《空气洁净技术》课程教学大纲

《空气洁净技术》课程教学大纲

一、课程基本信息

二、课程目标

（一）总体目标：

本课程为能源与动力工程专业的一门专业选修课。

空气洁净技术课程（PURIFING AIR-CONDITIONING），适用于热能工程和建筑环境与设备工程专业，通过本课程的学习使学生了解空气洁净技术在我国国民经济发展中的重要地位，洁净技术的发展史、应用与展望，微粒的分布特性，室外悬浮微粒的概念、发生源、组成与特性，微粒的运动特性以及影响因素，微粒过滤机理，空气过滤器作用与分类、特性与评价指标、使用期限，以及静电自净器原理与特性，空气洁净度级别沿革、控制对象（粒径与上限浓度）、确定洁净度级别理论方法，各国洁净度级别标准介绍与互相关系，洁净室原理与分类，洁净室特性，控制污染途径、气流状态、三种不同流态洁净室原理、压力控制,洁净室特性、静态特性与动态特性，均匀分布与不均匀分布特性曲线、浓度场不均匀特性，洁净室设计计算，室内外计算参数的确定，高效净化系统的计算，净化空调系统特点，洁净室的负荷特性与节能、采样理论以及洁净室的测定、评价依据与方法，国内外检测标准与相互关系，微电子环境控制要求、相关标准、平面布局、人流物流流程控制、暖通空调系统与自控。

以及该技术在建筑环境与设备工程行业当中的应用状况；学生应了解大气尘的性质、室内尘埃的来源及特性；掌握空气的洁净度等级标准；掌握净化空调系统的设计方法；掌握净化空调设备的选择计算。使学生能初步地掌握净化空气调节系统的设计原理和方法，培养学生具有解决净化空调工程的一般技术问题的能力，为今后钻研有关空气洁净技术问题打下一定的基础。能够就建筑环境与设备工程领域的复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流，包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达和回应指令。并具备一定的国际视野，能够在跨文化背景下进行沟通和交流。具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应发展的能力。

情感态度与价值观方面：培养学生能够从事工程设计、施工、运行管理、工程监理等方面的技术工作提供必要的专业技术知识。这些方面在社会需求、企业数量方面占据很大优势，空调洁净企业数量巨大，该课程的知识属于生产第一线需要的人才，对学生就业能够有很大的适应性。国家“当下发展”的需要，就是我们努力培养的目标。该课程在“未来发展”方面，能够在环境控制、空气净化等方面，进行深入的理论化研究。

该课程适应从实践到理论的全覆盖，能够对学生进行全方位的能力培养，适应很大范围的社会需求，从而在情感态度、价值观方面教育学生，提高自己的品格，以社会需求，国家需要为己任，树立学生为人民服务的价值观。具有正确的劳动观和劳动意识，在实际动手过程中亲历劳动过程，体会劳动创造美好生活的时代风尚，进而养成尊重劳动、热爱劳动、向往劳动的习惯和品质，习得敬业、诚信、创新、奋斗、合作、奉献等新时代劳动精神，具备较强的专业劳动能力与素养。

（二）课程目标：

课程目标1：

1. 洁净空气的物理参数

在进行了基本物理学习的基础上，正确认识《空气洁净》课程中，对洁净空气各个指标的意义和原因，掌握洁净空气的主要状态参数及其性质。

1.2   洁净空气指标的表述及其应用

掌握洁净空气概念，洁净空气图表的表示。掌握各种洁净空气状态表述的表达方式，掌握各式表述的意义和运用。    

课程目标2：

 2．1  室内外空气参数

了解室内外空气洁净度的不同表述及对人体健康的影响以及对不同工业工艺的影响。舒适性空调与工艺性空调室内参数的确定和侧重点差别。了解室外空气计算参数的确定原则，室外空气温湿度变化规律对空气洁净度的影响。

