绿色建筑设计研究论文(4)

　　第六篇：绿色建筑设计理念在教学中的应用

　　一、引言

　　从传统的建筑学专业教育模式来看，建筑设计的侧重点主要倾向于建筑的功能、形式等方面，对于建筑绿色化设计、节能节材、改善室内物理环境的技术方法不够重视。随着全球对能源、环境问题的关注，绿色建筑已成为当今建筑学领域重要的研究课题之一。目前我国许多高等院校已经相继开展了绿色建筑教学改革的探索，如清华大学、东南大学、华南理工大学等，并取得了一些宝贵的经验和优秀的成果。因此，构建完整的绿色建筑教学体系，将绿色建筑理念能够融入到教学过程中，使学生树立正确的可持续资源和环境观念，了解并掌握绿色建筑的设计方法，是目前我校建筑学教学改革的重点方向。

二、绿色建筑设计的课程特征

　　绿色建筑是将人、建筑和自然环境的和谐发展作为目标，在创造健康舒适的居住环境的同时，尽可能地减少对大自然的破坏，以保持其平衡性。这需要许多与建筑相关的专业之间的相互配合，因此它具有多元性、交叉性、开放性和实践性的特点。

　　1、多元性：建筑设计本身就具有多元化的特征，它不仅体现在技术层面，还体现在艺术层面和社会人文层面。绿色建筑同样具有多元化的标准，要满足节能、节地、节水、节材、保护环境和减少污染的多重要求，从而达到人、建筑、自然环境和谐发展的目标。

　　2、交叉性：绿色建筑的设计涉及到许多建筑学以外多个学科的知识，例如结构、设备、管理、计算机等。因此，从教学上就不能只局限于本学科的内容，要积极引入相关学科领域的教师，配合设计课老师进行理论方面的指导。

　　3、开放性：由于建筑需要各个学科的介入和融合，因此设计本身具有一定的开放性，需要从不同的角度去思考和拓展，以达到对设计更深入的阐释和理解。

　　4、实践性：在绿色建筑设计的教学中，将理论知识和实际动手操作相结合十分重要。可以让学生亲自去认识建筑材料的性能、体验建筑设备的运行过程、甚至亲身参与建筑的建造；也可以通过实验模型的制作及对建筑空间现场测试等方法让学生加深对绿色技术应用效果的认识和理解。

三、绿色建筑设计的教学模式

　　通过对绿色建筑设计教学特征的分析，可以看出，要想构建完整的绿色建筑设计教学体系，需要对原有的教学体系进行教学模式的调整，整合教学资源，优化课程设置。因此，为了更好地将绿色建筑理念融入到建筑设计的教学和应用中，在教学中应该采用全程式、交叉式和开放式相结合的多元化教学模式。

　　1、全程式模式

　　为了让学生树立较牢固的绿色意识，应采用一种全程式的绿色建筑教学模式，即将绿色建筑教学贯穿于整个教学体系。从现有的教学体系来看，建筑设计课作为建筑学的主干课主要分为三个阶段：基础阶段、拓展阶段和综合阶段。每个阶段都安排有相应的设计题目，全程式绿色建筑教学模式就是从一年级的建筑导论到五年级的毕业设计，不同程度地加入绿色建筑设计的思想、理论和技术。在基础阶段，主要包括一、二年级，在这个阶段主要让学生了解绿色建筑的基本概念和较容易使用的被动式技术，有助于其树立正确的绿色观念；拓展阶段主要包括三、四年级，主要侧重于在被动式基础上加入主动式技术，如空调通风技术、太阳能建筑一体化等，以及计算机模拟技术的引用，让学生在定性了解绿色技术优越性能的基础上，能够进行定量分析。对于综合阶段的五年级的毕业设计，需要完成一个综合性的题目，对学生的学习成果进行一次全面的检验。

　　2、交叉式模式

　　从传统的教学体系来看，设计课通常作为主干课贯穿五年教学始终，而其它的理论课，如建筑结构、建筑构造、建筑物理等作为分枝是为建筑设计这门主干课程服务的，但实际操作起来，经常会发生理论课与设计课脱节的现象，学生在理论课上所学到的知识没有被充分地消化理解，不知如何运用到设计方案中，以至于学生的许多好想法得不到有效的实施，有时反而画蛇添足，弄巧成拙。甚至有的学生仍然只考虑建筑的功能和形式，而忽略了建筑的技术性。针对这一问题，为了让学生在设计过程中能及时有效地得到相关技术问题的指导，可以让相关理论课的教师参与到设计课程的教学之中，形成交叉式的教学模式。这种模式将理论指导与设计实践结合，有助于帮助学生理解技术在建筑中的应用方法。

