医疗建筑给排水课程设计

医疗建筑给排水课程设计一、教学目标

本课程旨在培养学生对医疗建筑给排水系统的设计原理、规范标准和实践应用能力。知识目标方面，学生能够掌握医疗建筑给排水系统的基本构成、工作原理、设计参数及国家相关规范要求，理解其与医院功能布局、感染控制、节能环保等要素的关联性。技能目标方面，学生能够运用给排水工程专业知识，完成医疗建筑给排水系统的方案设计、纸绘制、设备选型及施工审核，具备解决实际工程问题的能力。情感态度价值观目标方面，学生能够树立安全、卫生、节能的设计理念，增强对医疗建筑特殊需求的敏感性，培养严谨细致、团队协作的职业素养。课程性质属于专业核心课程，结合理论教学与实践操作，面向高职高专或本科给排水专业学生。学生具备一定的工程制和流体力学基础，但缺乏医疗建筑给排水系统的专项知识。教学要求注重理论与实践结合，强调规范应用和创新能力，目标分解为：掌握系统分类与设计原则、学会绘制典型系统、熟悉主要设备选型方法、理解感染控制设计要点，最终形成完整的设计方案。

二、教学内容

为实现课程目标，教学内容围绕医疗建筑给排水系统的设计要点、规范执行及工程实践展开，确保知识的系统性与实用性。教学大纲依据现行国家标准和行业规范，结合典型医疗建筑案例，分为理论教学与实训环节两大模块，总课时安排在72学时，其中理论48学时，实训24学时。

**（一）理论教学模块（48学时）**

**1.医疗建筑给排水系统概述（6学时）**

-教材章节：第一章第一节至第三节

-主要内容：医疗建筑分类与给排水特点（结合《建筑设计防火规范》GB50016和《医疗建筑水系统设计规范》GB50736，对比门诊、住院、手术等不同功能区的需求差异）；给排水系统构成（水源、水处理、输配水、污水收集、消毒、排放等环节）；医院特殊用水标准（纯水、热水、特殊消毒水等）。通过案例分析，明确系统设计的核心指标，如水质、水量、水压及安全冗余要求。

**2.给水系统设计（12学时）**

-教材章节：第二章第一节至第四节

-主要内容：水源选择与水量计算（依据《建筑给水排水设计标准》GB50015，结合医院用水量变化系数、小时变化率等参数）；水处理工艺（针对直饮水、制剂用水等提出标准化处理流程）；管材选择与防腐措施（对比PPR、不锈钢、铜管等材质在感染控制中的适用性）；水泵选型与变频控制（分析节能设计要点，如变频调速对市政管网的影响）。通过绘练习，掌握给水系统绘制规范。

**3.排水系统设计（12学时）**

-教材章节：第三章第一节至第五章

-主要内容：污水分类与排放标准（区分生活污水、医疗废水、放射性废水，结合《医疗机构水污染物排放标准》GB18466）；管道设计计算（利用水力计算公式确定管径、坡度，强调通气设计对防止堵塞的作用）；消毒设施配置（紫外线消毒、化粪池、一体化设备等）；建筑本体排水（结合手术室、实验室等特殊区域的防交叉感染设计要求）。实训环节需完成污水流程绘制，并标注关键节点参数。

**4.消防给水与特殊系统（8学时）**

-教材章节：第四章第一节至第二节

-主要内容：消火栓系统与自动喷水灭火系统（依据《消防给水及消火栓系统技术规范》GB50974，分析医院特殊区域如手术室、病房的喷头选型）；雨水回收与中水回用设计（结合绿色建筑理念，介绍节水方案）；特殊排水设施（如厌氧消化池、医疗废物暂存间排水设计）。通过对比实验数据，深化对规范条文的理解。

**5.实训与规范应用（10学时）**

-教材章节：附录A至附录C

-主要内容：典型医疗建筑给排水设计案例剖析（选取综合医院方案，涵盖各系统设计要点）；规范条文检索与实操（要求学生根据设计需求，自主查阅GB50736、GB50974等标准，完成关键参数摘录）；施工识读与审核（重点分析管道标注、设备参数的规范性）。

