宋曄皓/SONG Yehao 資料整理_唐曉虎 符傳慶/Data sorted by TANG Xiaohu, Fu Chuanqing
清華大學(xué)建筑學(xué)院自1946年梁思成先生創(chuàng)建以來(lái),一直致力于培養(yǎng)中國(guó)城市與建筑的優(yōu)秀人才,為中國(guó)和諧人居環(huán)境建設(shè)貢獻(xiàn)自己的力量,并為達(dá)成培養(yǎng)“專(zhuān)業(yè)帥才”的目標(biāo)而不懈努力著。在清華大學(xué)百年歷史中間,建筑學(xué)院作為重點(diǎn)一級(jí)學(xué)科的學(xué)院,秉承母校“厚德載物,自強(qiáng)不息”之校訓(xùn),在涉及國(guó)計(jì)民生的問(wèn)題研究上,略盡了自己綿薄之力。綠色建筑的研究便是其中的一個(gè)方面,雖成就微薄,如滄海中一粟,然拳拳赤子之心,盡在其中矣。
僅以此文恭賀母校清華大學(xué)百年校慶。通過(guò)此文將清華大學(xué)建筑學(xué)院展開(kāi)的綠色建筑研究特點(diǎn),做一簡(jiǎn)略的概述,以饗讀者,并與國(guó)內(nèi)外專(zhuān)注于生態(tài)城市和綠色建筑研究的同仁共勉。由于篇幅所限,同時(shí)更囿于筆者的認(rèn)知水平,掛一漏萬(wàn)甚至謬誤之處在所難免,敬請(qǐng)讀者海涵指正。
如果用今天綠色建筑研究的范疇來(lái)看,清華大學(xué)建筑學(xué)院與綠色建筑相關(guān)的研究歷史,幾乎可以上溯到1960年代,當(dāng)時(shí)系里從事技術(shù)研究的老師開(kāi)始著手研究工業(yè)化預(yù)制墻板、樓板,進(jìn)行了工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化探索。隨后與國(guó)際同步,清華大學(xué)建筑系老師開(kāi)始了太陽(yáng)能住宅研究以多層住宅和被動(dòng)式太陽(yáng)房為案例,進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)優(yōu)化、室內(nèi)熱環(huán)境及能耗分析、溫度分區(qū)能耗計(jì)算與節(jié)能的研究、窗—水墻式被動(dòng)太陽(yáng)房及其計(jì)算機(jī)模擬。而當(dāng)時(shí)的研究成果同樣與國(guó)際接軌,在京郊建設(shè)了太陽(yáng)能示范房,并應(yīng)邀赴德國(guó)交流。
相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間以來(lái),綠色建筑相關(guān)的研究集聚在清華大學(xué)建筑系建筑技術(shù)二級(jí)學(xué)科,并主要在建筑物理環(huán)境方面,做了很多研究工作。
進(jìn)入1990年代以來(lái),清華大學(xué)建筑學(xué)院與國(guó)際綠色建筑研究仍然具有同步的特點(diǎn),完成了國(guó)內(nèi)建筑設(shè)計(jì)及其理論二級(jí)學(xué)科第一篇綠色建筑領(lǐng)域研究的博士論文——“結(jié)合自然 整體設(shè)計(jì):注重生態(tài)的建筑設(shè)計(jì)研究”。
綠色建筑評(píng)估研究與實(shí)踐
1999年經(jīng)清華大學(xué)校務(wù)會(huì)討論通過(guò),原熱能系暖通空調(diào)教研組轉(zhuǎn)入清華大學(xué)建筑學(xué)院,2000年校慶正式進(jìn)入學(xué)院。此次合并,正好契合了國(guó)際和國(guó)內(nèi)開(kāi)始關(guān)注建筑節(jié)能的大潮流,可謂領(lǐng)風(fēng)氣之先。建筑環(huán)境領(lǐng)域的教授們也籍此與建筑、城市環(huán)境的關(guān)系更加緊密,在建筑節(jié)能領(lǐng)域結(jié)出碩果,亦推進(jìn)了建筑學(xué)學(xué)科在綠色建筑研究領(lǐng)域的進(jìn)展。