李紀(jì)偉 邵 旭 王 志

(1.河北大學(xué)建筑工程學(xué)院 河北保定 071002;2.河北建筑工程學(xué)院 河北張家口 075000;3.濟(jì)南市工程質(zhì)量與安全中心 山東濟(jì)南 250014)

0 引言

隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國面臨的資源、環(huán)境壓力也越來越大，在此背景下發(fā)展綠色建筑的策略被提出，并開始廣泛推廣[1]。

綠色建筑，涉及到節(jié)能、節(jié)水、節(jié)地、環(huán)境保護(hù)等多個方面[2]，需要設(shè)計人員掌握較為全面的相關(guān)知識，而目前熟悉綠色建筑設(shè)計人才相對較少，尤其是能夠全面控制綠色建筑設(shè)計過程的建筑師[3]。其中一個主要原因，綠色建筑是新時代課題，傳統(tǒng)的建筑學(xué)教學(xué)缺失對綠色建筑設(shè)計知識和設(shè)計手段的引入，而在崗的建筑師們一則基于傳統(tǒng)建筑設(shè)計的理念慣性，一則基于設(shè)計任務(wù)繁重，能夠系統(tǒng)學(xué)習(xí)綠色建筑知識的時間相對較少；而高校建筑設(shè)計教學(xué)與時俱進(jìn)改革步伐緩慢，致使建筑學(xué)新生代畢業(yè)生對綠色建筑的理念認(rèn)知和掌握膚淺，造成了我國綠色建筑設(shè)計人才的缺乏。因此，需要從學(xué)生階段開始培養(yǎng)綠色建筑設(shè)計能力，在建筑學(xué)的教學(xué)過程中需要結(jié)合綠色建筑的設(shè)計原理、設(shè)計方法，綜合考慮課程設(shè)計的時代特性特點(diǎn)，將綠色建筑理念深入融入教學(xué)過程，切實(shí)提高學(xué)生對綠色建筑的理解深度與應(yīng)用水平。

1 建筑設(shè)計課程的傳統(tǒng)教學(xué)計劃

建筑設(shè)計是建筑學(xué)專業(yè)學(xué)生的主干課程，課程的開設(shè)一般從建筑學(xué)專業(yè)的二年級開始，通常先從小規(guī)模建筑做起[4]，如公園茶室等，之后開始設(shè)計中等規(guī)模的建筑，如圖書館、建筑系館等，最終完成大型建筑的設(shè)計，如影劇院綜合體、高層建筑、居住區(qū)等，如表1所示。這種按部就班的模式能夠幫助學(xué)生逐步了解建筑設(shè)計的原則與方法，為畢業(yè)后的專業(yè)工作奠定基礎(chǔ)，但在目前的教學(xué)過程中還缺少對綠色建筑設(shè)計方法的系統(tǒng)引入。

表1 某高校建筑設(shè)計課程及作業(yè)安排

圖1 綠色建筑技術(shù)分類

2 綠色建筑設(shè)計特點(diǎn)與要求

綠色建筑設(shè)計，實(shí)際上是將綠色建筑技術(shù)融入建筑設(shè)計全過程，是目前我國建筑設(shè)計的一項重要內(nèi)容。綠色建筑涉及到主動技術(shù)與被動技術(shù)的多個方面，以《綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》為例，該標(biāo)準(zhǔn)共涉及主被動技術(shù)110余項[5]，如此龐大的規(guī)模，一般設(shè)計人員都難以掌握，對于建筑學(xué)專業(yè)的學(xué)生來說難度更高，如果希望學(xué)生在設(shè)計中進(jìn)行熟練運(yùn)用，就需要對這些技術(shù)進(jìn)行深入的分析，并分解到不同的教學(xué)階段來進(jìn)行學(xué)習(xí)。

綠色建筑技術(shù)主要包括主動技術(shù)和被動技術(shù)兩大類，主動式建筑技術(shù)主要是依靠機(jī)械設(shè)備等完成節(jié)能、節(jié)水等工作，而被動技術(shù)則是依靠建筑設(shè)計本身來達(dá)到建筑節(jié)能節(jié)材目的。從圖1可以看出，主動式綠色建筑技術(shù)，主要包括光伏發(fā)電、高效采暖制冷設(shè)備、節(jié)水器具、熱回收利用技術(shù)等以建筑設(shè)備為主的技術(shù)，這些技術(shù)需要開設(shè)相應(yīng)理論課程；被動技術(shù)，主要包括場地風(fēng)環(huán)境、建筑體型設(shè)計、太陽能利用、自然采光等技術(shù)，這些技術(shù)需要綜合地域特點(diǎn)，外部氣候環(huán)境，并進(jìn)行模擬驗(yàn)證才能更好的掌握。主被動技術(shù)的重點(diǎn)和難點(diǎn)各有不同，需要在設(shè)計課程中進(jìn)行循序漸進(jìn)的融入。

