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[中圖分類號]TU201.5 [文獻標識碼]A [文章編號]1009-5349(2015)12-0247-01
環境作為影響人類生存和發展的基本要素,必須受到人類的高度重視。近年來,綠色建筑的相關思想逐漸滲透到人類生活的各個方面,并作為建筑行業中的可持續發展模式,受到全世界的廣泛關注。很多高校都增設了綠色建筑設計課程,但關于綠色建筑并沒有比較統一的教材,各個高校的教學內容都是由學校自行進行安排。下面,筆者將就最近幾年的綠色建筑設計教學進行探討。
一、綠色建筑的含義
現在有關綠色建筑的含義有很多,如生態建筑、可持續建筑以及節能建筑等。根據這幾個定義和綠色建筑含義的差別可以得出:“綠色建筑指的是建筑在使用壽命期中最大程度上保護環境、節約能源、土地、水資源和建筑材料,并能減少污染,為人們提供更健康舒適的生活環境和自然和諧共存的建筑。”教師應向學生講解建筑對環境的影響,讓學生能意識到建筑設計師在整個自然環境中責任的重大,從而增加學生學習綠色建筑設計的興趣。
但是對綠色建筑含義的理解往往是片面的,要讓學生能對綠色建筑的內涵理解的更加深入,老師還要增加對綠色建筑評價體系的講解。在對其講解的過程中讓學生能直觀了解綠色建筑的樣子、需要做到哪些重要的方面??紤]到評價體系這方面的教學內容容易讓學生感覺到乏味,可以引入綠色建筑設計的相關內容,由此來讓學生了解怎樣利用建筑設計滿足綠色建筑的要求。
二、綠色建筑設計的教學方法
綠色建筑設計的教學方法可以分為兩個方面:有關綠色建筑的設計方法;將綠色建筑技術應用于設計之中。高校中建筑學的大四學生對普通民用建筑的設計相關內容已經基本掌握了,所以在課程安排時可以適當減少建筑的美觀、作用等方面的教學課程,而將重點放在如何更好地展現在氣候和環境特征不同的條件下進行設計的討論上。通過建筑設計體現對環境的關注以及綠色建筑室內及室外的環境設計、建筑整體構型以及的結構設計的講授,來指導學生怎樣設計綠色建筑的各個空間,以達到更好的保護環境、節約資源的目的。
綠色建筑技術很多,在教學中不能講解全部,重點應該放在和建筑設計結合密切的部分。比如自然通風及遮陽技術,通過融入實際案例使學生更加直觀地明白,在設計時怎樣在氣候和環境條件不同的情況下應用綠色建筑技術。
三、綠色建筑教學成果檢驗
(一)綠色建筑含義教學效果檢驗
檢驗這個方面的效果可以通過調研的方式讓學生對當地的綠色建筑進行研究,并對調研的建筑進行評價,寫出調研報告。在這種調研過程中,學生能更直觀地感受到綠色建筑的樣子,將學習到的內容與實際的建筑相結合,而且能在調研中學習到一些綠色建筑的設計方法和技術。
(二)設計題目的檢驗
綠色建筑的課程設計是對這門課程教學效果的最好檢驗。而這其中設計題目的設置是最重要的一環,因為地形設置能夠直接對學生綠色建筑設計能力進行考察,所以綠色建筑設計題目是整個教學的重中之重。
對于大四學生來說,選擇設計題目時要考慮到這些學生已經具備解決建筑的作用以及美觀這些問題的能力,但是由于學生是第一次做綠色建筑設計,在設計中又融合了一些之前沒有接觸過的東西,比如在設計中要考慮環境氣候的變化,還要周全節約能源的問題。這時如果建筑類型比較復雜,學生的精力就會過多放在對功能的處理上,而忽視綠色方面的設計。所以可以選擇設計綠色小別墅,這種建筑的特點在于功能比較簡單,造型也是靈活多變的,學生能將更多的注意力用于解決建筑和生態的相關問題上。
對于要設計的地形設置,首先要確定城市。這個可以讓學生進行自行確定。建筑設計一定要契合當地的環境氣候特征,符合當地人的生活習性,并要了解當地的鄉土植被和材料,所以學生對設計地點的選擇可以自行決定。但是因為氣候比較溫和的地區在冬季和夏季在溫度調節上的要求不高,所以在設計中不能明確體現節能因素,因此,建議學生不應選擇氣候溫和地區。
在對綠色建筑課程設計成績的評定這個部分,要制定準確的評分標準。綠色建筑的評分指標和傳統的建筑課程設計評分指標不同,傳統建筑課程設計主要評分標準包括建筑的功能、外形構造及圖面表現等。而綠色建筑根據其含義應該增加室內外環境的舒適度、節能程度、節約用地、節約用水、節約用材以及對環境的保護這些評定標準,還應該增加設計創新這個評定標準,用來鼓勵學生創新設計方法。
四、結語
綠色建筑設計教學要以掌握其含義和設計的基本原理為重點,并圍繞這個重點設置教學、實踐調研以及設計緊密結合的課程體系,并進行科學合理的評定。對學生在設計綠色建筑中的創新多加肯定和鼓勵,這樣才能更好地培養學生設計綠色建筑的能力。
【參考文獻】
[1]張磊,劉加平.綠色建筑設計教學研究[J].四川建筑科學研究,2014(04).