例如,自1999年始,共同完成了一系列關(guān)于綠色建筑評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)和體系的研究,提出了獨(dú)到的評(píng)估原則和方法,其中“綠色奧運(yùn)建筑評(píng)估體系”獲得2005年北京市科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。很多建筑學(xué)教授獲得的建筑設(shè)計(jì)創(chuàng)作獎(jiǎng)勵(lì)以及國(guó)家縱向課題研究,均同樣得益于交叉學(xué)科的最新成果應(yīng)用。
而2005年3月竣工的清華大學(xué)超低能耗示范樓,作為一個(gè)展示節(jié)能技術(shù)的國(guó)內(nèi)首個(gè)技術(shù)示范平臺(tái),同樣是建筑學(xué)和建筑環(huán)境教授們共同努力的結(jié)晶。
部分評(píng)估案例
在實(shí)驗(yàn)設(shè)備基礎(chǔ)方面,近年來(lái)清華大學(xué)建筑學(xué)院全力打造國(guó)際先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)研究硬件支撐體系,形成了較為完備的聲、光、熱物理環(huán)境測(cè)試及其計(jì)算機(jī)模擬系統(tǒng)以及建筑材料與工藝研究實(shí)驗(yàn)室。
建筑光環(huán)境實(shí)驗(yàn)室包含照明效果模擬主演示區(qū),含升降燈臺(tái)、垂直鋼結(jié)構(gòu)燈架、簾幕系統(tǒng);自然光環(huán)境模擬及展示教學(xué)區(qū)含國(guó)內(nèi)唯一的鏡面人工天空、人造太陽(yáng)。
建筑熱環(huán)境的研究主要依托建筑環(huán)境測(cè)試平臺(tái)和材料構(gòu)件熱工性能測(cè)試平臺(tái)。它集成了建筑測(cè)繪的傳統(tǒng)手段和熱物理環(huán)境測(cè)量的現(xiàn)代手段,此外就傳統(tǒng)建筑進(jìn)行的實(shí)地考察研究對(duì)建筑師在地方氣候下的可持續(xù)性建筑設(shè)計(jì)有極大的借鑒意義。
建筑聲環(huán)境研究主要依托自行設(shè)計(jì)建造的建筑聲學(xué)實(shí)驗(yàn)室,并引進(jìn)丹麥、挪威、日本、美國(guó)等先進(jìn)的建筑聲學(xué)檢測(cè)儀器,在聲學(xué)研究測(cè)試項(xiàng)目中發(fā)揮了極大的作用。
建筑材料與工藝實(shí)驗(yàn)室在對(duì)建筑材料和加工工藝等科研中扮演重要的角色。該實(shí)驗(yàn)室包含金屬類(lèi)、木質(zhì)類(lèi)、泥土類(lèi)、非金屬類(lèi)模型制作間,并配備了大型專(zhuān)業(yè)加工設(shè)備,如三維數(shù)字化設(shè)計(jì)與建造設(shè)備、德國(guó)費(fèi)斯托(Festool)專(zhuān)業(yè)木工工具系統(tǒng)、精雕機(jī)與其他切割設(shè)備。
在模擬軟件方面,多家國(guó)際著名軟件設(shè)計(jì)公司,均提供自己的軟件產(chǎn)品,供教學(xué)科研使用。例如,數(shù)字建模軟件有Rhino,工程制圖軟件有ArchiCAD、AutoCAD,建筑環(huán)境模擬軟件有 Phoenics、Fluent、Ecotect等。
清華大學(xué)超低能耗示范樓——建筑節(jié)能研究中心
這些為將來(lái)進(jìn)一步開(kāi)展學(xué)科交叉型的綠色建筑研究發(fā)揮了重要的助推作用。
學(xué)術(shù)氛圍在清華大學(xué)建筑學(xué)院綠色建筑研究領(lǐng)域,主要是指教師和研究生(含博士生)之間的教學(xué)相長(zhǎng),以及國(guó)際交流的氛圍。