3 基于綠色建筑設(shè)計要求的建筑設(shè)計教學(xué)分析

學(xué)生綠色建筑設(shè)計能力的培養(yǎng)，需要從師資力量、教學(xué)方法改革、課程體系構(gòu)建、課程教學(xué)實(shí)踐等方面進(jìn)行調(diào)整。

3.1 師資力量構(gòu)建

目前，大部分院校缺少綠色建筑方面的專業(yè)師資，綠色建筑相對于傳統(tǒng)建筑所涵蓋的內(nèi)容更多，涉及到的技術(shù)更為復(fù)雜，在師資建設(shè)方面需要從多方面入手。首先，需要加大師資培訓(xùn)力度，組織教師參加綠色建筑相關(guān)的培訓(xùn)及宣貫活動；其次，加強(qiáng)教師的綠色建筑設(shè)計實(shí)踐，與設(shè)計院進(jìn)行合作，增強(qiáng)教師的綠色建筑設(shè)計教學(xué)實(shí)踐能力；最后，發(fā)揮校外導(dǎo)師作用，聘請具有較強(qiáng)綠色建筑實(shí)踐能力的建筑師擔(dān)任校外導(dǎo)師，培養(yǎng)學(xué)生的綠色建筑實(shí)踐能力。

3.2 教學(xué)方法改革

教學(xué)方法改革，從培養(yǎng)學(xué)生的綠色思維能力入手，開發(fā)學(xué)生對綠色建筑設(shè)計理念和知識的認(rèn)知，以實(shí)際項目為基礎(chǔ)，以問題為導(dǎo)向，采用案例分析、實(shí)例講解、媒體互動等多種教學(xué)手段，調(diào)動學(xué)生對綠色建筑學(xué)習(xí)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生解決綠色建筑現(xiàn)實(shí)問題的能力。

3.3 課程體系構(gòu)建

在綠色建筑融入建筑設(shè)計教學(xué)的過程中，通過對建筑學(xué)專業(yè)的年級特點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)分析，以及每個年級根據(jù)接受程度和理解程度對綠色建筑技術(shù)進(jìn)行了相應(yīng)的分解，開設(shè)相關(guān)課程，并且綜合考慮綠色建筑理論與實(shí)踐的應(yīng)用，進(jìn)行教學(xué)體系改革，即：將整個教學(xué)過程分為初步融入階段、進(jìn)階設(shè)計階段、深入設(shè)計階段、實(shí)踐設(shè)計階段4個階段，如圖2所示。

圖2 綠色建筑理論融入教學(xué)環(huán)節(jié)階段性分析

綠色建筑設(shè)計的核心課程，主要包括：建筑物理、建筑節(jié)能、建筑設(shè)備、場地設(shè)計、建筑材料、建筑結(jié)構(gòu)等，將這些課程根據(jù)綠色建筑能力的培養(yǎng)要求進(jìn)行構(gòu)建?？傮w來說，課程體系可以劃分為4大模塊：節(jié)能模塊、節(jié)地模塊、節(jié)水模塊、節(jié)材模塊，每個模塊下設(shè)不同的課程，用以培養(yǎng)學(xué)生的相關(guān)設(shè)計能力，如圖3所示。

圖3 課程體系模塊

3.3.1初步融入階段

該階段針對二年級學(xué)生開設(shè)。建筑學(xué)二年級學(xué)生大多剛開始接觸建筑設(shè)計，對于建筑設(shè)計的要求和意義理解往往不夠深刻，對于綠色建筑更是茫然無知。因此，在這個階段不應(yīng)過于強(qiáng)調(diào)綠色建筑的技術(shù)性。教學(xué)過程中，主要從建筑與環(huán)境的關(guān)系進(jìn)行分析，旨在幫助學(xué)生理解場地條件、氣候條件、日照條件以及建筑功能對綠色建筑設(shè)計的影響，用3～4周的時間開展綠色建筑Workshop，促進(jìn)學(xué)生初步認(rèn)識綠色建筑。該階段以環(huán)境分析為主，在培養(yǎng)學(xué)生對于建筑本身理解的同時，培養(yǎng)學(xué)生對于綠色建筑的認(rèn)識。

3.3.2進(jìn)階設(shè)計階段

該階段主要針對三年級學(xué)生開設(shè)，是綠色建筑設(shè)計融合的重要階段。三年級學(xué)生對于建筑已經(jīng)有一定認(rèn)知，且前期已經(jīng)開設(shè)建筑構(gòu)造、建筑材料等基礎(chǔ)課程。因此，此階段開始為學(xué)生講授較為系統(tǒng)的綠色建筑技術(shù)知識，主要包括遮陽、被動式太陽能利用、自然通風(fēng)、自然采光等單項綠色建筑技術(shù)，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識到外部自然環(huán)境對被動技術(shù)設(shè)計的影響，掌握通過分析外部氣候、氣象數(shù)據(jù)選擇合理被動技術(shù)的能力。引導(dǎo)學(xué)生分析國內(nèi)外綠色建筑的優(yōu)秀案例，如福斯特的法蘭克福銀行、皮阿諾的藝術(shù)中心、赫爾佐格的建筑養(yǎng)老基金會等，領(lǐng)悟國內(nèi)外設(shè)計大師們對綠色建筑技術(shù)的應(yīng)用原則與方法，提升自身對綠色建筑技術(shù)的認(rèn)識。