關鍵詞:建筑學,綠色建筑,建筑設計,教學方法
1構建綠色建筑教學方法的必要性
面對當今的能源危機和環境污染兩大發展難題,經過對建筑業發展正反兩個方面經驗的總結,發展綠色建筑是破解以上兩大難題的“金鑰匙”,勢在必行。究其原因,綠色建筑是在全壽命期內,最大限度地節約資源(節能、節地、節水、節材)、保護環境、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[1]。中國新型城鎮化建設與可持續發展要獲得預期的目標,都離不開綠色建筑技術的支撐。針對建筑學教育來說,培養能夠設計綠色建筑的人才是新時期的客觀要求。為了順應形勢的需要,有建筑學專業的院校應及時對建筑學專業教學方法進行必要的綠色建筑人才培養的改革。
2建立技術和藝術雙軌并行的綠色建筑教學方法
2.1建筑學原有教學方法的剖析
建筑學一直看重建筑的藝術性表達,建筑學教學中自然側重對學生這方面能力的培養。建筑學專業教學設置基本是以建筑設計為主線,這一主線就是要培養學生以藝術表達為核心的建筑設計創新能力,建筑技術基本上是從屬地位。要設計綠色建筑,就必須注重建筑技術。注重建筑技術的綠色建筑要得到應有的發展,就需要結合建筑技術要求的提升來實現建筑藝術的表達。把綠色建筑的人才需求導向納入教學,改變教學中只注重專業知識為藝術的模式,而是要強調教學中建筑藝術性和建筑技術性的雙重統一。要達到培養學生能夠主動設計綠色建筑的能力,就須把建筑學專業的技術與藝術進行整合。
2.2技術和藝術雙軌并行的綠色建筑教學方法的解析
圖1是技術和藝術雙軌并行的綠色建筑教學方法的示意圖。技術和藝術雙軌并行的綠色建筑教學體系中,最核心的就是建筑技術和建筑藝術像高鐵的兩條鋼軌一樣,為鋼軌上融入綠色建筑教學的建筑設計課的學習、掌握、應用的快速進行提供基礎和保證。打破原來重建筑藝術,而輕建筑技術的教學格局,從而保證建筑藝術和建筑技術課程的學習緊密結合重點突出,使建筑設計課中的綠色建筑教學獲得實效。
2.3擺正建筑技術課程的地位
建筑設計課是建筑學專業學習的核心和主線,建筑藝術性培養和建筑技術課程都是要為建筑設計課服務的,各建筑學院校大都一直強調學生在建筑設計中的藝術表達,建筑技術只是陪襯,建筑學學生自然把學習的重點放在與藝術相關的建筑空間和造型等方面,至于建筑物理、建筑構造等建筑技術知識的學習則不夠深入[2]。到了綠色建筑將成為主導的時代,設計綠色建筑需要建筑設備、建筑物理、建筑材料等多方面建筑技術的支撐,只有學好建筑技術課程的應用,才能實現綠色建筑進而實現其藝術性表達。同時,新技術、新材料的更新換代對綠色建筑設計提出更高的要求,傳統建筑技術的教學內容需要與時俱進,拓展整合建筑技術教學內容,增設與綠色建筑緊密相關的技術專題。
2.4強化建筑藝術與建筑技術的互動性
強調建筑技術的重要性,不是要減弱對學生建筑藝術的教學,而是要強化建筑藝術和建筑技術學習的互動作用。要在教學中讓學生清楚地認識到,任何建筑形式的實現都離不開建筑技術,建筑要達到藝術的高度更需要精巧的建筑技術做后盾。如丹下健三的代代木體育館之所以獲得如此大的成功,就是因為建筑師采用了高張力纜索為主體的懸索屋頂結構使建筑獲得了獨一無二的形象。可見沒有懸索屋頂結構,無論如何代代木體育也達不到現在的建筑藝術高度。對于綠色建筑,要實現節能、節地、節水、節材,對建筑技術應用的要求是全方位的;要為人們提供健康、適用和高效的使用空間,對建筑藝術的表達也需要特色鮮明。
2.5實驗教學模式的延伸