　　3、开放式模式

　　传统的教学模式主要是以教师讲授为主，学生被动地接受，这种模式很难调动学生对学习的积极性与主动性。为了改变这种现状，可以在上课模式上做适当的改变，适当地以学生为中心，采用比较开放的形式。例如教师在讲授幼儿园建筑设计时，确定以“光”为设计主题，由学生围绕主题进行资料查阅、方案设计、技术运用，并在设计过程中采用分阶段汇报的形式。在汇报时，每个学生利用PPT的形式展示自己的方案，阐述设计构思，同时回答老师和同学的提问，经过多轮修改，最终完成设计方案。这种开放式的教学方式有助于改变传统的死板、单调的课堂气氛，能够激发学生的求知欲，培养其积极地思考问题和解决问题的能力，也强化了学生的绿色意识。其次，对于绿色建筑开放性的特征，可以建立网络教学网站，让所有对绿色建筑感兴趣的各专业的学生都可以在网络平台上进行学习和交流，由于学生专业的多样性，可以激发出更多的思路和灵感。

四、结语

　　本文根据绿色建筑的设计特点，针对我校现有的教学体系，进行绿色建筑的教学改革与探索，尝试采用全程式、交叉式和开放式相结合的多元化教学模式，将绿色建筑设计的理念贯穿到整个教学过程中，使学生了解并掌握绿色建筑的设计方法及相关技术。

　　第七篇：绿色建筑设计中的信息模型建构

　　1理念阐释

　　1．1绿色建筑

　　绿色建筑提倡与大自然和谐共生，在减少不可再生能源消耗的同时提高使用者的生活质量，为人类提供健康、适用和高效的活动空间。绿色建筑涉及面宽广，是一门多学科、多工种交叉的系统工程，以建筑人本论来理解，绿色建筑在实现自身价值的同时，适应能力强，是一个身心健康、不浪费有限资源的建筑。

　　1．2建筑信息模型

　　建筑信息模型的建构是在于建筑使用过程中的一切物质运动和能量运动在虚拟建筑中都被信息运动所替代，建筑师可直观预计建筑的使用能耗，选取可操作性强的节能技术。建筑信息模型的建立过程是创建并利用数字模型对项目进行设计、建造及运营管理的过程，即利用计算机三维软件工具，创建包含建筑工程项目中完整数字模型，并在该模型中包含详细工程信息，能够将这些模型和信息应用于建筑工程的设计过程、施工管理，以及物业和运营管理等建筑全生命周期管理过程。

　　1．3建构

　　建构具有技术和文化双重的含义，要求建筑师既了解建筑建造的过程同时又清楚如何把握建筑设计的美观，是客观地表达建筑空间、材料、结构与建造的方法。建筑的根本在于建造，在于建筑师应用材料并筑成整体的建筑物的创造过程和方法。绿色建筑的模型建构是指从建筑设计到建成过程中，既符合结构特征，又遵循生态理念，同时也符合从艺术审美角度去审视其自身所应具有的美学法则，并且在建造实施过程中保持其以上特征的过程。

2绿色建筑与信息模型建构相得益彰

　　2．1对既有建筑进行改进

　　首先对既有建筑进行信息模型建构来分析绿色建筑设计的得失，研究的对象是华北理工大学第二教学楼工程。该项工程于2012年竣工，建筑面积达16818．35m2，为二类高层公共建筑，虽然木已成舟，不能再对该建筑进行大刀阔斧的改建，但对其设施可以进行优化，减少建筑的使用能耗。利用建构软件eQUEST对这栋教学楼建立模型，采用本地气象参数进行能耗模拟。在建筑模型中选取SingleClr/Tint，SingleLow-E，DoubleLow-E三种类型的玻璃进行模拟，由于不同的玻璃类型对建筑采暖和空调的能耗影响不同，三种不同类型的玻璃全年累计耗电量如图1所示。比较可以发现采用DoubleLow-E玻璃节能效果最好，原因在于其传热系数的降低使得该玻璃的保温性能更好，在炎热的夏季减少了室内冷量的散失，即降低了空调的冷负荷，同时其较低的遮挡系数使得室内能有充足的阳光，减少照明灯具的使用时间，也降低了室内的灯光热扰，从而在一定程度上减少了空调的能耗。