**（二）实训模块（24学时）**

实训环节以小组合作形式完成医疗建筑给排水设计任务书，包括：系统方案比选、纸绘制（CAD）、设备清单编制及成本核算。要求学生提交完整的《医疗建筑给排水设计计算书》和施工（包含平面、系统、剖面等关键纸），教师根据设计合理性、规范符合性及创新性进行评分。

教学进度安排：理论课按模块顺序推进，每单元后设置随堂测验；实训课与理论课穿插进行，最后两周集中完成设计成果汇报。教材内容与教学大纲严格对应，确保所有知识点均有章可循，且与最新版国家规范保持同步更新。

三、教学方法

为提升教学效果，激发学生学习兴趣，本课程采用讲授法、案例分析法、讨论法、小组实训法等多种教学方法相结合的混合式教学模式，确保理论与实践深度融合。

**1.讲授法**

针对给排水系统设计原理、规范标准和计算方法等基础性、理论性较强的内容，采用系统化讲授法。教师依据教材章节顺序，结合PPT、动画演示等辅助手段，清晰阐述水源选择、水量计算、设备选型等核心知识点。例如，在讲解医疗废水处理工艺时，通过流程动态演示沉淀、消毒等环节，强化学生对水处理逻辑的理解。讲授过程中嵌入课堂提问，如“不同材质管道在感染控制中的优劣势？”引导学生即时思考，巩固记忆。

**2.案例分析法**

以实际医疗建筑项目为载体，开展案例教学。选取典型综合医院（如三甲医院）给排水设计案例，从需求分析到方案比选，完整展示设计过程。例如，通过对比某医院手术室专用给水系统的设计细节（如双路供水、末端消毒），解析感染控制要点。案例选取与教材第四章“医疗建筑给排水设计实例”内容呼应，要求学生分析案例中规范应用的合理性，培养问题解决能力。教师提供设计任务书，学生分组模拟设计流程，教师巡回指导。

**3.讨论法与小组实训法**

针对管材比选、节能设计等开放性问题，课堂讨论。例如，围绕“PPR管与不锈钢管在医疗建筑中的应用差异”展开辩论，学生结合教材第三章“管道材料与敷设”内容，发表观点并互评。实训环节采用小组协作模式，以4-6人组为单位完成医疗建筑给排水设计，任务书包含系统绘制、设备选型、成本核算等模块。小组分工明确（绘组、计算组、规范组），成果以汇报形式展示，教师从设计完整性、创新性、规范符合性等方面评价。

**4.多媒体与现场教学**

引入BIM技术演示医疗建筑给排水三维建模过程，关联教材附录“BIM设计规范”，增强空间感知能力。若条件允许，参观医院给排水机房或施工现场，直观展示设备运行、管道敷设等实际情况，弥补书本内容的局限性。

教学方法多样性旨在覆盖不同学习风格的学生，通过互动与实操提升参与度，最终使学生掌握医疗建筑给排水系统的设计技能，符合课程目标要求。

四、教学资源

为支持教学内容和多样化教学方法的有效实施，本课程构建了涵盖纸质文献、数字资源、实体设备与虚拟仿真等多元一体的教学资源体系，旨在丰富学习体验，强化实践能力。

**1.教材与参考书**

以国家规划教材《医疗建筑给排水设计》为核心教材，该教材系统覆盖课程知识点，章节编排与教学大纲高度契合，特别是第四章的医疗建筑给排水设计实例部分，为案例分析和实训设计提供了基础蓝本。同时配备以下参考书：

