綠色建筑設計教學研究
作者:長安大學建筑學院 陜西西安 夏 博 趙敬源
發布時間:2014-02-25 13:53:50
【摘 要】綠色建筑設計這門課程是建筑學本科教育新開設的課程,目前沒有成熟的教材和教學方法。筆者結合幾年的教學實踐,在文中探討了綠色建筑設計這門課程內容的設置,主要分成了綠色建筑概念和綠色建筑設計兩部分,另外提出了針對這兩部分的教學內容,如何對教學成果進行驗收。
【關鍵詞】綠色建筑設計 課程內容 成果驗收
基金項目:國家自然科學基金(51178050);中央高校基本科研業務費專項資金(CHD2012JC081)。
前 言
自然環境作為人類存在和發展的根本,必須得到應有的關注與尊重。20世紀是人類大發展的時代,然而就在這個科學技術飛速發展的年代,人類卻忽略了生存和發展的根本——自然環境。當環境不斷給人類的生存敲響警鐘的時候,人類才猛然意識到自然環境的重要性,回歸到人與自然和諧發展的綠色發展模式是人類生存和發展的唯一方向。進入21世紀,可持續發展的綠色思想深入到人類社會的各個層面,綠色建筑作為建筑領域里的可持續發展模式之一在全世界引起普遍的關注并得到廣泛的認同。受到可持續發展思想的影響,在部分高等院校建筑學的建筑設計教學實踐中,開設了綠色建筑設計課,由傳統的單純重視建筑的功能和美觀設計,增加了建筑對環境關注的內容,試圖引導學生在以后的設計中盡量考慮減少建筑對環境的影響。綠色建筑設計課作為一門新開設的課程,各高校都沒有成熟的教材和教學方法,筆者通過幾年的綠色建筑設計教學實踐,對這門課的教學進行簡單的探討。
課程內容的設置
綠色建筑設計這門課程目前沒有統一的教材,課程內容的安排和講義的編寫完全由各高校自行安排。長安大學2009年開設了綠色建筑設計課程,筆者作為任課教師參與了課程內容的設置和講義的編寫工作。綠色建筑設計課安排在建筑學專業大四第二學期,學生已經了掌握了一般民用建筑的設計方法和基本的建筑物理、建筑構造等建筑技術方面的知識,在這樣的基礎上開設綠色建筑設計課,筆者認為這門課的主要內容應該分為兩個主要部分,首先使學生了解什么是綠色建筑,能夠對一個建筑作出是否是綠色建筑的評價;然后使學生能夠掌握綠色建筑的基本設計方法。
1.綠色建筑概念的教學內容
目前關于綠色建筑的相關概念很多,例如節能建筑、生態建筑和可持續建筑等,通過對這幾個概念與綠色建筑概念的差異分析,引出綠色建筑的定義:“綠色建筑是指在建筑的全壽命周期內,最大限度地節約資源(節能、節地、節水、節材)、保護環境和減少污染,為人們提供健康、適用和高效的使用空間,與自然和諧共生的建筑。”然后通過介紹建筑對環境的影響,讓學生了解目前建筑對環境的破壞是非常巨大的,使學生意識到將來作為一個建筑師對自然環境應負擔起的責任,激發學生對綠色建筑的興趣。
單單知道綠色建筑的定義,并不能夠真正理解什么是綠色建筑。為使學生更深入地了解綠色建筑的內涵,在綠色建筑概念教學的第二部分,主要講解綠色建筑評價體系,通過對綠色建筑評價體系具體條款的講解,使學生真正了解綠色建筑應該是什么樣子的,綠色建筑應該達到哪些要求。由于評價體系的條款內容較為枯燥,可以在教學中適當引入一些綠色建筑設計的內容,針對評價體系中的某些要求,教授學生如何通過建筑設計來達到綠色建筑的要求。
2.綠色建筑設計方法的教學內容
對于綠色建筑的設計方法的教學,筆者認為應該分為兩大部分:一部分是綠色建筑的設計方法,另一部分是綠色建筑技術在設計中的應用。對于建筑學大四的學生已經很好地掌握了一般民用建筑的場地、功能和形象的設計,因而在綠色建筑設計方法的教學中,可以縮減建筑功能、美觀等方面的教學,而側重于針對不同的氣候、環境特征,在建筑設計中如何體現對環境的關注。在教學中可以從綠色建筑室外環境設計、建筑體型、圍護結構設計和建筑內部空間設計由外而內地講授在綠色建筑各個空間部分的設計中如何節約資源和保護環境。
對于綠色建筑技術的教學,目前綠色建筑技術非常多,不可能完全講解,因而可以主要對和建筑設計結合比較緊密的,如被動式太陽能技術、自然通風技術、遮陽技術等進行講解,并結合設計案例使學生了解在做設計的時候如何針對不同的環境、不同的氣候運用這些技術。
教學成果的驗收
1.綠色建筑概念教學成果的驗收
對于綠色建筑概念的教學,筆者是以建筑調研的方式對教學成果進行驗收。讓學生調研當地的綠色建筑或是具有一些綠色因子的建筑,根據課堂上學習的綠色建筑評價標準,對調研的建筑從綠色建筑角度進行評價,并完成調研報告。通過實地的調研,一方面學生可以真正感受到綠色建筑到底應該是什么樣子的,把課堂上學到的抽象概念和實際的建筑實體對應起來;另一方面,學生可以通過綠色建筑的調研,學習被調研建筑中的一些綠色建筑的設計策略和綠色建筑技術。
2.綠色建筑課程設計題目的設置
課程設計是對綠色建筑設計方法教學成果最直接的驗收方式,但是設計題目的選擇,地形的設置關系到是否能夠真實地考查學生綠色建筑設計的能力,因而綠色建筑課程設計題目的設置成為教學研究的一個重點。