實踐出真知。建筑學專業有大量的實驗教學環節,包括建筑模型實驗、建筑物理實驗、建筑構造實驗等來為建筑技術的理論學習提供支撐,但卻并沒有延伸到建筑設計課程中,也就是與綠色建筑教學的需要不接軌[3]。要打破以上的弊病,就應延伸實驗教學模式到建筑設計課上,使其真正為綠色建筑設計服務。在建筑設計課程中,把不同階段的建筑實驗和學生的綠色建筑設計內容相對應,并要求學生必須依據實驗結果或數據來進行設計,從而加深對建筑技術的理解并提高其應用能力。讓學生的實驗結果在綠色建筑設計中得以展現,這也將極大提高學生學習的積極性和主動性。
3符合綠色建筑教學需要的體驗式教學
傳統建筑學專業的學習往往是師傅帶徒弟的形式,注重言傳身教,以學生一套設計圖紙來定學生的成績,再有就是通過一張考試卷來評定學生的學習效果。對于建筑設計課程的教學形式就是布置設計任務,講解設計原理,學生抄繪、收集資料,接著完成從草圖到正圖的設計,對于綠色建筑的問題缺少關注。
3.1體驗式教學方法
針對建筑學專業的體驗式教學法就是一種互動的教與學模式,師生之間注重彼此的情感交流,強調師生的雙邊情感獲得。在建筑設計課程中,指導老師和學生一起做同一個設計題目,共同解決設計中的綠色建筑問題;師生交流設計體會和感受,讓老師能從學生的角度思考問題,讓學生在體驗中獲得提高[4]。
3.1.1實踐教學法
對于需要建筑技術支持的綠色建筑,其涉及建筑技術的內容多是實踐應用。因而在建筑技術教學過程中根據教學進度安排學生的實習和實踐,把原來集中完成的實習分成小的專題,結合學生的學習體驗,老師有針對性的組織實習和實踐。如參觀建好的或者是在建的綠色建筑,建筑技術的任課老師或邀請工地技術人員對綠色建筑應用的技術(如墻體保溫、建筑采光、建筑材料等)進行現場講解,使學生明白綠色建筑技術理論的同時掌握實踐應用,達到對綠色建筑學習的理論和實踐相結合。
3.1.2分析教學法
建筑學專業在建筑技術和建筑設計課的教學過程中,應以分析各種成功案例來講解綠色建筑技術原理和實踐。在今天進行技術資料收集已不僅僅局限于書籍,網絡支撐的手機、電腦等平臺快捷、方便。老師把設計案例、技術應用等分析的方法傳授給學生,使學生能夠進行綠色建筑設計技術的比選;經過多次分析教學法的學習和理解,分析法自然成為學生的一種學習方法并有效地應用到綠色建筑設計中。
3.2體驗式教學評價體系
通過體驗式教學的實踐,具體的評價體系應包括以下三個方面:1)注重評價的多元化。綠色建筑對技術的要求是一個完成的體系,要注重對綠色建筑技術實現每一步的過程評價和最終的結果評價,實現教學評價的多元化。2)強調評價的針對性。綠色建筑的技術涉及節能、節地、節水、節材等多方面的內容,不同的設計有不同的技術側重點,要根據具體的技術內容給出有針對性的評價才是科學的。3)體現學生對評價的參與。指導老師的評價角度和學生的評價角度不同,要在教學中增加學生的自評和互評的成分,實現體驗式教學評價體系的合理化。
4結語
建筑學專業必須以培養未來的綠色建筑師為己任,踏實、認真地進行綠色建筑教學方法的研究和實踐。為了跟上綠色建筑發展的需求,為了培養建筑學專業學生設計綠色建筑的能力和實現建筑學專業教學方法的優化,就必須注重建筑技術與建筑藝術的結合。研究和實踐符合綠色建筑教學需要的體驗式教學方法,把綠色建筑的學習有機地融入到建筑設計課的學習過程中。體驗式教學方法是對原有教學方法的繼承,也是為適應綠色建筑教學需要的必要拓展。
參考文獻:
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[3]葛堅,朱筆峰.綠色建筑教育為導向的建筑技術課程教學改革初探[J].高等建筑教育,2015(3):86-87.