-《建筑给水排水设计标准》（GB50015）及《医疗机构水污染物排放标准》（GB18466），用于规范应用的深入学习；

-《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB50974），补充消防系统设计内容；

-《医疗洁净工程设计与施工技术》等行业专著，拓展绿色建筑与洁净环境相关认知。

**2.多媒体与数字资源**

构建在线课程资源库，包含：

-自制微课视频：针对水处理工艺、管道水力计算等难点知识点，制作动画演示视频，如“医疗废水消毒原理”动画；

-电子版规范与案例库：上传最新版国家规范全文、典型医疗建筑给排水设计纸（含某三甲医院完整施工，与教材案例呼应）；

-BIM模型与虚拟仿真：提供医疗建筑给排水系统的三维BIM模型，学生可通过Revit软件进行管线碰撞检测、系统修改，体验数字化设计流程，关联教材附录BIM设计规范要求。

**3.实验与实训设备**

实训室配置：

-水力模型实验台：模拟管道流态、压力测试，验证计算方法；

-水处理工艺演示装置：包含过滤、消毒等单元，用于小型水处理方案验证；

-设备选型工具：提供水泵、阀门等参数数据库，支持设备选型实训任务。

**4.校外资源**

建立校企合作机制，定期参观医院给排水机房、市政水厂或设计院，让学生接触实际工程，印证书本知识。邀请资深设计工程师开展专题讲座，分享医疗建筑特殊需求的设计经验。

教学资源按需调用，形成“教材主轨+数字拓展+实践印证”的立体化学习路径，确保学生掌握规范应用、系统设计及创新实践能力，支撑课程目标的达成。

五、教学评估

为全面、客观地评价学生的学习成果，本课程采用过程性评估与终结性评估相结合的方式，涵盖平时表现、作业、实训成果及期末考试，确保评估结果与课程目标、教学内容及教学方法相匹配。

**1.平时表现（20%）**

包括课堂出勤、参与讨论的积极性、随堂测验成绩等。课堂提问环节记录学生回答问题的准确性及深度，讨论法教学时评价其观点的合理性及论证逻辑。通过《医疗建筑给排水设计规范》条文检索等小任务，考察学生对规范学习的及时性。平时表现评估与教材内容关联，如对某管材优缺点的讨论，需基于教材第三章相关描述。

**2.作业与案例分析（30%）**

布置与教材章节对应的作业，如：

-计算题：依据GB50015水量计算公式，完成某门诊楼给水系统设计计算书；

-案例分析报告：选择教材第四章或补充案例，分析其设计亮点与可改进之处，需引用GB50736等规范条文。

作业评估重点考察计算准确性、规范应用恰当性及分析深度，与教学内容中的设计原理、规范执行紧密关联。

**3.实训成果（30%）**

实训环节以小组形式完成医疗建筑给排水设计，提交成果包括设计计算书（涵盖水量、水压、设备选型等，需符合GB50736要求）和施工（CAD绘制，包含平面、系统，标注需规范）。评估标准为：方案合理性（是否满足医院特殊需求）、规范符合度（纸标注、参数选用是否依据最新规范）、纸质量及团队协作表现。实训评估直接检验学生综合运用知识解决实际问题的能力。

**4.期末考试（20%）**

期末考试采用闭卷形式，总分100分，侧重考核核心知识点与综合应用能力。题型包括：

-选择题与填空题（占30%）：考察基本概念、规范条款（如医院废水排放标准）、设备参数等记忆性内容；

-计算题（占40%）：模拟实际工程问题，如消防给水系统设计计算，要求列出计算过程并选用GB50974相关条文；

-简答题（占30%）：如“比较医疗建筑与普通建筑给排水设计的特殊性”，需结合教材内容与感染控制要求作答。

考试内容覆盖教材全部核心章节，确保评估的全面性与有效性。所有评估方式均与课本内容、教学目标及行业规范紧密挂钩，形成完整的评价闭环。

六、教学安排

本课程总学时为72学时，其中理论48学时，实训24学时，教学周期安排在16周。教学进度紧凑，确保在学期末完成所有教学任务，同时兼顾学生认知规律与学习节奏。

**1.教学进度安排**

按照教材章节顺序推进，理论教学与实践环节穿插进行，具体安排如下：

-**第1-2周：医疗建筑给排水系统概述（6学时）**

理论教学（4学时）：讲解医疗建筑分类、给排水特点、系统构成及特殊用水标准（依据教材第一章），结合医院案例进行导入；实训（2学时）：小组讨论不同功能区的用水需求差异，初步构思设计思路。

