綠色建筑設(shè)計教學(xué)的思考范文

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《建筑學(xué)報》2014年第八期

1以專業(yè)融合為核心的教學(xué)模式探索

作為現(xiàn)代工業(yè)重要的門類之一，建筑行業(yè)的發(fā)展依賴于相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域的科技進步和各專業(yè)的分工協(xié)作。由于所涉及到的知識十分龐雜，為了便于學(xué)習(xí)、掌握并提高工作效率，必需進行細化的專業(yè)分工，將原本完整、連貫的建筑設(shè)計活動肢解成為建筑設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、環(huán)境控制設(shè)計、施工建設(shè)等先后不同的幾個工種。各工種又從有利于自己操作的專業(yè)角度出發(fā)，利己主義走強，導(dǎo)致專業(yè)間條塊分割、難以融合統(tǒng)一，建筑整體性能難以實現(xiàn)。如今，我們知道這種簡單的專業(yè)分工方式，雖然有利于單項技術(shù)進步和知識的傳播，但卻不利于建筑整體質(zhì)量的提高與整合，帶來了許多問題。例如，建筑被簡化成了若干單項“建筑科技”或“建筑技術(shù)”，建筑設(shè)計與技術(shù)設(shè)計配合不佳，設(shè)計與施工分離，設(shè)計與使用脫節(jié)等。目前，在我國土建高等教育領(lǐng)域，綠色建筑主題涉及到建筑學(xué)、城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)、土木工程、風(fēng)景園林、材料科學(xué)與工程、管理科學(xué)與工程等大致6個一級學(xué)科和其下包含十幾個二級學(xué)科，共同完成培養(yǎng)建筑工業(yè)所需專業(yè)工程技術(shù)人員的目標。客觀地說，上述學(xué)科都分別在領(lǐng)域內(nèi)對如何提升建筑的綠色性能進行了有益的探索和關(guān)注，但卻沒有一個學(xué)科以全面解決綠色建筑設(shè)計質(zhì)量為核心去開展教學(xué)和科研活動。就綠色建筑的實現(xiàn)途徑而言，建筑學(xué)學(xué)科應(yīng)該肩負起全面實現(xiàn)綠色建筑的職責。綠色建筑給傳統(tǒng)建筑學(xué)在教育科研方面提出了更高的要求，既需要更綜合的理論體系、更系統(tǒng)的設(shè)計方法和更高的技術(shù)要求，也需要掌握更先進的理論前沿、更廣泛的知識體系、具備更理性的技術(shù)思維邏輯、熟練運用多樣化的分析工具等。需要以建筑學(xué)為核心，整合相關(guān)學(xué)科，研究和建立具有整合思想的綠色建筑設(shè)計專業(yè)方向，它具有相關(guān)各學(xué)科乘積的效應(yīng)，整合各專業(yè)最先進的元素，以培養(yǎng)能夠勝任時代要求的建筑設(shè)計人才為目標，以同步提高建筑整體質(zhì)量和建筑與環(huán)境的友好關(guān)系為社會責任。這就需要重新思考、建立符合時代要求的綠色建筑領(lǐng)域?qū)ｉT人才培養(yǎng)模式。近期可以在已有的分工基礎(chǔ)上考慮學(xué)科融合，建立健全建筑設(shè)計學(xué)科對環(huán)境控制設(shè)備、結(jié)構(gòu)設(shè)計、計算機模擬分析、數(shù)理分析等必要知識體系的整合，加強建筑設(shè)計人員對相關(guān)綠色建筑研究進展和技術(shù)的理解，以便能夠真正起到整合、組織設(shè)計工作的責任。針對相關(guān)方向研究生教學(xué)，加強包括建筑技術(shù)、結(jié)構(gòu)工程、建筑環(huán)境與能源應(yīng)用等相關(guān)領(lǐng)域通課程的學(xué)習(xí)，以便掌握健全的知識體系、能力結(jié)構(gòu)和最新科技進展。