 2．2  大气层颗粒物及浓度

了解洁净技术的发展史、应用与展望，大气层浓度基本知识。了解对气候对大气层浓度的影响。了解不同浓度表达之间的不同与联系。

 2．3  大气洁净度的变化

了解室外悬浮微粒的概念、发生源、组成、浓度、特性以及粒径分布与影响因素。

 2．4  洁净度对工艺的影响

掌握不同洁净度对工艺空调的影响，即洁净技术对产品质量和稳定性的影响。

课程目标3：

 3．1  颗粒与过滤

了解微粒的运动特性以及影响因素，微粒过滤机理，掌握能够精确控制不同粒子有效的过滤机理。选用适合的过滤类型。了解工程上能够进行的各种过滤处理的设备，掌握能够精确控制的粒子处理设备，以及能够精确处理的原因。

 3．2  过滤理论

掌握粒子与滤料的相互作用，利用孤立圆柱理论、对数穿透定律，影响纤维过滤器效率因素，接触时捕捉过程。了解从理论公式推导捕捉过程的解释。

 3．3  过滤器

了解各种空气过滤器作用与分类、特性与评价指标、使用期限，以及静电自净器原理与特性。

 3．4  洁净度定义

了解空气洁净度级别沿革、控制对象（粒径与上限浓度）、确定洁净度级别理论方法，各国洁净度级别标准介绍与互相关系，洁净室原理与分类，洁净室特性。了解各种表征粒徑之间的深度换算计算理论。了解传统定义起源，国际标准定义以及它们之间进行转换计算。

课程目标4：

 4．1  洁净室洁净度状态参数及设计

了解控制污染途径、气流状态、三种不同流态洁净室原理。掌握压力控制与计算、缓冲与隔离以及正负压调节的各种分类方法。掌握新风量确定的方法，掌握各种系统划分后的空气平衡方程。

 4．2  洁净空调系统计算

掌握洁净室均匀分布理论与计算，模型建立与理论推导，瞬时式与稳定式物理意义、计算方法、自净时间和污染时间的计算，洁净室不均匀分布的影响与理论，模型建立与理论推导，通式物理意义、计算方法，洁净室特性、静态特性与动态特性，不均匀分布特性曲线、浓度场不均匀特性，新风负荷特性，室内外计算参数的确定，洁净室设计计算，高效净化系统的计算，中效净化系统的计算，净化空调系统特点，洁净室的负荷特性与节能、净化空调系统典型图例，局部净化区应用与计算。

课程目标5：

 5．1  洁净室检测

了解采样理论以及洁净室的测定、评价依据与方法，国内外检测标准介绍与关系，微电子环境控制要求、相关标准、平面布局、人流物流流程控制、暖通空调系统与自控。

课程目标6：

 6．1  洁净室运行及节能

掌握各种概念和计算。了解排（回）风口附近流速场的变化情况，掌握排（回）风口对气流组织的影响。了解各种气流分布器的形式，了解使用场合。了解房间气流分布的各种形式特点及其应用场合。房间气流分布的计算及检测点布局。

（三）课程目标与毕业要求、课程内容的对应关系

表1：课程目标与课程内容、毕业要求的对应关系表

三、教学内容

第一章 绪论

1.教学目标

在进行了基本物理学习的基础上，正确认识《空气洁净》课程中，对洁净空气各个指标的意义和原因，掌握洁净空气的主要状态参数及其性质。

掌握洁净空气概念，洁净空气图表的表示。掌握各种洁净空气状态表述的表达方式，掌握各式表述的意义和运用。

2.教学重难点

不同深度标准下的不同表述。

3.教学内容

讲解洁净技术的发展史、应用与展望

4.教学方法

讲授，小组讨论。

5.教学评价

作业，小组讨论，考试。

第二章 污染物与洁净室

1.教学目标

了解室内外空气洁净度的不同表述及对人体健康的影响以及对不同工业工艺的影响。舒适性空调与工艺性空调室内参数的确定和侧重点差别。了解室外空气计算参数的确定原则，室外空气温湿度变化规律对空气洁净度的影响。

2.教学重难点

计数效率与计重效率的不同，不同深度控制和不同效率的关系。

3.教学内容

微粒的分布特性，微粒分类、量度、统计分布，室外悬浮微粒的概念、发生源、组成、浓度、特性以及粒径分布与影响因素.