-**第3-5周：给水系统设计（12学时）**

理论教学（8学时）：分4次课系统讲授水源选择、水量计算、水处理工艺、管材选择与水泵选型（对应教材第二章），每讲后安排随堂计算题测验；实训（4学时）：完成给水系统草绘制，学习CAD基本操作。

-**第6-9周：排水系统设计（18学时）**

理论教学（12学时）：分6次课讲解污水分类、排放标准、管道设计计算、消毒设施配置及特殊区域排水（教材第三章），引入案例分析法对比不同医院排水方案；实训（6学时）：分组完成污水流程绘制，计算典型管段水力参数。

-**第10周：消防与特殊系统（4学时）**

理论教学（4学时）：重点讲解消火栓与自动喷水灭火系统设计要点（教材第四章），结合绿色建筑理念介绍雨水回收与中水回用（教材第四章补充内容）。

-**第11-12周：实训与规范应用（8学时）**

理论复习（2学时）：梳理重点难点，强化规范检索能力；实训（6学时）：小组完成设计任务书初稿，教师巡回指导，中期检查。

-**第13-15周：综合实训与成果完善（12学时）**

实训（12学时）：小组深化设计方案，完成CAD施工绘制与计算书修订，进行模拟答辩准备。

-**第16周：期末考核与总结（4学时）**

期末考试（2学时）：闭卷考核；总结（2学时）：回顾课程知识点，解答疑问，提交最终设计成果。

**2.教学时间与地点**

理论课安排在周一、周三下午，或周二、周四上午，每次4学时，共48学时。实训课安排在周二、周四下午，或周三上午，每次4学时，共24学时。所有教学活动均在学校理论教室和实训室进行，实训室配备水力模型实验台、BIM软件等设备，满足教学需求。教学时间避开学生午休及晚间主要休息时段，确保学习效率。教学安排充分考虑学生认知负荷，每周理论课后安排少量练习，避免知识积压，同时通过实训环节的分组协作，激发学习兴趣。

七、差异化教学

鉴于学生在知识基础、学习能力、学习风格及兴趣爱好上的差异，本课程采用分层教学、分组协作与个性化指导相结合的差异化教学策略，旨在满足不同学生的学习需求，促进全体学生达成课程目标。

**1.分层教学**

在教学内容深度和难度上实施分层：

-**基础层**：针对概念理解较慢或基础薄弱的学生，侧重教材核心知识点讲解，如给排水系统构成、基本计算公式（水量、水压）等，通过案例分析法降低理解难度，并在作业中布置基础计算题（关联教材第二章水量计算、第三章水力计算章节）。

-**提高层**：针对掌握较快或对专业感兴趣的学生，增加教材延伸内容，如水处理工艺细节比较（活性炭过滤vs膜过滤）、BIM设计优化策略（教材附录BIM相关内容），并布置综合分析题（如“某医院节能设计方案评估”，需结合GB50736节能章节）。

-**拓展层**：鼓励学有余力的学生自主研究前沿技术，如海绵医院理念在医疗建筑的应用、智能化给排水系统设计，要求完成小论文或参与教师课题，与教材第四章特殊系统内容延伸结合。

**2.分组协作与个性化指导**

实训环节采用异质分组，每组包含不同能力层次的学生，共同完成医疗建筑给排水设计任务。组长负责协调分工（如绘、计算、规范查阅），教师巡回指导时，对不同小组施加差异化要求：基础组强调规范应用的准确性，提高组注重方案的创新性与合理性，拓展组鼓励探索新技术应用。同时，教师为每位学生建立学习档案，记录其优势与不足，通过课后单独交流、作业针对性反馈等方式提供个性化指导。

