綠色建筑背景下建筑物理教學(xué)改革實(shí)踐探討★

李 冰 朵 朵

(華南理工大學(xué)廣州學(xué)院，廣東 廣州 510800)

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綠色建筑背景下建筑物理教學(xué)改革實(shí)踐探討★

李 冰 朵 朵

(華南理工大學(xué)廣州學(xué)院，廣東 廣州 510800)

以華南理工大學(xué)廣州學(xué)院為例，分析了建筑物理課程教學(xué)現(xiàn)狀與改革形勢(shì)，針對(duì)學(xué)生在課程理論結(jié)合設(shè)計(jì)中存在的問題，從兩個(gè)方面開展了教學(xué)改革實(shí)踐探索，指出在研究探索中不斷進(jìn)行教學(xué)改革，推進(jìn)學(xué)科建設(shè)和進(jìn)步，是今后教學(xué)發(fā)展的重要方向。

建筑物理，綠色建筑，教學(xué)改革，建筑設(shè)計(jì)

建筑物理是建筑技術(shù)科學(xué)的基本組成部分，是高校培養(yǎng)建筑設(shè)計(jì)、城市規(guī)劃及室內(nèi)設(shè)計(jì)等專業(yè)高級(jí)人才不可缺少的專業(yè)基礎(chǔ)課程。其主要內(nèi)容包括建筑熱工學(xué)、建筑光學(xué)和建筑聲學(xué)三個(gè)部分[1]?？茖W(xué)合理地解決建筑物有關(guān)熱、光、聲環(huán)境的設(shè)計(jì)問題是提高建筑設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要保障。對(duì)建筑物環(huán)境性能與設(shè)計(jì)原理的掌握并能夠靈活設(shè)計(jì)運(yùn)用，營(yíng)造出健康、舒適、節(jié)能環(huán)保的建筑環(huán)境，是一名合格建筑師應(yīng)具備的基本素質(zhì)。

1 課程現(xiàn)狀與反思

1.1 課程開設(shè)現(xiàn)狀

建筑物理是我校建筑學(xué)專業(yè)的必修專業(yè)基礎(chǔ)課程，開設(shè)在大學(xué)三年級(jí)的兩個(gè)學(xué)期，一共80個(gè)課時(shí)。其中建筑熱工學(xué)部分32個(gè)課時(shí)，在第一學(xué)期修讀；建筑光學(xué)、聲學(xué)部分共32個(gè)課時(shí)，建筑物理實(shí)驗(yàn)16個(gè)課時(shí)，在第二學(xué)期修讀。授課方式以多媒體教學(xué)為主，參觀學(xué)習(xí)相結(jié)合?？己朔绞椒譃槠綍r(shí)課程作業(yè)和閉卷考試兩個(gè)部分，通過(guò)完成不同章節(jié)的課程作業(yè)，促進(jìn)學(xué)生對(duì)課程知識(shí)的復(fù)習(xí)鞏固，同時(shí)檢驗(yàn)學(xué)生在不同階段學(xué)習(xí)掌握情況。

根據(jù)高校建筑設(shè)計(jì)人才培養(yǎng)方案，結(jié)合學(xué)校實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)設(shè)施條件，有計(jì)劃地開展建筑物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)。我校建筑物理實(shí)驗(yàn)室總建筑面積約160 m2，包括建筑熱工學(xué)實(shí)驗(yàn)室、建筑聲學(xué)實(shí)驗(yàn)室和建筑光學(xué)實(shí)驗(yàn)室，見圖1。在本科實(shí)驗(yàn)課程中開設(shè)有室外風(fēng)環(huán)境測(cè)量，室內(nèi)照度、采光系數(shù)測(cè)量分析，光反射比、透射比測(cè)量，城市交通噪聲測(cè)量及評(píng)價(jià)等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。學(xué)生在完成實(shí)驗(yàn)后需提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，通過(guò)學(xué)生數(shù)據(jù)測(cè)量結(jié)果及統(tǒng)計(jì)分析后所得出的結(jié)論，考查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)知識(shí)的掌握程度。