4.教学方法

讲授，小组讨论。

5.教学评价

作业，小组讨论，考试。

第三章 空气洁净设备及其应用

1.教学目标

了解洁净技术的发展史、应用与展望，大气层浓度基本知识。了解对气候对大气层浓度的影响。了解不同浓度表达之间的不同与联系。了解室外悬浮微粒的概念、发生源、组成、浓度、特性以及粒径分布与影响因素。掌握不同洁净度对工艺空调的影响，即洁净技术对产品质量和稳定性的影响。

2.教学重难点

过滤机理，不同洁净技术的适用性区别。

3.教学内容

微粒的运动特性以及影响因素，微粒过滤机理，孤立圆柱理论、对数穿透定律，影响纤维过滤器效率因素

4.教学方法

讲授，小组讨论。

5.教学评价

作业，小组讨论，考试。

第四章 空气的洁净原理

1.教学目标

了解微粒的运动特性以及影响因素，微粒过滤机理，掌握能够精确控制不同粒子有效的过滤机理。选用适合的过滤类型。了解工程上能够进行的各种过滤处理的设备，掌握能够精确控制的粒子处理设备，以及能够精确处理的原因。掌握粒子与滤料的相互作用，利用孤立圆柱理论、对数穿透定律，影响纤维过滤器效率因素，接触时捕捉过程。了解从理论公式推导捕捉过程的解释。

了解各种空气过滤器作用与分类、特性与评价指标、使用期限，以及静电自净器原理与特性。了解空气洁净度级别沿革、控制对象（粒径与上限浓度）、确定洁净度级别理论方法，各国洁净度级别标准介绍与互相关系，洁净室原理与分类，洁净室特性。了解各种表征粒徑之间的深度换算计算理论。了解传统定义起源，国际标准定义以及它们之间进行转换计算。

2.教学重难点

过滤器与不同性质料子之间的相互作用。过滤器材料与过滤器成器之间的差异与联系。

3.教学内容

空气洁净度级别沿革、控制对象（粒径与上限浓度）、确定洁净度级别理论方法，各国洁净度级别标准介绍与互相关系，洁净室原理与分类，洁净室特性

4.教学方法

讲授，小组讨论，考试。

5.教学评价

作业，小组讨论，考试。

5. 洁净空调系统设计

1.教学目标

了解控制污染途径、气流状态、三种不同流态洁净室原理。掌握压力控制与计算、缓冲与隔离以及正负压调节的各种分类方法。掌握新风量确定的方法，掌握各种系统划分后的空气平衡方程。

2.教学重难点

静态、动态、空态之间的关系，洁净室正负压力与保障工艺之间的关系。

3.教学内容

控制污染途径、气流状态、三种不同流态洁净室原理、压力控制与计算、缓冲与隔离，洁净室均匀分布理论与计算，模型建立与理论推导，瞬时式与稳定式物理意义、计算方法、自净时间和污染时间的计算

4.教学方法

讲授，小组讨论，考试。

5.教学评价

作业，小组讨论，考试。

5. 洁净系统的设计实例

1.教学目标

掌握洁净室均匀分布理论与计算，模型建立与理论推导，瞬时式与稳定式物理意义、计算方法、自净时间和污染时间的计算，洁净室不均匀分布的影响与理论，模型建立与理论推导，通式物理意义、计算方法，洁净室特性、静态特性与动态特性，不均匀分布特性曲线、浓度场不均匀特性，新风负荷特性，室内外计算参数的确定，洁净室设计计算，高效净化系统的计算，中效净化系统的计算，净化空调系统特点，洁净室的负荷特性与节能、净化空调系统典型图例，局部净化区应用与计算。