**3.差异化评估**

评估方式体现分层：平时表现中，基础组侧重参与度与出勤，提高组关注回答深度，拓展组鼓励提出独到见解；作业与案例报告中，设置不同难度的题目供选择；实训成果评价中，基础组侧重规范符合性与完整性，提高组强调创新与合理性，拓展组评价技术先进性与可行性；期末考试中，基础题覆盖教材核心知识点，提高题增加综合应用与分析题，拓展题（占比例较低）设置开放性设计题，关联教材及行业最新动态。通过多元评估，全面衡量不同层次学生的学习成果。

八、教学反思和调整

为持续优化教学效果，本课程建立常态化教学反思与动态调整机制，确保教学活动与学生学习需求保持高度匹配。

**1.教学反思周期与内容**

教学反思贯穿整个教学过程，分为单元反思、阶段性反思和学期总结三个层面：

-**单元反思**：每次理论课或实训课后，教师根据课堂观察记录、学生随堂练习反馈、作业完成情况，对照教学目标与教材内容，评估教学重难点是否有效传达。例如，在讲解“医疗废水消毒工艺”时，若发现学生计算错误率较高（关联教材第三章水处理章节），则反思讲解深度是否适宜，是否需增加对比案例或演示视频。

-**阶段性反思**：每完成一个教学模块（如给水系统设计），教师汇总该模块的测验成绩、案例分析报告质量，分析学生的知识掌握盲点。结合教材内容与行业规范更新情况（如GB50015最新版对节水计算的调整），评估教学进度与深度是否需要调整。若发现学生对“水泵选型与节能”理解不足，则计划在后续课程中增加专题讲解或实训环节。

-**学期总结**：课程结束后，教师综合学生期末考试成绩、实训成果、问卷及教学日志，全面评估教学目标的达成度。分析教材章节内容与实际教学需求的契合度，总结成功经验与存在问题，为下一学期教学改进提供依据。

**2.调整措施**

根据反思结果，采取针对性调整措施：

-**内容调整**：若学生普遍反映某规范条文（如GB18466医疗废水排放标准）过于抽象，则增加现场视频或模拟实验，强化理解；若行业出现新技术（如MBR膜在医疗废水处理中的应用），且与教材内容脱节，则及时补充相关资料或调整案例。

-**方法调整**：若讨论法参与度不高，则尝试采用角色扮演（如模拟设计评审会）或小组竞赛形式激发兴趣；若实训中暴露出CAD绘能力普遍不足，则增加前期绘软件培训课时，或引入在线教程辅助学习。

-**进度调整**：根据学生掌握情况灵活调整教学节奏。例如，若“水力计算”章节反馈难度较大，则适当增加习题讲解或分组辅导时间，确保核心计算技能（教材第三章重点内容）掌握到位。

通过持续的教学反思与动态调整，确保教学内容与方法的优化始终围绕课程目标、教材核心知识点及学生实际需求展开，最终提升教学效果与人才培养质量。

九、教学创新

为增强教学的吸引力和互动性，本课程积极探索新型教学方法与技术，融合现代科技手段，激发学生的学习热情与探索欲望。

**1.虚拟仿真技术的应用**

引入基于BIM的虚拟仿真教学平台，将抽象的给排水系统设计可视化。学生可在虚拟环境中进行三维建模、管线布置、碰撞检测等操作，模拟真实医疗建筑场景。例如，在讲解手术室给水系统设计时（关联教材第二章给水系统内容），学生可通过仿真平台调整管道走向、水泵参数，实时观察水压变化及消毒设备运行状态，直观理解设计决策对系统性能的影响。仿真任务与实训设计相结合，如要求学生完成某区域给排水系统的虚拟设计并提交三维模型及分析报告。

**2.混合式学习模式**

采用线上线下相结合的混合式学习模式。课前，学生通过在线平台完成预习任务，如观看微课视频“医疗废水处理流程”（教材第三章相关内容）、完成在线自测题；课堂上，将更多时间用于案例讨论、小组协作与问题解决。线上平台发布讨论话题（如“不同材质管道在感染控制中的优劣”），学生课前准备观点，课中交流，形成深度学习效果。线下实训环节则聚焦动手实践与个性化指导。