“節約資源”與“保護環境”已成為我國的基本國策,建筑業占我國全社會總能耗的1/3,浪費極其嚴重,隨著我國城鎮化進程的加快和人們生活水平的不斷提高,建筑耗能比例還將上升。為實施可持續發展戰略,實現我國對減少溫室氣體排放的承諾,在建筑業必須大力推廣“綠色建筑”。2013年國家發改委、住建部制定了《綠色建筑行動方案》,標志著綠色建筑已成為最高級別的戰略共識。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、舒適、適用和高效的居住、工作、生活的使用空間、與自然和諧共生的建筑。綠色建筑行動方案明確了未來我國建筑業的發展將遵循綠色、循環、低碳的思路,以促進全社會在更高層面的協調和可持續發展。綠色建筑的推廣和應用標志著我國建筑業將面臨一場新的革命,它不僅對建筑的規劃、建筑設計、工程施工、建筑材料、建筑結構等方面提出了新的要求,也對從事建筑工程的人員提出了更高的要求。綠色建筑的發展方向包括:發展工程總承包、發展建筑信息模型(BIM)、發展建筑工業化和綠色建材等幾個方面。綠色建筑要求學生有跨學科的知識和技能,既要懂結構工程和施工技術的專業知識和專業技能,又要掌握建筑設計方面的知識,同時具備通過信息化手段將建筑全過程進行整合的能力。加強建筑工程專業課程的探索、開發與研究,將綠色建筑理念及相關知識融入專業教學中,讓學生理解綠色建筑的內涵,樹立節約資源、保護環境的意識,在專業層面上學習綠色建筑的相關知識,結合建筑業發展前沿和綠色建筑的生產實踐,掌握先進的專業技能,將對綠色建筑的發展、學生的就業以及職業發展起到積極的作用。
二、綠色建筑理念與專業教學融合的探索
廣州番禺職業技術學院建筑工程技術專業是廣東省第一批高職重點建設專業,為滿足廣東省建筑產業轉型升級、企業綠色節能技術創新及走向國際建筑市場的需要,以綠色建筑為特色,將綠色建筑的重要組成部分——建筑信息模型(BIM)技術、建筑工業化、綠色建材的理念及知識和綠色建筑節能構造及施工技術推廣有機地融入到了人才培養計劃及專業課程的教學中,不斷推進課程和教學方法的改革,取得了良好的效果。
1.將建筑信息模型技術(BIM)融入專業教學過程
建筑信息模型技術(BIM)的核心的理念是各階段的技術信息共享,貫通建筑設計、工程施工以及運營維護等階段,是全生命周期的管理技術,在可持續設計方面有著巨大的優勢,并對提升綠色施工的設計和施工效率,改進綠色施工項目的管理模式有著舉足輕重的作用。BIM技術的應用可縮短約8成的造價估算所需時間,且使造價估算的精度控制大幅提高,消除約4成預算外的更改。通過BIM的三維模型技術,在施工前發現并解決沖突,可以有效降低合同價格,使項目工期縮短,盡快實現投資回報。學院在2011年即與企業簽訂了合作協議,由學校提供場地、設備,企業方提供軟件和技術,建成BIM校外實訓基地,開發了建筑信息模型技術課程。BIM教學資源庫及實訓基地的建設,完成了將BIM技術與《建筑制圖》《房屋建筑構造》等課程的融合式教學,結合學生的專業能力、興趣愛好安排建筑設計、結構設計、設備設計、虛擬建造、工程造價確定等實踐項目,并通過完成虛擬的BIM咨詢項目,使學生體驗到BIM咨詢服務的全過程工作方法,為今后真實項目的參與和實施打下基礎。在頂崗實習階段,學生在校企雙方的指導教師共同指導下參與真實的BIM咨詢項目,至今共完成39項,包括“慈溪大劇院”“蚌埠博物館”等,共同培養具備“工程能力+BIM能力”的人才。BIM教學基地建成至今也培養了一批具有BIM技術的骨干教師,多次為設計院、施工企業進行BIM技術培訓同時完成BIM省培項目2次,收到了良好的效果。
2.將建筑工業化融入專業教學過程
建筑工業化是綠色建筑發展的必由之路,推動建筑的工業化是綠色建筑行動方案中的十大重點任務之一。建筑工業化是主要指建筑設計的標準化、構配件生產的工廠化、建筑施工機械化和施工組織管理科學化四個方面。建筑工業化是按照大工業的生產方式,通過現代化的制造、運輸、安裝和科學管理對建筑業進行改造,逐步采用現代科學技術的新成果,使建筑業從分散的、低水平的、低效率的現場人工濕作業及手工業生產方式,過渡到以工廠化生產制造為基礎,運用預制混凝土結構(PC)構件在現場以高度機械化的方法施工的大工業生產軌道上,使建筑業從目前的勞動密集型向技術密集型轉變,從而實現文明施工、保護環境的目的。建筑工業化區別于傳統建筑業設計與建造環節分離的特點,體現出全生命周期的理念,是設計施工一體化的生產方式,具有降低工程成本、提高工程質量、成本可控、進度可控的優勢,且工業化建筑施工現場沒有傳統建筑施工現場的粉塵、噪音、污水等污染。由于目前高職建筑工程技術專業的教材滯后于新的國家設計和施工規范,為此,學校采取了多種方式將建筑工業化融入日常教學中。