2.教学重难点

自净时间和污染时间的计算，洁净室设计计算，高效净化系统的计算，中效净化系统的计算。

3.教学内容

掌握控制污染途径、气流状态、三种不同流态洁净室原理、压力控制与计算、缓冲与隔离，洁净室均匀分布理论与计算，模型建立与理论推导，瞬时式与稳定式物理意义、计算方法、自净时间和污染时间的计算。

4.教学方法

讲授。

5.教学评价

作业，考试。

第七章  洁净室的检测与认准

1.教学目标

了解采样理论以及洁净室的测定、评价依据与方法，国内外检测标准介绍与关系，微电子环境控制要求、相关标准、平面布局、人流物流流程控制、暖通空调系统与自控。

2.教学重难点

国内外检测标准介绍与换算关系。

3.教学内容

采样理论以及洁净室的测定、评价依据与方法，国内外检测标准介绍与关系，微电子环境控制要求、相关标准、平面布局、人流物流流程控制、暖通空调系统与自控

4.教学方法

讲授。

5.教学评价

作业，考试。

第八章  洁净系统的运行管理

1.教学目标

掌握各种概念和计算。了解排（回）风口附近流速场的变化情况，掌握排（回）风口对气流组织的影响。了解各种气流分布器的形式，了解使用场合。了解房间气流分布的各种形式特点及其应用场合。房间气流分布的计算及检测点布局。

2.教学重难点

排（回）风口附近流速场的变化情况，排（回）风口对气流组织的影响。各种气流分布器的形式、使用场合。房间气流分布的计算及检测点布局

4.教学方法

讲授。

5.教学评价

作业，考试。

四、学时分配

表2：各章节的具体内容和学时分配表

五、教学进度

表3：教学进度表

六、教材及参考书目

1、《流体力学泵与风机》蔡增基、龙天渝主编，中国建筑工业出版社

2、《空气调节》     赵荣义等编著   中国建筑工业出版社

3、《燃气输配》     段常贵等编著   中国建筑工业出版社

4、《供热工程》     贺平等编著     中国建筑工业出版社

5、《工业通风》     孙一坚等编著   中国建筑工业出版社

6、《空气洁净技术应用》许钟麟编等   中国建筑工业出版社 1989

7、《建筑给水排水工程》 王增长等编著  中国建筑工业出版社

8、《实用供热空调设计手册》陆耀庆编著  中国机械出版社

9、《采暖通风与空气调节设计规范》GBJ19-87 ，2000年

10、《燃气燃烧与应用》.中国建筑工业出版社

11、《空气调节》薛殿华主编  清华大学出版社  1991

12、《洁净厂房设计规范》主编单位：中国电子工程设计院  中国计划出版社 2001

七、教学方法

本课程部分教学采用小组讨论法模式进行。要求学生在课前分组准备重要章节预留的讨论性问题，课堂教学以师生研讨、学生展示为主要的教学活动。

1. 讲授法：如何围绕课程的核心概念，如“空气洁净度”、“过滤器检测标准”、“过滤器使用寿命”、“过滤器的应用环境”等进行讲解。

2. 讨论法：围绕“高效过滤器的分布与房间洁净度的关系”、“新风三级过滤与高效过滤器的使用寿命”、“过滤器的使用寿命与能耗的影响和生命周的经济性关系”等主题组织学生进行讨论。

3. 案例教学法：在进行空调洁净基本理论、空调洁净技术实践领域的教学中，选择相应的案例，围绕案例组织学生进行主动分析、研讨。

八、考核方式及评定方法

（一）课程考核与课程目标的对应关系

表4：课程考核与课程目标的对应关系表

（二）评定方法

1．评定方法

平时成绩：30%，实验：10%，期末考试60%

2．课程目标的考核占比与达成度分析

表5：课程目标的考核占比与达成度分析表

（三）评分标准