博士生和研究生作為學(xué)術(shù)共同體中的主要組成部分,始終是推進(jìn)綠色建筑研究進(jìn)步的重要力量。尤其以博士生的研究以及以博士論文為體現(xiàn)的最終研究成果,代表了很多基礎(chǔ)和應(yīng)用研究的閃光點(diǎn)。博士生完成博士論文往往需要花費(fèi)3~5年時(shí)間,在這段時(shí)間里,通過(guò)與導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)的交流,結(jié)合自身承擔(dān)的科學(xué)任務(wù),有的放矢,提出了很多有創(chuàng)見(jiàn)性的成果。如果放在整個(gè)建筑學(xué)學(xué)科領(lǐng)域,我們可以看到,研究綠色建筑相關(guān)問(wèn)題的博士生,其二級(jí)學(xué)科遠(yuǎn)超出了建筑設(shè)計(jì)及其理論此二級(jí)學(xué)科的范疇,既有建筑技術(shù)方向的博士生,也有城市規(guī)劃及其理論方向的博士生,還有研究景觀生態(tài)綠地系統(tǒng)的博士生。從這一現(xiàn)象我們可以知道,綠色建筑關(guān)心問(wèn)題的研究,實(shí)際上是橫跨多個(gè)二級(jí)學(xué)科,甚至超出建筑學(xué)一級(jí)學(xué)科范疇的問(wèn)題研究,是真正涉及到創(chuàng)造理想和諧人居環(huán)境的研究。而正是由于交叉的特點(diǎn),很多博士論文品質(zhì)上乘,獲得清華大學(xué)優(yōu)秀博士論文稱(chēng)號(hào)。
附錄中列舉了自1984年開(kāi)始,清華大學(xué)建筑學(xué)院畢業(yè)的與綠色建筑研究相關(guān)的建筑學(xué)學(xué)科的博士生完成的博士論文的相關(guān)信息,方便感興趣的讀者檢索閱讀。
國(guó)際交流是清華大學(xué)建筑學(xué)院一貫堅(jiān)持的學(xué)術(shù)關(guān)注點(diǎn),在綠色建筑研究領(lǐng)域不僅聘請(qǐng)了德國(guó)托馬斯·赫爾佐格(Thomas HERZOG)教授為客座教授,與多所國(guó)際著名建筑院校有合作關(guān)系,同時(shí)延請(qǐng)了諸多國(guó)際綠色建筑研究的翹楚來(lái)講學(xué)和交流。此外還有國(guó)際聯(lián)合的專(zhuān)門(mén)研究綠色和生態(tài)的研究生設(shè)計(jì)課程。
這一切都為學(xué)術(shù)創(chuàng)新提供了豐沃的土壤。
超低能耗樓室內(nèi)被動(dòng)式環(huán)境控制
未來(lái)清華大學(xué)建筑學(xué)院的綠色建筑研究仍將保持開(kāi)放的研究和創(chuàng)新態(tài)勢(shì),百花齊放,百家爭(zhēng)鳴。
如果簡(jiǎn)單羅列一些可能的成體系化的研究方向,將綠色、生態(tài)、低碳理念貫穿建筑設(shè)計(jì)全過(guò)程,開(kāi)展建筑綠色化和綠色建筑集成化的設(shè)計(jì)理論、方法、技術(shù)體系的研究與應(yīng)用,會(huì)是其中一個(gè)比較可能產(chǎn)生成果的方向。具體內(nèi)容包括:開(kāi)展綠色建筑全生命周期綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系研究;開(kāi)展適合中國(guó)國(guó)情的可持續(xù)建筑熱環(huán)境、光環(huán)境和聲環(huán)境性能體系研究;開(kāi)展基于綠色建筑模擬輔助設(shè)計(jì)技術(shù)體系的集成化研究與應(yīng)用,開(kāi)發(fā)系列模擬技術(shù)軟件;開(kāi)展面向氣候和地域特色的綠色建筑設(shè)計(jì)理論和實(shí)施方法研究。
綠色建筑研究正如同10多年前建筑節(jié)能研究一樣,恰逢風(fēng)云際會(huì)的時(shí)代,清華大學(xué)建筑學(xué)院關(guān)心和研究綠色建筑的老師和學(xué)生,將期盼著能夠與綠色建筑研究的同儕齊心協(xié)力,堅(jiān)持一貫服務(wù)國(guó)家、服務(wù)人民的宗旨,為綠色建筑的發(fā)展和研究做些扎實(shí)的工作。
附錄:1984-2010年清華大學(xué)建筑學(xué)院建筑學(xué)學(xué)科方向綠色建筑相關(guān)博士論文摘要列表