首先,進行了人才培養方案的修改和補充,在相關課程中增加了建筑工程技術新進展的教學內容,使學生在學校學習期間就可以接觸到行業發展的前沿知識,了解到行業發展的前景,從而對建筑工業化有初步的認識。其次,將建筑工業化的相關內容融入相應的課程體系中,如,在《建筑工程概論》課程中對工業化建筑的起源、具體特征、特點、建筑方式和現狀及發展前景進行詳細的講解,觀看我國建筑工業化住宅視頻等,讓學生了解新型的結構體系,包括預制裝配式結構體系和鋼結構體系的特點;在《鋼筋混凝土結構》課程中增加了組合式預制混凝土結構的設計、預埋件設計等內容;在《建筑工程施工》課程中增加了預制裝配式住宅和裝配整體式住宅的建造方式,內容有施工工序的特點、施工中的關鍵點、預制配件的吊裝計算和施土組織設計等內容,還介紹了現場建造的工業化住宅,如,大模板住宅、滑升模板住宅和隧道模板住宅等;此外,在《房屋建筑構造》課程講授中介紹模數等標準化設計的內容。第三,確定課程教學目標,進行關于建筑工業化理論及實訓課程的開發,開設選修課,使學校建筑工程技術學院的學生行業視野更加開闊,能夠了解國家對建筑業發展的推廣方向,對綠色建筑、綠色施工的認識更進一步,從而主動涉獵相關的專業知識,為今后的工作和深造奠定良好的專業基礎;最后,在條件允許時,學院還安排學生在工業化建筑工地進行參觀,鼓勵學生到相關建筑工地進行實習、實訓。
3.將綠色建筑節能構造及綠色建材發展與應用融入教學過程
【關鍵詞】計算機輔助建筑設計;綠色建筑設計;特點優勢;結合
隨著新興科技的崛起,各項工業技術也開始大力發展,很多工廠需要大量開采與利用自然資源完成自身技術的改造,這種現象愈發嚴重,導致生態環境遭到了極大的破壞。在人們強烈呼吁停止對當前自然的污染以防本就不太樂觀的生態環境繼續惡化的大背景下,建筑業提出了“綠色建筑設計”這一環保的建筑設計概念,受到了多方好評。這一設計理念要求在設計過程中,要充分考慮到建筑的使用、構造與維護、拆遷是否與環境保護息息相關,在保證消耗最少生態能源的前提下進行對建筑的設計。“綠色建筑設計”這一概念的提出,不僅僅減緩了能源的枯竭速度,還培養了建筑設計人員的創新思維與能力,將建筑業的發展引向一條新的道路。隨著這一概念的普及,傳統的建筑設計方式已經不能滿足設計方案,建筑設計人員開始使用計算機進行設計,輔佐綠色建筑設計方案的完成。而計算機根據自身特點,充分運用于建筑設計中,取得了顯著的成果。
1 利用計算機對建筑設計進行輔助的優勢
(一)對建筑設計策劃方案的敲定
在建筑設計人員初步擬定建筑設計方案的時候,可以通過計算機對該方案進行預算與測評;計算機獨有的CAAD系統能夠準確、快速地將該設計方案中提到的建筑模型、數據等帶入系統的數據庫里進行比對,在比對完成后通過系統內部的測評功能對該設計方案進行仔細的分析評核,反饋該方案中的各個指標系數是否符合標準、模型建立是否正確、是否保證最大節能等信息;
在對該方案提出意見與建議后,設計人員根據系統反饋的信息對設計方案進行修改,再次使用CAAD系統進行測評,反復評核后確立最終的設計方案;
這相比傳統的設計方案修改方式,顯然節約了大量的時間與精力,系統代替人腦對方案進行測評,不僅所耗時間少,而且保證了方案的準確率。
(二)有著先進的圖形設計技術與建立數字模型的技術
以前沒有采用計算機輔助建筑技術的時候,設計人員設計出建筑草圖之后,只能將建筑按照比例畫在平面圖上,一浪費時間,二缺乏直觀性與準確度。
計算機的建筑CAD技術專門針對圖形的設計與模型的建立;設計人員首先用AutoCAD繪制建筑設計圖,再利用SketchUp設計軟件將整個設計草圖修改并呈現出來,這就取代了人工手繪的步驟,減輕工作負擔;然后利用3DMax軟件,根據設計草圖上的建筑,按照建筑的體量與比例初步建立一個模擬模型,再根據設計方案的細節對模型的不同部位進行尺度比例的推敲,確定建筑的大體形象,看是否符合方案中的設計要求;最后渲染產品,利用圖形設計合成軟件Photoshop對渲染出的模型進行上色處理,看建筑的顏色、材質是否與設計方案和各項指標相吻合。
這樣的計算機輔助建筑設計方式,不僅僅打破了之前由于空間局限而不能立體地對所設計的建筑進行全方位觀察的僵局,使設計人員觀察的視點不再受到限制,而且節約了設計成本,還有利于立體地修改設計方案,使建筑設計人員不再受客觀因素影響,培養了其創新思維,推動了建筑設計行業的發展。
2 計算機輔助建筑設計在綠色建筑設計中的應用
根據計算機輔助建筑設計的自身特點,將其與綠色建筑設計理念相結合,是當今建筑設計行業的一個必然發展趨勢。本文對如何將計算機輔助建筑設計技術運用于綠色建筑的設計中,作出了詳細的分析。
(一)綠色建筑設計過程與計算機建筑性能的模擬整合
1、綠色建筑的設計過程