3.3.3深入設(shè)計階段

該階段的主要任務(wù)是：幫助學(xué)生認(rèn)知并掌握主動式綠色建筑技術(shù)的應(yīng)用。由于主動式技術(shù)涉及到很多設(shè)備，因此需要在四年級的建筑設(shè)備課程中增加如中水利用、光伏發(fā)電、高效空調(diào)系統(tǒng)等主動綠色建筑技術(shù)的相關(guān)知識。該階段還需要安排學(xué)生學(xué)習(xí)建筑物理方面的知識，并引入建筑性能模擬軟件，如Ecotect、Radiance、Airpak，通過講授性能模擬軟件的應(yīng)用，推進(jìn)學(xué)生掌握通過調(diào)整設(shè)計參數(shù)分析建筑性能變化的能力，并能熟練運(yùn)用模擬軟件分析不同的綠色建筑技術(shù)措施對環(huán)境造成的影響。同時，邀請設(shè)計院的一線設(shè)計師進(jìn)行案例講授。在此階段，要求學(xué)生對主被動技術(shù)進(jìn)行深入融合，以期熟練掌握不同綠色建筑技術(shù)的應(yīng)用場合，實(shí)現(xiàn)綠色建筑的有機(jī)設(shè)計。

3.3.4實(shí)踐階段

該階段安排在畢業(yè)實(shí)習(xí)階段。在學(xué)生實(shí)習(xí)過程中積極主動創(chuàng)造機(jī)會，發(fā)揮學(xué)校的產(chǎn)學(xué)研作用，讓學(xué)生能夠跟進(jìn)實(shí)際項目，在實(shí)踐中鍛煉綠色建筑設(shè)計的能力，發(fā)現(xiàn)綠色建筑設(shè)計中的問題，并找到解決這些問題的方法。在此階段安排學(xué)生認(rèn)真學(xué)習(xí)《綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》的條款與內(nèi)容，同企業(yè)導(dǎo)師進(jìn)行配合，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生綠色建筑技術(shù)的綜合處理能力，綠色建筑設(shè)計流程的控制能力，多專業(yè)協(xié)同配合的協(xié)調(diào)能力。

總之，通過以上4個階段較為系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，旨在促使建筑學(xué)專業(yè)的學(xué)生對綠色建筑掌握從感性到理性的認(rèn)識，定性分析綠色建筑技術(shù)的優(yōu)劣，定量分析綠色建筑對環(huán)境產(chǎn)生的影響，并根據(jù)不同的建筑方案選取合理的綠色建筑技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，充分掌握綠色建筑設(shè)計手段，為工作后開展綠色建筑設(shè)計打好基礎(chǔ)。

3.4 課程教學(xué)實(shí)踐

目前，該教學(xué)改革已經(jīng)在我校教學(xué)中進(jìn)行了初步應(yīng)用，低年級學(xué)生已經(jīng)基本掌握了初步的環(huán)境分析理論和基礎(chǔ)的被動技術(shù)知識，逐步在建筑設(shè)計課程中進(jìn)行了應(yīng)用。如圖4所示，在低年級的住宅課程設(shè)計中，通過將被動式太陽能技術(shù)融入課程，學(xué)生將附加日光間、太陽能集熱器、太陽能拔風(fēng)井與課程設(shè)計進(jìn)行了較好的融合。

圖4 低年級設(shè)計中太陽能技術(shù)的應(yīng)用

在高年級的課程設(shè)計中，學(xué)生基本掌握了Ecotect等綠色化性能分析工具，如圖5所示，學(xué)生針對商場設(shè)計方案進(jìn)行了光環(huán)境分析，并通過分析優(yōu)化了設(shè)計方案。

圖5 高年級商場設(shè)計光環(huán)境分析

4 結(jié)語

研究分析了綠色建筑設(shè)計能力的要求，并結(jié)合教學(xué)規(guī)律，從建筑學(xué)專業(yè)教學(xué)體系建構(gòu)、師資力量、教學(xué)方法改革、課程教學(xué)實(shí)踐等方面建構(gòu)了綠色建筑設(shè)計課程體系，將具體教學(xué)過程分為初步融入階段、進(jìn)階設(shè)計階段、實(shí)踐階段，教學(xué)中加深了學(xué)生對綠色建筑技術(shù)的理解，提高了學(xué)生的綠色建筑設(shè)計水平，促進(jìn)了學(xué)生掌握綠色建筑設(shè)計基本原理與知識，為將來的工作奠定了一定的基礎(chǔ)。