面向碳中和战略的“建筑设备”教学研究
［摘要］在碳中和背景下，中国建筑发展步入了新的阶段，这对建筑行业的人才培养提出了新的要求。以面向碳中和战略的“建筑设备”课程的教学研究为主题，探讨了建筑设备在实现碳中和过程中的重要性和影响因素，并提出了一些改善措施和教学方法。通过教学研究，不仅推动技术创新和提高政策的科学性，还可以培养学生的可持续发展视野和技能，帮助学生树立建筑行业的社会责任感和历史使命任务，促进建筑行业的碳中和目标的实现。
［关键词］碳中和；建筑设备；教学研究；环境意识；技能培养
［基金项目］2021—2024年国家自然科学基金青年科学基金项目“基于建筑需求不同步性的空调系统各环节供需匹配特性与技术适宜性研究”；2023—2024年东南大学校级教学改革研究与实践项目“面向碳中和战略的‘建筑设备’教学研究”（2023-167）；2021—2023年东南大学至善学者科研项目（2242021R41145）
［中图分类号］G640［文献标识码］A［文章编号］1674-9324（2025）12-0006-06［收稿日期］2024-01-05
随着全球气候变化的加剧，环境问题日益严重，绿色低碳转型已成为全球发展主题与未来科技、产业和人才的竞争高地［1］。实现碳中和已成为全球各国共同关注的议题。我国计划在2030年实现碳达峰，2060年实现碳中和。建筑行业作为全球温室气体排放的主要来源之一，亟须采取措施实现碳中和。
据统计，建筑业碳排放占我国碳排放的51.3%［2］，在建筑与城市领域推广绿色低碳发展是实现碳达峰、碳中和目标的关键环节。与此同时，以科学定量化设计技术、大数据和人工智能为代表的智能技术正在深刻改变建筑学科的知识内核，数字化设计、仿真预测、智慧监控等新技术和新方法迅猛发展。因此，碳中和相关产业已成为国家能源和社会发展的重要需求，这也使得该领域的人才需求呈现井喷式增长。
目前，碳中和相关产业已成为国家能源和社会发展的重要需求。2022年，教育部印发《加强碳达峰碳中和高等教育人才培养体系建设工作方案》，其中第11条明确指出，加快传统能源动力类、建筑类等重点领域专业人才培养转型升级［3］。根据国家标准，建筑行业已于2022年4月开启强制碳排放计算［4］，因此行业急需面向碳中和战略的建筑人才。为建筑行业培养碳中和相关的高素质复合型科技人才，对提升行业内核、支撑产业与企业的国际核心竞争力，有着极其重要的现实意义和长远的社会影响。
建筑行业内的节能减碳强调“被动优先，主动融合”［5］，因此与建筑设计和主动供能紧密相关。在传统的培养模式下，二者存在相对割裂、融合不足的问题，导致在建筑行业内，难以实现有效的节能减碳目标。因此，在碳中和战略背景下，以“建筑设备”课程作为载体，培养建筑专业学生对建筑设备的环境影响的认识和技能变得非常重要。
一、碳中和战略对建筑设备的要求
（一）建筑设备对碳中和的重要性
建筑设备在碳中和战略中发挥着重要的作用，以下是建筑设备对碳中和的重要性的一些方面。
首先，建筑设备，尤其是供暖、通风、空调（HVAC）系统、照明系统等，对建筑的能源效率起着关键作用。通过采用高效的设备和技术，建筑能够减少能源消耗，降低对传统能源的依赖，从而减少碳排放。除了常规能源外，建筑设备的设计和使用也影响着建筑能否有效地整合可再生能源，如太阳能和风能。通过采用可再生能源技术，建筑可以减少对化石燃料的需求，从而减缓气候变化。同时，随着科技水平的提高，智能化建筑设备可以通过优化能源使用、自适应控制和预测性维护等方式，提高系统的效率。这有助于减少能源浪费，降低运行成本，并促使碳中和目标的实现。此外，建筑设备的选择和使用也与建筑材料的生产、运输和处理等供应链环节有关。考虑碳足迹和环保性能，选择低碳建筑设备可以在整个建筑生命周期中减少碳排放。
除了硬技术外，软技术方面的内容也值得重视。越来越多的地区和国家制定了碳中和目标，并推动建筑行业采用低碳技术。建筑设备的选择和运行对于满足这些政策和标准至关重要，可以帮助建筑业实现碳减排目标。此外，建筑设备的最终使用者也扮演着关键角色。通过对用户进行能源节约和可持续行为的教育，可以促使他们更加理解和积极参与碳中和策略，如正确使用设备、定期维护等。
总体而言，建筑设备的能源效率、可再生能源整合、智能化技术应用以及对建筑使用者的认知和影响等方面，都对建筑行业实现碳中和目标产生了深远的影响。因此，将重心放在建筑设备的可持续性和低碳化上，是建筑行业向碳中和迈进的关键步骤。
（二）与碳中和相关的关键教学内容
在“建筑设备”课程中，与碳中和相关的关键教学内容主要包括以下几个方面。
1.建筑设备基础知识。具体包括：供暖、通风、空调系统（HVAC）：涉及系统原理、设计原则、节能技术和设备选