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《建筑學(xué)報(bào)》2014年第八期

1以專業(yè)融合為核心的教學(xué)模式探索

作為現(xiàn)代工業(yè)重要的門類之一，建筑行業(yè)的發(fā)展依賴于相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域的科技進(jìn)步和各專業(yè)的分工協(xié)作。由于所涉及到的知識(shí)十分龐雜，為了便于學(xué)習(xí)、掌握并提高工作效率，必需進(jìn)行細(xì)化的專業(yè)分工，將原本完整、連貫的建筑設(shè)計(jì)活動(dòng)肢解成為建筑設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、環(huán)境控制設(shè)計(jì)、施工建設(shè)等先后不同的幾個(gè)工種。各工種又從有利于自己操作的專業(yè)角度出發(fā)，利己主義走強(qiáng)，導(dǎo)致專業(yè)間條塊分割、難以融合統(tǒng)一，建筑整體性能難以實(shí)現(xiàn)。如今，我們知道這種簡(jiǎn)單的專業(yè)分工方式，雖然有利于單項(xiàng)技術(shù)進(jìn)步和知識(shí)的傳播，但卻不利于建筑整體質(zhì)量的提高與整合，帶來(lái)了許多問(wèn)題。例如，建筑被簡(jiǎn)化成了若干單項(xiàng)“建筑科技”或“建筑技術(shù)”，建筑設(shè)計(jì)與技術(shù)設(shè)計(jì)配合不佳，設(shè)計(jì)與施工分離，設(shè)計(jì)與使用脫節(jié)等。目前，在我國(guó)土建高等教育領(lǐng)域，綠色建筑主題涉及到建筑學(xué)、城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)、土木工程、風(fēng)景園林、材料科學(xué)與工程、管理科學(xué)與工程等大致6個(gè)一級(jí)學(xué)科和其下包含十幾個(gè)二級(jí)學(xué)科，共同完成培養(yǎng)建筑工業(yè)所需專業(yè)工程技術(shù)人員的目標(biāo)。客觀地說(shuō)，上述學(xué)科都分別在領(lǐng)域內(nèi)對(duì)如何提升建筑的綠色性能進(jìn)行了有益的探索和關(guān)注，但卻沒(méi)有一個(gè)學(xué)科以全面解決綠色建筑設(shè)計(jì)質(zhì)量為核心去開(kāi)展教學(xué)和科研活動(dòng)。就綠色建筑的實(shí)現(xiàn)途徑而言，建筑學(xué)學(xué)科應(yīng)該肩負(fù)起全面實(shí)現(xiàn)綠色建筑的職責(zé)。綠色建筑給傳統(tǒng)建筑學(xué)在教育科研方面提出了更高的要求，既需要更綜合的理論體系、更系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和更高的技術(shù)要求，也需要掌握更先進(jìn)的理論前沿、更廣泛的知識(shí)體系、具備更理性的技術(shù)思維邏輯、熟練運(yùn)用多樣化的分析工具等。需要以建筑學(xué)為核心，整合相關(guān)學(xué)科，研究和建立具有整合思想的綠色建筑設(shè)計(jì)專業(yè)方向，它具有相關(guān)各學(xué)科乘積的效應(yīng)，整合各專業(yè)最先進(jìn)的元素，以培養(yǎng)能夠勝任時(shí)代要求的建筑設(shè)計(jì)人才為目標(biāo)，以同步提高建筑整體質(zhì)量和建筑與環(huán)境的友好關(guān)系為社會(huì)責(zé)任。這就需要重新思考、建立符合時(shí)代要求的綠色建筑領(lǐng)域?qū)ｉT人才培養(yǎng)模式。近期可以在已有的分工基礎(chǔ)上考慮學(xué)科融合，建立健全建筑設(shè)計(jì)學(xué)科對(duì)環(huán)境控制設(shè)備、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)模擬分析、數(shù)理分析等必要知識(shí)體系的整合，加強(qiáng)建筑設(shè)計(jì)人員對(duì)相關(guān)綠色建筑研究進(jìn)展和技術(shù)的理解，以便能夠真正起到整合、組織設(shè)計(jì)工作的責(zé)任。針對(duì)相關(guān)方向研究生教學(xué)，加強(qiáng)包括建筑技術(shù)、結(jié)構(gòu)工程、建筑環(huán)境與能源應(yīng)用等相關(guān)領(lǐng)域通課程的學(xué)習(xí)，以便掌握健全的知識(shí)體系、能力結(jié)構(gòu)和最新科技進(jìn)展。

