容為熱力學原理等基礎內容，涉及的設備或系統地講授內容也普遍具有代表性。由于在低碳時代，建筑的功能及實現方式并沒有發生根本的變化，因此大部分傳統教學內容也是適用的。因此對于大部分學校來說，可以刪減、合并一些課程，并增設一些與“低碳”目標相關的課程即可以初步達到改革培養方案的目的。但該方法屬于初步改革，較適合在改革過程中進行過渡。

6結論

建環專業培養模式的確定事關未來建環專業招生、就業等，并會長遠地影響建環專業的發展。如何在目前“雙碳”背景下，找準自己的位置，確定適合的培養模式是與不同學校的基礎、定位等相關的。筆者在這方面的一些粗淺思考希望能夠給建環專業的老師提供參考，共同提高建環專業的人才培養質量。

參考文獻

［1］中國建筑節能協會《中國建筑能耗研究報告(2020)》．

［2］高等學校建筑環境與能源應用工程本科指導性專業規范，高等學校建筑環境與環境應用工程專業指導委員會，2013．

［3］王歡，樊越勝，王登甲．面向“雙碳”目標的暖通工程師培養模式探索［J］．科技與產業，2021，(12)．

［4］呂石磊，王冉．“30·60”雙碳目標下建環專業的教學改革與思考［J］．高教學刊，2021，(30)．

［5］謝果，徐永，陳云良，等．“雙碳”背景下面向新能源傳熱學的啟發式教學模式探究［J］．高教學刊，2022，(20)．

作者:李志永 張召 冉苑翔 喬春珍 陳偉 嬌趙玉清 單位:北方工業大學土木工程學院