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结合绿色技术建筑设计教学研究

学术杂志网   |   2020-09-08

摘要:当今绿色技术在建筑设计中的重要性日益凸显。与此相对应的是,绿色技术与建筑设计的结合已经成为建筑设计教学改革的重要方向之一。该文分析了传统技术教学与建筑设计教学脱节的状况,进而介绍了结合绿色技术的建筑设计教学探索。这种教学探索通过设计与技术的协同教学,注重培养学生绿色技术意识,强调绿色技术在设计中的实践与运用,加强绿色技术软件运用等方法来实现。文中介绍的教学探索为建筑设计与绿色技术在教学上的结合提供了参考。

关键词:绿色技术;建筑设计教学;教学探索

当代的建筑设计的进步往往建立在技术发展的基础之上,就像绿色技术的革新已经成为建筑设计领域发展的重要推动力量。随着我国绿色建筑技术的逐步运用与推广,舒适、节能的绿色建筑设计理念已经逐步深入人心。当建筑设计领域面临这样巨大的变革时,传统的建筑设计与技术教学脱节的矛盾显得更加突出,建筑设计与技术教学的改革变得十分迫切。只有通过新的教学探索,采用新的教学方法与理念,才能克服原有建筑设计与技术教学上的多种不足,更好地适应当下的建筑设计发展状况。因此,我们探索了结合绿色技术的建筑设计的教学模式,将建筑设计与绿色技术的教学融合发展、相互促进,以期在建筑设计教学上取得更好的效果。

1设计与技术教学脱节

在建筑学专业实际的教学过程中,传统的建筑设计与技术教学存在着不少的错位与脱节。对于建筑设计的教学而言,学生的设计成果往往流于形式的操弄,缺乏技术支撑,更无法实际落地,设计方案显得轻浮而不扎实。对于建筑技术教学而言,建筑学专业的学生普遍缺乏学习的兴趣与热情,对于一些知识点和公式死记硬背,无法在实际的设计过程中运用。这样的情况,导致建筑设计与技术教学的双方,都很难取得良好的教学效果。

1.1传统教学组织的不足

在传统的教学组织上,建筑设计与技术的教学是两条“平行线”式的组织模式[1]。在教学内容的设置上,建筑设计与技术教学都强调自身的闭环。建筑设计课程一般根据从易到难,从小到大的顺序安排设计任务,每一个设计任务又会安排不同的建筑类型。建筑设计教学希望通过这样的教学序列达成设计课程的教学目标。建筑技术往往安排有建筑构造、建筑物理、建筑设备等课程,每门课程都对应相应的建筑技术知识。随着绿色建筑技术的兴起,又会增加绿色建筑技术等课程,来适应当下建筑技术发展的需求。建筑技术课程的教学希望通过不同技术课程的教学来实现技术类知识的传授。在课程的时间安排上,虽然学生在上设计课的同时也在上技术类课程,但两者实际上并没有太大的联系,有时候甚至是错位的。在设计课程需要使用相应的技术知识的时候,要么技术课程尚未开始,要么已经教授完毕。因此,在实际的建筑设计教学过程中,指导教师也不关注同期技术课程教授的知识与内容。反之亦然,技术课程的老师同样也不关注设计课程教授的内容。在这样两条“平行线”式的教学组织模式下,设计教学与技术教学两者之间的结合是非常薄弱的,学生甚至感受不到两者之间具有一定的联系,更谈不上将建筑技术的知识运用到具体的设计上去了。

1.2技术教学“重理论,轻实践”

建筑技术类课程一般采用课堂讲授的教学方式。这样的教学方式,重知识的传授,轻运用及能力的培养。虽然技术课的教师在课堂上进行了大量建筑技术知识的讲解,但是学生只是被动接受了这些知识点,而且往往是“囫囵吞枣”、“知其然,不知其所以然”。学生对于各种技术适用的条件、运用的情况等,大都是一头雾水。这样的情况下,学生即使完成了建筑技术类课程的学习,离实际运用相去甚远。因此在技术教学“重理论、轻实践”的教学模式下,学生对于建筑技术“学无以至用”[2]。此外,建筑学专业的学生在学习过程中,呈现出不适应技术教学常采用的理工类的教学方式。在技术课程的教学上,往往教授大量的知识点,包括抽象的数据与计算公式等。建筑学专业的学生擅长形象思维,喜欢看图,当面对枯燥的数据和公式的时候,提不起学习的兴趣,甚至产生一定的抗拒心理,导致教学效果不理想。

1.3观念的矛盾

建筑设计与技术的任课教师各自强调自身课程的重要性,却都缺少对对方课程的关心,以及知识的储备。现在建筑设计课程年轻的指导教师,往往是直接从高校到高校,缺乏工程实践的积累,重艺术轻技术,这样的设计思维也会影响学生,使得学生认识不到建筑技术在设计中的重要作用。学生对于建筑设计偏重于造型、功能、空间等因素的推敲,却忽视建筑技术的设计与运用。与此同时,担任建筑设计类课程教学的教师往往不具备建筑设计的教育背景,虽然拥有建筑技术的知识,有时候却不从建筑设计的角度去理解技术的需求。在实际教学中,注重技术知识的讲解,不注重技术在设计的具体运用[3]。