　　2．2模型建构始于方案设计

　　在构思方案、勾勒草图、研究美观的过程中，建筑师就应处理好生态技术与造型艺术的关系。在绿色建筑设计中运用信息模型建构的软件，如Autodesk公司出品的ＲEVIT设计平台，借助其先进的辅助功能，建筑师就像站在了巨人的肩膀上。在设计之初考虑生态技术因素，将对整个项目实现绿色目标起到指导作用。由于建筑模型中已经包含了大量设计信息，通过相应的分析软件，帮助建筑师在设计伊始就通过信息模型建构来统一生态技术和造型艺术，让建筑形态的推敲和生态技术的应用有机结合。目前建筑师在做方案设计时，多是基于CAD平台，使用平、立、剖三视图的方式来表达，或采用SketchUp软件三维建模后渲染的方式来展现设计成果。这些传统的设计方法是通过线面组合以形成几何形体，再在几何体表面赋予材质，依靠人的空间想象力来实现设计者与观察者之间沟通。这一过程不可避免的忽视了建筑结构、材料和构造应有的明晰属性，尤其体现不出与实现绿色目标相关的建筑材料属性，省略了各组成部分的真实的组合方式。绘制建筑的过程毕竟不能全面反映实际建造的过程，甚至会产生虚假的后果。随计算机模拟技术的成熟与跨学科应用，信息模型的建构技术应运而生，为建筑师提供了一条解决上述弊端的途径。信息模型建构建筑所见即所得的过程让建筑师使用三维的思考方式来完成建筑设计，使其更专注于设计而不是画图。

　　2．3借模型信息助绿色数据分析

　　初期建构好的粗线条模型可以方便的导出建筑平、立、剖各个方面的图纸，基本满足方案表达的要求。而信息量进一步丰富的建筑信息模型后可以通过数据子集与其他软件对接，进行建筑采光与日照、建筑及其材料热工、建筑能耗等绿色设计分析。在笔者参与设计的北京市昌平区某小学方案构思中体现了基于绿色设计的模型建构，通过建构信息模型与Ecotect设计软件平台相结合，模拟在实际场地环境，包括建筑朝向、与太阳辐射相关的日照与遮阳、全年风场等影响，得出较直观的数字化分析图，保证从方案阶段开始就将绿色建筑的理念贯穿设计全过程。根据小学所处的居民区环境，首先进行室外采光分析，室内全年日照百分比分析，以及遮阳设计。针对该项目首要满足周围高层建筑对本案无阴影遮挡，其次减少新建建筑自身的阴影遮挡。遮阳策略要考虑两方面，一是夏季周边住宅最好把阳光挡出去，冬季让阳光尽可能多的照进来，二是遮阳会使自然采光受到影响，会增加室内人工照明。通过太阳轨迹显示出一天内阴影的变化情况，一方面平衡室内自然采光，另一方面调节全年能耗，两方面结合起来形成最优的方案。最终基于两者策略平衡下采用的垂直交错组合的方案，总平面布局合理，建筑体型设计采光良好。初期的方案是没有庭院的，对室外风场进行分析发现:冬季1．5m高度场地内风速过高，考虑到是小学，又是北方，冬天小学生游玩时会冷，方案调整布局造成半围合布局，活动场地减少了寒风的侵袭。

3殊途同归的绿色设计

　　根据我国能源科技发展路线图，建筑节能技术要从现阶段墙体、屋面和门窗节能技术、采暖和空调节能技术、采光和通风节能技术向建筑节能环保一体化技术发展。绿色建筑要求设计师跨学科综合性全过程设计，将设计信息在不同的领域中分享和延续，建筑信息模型的建构顺应了这个要求。现阶段的绿色设计在不同专业设计中处于各自为政的状态。条件图共享之前，各专业绿色设计在局限于不同的图纸上，就像跑在不同车道上的车，不小心会撞车。施工图节能设计审查阶段是个关键的节点，绿色设计得到全面重视，这时如果某项节能检验不过关，必须对作品针对性的修改。这种头痛医头、脚痛医脚的修改多为应付审查，不能有效实现绿色目标，还可能造成各专业因前期设计不合理产生碰撞，耽误设计进程。信息模型的建构将各专业集成在一个三维模型中，是一个整合所有设计的过程。信息的创建本是一个动态的过程，信息模型的建构是一个高效动态增加、处理信息的平台，碰撞、修改、调整一目了然，比传统方式高效且直观。比如:在设计后期一个楼层层高要增加500mm，按传统方法，若将改变了的工程量数据结合各专业重新整理出来，可能要一个月时间，而在一个完善的信息模型里，只要调整一个层高参数，重新计算，通常是几分钟时间就调整好，一套新的数据就出来了。建筑信息模型的建构基于实现全过程的与现行设计标准、信息标准无缝化结合，使其易用性、整合性空前强大，将从根本上改变工程项目投资、设计和施工三方的沟通方式。

4结语

　　信息模型建构是一副“解毒剂”，让建筑师摆脱了喧嚣尘上的技术重负和审美意识的不确定性，使建筑设计回归本源，是绿色建筑发展的必由之路。总体上看，绿色设计与信息模型建构结合的价值体现还不理想，因为好多的建筑师不愿摒弃传统的设计方式，为学一个处于探索阶段的新东西费时费力。目前结合工作还需完善，实现常用的绿色建筑设计标准和规范在信息模型虚拟建构的软件中得到全面支持，让建筑师有的放矢。只有建筑师体会到了新技术的方便、快捷与准确，自动就舍弃了简单过时的设计方式，信息模型建构才会登堂入室，成为绿色建筑推广的强劲动力。