2教學(xué)實(shí)踐

2.1學(xué)科融合探索始于1990年代，西安建筑科技大學(xué)調(diào)整了建筑學(xué)專業(yè)教學(xué)體系框架(圖1)，就此，式，以國(guó)家創(chuàng)新研究群體和陜西省科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)為核心，國(guó)家級(jí)課題負(fù)責(zé)人為主體組成的綠色建筑研究團(tuán)隊(duì)，建設(shè)了陜西省協(xié)同創(chuàng)新中心等科研平臺(tái)，取得了一批代表性成果，成為綠色建筑科學(xué)研究、人才培養(yǎng)的基地。同時(shí)還打破了專業(yè)與職業(yè)隔閡，拓展綠色建筑通識(shí)教育，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。課題組內(nèi)各專業(yè)負(fù)責(zé)教師頻繁交流，形成了和諧結(jié)合專業(yè)發(fā)展的眾多思考，圍繞建筑學(xué)基本能力訓(xùn)練，展開(kāi)了系列探索，形成了相對(duì)開(kāi)放的教學(xué)體系，重點(diǎn)探索了以科學(xué)研究和研究生培養(yǎng)相結(jié)合的工作機(jī)制，努力培養(yǎng)符合時(shí)代要求的建筑設(shè)計(jì)與研究人才，科學(xué)研究成果密切結(jié)合行業(yè)與社會(huì)發(fā)展需求。經(jīng)過(guò)多年積累，形成了一套多學(xué)科交叉融合，教學(xué)、實(shí)踐和科研相互促進(jìn)的創(chuàng)新模的科研關(guān)系，相互支持業(yè)務(wù)工作；注重打破研究生的專業(yè)界限，無(wú)論具體專業(yè)都強(qiáng)調(diào)需要掌握完備的建筑知識(shí)結(jié)構(gòu)和業(yè)務(wù)能力；經(jīng)常開(kāi)展跨學(xué)科的學(xué)習(xí)、研究、討論。課題組內(nèi)涉及的建筑設(shè)計(jì)及其理論、建筑技術(shù)科學(xué)、建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程等專業(yè)研究生共同學(xué)習(xí)綠色建筑通識(shí)課程，提高綜合理解與設(shè)計(jì)能力。教學(xué)與科研相協(xié)調(diào)，明確了培養(yǎng)綠色建筑設(shè)計(jì)人才的目標(biāo)，強(qiáng)化了建筑設(shè)計(jì)專業(yè)在學(xué)科群中的核心作用，其余門類均圍繞此開(kāi)展。人才培養(yǎng)與科學(xué)研究并重、多專業(yè)協(xié)同，促進(jìn)學(xué)科間相互學(xué)習(xí)和知識(shí)體系的健全完善。瞄準(zhǔn)綠色建筑行業(yè)前沿問(wèn)題，將研究生論文研究與國(guó)家級(jí)課題相結(jié)合，采用先進(jìn)的、可重復(fù)的研究方法，取得了顯著成效，10年來(lái)，累計(jì)培養(yǎng)畢業(yè)綠色建筑方向博士50余名，碩士100余名。在西部地區(qū)，系統(tǒng)地開(kāi)展了多種自然地理氣候條件下的綠色建筑的環(huán)境測(cè)試、建筑模式研究、方案創(chuàng)作、示范建筑實(shí)施等系列科學(xué)研究工作。

2.2教學(xué)模式探索探索改變單純的“線性”的綠色建筑設(shè)計(jì)方式，“并行式”設(shè)計(jì)方法，提高建筑整體品質(zhì)。在承認(rèn)建筑的使用功能、空間形態(tài)、文化傳承等基本需求的前提下，逐漸摸索形成了并行的綠色建筑設(shè)計(jì)創(chuàng)作方法。與常規(guī)先功能、再形式、后綠色技術(shù)設(shè)計(jì)的“線性”流程不同，將綠色建筑關(guān)鍵的環(huán)境與能源指標(biāo)量化模擬分析前置在建筑方案之前進(jìn)行。在利用計(jì)算機(jī)分析工具對(duì)環(huán)境與能源指標(biāo)分析評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，從實(shí)現(xiàn)綠色性能的角度提出若干種可能建筑形態(tài)，再進(jìn)一步落實(shí)功能和組織交通流線等設(shè)計(jì)工作，還需對(duì)上述環(huán)節(jié)進(jìn)行若干輪次必要的調(diào)試和優(yōu)化工作，形成滿足多目標(biāo)需求的綠色建筑方案。“并行式”綠色建筑設(shè)計(jì)方法的示意見(jiàn)圖2。依照此方法，在畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)，多專業(yè)共同指導(dǎo)，探索了多重約束條件下綠色建筑設(shè)計(jì)方案的可能途徑，驗(yàn)證了方法的有效性。