2结合绿色技术的设计教学

由于认识到传统教学中设计与技术上的脱节,我们探索了结合绿色技术的设计教学模式,通过采用设计教师与技术教师的共同授课,注重培养学生在设计中的绿色技术意的指导教师都参与学生作业的辅导工作。在设计伊始,两位教师会分别阐述设计与技术的各项要求。在教学过程中,设计与技术的指导教师会分阶段进行辅导与讲解。技术指导教师随着设计教学的进行,会分别进行技术知识的专题讲解,技术软件的使用辅导,以及对设计中涉及的技术问题进行答疑。由于有技术教师的全程参与,使得学生并不只是到了设计的最后阶段才应用绿色技术进行设计,而是在设计方案应用的全过程中持续进行思考与解决。培养学生的绿色技术意识绿色技术意识的培养是建筑设计教学的一个重要目标。通过对于绿色技术思维的引导,使得学生对于建筑设计的构思不再局限于造型、功能等因素,而是拓展到绿色技术方面。在教学过程中,鼓励学生在设计过程中有意识地去关注绿色技术问题,并且寻求解决的方法。最终将绿色技术思维内化为学生建筑设计思维中的一部分。教学中,我们希望学生通过对绿色技术的实际运用来激发对绿色技术学习的热情。

2.1设计与技术教师共同授课

在新的教学组织中,技术指导教师深度介入建筑设计的教学。建筑设计教师与技术教师共同参与设计课程的教学工作,两者共同设定教学目标、撰写设计任务书以及辅导设计。在课题的选择上,采用以实际项目为依托的设计任务。相较于虚拟的设计任务,实际的设计任务对学生既产生了设计的制约条件,同时也提供了设计线索。更重要的是通过实际项目,在设计中提供了真实的需求与场地,有助于学生将来实现从学习到工作的过渡。相较于传统的课程设计任务,新的课程设计任务增加了绿色技术方面的要求。学生除了要完成规定的建筑设计任务之外,还要进行包括室内外风环境、光环境、热环境等在内的技术模拟与分析,并且要将技术设计的成果在最终的设计表达中呈现。在具体的教学过程中,建筑设计与技术会到乐趣,而不是机械的接受知识,这极大地激励了学生对于绿色技术学习的热情。因此,我们在教学中注重培养学生的绿色技术意识以及实践运用,而不仅仅是理论知识的教授。结合了绿色技术的设计教学不只是注重设计的成果,而是注重培养学生发现问题,解决问题的能力。设计需要学生认真分析实际场地的状况与气候条件,作为设计出发的重要依据。鼓励学生在设计中采用适应性技术,考虑建筑设计的现实条件和制约因素,采用“被动式”和“主动式”技术的综合运用。不鼓励学生一味采用高科技的绿色技术,或者将设计变成节能技术的堆砌,倡导将节能技术落实到实处,比如建筑形体的选择、构造创新、新型材料的选择等。教学不仅引导学生关注绿色建筑技术,更关注绿色技术与建筑设计之间的相互关系。建筑设计中绿色技术的使用,不仅仅是为了炫技。结合了绿色技术的建筑设计方案要求学生的设计方案在降低建筑能耗的同时,提高建筑的舒适度。因此,在教学中引导学生着重思考如何将绿色技术服务于设计,提高建筑设计质量。毕竟建筑设计专业培养的是建筑师,而不是工程师[4]。

2.2强调绿色技术的实践与运用

对于应用型本科的教学来说,理论知识当然也要掌握,但是不必要求过深,更重要的是如何将理论知识转换为实践,知识的实践运用才是运用型本科教学最关键的所在[5]。基于学校应用型本科的教学目标,结合了绿色技术的建筑设计教学,也以绿色技术的实践运用作为教学的重要方向,让学生在实际的设计中理解与掌握绿色技术知识。相比传统的技术教学,结合了绿色技术的设计教学更加注重技术在实际设计与工程中的运用,而不只是绿色技术知识的理论传授。因此在教学中,有意降低了理论知识的难度,同时增加了绿色建筑案例的研究与分析,以及绿色建筑的实地调研。技术指导教师在设计中提出具体的绿色技术要求,旨在通过实际运用来加深学生对于绿色技术知识的了解与掌握。学生有的时候对于抽象的物理概念较难掌握,但通过设计中的运用与计算,可以直观与快速地掌握相关概念及其使用的方法。比如遮阳构件与采光之间的关系等,通过不同的设计比较,学生可以总结不同构造形式之间的利弊。将绿色技术的运用与建筑设计紧密结合,注重在建筑设计层面对绿色技术的运用,包括建筑形体的选择、建筑材料的选用、构造设计以及设备的选用等;注重绿色技术的模拟分析、评估以及反馈。绿色技术的研究与分析的目的最终是优化建筑设计,而不是为了使用而使用。案例中,学生通过对于室内光线的模拟与分析,进而优化建筑的采光方式,取得了更好的建筑设计效果(图1)。