(1)課程設計題目的選擇。對于建筑學大四的學生,關于一般的民用建筑設計,已經能夠較為熟練地解決基本的功能、美觀、形體的問題了,但是這個課程設計是學生第一次做綠色建筑設計,設計內容增加了很多新的東西,例如設計中對于環境、氣候的考慮,以及在設計中如何增加節能、節地、節水、節材等生態因素,如果選擇一個功能較為復雜的建筑類型,那么可能使學生的精力放在功能處理上了,而不能專注于綠色因素方面的設計,因而最終題目選擇了綠色小別墅的設計。小別墅的功能較為簡單,造型也很靈活,而且建筑學大二的時候作為課程設計已經設計過小別墅,因而學生可以把更多的精力放在處理建筑與環境和生態的問題上。
(2)設計地形的設置。首先對于設計地點的確定,也就是設計地點放在什么城市,筆者在這里沒有作出硬性的規定,學生可以自行確定。因為做綠色建筑設計必須對當地的氣候特點、當地人的生活方式、當地特有的鄉土材料以及當地的植被等情況有一個很詳細的了解,因而學生可以選擇自己長時間生活的地方或是很了解的城市作為設計地點。這樣學生可以針對不同的環境特點進行設計,但是不建議學生選擇溫和氣候地區進行設計,因為溫和地區對于冬季保溫和夏季降溫問題要求不高,設計中缺少節能方面的因素,因而不建議選擇溫和氣候地區。
對于具體的設計地形,見圖1,地形是一個坡地,西邊是一個湖面,東面是主要道路,在基地內有三棵古樹。對于這樣一個基地的設計,主要有以下幾個原因。
首先,基地設置為坡地而不是平地,主要是對于坡地地形,場地內微氣候的空氣溫度、氣流和太陽輻射等參數都存在差異,選擇不同的位置,建筑周圍的微氣候是不同的,這樣就要求學生在總平面設計中要考慮周圍的微氣候因素。對于坡地坡度的大小,筆者規定等高線的高差是0.5米,但是可以根據設計意圖,可以允許學生在設計之前適當增加等高線的高差,但是不允許降低等高線的高差。
其次,在場地的西邊設計了一個大面積的水體——湖面,這里有幾個考慮:第一,大面積的水體與邊上的陸地會形成“水陸風”,需要學生在設計中考慮“水陸風”對建筑夏季自然通風以及冬季防風的影響,具體體現在場地設計中需要考慮通過綠化或是構筑物對“水陸風”進行引導或是阻擋,在單體設計中考慮“水陸風”對建筑的體型以及門窗的開啟位置的影響。第二,湖面的風景優美,是建筑的景觀朝向,但是筆者把湖面設置在基地的西側,這樣增加了一個設計難點,西邊雖然是景觀朝向但是也存在著西曬的不利因素,因而需要學生通過設計手段解決景觀和西曬的矛盾,這里考查學生遮陽設計的能力。
再次,湖面水體的設置,為學生在節能和節水方面的設計提供可利用的因素,從節能角度來說,湖水可以作為夏季的冷源,同時如果學生在場地中設計了景觀水體,湖水可以作為景觀水體水的來源,從而減少傳統水源的使用。
最后,在基地中設置了三棵古樹,古樹作為原有場地生態系統的代表,考查了學生在設計中處理新建建筑與原有生態系統的能力。而且三棵古樹呈三角形布置,對場地有一個分割,而且對建筑的單體有一定的限制作用,增加了學生的設計難度,學生需要在不破壞三棵古樹的前提下完成建筑單體的設計,同時還要在保護古樹的同時,盡可能在設計中利用古樹為建筑提供擋風、隔噪音、凈化空氣的可能。
(3)綠色建筑課程設計成績的評定。對于建筑課程設計成績的評定,筆者結合傳統建筑課程設計和綠色建筑的要求,確定課程設計的評分指標,并對每一指標給出不同的權重系數,進行定量化打分,最后對方案給予評價。對于傳統的建筑課程設計,評分指標主要包括建筑的功能關系、形體美觀和圖面表現三項指標,而對于綠色建筑方面,筆者根據綠色建筑的定義和綠色建筑評價標準,增加了室內環境舒適程度、建筑節能、建筑節地與節水、建筑節材和建筑與環境保護五項指標,最后為了鼓勵學生進行創新性設計,增加了綠色設計創新這一指標,對方案進行打分。
這個課程設計強調的是綠色建筑設計,因而在權重系數方面,弱化傳統建筑課程設計的要求,而強化綠色建筑方面的要求,因而功能關系、形體美觀和圖面表現三項指標的權重系數分別為10%、10%和5%。而綠色建筑方面指標權重的確定,筆者把與建筑設計關系緊密的指標權重提高,因而室內環境舒適程度、建筑節能、建筑節地與節水、建筑節材和建筑與環境保護五項指標的權重分別為5%、20%、5%、10%和20%。綠色設計創新這一指標的權重設置的較高為15%,就是為了鼓勵學生在設計中從全新的角度挖掘節能、節材、節水技術與建筑設計的結合,進行創造性的設計。
結 語
在綠色建筑設計的教學中,以了解什么是綠色建筑和掌握綠色建筑設計的基本原理為教學核心,圍繞這一核心建構一套課堂教學、實地調研與課程設計相結合的教學體系,結合科學化的考核評定體系,鼓勵學生在綠色建筑設計方面的創新思維能力,培養學生綠色建筑的設計能力。
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