相對于其他的傳統建筑設計過程,綠色建筑的設計過程要更加復雜與繁瑣;它本身具備所有傳統建筑設計過程的每一個步驟,除此之外,它必須要基于環保、節能的可行性這一大前提下進行設計,就需要設計人員根據這一要求反復地對設計方案進行修改與評測,考慮此設計方案的可行性;
2、綠色建筑設計過程與計算機輔助建筑性能模擬
由于綠色建筑設計本身存在著復雜性,又加上建筑設計的環境及其不穩定,給整個設計過程帶來了相對的困難;設計人員要通過計算機準確判斷設計方案的可行性,必須要采用模擬分析技術去指導綠色建筑過程;
運用建筑能耗模擬軟件;某大學的建筑系開發了一個模擬項目,在基于計算機對綠色建筑設計模擬輔助的原則下,設計人員規劃出模擬輔助設計的具體流程,將綠色建筑進行分段設計,將整體與部分相結合,保證每一個設計階段的同步性,再根據草圖在3DMax中進行建模設計,啟動建筑能耗軟件,對此建筑設計與施工中需要消耗的資源進行詳細分析,剔除不需要用到的設計資源與材料,控制設計中所提及的資源用量,優化了設計方案,優化數據如下:
節省了人工設計方案約80%的時間;投資費用減少了16%;建筑所需的費用在原有方案上節省了近20%,節約建筑本身使用的自然資源為32%,節省建筑所消耗的環境自然資源為27%,重復作業的繪圖費用為0。
根據此實驗項目的結論可以看到,將計算機輔助建筑設計的功能與綠色建筑設計方案相結合,可以確保設計方案在任何一個階段都得到計算機權威、科學的定量分析,評測以后反饋的信息能夠指導方案的再次優化,降低了重復作業的繪圖率,一定程度上保證了綠色建筑設計的完整性。
(二)計算機輔助綠色建筑設計的具體內容
1、計算機CAAD系統下的各項建筑軟件將設計人員的設計方案進行優化后,根據綠色建筑的理念,生成對建筑有各項要求的草圖;
2、對建筑施工周邊環境的分析與評測;通過設計人員輸入建筑消耗能源的數據與周邊地理環境的各項數據,系統自動分析整個建筑環境所消耗的能源程度,評測該建筑的綠色可行性,并針對設計方案中不合理使用能源的情況進行修改,控制該建筑對生態環境的惡化程度,使建筑在自身的設計上滿足綠色建筑的基本原則,同時減少對周邊生態環境資源的利用;
3、模擬光照技術;計算機利用CAAD系統下的Lightscape軟件,可以根據設計圖模擬出整個建筑內部的光照方向、進光量多少、光能傳遞大小等實際光照;根據建筑的大小、高度來計算實際的太陽光,反饋出光照數據;設計人員可根據軟件反映的信息對整個設計方案進行修改,確保以最大限度、最環保的方式將自然光輸送進整個建筑;
4、制作虛擬動畫滿足綠色建筑的設計要求;通過三維軟件制成3D動畫,利用直觀的圖像仿真形式指導設計人員修改建筑設計方案;模擬建筑的使用程度,反饋此建筑的可消耗能源性;模擬建筑的周邊環境氣候、溫度等,評測此建筑對自然資源的最低使用性是否達標,建筑設計人員根據以上數據對設計方案進行評價與修改;
5、CAAD系統的分析評測功能可以在計算機模擬軟件運行時,隨時將設計方案中的各項數據信息在模擬中的運用反饋給設計人員,保證整個綠色建筑設計過程的循環性,即接收數據—模擬計算—反饋—修改—接收數據……;計算機輔助設計與綠色建筑設計相結合,保證了此設計方案能夠在循環的過程中被不斷地修改、優化,完善了設計過程,控制了自然資源的消耗。
3 結語
隨著計算機輔助建筑設計在綠色建筑設計中的廣泛運用,越來越多的計算機建筑軟件被開發,技術性也越來越強,無形中提高了對建筑設計人員的技術要求。掌握計算機輔助建筑設計的操作技術,熟知CAAD系統下的每一項軟件的運作性能,是當前建筑設計人員的首要任務。除此之外,還要清楚了解計算機輔助建筑設計功能與綠色建筑設計相結合的特性,才能保證自身綠色設計方案的質量與水平。
參考文獻
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關鍵詞:綠色建筑 生態意識運作模式
Abstract: The construction or the ecological construction of green building or sustainable development will become the mainstream in twenty-first Century, building design. Promoting green building design must depend on the whole social ecological awareness, driven by market mechanism, by government policies and regulations and guidance, but the architect of the prophet is the key.