**3.项目驱动式学习**

以真实医疗建筑给排水设计项目为驱动，全程贯穿课程。学生分组扮演设计团队，完成从需求分析、方案设计、纸绘制到成本核算的全过程（覆盖教材所有章节内容）。项目过程中引入“设计评审会”，邀请企业工程师参与，模拟行业评审流程，学生需根据反馈迭代优化方案。此模式强化学生的综合应用能力、团队协作与职业素养，提升学习投入度。

通过教学创新，将技术手段与教学内容深度融合，使学习过程更具趣味性与挑战性，有效激发学生的学习潜能。

十、跨学科整合

为培养适应未来需求的复合型人才，本课程注重打破学科壁垒，推动给排水工程与相关学科的知识交叉融合，促进学生学科素养的综合发展。

**1.与工程伦理及法律法规的融合**

在讲解医疗建筑给排水设计时（关联教材全部内容），引入工程伦理与法律法规议题。例如，在讨论“医院废水处理标准”（教材第三章）时，结合《医疗机构水污染物排放标准》（GB18466）与环境保护法规，引导学生思考设计决策对公共健康与环境的影响，培养社会责任感。在案例分析环节（教材第四章），探讨设计规范执行中的利益冲突与伦理选择，如成本控制与感染控制之间的平衡。

**2.与建筑学及环境艺术的融合**

邀请建筑学专业教师进行联合授课，讲解医疗建筑的功能布局、空间设计（如手术室、ICU的气流与给排水协调），强调给排水系统设计需与建筑整体风格、空间利用相协调。分析优秀医疗建筑设计案例（教材案例），讨论如何通过管线综合、设备隐藏等手段提升建筑美观性与使用体验，关联教材中建筑本体排水设计内容。

**3.与信息技术的融合**

结合BIM技术发展趋势，讲解其在医疗建筑给排水设计中的应用价值（教材附录BIM相关内容）。学生利用BIM软件进行三维建模、管线碰撞检测、可视化表达，理解信息技术对提升设计效率、协同工作能力的作用。同时，探讨智慧医疗背景下，给排水系统与物联网、大数据技术的结合点，如智能监测、远程控制等（拓展教材内容），拓宽学生视野。

**4.与材料科学的融合**

在讲解管材选择时（教材第二章），引入材料科学视角，分析不同材质（如不锈钢、PPR、复合材料）的物理化学特性、耐腐蚀性、抗菌性能等（关联教材相关数据），结合感染控制要求（教材第三章），探讨材料创新对医疗建筑给排水系统性能的影响。

通过跨学科整合，使学生不仅掌握专业技能，更能从更宏观、更综合的视角理解给排水工程在医疗建筑中的角色与价值，提升解决复杂工程问题的能力。

十一、社会实践和应用

为提升学生的创新能力和实践能力，本课程设计了一系列与社会实践和应用紧密相关的教学活动，将理论知识与工程实践紧密结合，增强学生的职业素养和解决实际问题的能力。

**1.校企合作项目实践**

与医疗建筑设计院或医院工程部建立合作关系，引入真实医疗建筑给排水设计项目。教师收集1-2个小型项目（如某诊所、小型病房楼）的设计任务书，学生分组完成方案设计。项目要求学生综合运用教材知识，如水量计算（第二章）、管道设计（第三章）、规范应用（GB50736,GB50974）等，提交设计说明书、系统和施工草。项目过程中，邀请企业工程师担任导师，进行中期指导与方案评审，学生需根据反馈修改完善设计，模拟真实设计流程。

**2.现场调研与案例分析**

学生参观医院给排水机房、污水处理站或市政水厂，实地考察设备运行、管道敷设、水处理流程（关联教材第三章、第四章内容），记录观察结果，撰写调研报告。重点分析医院特殊区域（如手术室、ICU）的给排水设计特点，对比教材案例，理解实际工程中的难点与解决方案。若条件允许，可对已建成的医疗建筑进行测绘，绘制部分给排水管线示意，加深对系统布局的理解。

**3.创新设计竞赛**

结合课程内容，举办“绿色节能医疗建筑给排水设计”小竞赛。