2.3綠色建筑設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)踐2014年，結(jié)合本科畢業(yè)設(shè)計(jì)，課題組進(jìn)行了“并行式”綠色建筑設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)踐，檢驗(yàn)了設(shè)計(jì)方法的有效性，取得了較好的教學(xué)效果。根據(jù)教學(xué)目標(biāo)，將17周課時(shí)分為設(shè)計(jì)準(zhǔn)備(理論學(xué)習(xí)與調(diào)研)、總體概念、方案設(shè)計(jì)、成果表達(dá)等4個(gè)階段，在重要環(huán)節(jié)增設(shè)了專題輔導(dǎo)(表1)。畢業(yè)課題的選址位于夏熱冬冷地區(qū)的蘇州市，是一家建筑科技企業(yè)的研發(fā)總部，占地1.7hm2。自然環(huán)境條件優(yōu)越，北側(cè)隔路與自然山體相望，東側(cè)隔路與城市綠地公園相鄰。由科研辦公、對(duì)外技術(shù)展示、各類實(shí)驗(yàn)室、培訓(xùn)教育中心、學(xué)術(shù)會(huì)議廳等功能組成，要求符合綠色三星標(biāo)識(shí)(圖3)。本次綠色建筑設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)踐的關(guān)鍵內(nèi)容：1)從自然氣候條件出發(fā)，形成綠色建筑設(shè)計(jì)概念。在前期學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，采用當(dāng)?shù)貧庀髷?shù)據(jù)參數(shù)，利用Revit、Doe、Ecotect等綠色建筑分析軟件，進(jìn)行了生物氣候、風(fēng)環(huán)境、日照分析，探討了包括風(fēng)、日照、降水、溫濕度在內(nèi)的自然氣候要素對(duì)建筑的影響，并從建筑節(jié)能潛力、主被動(dòng)節(jié)能措施等方面對(duì)綠色建筑設(shè)計(jì)的方向和可能性開(kāi)展了探索，讓學(xué)生掌握借助計(jì)算機(jī)分析工具理性地開(kāi)展綠色建筑設(shè)計(jì)的能力。2)復(fù)雜的功能組織與綠色建筑的基本目標(biāo)相結(jié)合。設(shè)計(jì)對(duì)象功能構(gòu)成復(fù)雜，涉及到建筑與環(huán)境的關(guān)系、出入口確定、大小空間的協(xié)調(diào)、交通流線組織等一系列問(wèn)題，單項(xiàng)技術(shù)難度不大；在此之上，又需要運(yùn)用綠色建筑的評(píng)價(jià)指標(biāo)、環(huán)境和能耗模擬等手法，審視建筑方案的合理性，并做出相應(yīng)的修改完善。經(jīng)過(guò)反復(fù)的調(diào)整，讓學(xué)生掌握了“并行式”設(shè)計(jì)流程，不但可以提高建筑物理環(huán)境品質(zhì)、控制建筑能耗水平，也能提前對(duì)建筑的關(guān)鍵環(huán)境性能參數(shù)做出定量預(yù)判，提高了綠色建筑的設(shè)計(jì)效率。3)以節(jié)能為主要目標(biāo)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手法。在建筑技術(shù)專業(yè)參與下，運(yùn)用計(jì)算機(jī)模擬分析，嘗試建筑立面設(shè)計(jì)的新方法。以降低建筑能耗為目標(biāo)，主要采用自然通風(fēng)降溫、夏季遮陽(yáng)防熱、爭(zhēng)取冬季日照、圍護(hù)結(jié)構(gòu)隔熱保溫等被動(dòng)節(jié)能措施，在建筑表皮做出了積極反應(yīng)，形成了差異化的建筑立面設(shè)計(jì)(四個(gè)立面的形態(tài)、開(kāi)窗與遮陽(yáng)、墻體構(gòu)造等均不相同)，體現(xiàn)了綠色建筑因地制宜的基本原則。4)參照《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)GBT50378-2006》的等級(jí)劃分和指標(biāo)構(gòu)成，組織設(shè)計(jì)文件。該體系由“四節(jié)、環(huán)保、運(yùn)營(yíng)”等六類指標(biāo)組成，每類指標(biāo)又包括控制項(xiàng)、一般項(xiàng)與優(yōu)選項(xiàng)，構(gòu)成復(fù)雜，難以應(yīng)用。通過(guò)學(xué)習(xí)、難點(diǎn)講解、重點(diǎn)輔導(dǎo)等手段，讓學(xué)生掌握了利用現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)從事綠色建筑設(shè)計(jì)的技能，并將相關(guān)內(nèi)容表達(dá)在設(shè)計(jì)成果圖紙中，進(jìn)行了一次完成的綠色建筑方案設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)踐。

3結(jié)語(yǔ)

綠色建筑教育需要破除傳統(tǒng)專業(yè)界限，多專業(yè)協(xié)同、多環(huán)節(jié)配合，共同努力實(shí)現(xiàn)。綠色建筑教學(xué)和設(shè)計(jì)實(shí)踐的最終目標(biāo)是提升科學(xué)研究水平、培養(yǎng)高水平建筑設(shè)計(jì)人才，為人們提供高品質(zhì)綠色生活空間。從建筑教育著手，探索和實(shí)踐行之有效的綠色建筑設(shè)計(jì)的道路和途徑，是實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)的重要保障。

作者：張群王芳成輝劉加平單位：西安建筑科技大學(xué)建筑學(xué)院