Keywords: green building; ecological consciousness; operation mode;
中圖分類號:TU2文獻標識碼:A 文章編號:
綠色建筑,或稱可持續發展的建筑、生態建筑等,雖然提法不同,基本內涵是相同的,對其將成為21 世紀建筑設計主流的認識也是趨同的。但是,要成為建筑師的行動,不僅涉及社會上的方方面面,同時還要解決很多認識上的、技術上的,以及建設體制和政策上的問題。本文擬就此談些想法,以期進一步引起建
筑師與社會各方面的重視和討論。
一、綠色建筑的發展是實現建筑可持續發展戰略的關鍵
盡管可持續發展已經成為大家的共識,但其原則在建筑設計中的體現從內容到方法還缺少一致的認識,在實施上的差距就更大??沙掷m發展是在人類發展與環境、資源的尖銳矛盾中提出的。對可持續發展,不能僅用幾個環境指標來表示,要看到它是在生態系統規律上提出來的一種發展模式,要求在發展中注意資源的可續利用和不給環境造成不可恢復的破壞,因此它是一種新的生態價值觀,也已逐步地成為規范我們社會行為的重要指導原則。
建筑對環境和資源的影響不僅涉及面廣,而且極其深刻,特別是對于我國高速發展的城市來講,更是影響巨大。比如近幾年北京地區每年建筑開復工面積就達到近億平方米,每年竣工2000多萬平方米,這種高密度和高強度的建設活動使城市生態景觀快速發生變化,城市生態系統和外部環境進行著大量物質與能量的交換,僅就建材而言,我國鋼、水泥、平板玻璃、建筑陶瓷、衛生陶瓷、磚、砂、石幾項生產耗能達1.6億多噸標準煤,占全國能源生產的13%左右。我國新型墻體材料的產量雖然增加很快,但實心粘土磚仍然占80%以上,不僅年耗煤達5000多萬噸,而且是每年要毀掉10多萬畝土地資源,還要向環境排放大量的有害氣體和溫室氣體。
一個建筑體系,是否可稱為綠色建筑體系,其界定的原則,不在于它是否應用了某種綠色設計的技術方法,而是要從以下兩個觀點考慮它是否貫徹了可持續發展的原則:一是要從建筑全壽命周期過程中,對環境和資源影響的考慮;另一個就是要從建筑材料及使用功能,對室內、室外,對局地、區域及至全球環境和資源影響的考慮。只有在這兩方面達到一定標準的建筑體系(這個標準應是建立在當前技術經濟水平下的認識),才能做到節約能源、資源,無害化、無污染和可循環。因此,綠色建筑體系是符合生態調控規律的建筑體系。
二、綠色建筑設計與繁榮建筑創作
對于綠色建筑設計的技術方法分類眾說紛紜,1993年6月國際建協在芝加哥會議上通過的《芝加哥宣言》,對可持續的建筑設計提出了六方面的觀點:即節約能源、設計結合氣候、材料與能源的循環利用、尊重用戶、尊重基地環境和整體的設計觀,并沒有提出某項確切的技術支撐。其實這也正反映出綠色建筑設計技術方法應該是多種多樣的,凡是以綠色建筑體系為設計目標的技術手法都應包括在其內。從可持續發展理論和建筑師多年實踐出發,建筑創作與綠色設計的技術選擇,應該從以下兩個基本原則出發:
一是強調因地制宜, 積極適應建筑立地的環境條件,也包括保持城市的傳統與文脈。在項目的規劃與總圖設計階段,選址和保護周圍環境是綠色設計的主要內容,同時還要注意對當地歷史和人們的傳統生活方式的討論。在城市規劃階段,生態控制論的技術方法可以有效地提高規劃的質量。在設計階段,無論是生物
氣候設計,還是生物氣候緩沖層的設計策略,都強調應用被動設計的方法,用以解決建筑節能和建筑通風。已有研究文章系統的說明了這種被動式設計方法,包括一些仿生建筑的設計,極大地影響著建筑的形態,比如建筑的朝向、幾何形狀、護的材料與色彩等。當然因地制宜還體現在設計中重視對當地建筑當然因地制宜還體現在設計中重視對當地建筑材料和太陽能、風能等資源的利用。
二是強調“整體設計”思想,強調建筑的全壽命周期設計方法,單獨的某一項技術不能稱之為實施了綠色設計。1999 年國際建協20屆大會通過的北京中指出:“建筑單體及其環境歷經一個規劃、建設、維修、保護、整治、更新的過程。建設環境的壽命周期恒長持久,因而更依賴建筑師的遠見卓識。將建筑循環過程的各個階段統籌規劃?!边@里給出了整體設計的概念,就是從全球環境與資源出發,應用經濟可行的各種技術和建筑材料,構筑一個從建筑全壽命周期的綠色建筑體系。