2教學(xué)實踐

2.1學(xué)科融合探索始于1990年代，西安建筑科技大學(xué)調(diào)整了建筑學(xué)專業(yè)教學(xué)體系框架(圖1)，就此，式，以國家創(chuàng)新研究群體和陜西省科技創(chuàng)新團隊為核心，國家級課題負責人為主體組成的綠色建筑研究團隊，建設(shè)了陜西省協(xié)同創(chuàng)新中心等科研平臺，取得了一批代表性成果，成為綠色建筑科學(xué)研究、人才培養(yǎng)的基地。同時還打破了專業(yè)與職業(yè)隔閡，拓展綠色建筑通識教育，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。課題組內(nèi)各專業(yè)負責教師頻繁交流，形成了和諧結(jié)合專業(yè)發(fā)展的眾多思考，圍繞建筑學(xué)基本能力訓(xùn)練，展開了系列探索，形成了相對開放的教學(xué)體系，重點探索了以科學(xué)研究和研究生培養(yǎng)相結(jié)合的工作機制，努力培養(yǎng)符合時代要求的建筑設(shè)計與研究人才，科學(xué)研究成果密切結(jié)合行業(yè)與社會發(fā)展需求。經(jīng)過多年積累，形成了一套多學(xué)科交叉融合，教學(xué)、實踐和科研相互促進的創(chuàng)新模的科研關(guān)系，相互支持業(yè)務(wù)工作；注重打破研究生的專業(yè)界限，無論具體專業(yè)都強調(diào)需要掌握完備的建筑知識結(jié)構(gòu)和業(yè)務(wù)能力；經(jīng)常開展跨學(xué)科的學(xué)習(xí)、研究、討論。課題組內(nèi)涉及的建筑設(shè)計及其理論、建筑技術(shù)科學(xué)、建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程等專業(yè)研究生共同學(xué)習(xí)綠色建筑通識課程，提高綜合理解與設(shè)計能力。教學(xué)與科研相協(xié)調(diào)，明確了培養(yǎng)綠色建筑設(shè)計人才的目標，強化了建筑設(shè)計專業(yè)在學(xué)科群中的核心作用，其余門類均圍繞此開展。人才培養(yǎng)與科學(xué)研究并重、多專業(yè)協(xié)同，促進學(xué)科間相互學(xué)習(xí)和知識體系的健全完善。瞄準綠色建筑行業(yè)前沿問題，將研究生論文研究與國家級課題相結(jié)合，采用先進的、可重復(fù)的研究方法，取得了顯著成效，10年來，累計培養(yǎng)畢業(yè)綠色建筑方向博士50余名，碩士100余名。在西部地區(qū)，系統(tǒng)地開展了多種自然地理氣候條件下的綠色建筑的環(huán)境測試、建筑模式研究、方案創(chuàng)作、示范建筑實施等系列科學(xué)研究工作。

2.2教學(xué)模式探索探索改變單純的“線性”的綠色建筑設(shè)計方式，“并行式”設(shè)計方法，提高建筑整體品質(zhì)。在承認建筑的使用功能、空間形態(tài)、文化傳承等基本需求的前提下，逐漸摸索形成了并行的綠色建筑設(shè)計創(chuàng)作方法。與常規(guī)先功能、再形式、后綠色技術(shù)設(shè)計的“線性”流程不同，將綠色建筑關(guān)鍵的環(huán)境與能源指標量化模擬分析前置在建筑方案之前進行。在利用計算機分析工具對環(huán)境與能源指標分析評價的基礎(chǔ)上，從實現(xiàn)綠色性能的角度提出若干種可能建筑形態(tài)，再進一步落實功能和組織交通流線等設(shè)計工作，還需對上述環(huán)節(jié)進行若干輪次必要的調(diào)試和優(yōu)化工作，形成滿足多目標需求的綠色建筑方案。“并行式”綠色建筑設(shè)計方法的示意見圖2。依照此方法，在畢業(yè)設(shè)計教學(xué)環(huán)節(jié)，多專業(yè)共同指導(dǎo)，探索了多重約束條件下綠色建筑設(shè)計方案的可能途徑，驗證了方法的有效性。