1.2 改革形勢(shì)與反思

當(dāng)今我國(guó)建筑能耗日益增加，占社會(huì)總能耗的近30%，建筑節(jié)能和綠色建筑設(shè)計(jì)成為建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)領(lǐng)域發(fā)展的必然要求。目前我國(guó)高校建筑學(xué)專業(yè)普遍引入綠色建筑設(shè)計(jì)思想理念以及對(duì)此設(shè)計(jì)方法有針對(duì)性的培養(yǎng)[2]，因此對(duì)建筑物理知識(shí)的扎實(shí)掌握和靈活運(yùn)用顯得尤為重要。

綠色建筑是在全壽命期內(nèi)，最大限度地節(jié)約資源(節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材)、保護(hù)環(huán)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[2]。在我國(guó)綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中，分別依據(jù)5類指標(biāo)和7類指標(biāo)，對(duì)建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)階段評(píng)價(jià)和運(yùn)行階段評(píng)價(jià)(如表1所示)。當(dāng)綠色建筑總得分分別達(dá)到50分、60分、80分時(shí)，將綠色建筑分別評(píng)定為一星級(jí)、二星級(jí)和三星級(jí)[3]。

表1 綠色建筑各類評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重[3]

以綠色建筑“四節(jié)一環(huán)保”的評(píng)價(jià)指標(biāo)為出發(fā)點(diǎn)，使綠色建筑的技術(shù)指標(biāo)和要求合理地體現(xiàn)在規(guī)劃設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)，是綠色建筑設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。在高校建筑學(xué)培養(yǎng)中，應(yīng)正確引導(dǎo)學(xué)生對(duì)綠色建筑設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)，并在設(shè)計(jì)訓(xùn)練中嘗試對(duì)建筑技術(shù)的應(yīng)用，體現(xiàn)出綠色建筑設(shè)計(jì)思想和理念。從我校建筑學(xué)專業(yè)課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)的情況來(lái)看，大部分學(xué)生對(duì)綠色建筑表現(xiàn)出濃厚興趣，積極采用自然通風(fēng)、屋頂綠化和太陽(yáng)能利用等技術(shù)方案，但普遍存在設(shè)計(jì)方案與綠色建筑技術(shù)應(yīng)用結(jié)合不夠緊密、脫離實(shí)際及缺乏創(chuàng)新等現(xiàn)象。

開展建筑物理課程教學(xué)改革探索研究與實(shí)踐，促進(jìn)學(xué)生對(duì)建筑物理性能、原理和設(shè)計(jì)方法的充分掌握和靈活應(yīng)用，成為我校建筑學(xué)專業(yè)發(fā)展和學(xué)科建設(shè)的當(dāng)務(wù)之急。

基于當(dāng)前建筑學(xué)培養(yǎng)發(fā)展形勢(shì)，結(jié)合我校建筑物理課程教學(xué)現(xiàn)狀，嘗試從兩個(gè)方面進(jìn)行教學(xué)改革。一是開展系統(tǒng)的綠色建筑設(shè)計(jì)培訓(xùn)，圍繞建筑設(shè)計(jì)補(bǔ)充建筑節(jié)能和綠色建筑基礎(chǔ)知識(shí)，促進(jìn)學(xué)生對(duì)綠色建筑設(shè)計(jì)技能的理解和運(yùn)用，以及對(duì)相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的熟悉；引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)掌握Ecotect，DOE-2，PKPM等綠色生態(tài)建筑分析軟件，在設(shè)計(jì)的不同階段進(jìn)行模擬分析和設(shè)計(jì)優(yōu)化[4]。二是鼓勵(lì)學(xué)生參加科研創(chuàng)新實(shí)踐訓(xùn)練，通過(guò)參加大學(xué)生創(chuàng)新研究項(xiàng)目，積極開展專業(yè)領(lǐng)域研究探索和實(shí)踐，促進(jìn)學(xué)生對(duì)綠色建筑技術(shù)和實(shí)驗(yàn)分析方法的運(yùn)用，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力和用科學(xué)方法分析、解決問題的能力。