2.3计算机量化模拟分析

在传统的设计与技术教学中,对于绿色技术的运用侧重于主观分析,缺少量化支撑。学生在设计中有将绿色技术变成设计装饰品的倾向。因此在新的教学要求中,明确提出了学生要能够运用技术模拟软件对绿色技术进行模拟与定量分析。比如利用CFD软件模拟室内外的风环境,利用Ecotect软件进行建筑生态环境单项或者综合分析,利用Radiance软件进行光环境模拟,利用EnergyPlus软件进行建筑能耗分析等。通过绿色技术软件的使用,改变以往设计中,以经验判断作为设计依据的方式,使得绿色建筑的设计更加合理化和科学化(图2)。在教学过程中,我们也发现运用技术模拟软件分析的难点并不在于软件的使用,而是在于参数的选择,以及计算结果的准确性。通过学习,学生能够在设计过程中运用技术模拟软件,但对于关键性的参数设置缺乏概念与经验,设置较为随意,虽然得出了计算结果,但往往偏差较大,计算结果缺乏准确性[6-7]。因此技术指导教师会对学生进行相应的辅导,在学生相对困难的地方给以协助,帮助学生获得准确的计算结果。此外在教学中也发现,学生往往会止步于技术模拟软件得出的图表与数据,缺乏对于计算结果进行分析与比较的能力,更难以将模拟结果运用于建筑设计的优化。这反映出学生既缺乏知识的储备,也缺乏设计经验。因此,建筑设计与技术的指导教师各有侧重,技术指导教师帮助学生完成技术模拟软件的运用以及结果的分析,设计的指导教师帮助学生将模拟分析得出的结果反馈到设计中去。通过分工协作,实现了绿色技术软件的模拟分析与建筑设计之间的联动。

2.4结合绿色技术的设计表达

在建筑设计的表达上,明确要求学生进行绿色技术的阐述。最终的设计方案表达中,除了需要表达绿色技术研究对于设计方案发展的交互过程,还需要分析设计方案中使用的绿色技术。绿色技术分析包括定性与定量的两部分内容。对于定量部分,要对建筑室内外的一些关键性技术指标进行计算,同时运用上述的技术模拟软件,对设计方案的绿色性能进行模拟计算。最终完成绿色建筑的评估,以此来判断方案的绿色性能是否达标(图3)。同时在建筑设计课程的考核中,增加绿色技术部分的考核。学生最后获得的设计专业课的成绩包括建筑设计与绿色技术两个部分,两部分的成绩共同计入总成绩。教学希望通过设计成绩评定的导向,进一步引导学生除了关注设计以外,也关注绿色技术的分析与运用。

结语

当下对于绿色技术的运用,已经成为建筑领域应对全球气候变化与能源危机的主要方法之一。相应地,对于绿色技术的关注也已经成为建筑设计教学中不可或缺的一环。但是传统的设计与技术教学存在着联系不紧密,教学效果不理想的问题。我们通过结合绿色技术的建筑设计教学尝试,致力于解决设计与技术教学中存在的问题,探索以绿色建筑技术的运用与实践为主要目标的建筑设计教学。这将有助于建筑学专业学生设计综合能力的提高,绿色建筑意识的形成,以及绿色技术的掌握与运用。同时又有助于改革与深化建筑学专业的设计教学,深化建筑设计的教学效果。文中图片均来自学生课程作业。

参考文献

[1]杜晓辉.太阳能建筑设计竞赛对当代建筑教学模式的启示[J].新建筑,2015(5):108-112.

[2]杨维菊,徐斌,伍昭翰.传承·开拓·交叉·融合——东南大学绿色建筑创新教学体系的研究[J].新建筑,2015(5):113-117.

[3]冯静,丁蔓琪,庄程宇.欲善其事,先利其器——谈建筑设计与技术教学的整合[J].华中建筑,2011(6):179-180.

[4]吴蔚.改革建筑学专业的建筑技术课之浅见——以“建筑设备”教改为例[J].南方建筑,2015(2):62-67.

[5]潘懋元.什么是应用型本科?[J].高教探索,2010(1):10-11.

[6]党睿,王立雄,刘刚,等.跨学科背景下绿色建筑模拟技术教学方法研究[J].高等建筑教育,2014,23(6):100-103.

[7]吴蔚.建筑技术课程中能耗模拟软件Ecotect教学探讨[J].学术论文专刊,2012(8):186-188.

作者:单位:徐开 董海荣

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