2.3綠色建筑設(shè)計教學(xué)實踐2014年，結(jié)合本科畢業(yè)設(shè)計，課題組進行了“并行式”綠色建筑設(shè)計教學(xué)實踐，檢驗了設(shè)計方法的有效性，取得了較好的教學(xué)效果。根據(jù)教學(xué)目標，將17周課時分為設(shè)計準備(理論學(xué)習(xí)與調(diào)研)、總體概念、方案設(shè)計、成果表達等4個階段，在重要環(huán)節(jié)增設(shè)了專題輔導(dǎo)(表1)。畢業(yè)課題的選址位于夏熱冬冷地區(qū)的蘇州市，是一家建筑科技企業(yè)的研發(fā)總部，占地1.7hm2。自然環(huán)境條件優(yōu)越，北側(cè)隔路與自然山體相望，東側(cè)隔路與城市綠地公園相鄰。由科研辦公、對外技術(shù)展示、各類實驗室、培訓(xùn)教育中心、學(xué)術(shù)會議廳等功能組成，要求符合綠色三星標識(圖3)。本次綠色建筑設(shè)計教學(xué)實踐的關(guān)鍵內(nèi)容：1)從自然氣候條件出發(fā)，形成綠色建筑設(shè)計概念。在前期學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，采用當?shù)貧庀髷?shù)據(jù)參數(shù)，利用Revit、Doe、Ecotect等綠色建筑分析軟件，進行了生物氣候、風(fēng)環(huán)境、日照分析，探討了包括風(fēng)、日照、降水、溫濕度在內(nèi)的自然氣候要素對建筑的影響，并從建筑節(jié)能潛力、主被動節(jié)能措施等方面對綠色建筑設(shè)計的方向和可能性開展了探索，讓學(xué)生掌握借助計算機分析工具理性地開展綠色建筑設(shè)計的能力。2)復(fù)雜的功能組織與綠色建筑的基本目標相結(jié)合。設(shè)計對象功能構(gòu)成復(fù)雜，涉及到建筑與環(huán)境的關(guān)系、出入口確定、大小空間的協(xié)調(diào)、交通流線組織等一系列問題，單項技術(shù)難度不大；在此之上，又需要運用綠色建筑的評價指標、環(huán)境和能耗模擬等手法，審視建筑方案的合理性，并做出相應(yīng)的修改完善。經(jīng)過反復(fù)的調(diào)整，讓學(xué)生掌握了“并行式”設(shè)計流程，不但可以提高建筑物理環(huán)境品質(zhì)、控制建筑能耗水平，也能提前對建筑的關(guān)鍵環(huán)境性能參數(shù)做出定量預(yù)判，提高了綠色建筑的設(shè)計效率。3)以節(jié)能為主要目標的圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計手法。在建筑技術(shù)專業(yè)參與下，運用計算機模擬分析，嘗試建筑立面設(shè)計的新方法。以降低建筑能耗為目標，主要采用自然通風(fēng)降溫、夏季遮陽防熱、爭取冬季日照、圍護結(jié)構(gòu)隔熱保溫等被動節(jié)能措施，在建筑表皮做出了積極反應(yīng)，形成了差異化的建筑立面設(shè)計(四個立面的形態(tài)、開窗與遮陽、墻體構(gòu)造等均不相同)，體現(xiàn)了綠色建筑因地制宜的基本原則。4)參照《綠色建筑評價標準GBT50378-2006》的等級劃分和指標構(gòu)成，組織設(shè)計文件。該體系由“四節(jié)、環(huán)保、運營”等六類指標組成，每類指標又包括控制項、一般項與優(yōu)選項，構(gòu)成復(fù)雜，難以應(yīng)用。通過學(xué)習(xí)、難點講解、重點輔導(dǎo)等手段，讓學(xué)生掌握了利用現(xiàn)行標準從事綠色建筑設(shè)計的技能，并將相關(guān)內(nèi)容表達在設(shè)計成果圖紙中，進行了一次完成的綠色建筑方案設(shè)計教學(xué)實踐。

3結(jié)語

綠色建筑教育需要破除傳統(tǒng)專業(yè)界限，多專業(yè)協(xié)同、多環(huán)節(jié)配合，共同努力實現(xiàn)。綠色建筑教學(xué)和設(shè)計實踐的最終目標是提升科學(xué)研究水平、培養(yǎng)高水平建筑設(shè)計人才，為人們提供高品質(zhì)綠色生活空間。從建筑教育著手，探索和實踐行之有效的綠色建筑設(shè)計的道路和途徑，是實現(xiàn)上述目標的重要保障。

作者：張群王芳成輝劉加平單位：西安建筑科技大學(xué)建筑學(xué)院