如何在設計之中應用高技術和優質的材料,就要應用壽命周期評價方法予以權衡,進行技術選擇?,F在歐美應用的高技術綠色設計方法往往和智能建筑設計相結合。按歐洲智能集團對智能建筑的理解是:使其用戶發揮最高效率,低保養成本和最有效地管理其建筑本身的資源。這和綠色設計的理念是一致的。智能建筑的系統集成方法在改善建筑能源和室內環境的設計中,往往采用主動式設計方法,盡管要花費較大的成本,但從建筑全壽命周期的評估,經濟上還是可行的。當然,很多常規技術依然是大量被使用,而且是行之有效的。
建筑材料生命周期中的污染和能耗主要有三個方面,包括建筑材料和設備制造,材料、設備從產地到建筑工地的運輸及施工中的污染與能耗,這些將是建筑材料的取舍依據。
談到建筑創作,建筑界的討論往往只熱衷于建筑形式、哲學、文化與美學的法則,卻很少涉及建筑科學和技術問題。建筑技術與建筑藝術創作絕非孤立存在,現代建筑最大的發展就是現代科學思維在設計中的融入和新材料、新技術在建筑中的引入。而綠色建筑設計對建筑設計的思維又是一個革命性的變化,體現生態的美學價值。綠色設計要求建筑的形式和功能的自然親合,特別是一些高技術的引入,又能夠使人們體驗充滿智力的感受。
三、推動綠色建筑發展的若干思考
1.全社會的生態意識教育與提倡和宣傳綠色消費的生活方式
首先是加強對建筑師的可持續發展的生態意識教育,建筑師的創作不能脫離時代和當前的社會的認識水平,否則就不會被接受。但是,建筑師要有引導建筑進步的責任。20屆國際建協對建筑教育的討論指出,過去學校的建筑教育,對引導學生在建筑物的體型設計方面傾注極大的精力,現在,應更加關心歷史、社會人文和生態環境。對于執業的建筑師,我國已經建立了建筑師的注冊制度,對于繼續教育也有了明確的規定,2002年已經將《建筑設計的生態策略》作為繼續教育的必修課程,開始得到應有的重視。
其次是要在全社會普及生態教育,提倡綠色消費。所謂綠色消費方式,就是從可持續發展的原則出發,在居住、出行、娛樂休憩中廢棄追求奢侈豪華,提倡節能、節省資源和減少對環境污染的生活方式。只有全社會接受并追求綠色建筑體系,才能驅動建筑市場的需求,才能使市場各方主體去營建綠色建筑,推動建
筑業的可持續發展。
2.改革建筑工程運作模式,加強建筑師對工程全過程的控制
在當前國內建設體制下,開發商把一個建設工程分段發包給勘察、設計、施工、監理單位,包括建筑材料和設備的采購,也基本上是開發商說了算。在現行體制下,建筑師的權利極為有限,加上設計招投標運作的不規范,建筑師往往能按照投資商的想法追求建筑的造型和畫施工圖,談不上對工程全過程的控制。所以給建筑師的創作空間和控制工程質量的權利已經是急需解決的問題。一個典型例子就是清華大學和美國麻省理工學院合作進行生態住宅小區的設計與建設研究,找了北京兩家大的房地產開發公司,歷時4 年,設計付出很大,但是開發商以種種理由,一個實際工程都沒得到落實。原因就是開發商急功近利,經濟不合算而不去為之,建筑師則無能為力。
因此,在立項時就應該有綠色建筑的創意要求,同時擴充現行環境影響評價的內容,按照綠色建筑體系的要求進行可行性研究。建筑設計單位服務的領域要積極進行延伸,按照國際通行的咨詢(FIDIC)服務的模式來運作,服務的對象應該包括業主、承包商、金融機構等,實施各種項目總承包的方式為建設工程提供建設全過程的服務。根據我國設計體制下人力資源及實際承接任務的現狀,當前有實力的民用建筑設計單位應該在改革中積極向此方向發展,特別是要注意培養和吸納這方面的人才,進行以工程項目管理服務(PM)或工程項目管理(PMC)方式為主的各種形式的工程總承包,發揮建筑師對工程的控制作用,這將會有力地推動綠色建筑的實施。
總之,推動綠色建筑設計要依靠全社會生態意識的提高,依靠市場機制的驅動,靠政府政策法規的規范與誘導,但建筑師的先覺無疑是重要的關鍵。
參考文獻
1.王竹等.綠色建筑體系的導衡機制.建筑學報,2001(5)