2 教學(xué)改革探索實(shí)踐

2.1 綠色建筑教學(xué)探索

根據(jù)建筑物理課程綠色建筑教學(xué)改革計(jì)劃，結(jié)合建筑學(xué)本科專業(yè)培養(yǎng)方案，對(duì)我校建筑學(xué)專業(yè)三年級(jí)建筑設(shè)計(jì)(四)課程“居住區(qū)修建性詳細(xì)規(guī)劃”中規(guī)定了綠色建筑分析設(shè)計(jì)要求，同時(shí)開展了專題教學(xué)和設(shè)計(jì)指導(dǎo)。

在設(shè)計(jì)課程的前期、中期和中后期三個(gè)階段共開展了三次綠色建筑專題講座，一共8個(gè)課時(shí)。專題一是綠色建筑概論。綠色建筑的產(chǎn)生背景、原因和重要性；國(guó)內(nèi)外頒布和實(shí)行的綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)要求，以及各國(guó)綠色發(fā)展現(xiàn)狀和方向；我國(guó)的綠色建筑評(píng)價(jià)體系和地區(qū)、行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系介紹。專題二是綠色建筑設(shè)計(jì)案例講解和分析工具介紹。通過(guò)實(shí)例學(xué)習(xí)綠色建筑的設(shè)計(jì)方法和技巧，剖析設(shè)計(jì)思想理念和原則，總結(jié)設(shè)計(jì)要點(diǎn)；初步介紹Ecotect生態(tài)建筑設(shè)計(jì)軟件的功能、用途和操作界面。專題三是綠色建筑分析工具的使用和分析方法。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求，講解如何運(yùn)用Ecotect分析工具分別對(duì)建設(shè)場(chǎng)地和建筑單體進(jìn)行針對(duì)性模擬分析；如何結(jié)合建筑物理知識(shí)和原理，在分析、比較的基礎(chǔ)上對(duì)方案進(jìn)行修改和優(yōu)化[5]。通過(guò)系列專題的學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)課的針對(duì)性指導(dǎo)，大多數(shù)同學(xué)對(duì)綠色建筑設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)方法有了基本的理解和掌握，并能夠正確運(yùn)用分析工具進(jìn)行建筑物理性能模擬分析。在提交的課程作業(yè)中展示了場(chǎng)地特殊氣象日的太陽(yáng)照射投影、日照時(shí)數(shù)等分析結(jié)果，見圖2。通過(guò)運(yùn)用輔助分析工具進(jìn)行多次分析優(yōu)化，確定了合理的規(guī)劃布局、朝向和日照間距等。

2.2 創(chuàng)新項(xiàng)目訓(xùn)練

以綠色建筑技術(shù)探索研究和創(chuàng)新能力培養(yǎng)為導(dǎo)向，學(xué)院為學(xué)生們提供了創(chuàng)新研究的師資支持和實(shí)驗(yàn)分析平臺(tái)。學(xué)生們積極申請(qǐng)和參與省級(jí)、校級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目，開展科研創(chuàng)新實(shí)踐訓(xùn)練。如本學(xué)期學(xué)生申請(qǐng)并獲得資助的項(xiàng)目有“嶺南地區(qū)大學(xué)圖書館自然通風(fēng)技術(shù)適宜性研究”“博物館室內(nèi)反射比測(cè)試評(píng)價(jià)”等，學(xué)生們利用建筑物理實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)研究條件，有計(jì)劃地進(jìn)行調(diào)研實(shí)踐，觀察測(cè)量，模擬分析，總結(jié)匯報(bào)等，促進(jìn)了學(xué)生對(duì)綠色建筑技術(shù)的深入理解和靈活應(yīng)用，有效鍛煉了學(xué)生分析、解決問題的能力，培養(yǎng)了他們熱愛科學(xué)和創(chuàng)新實(shí)踐的精神。

3 結(jié)語(yǔ)

綠色建筑是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的產(chǎn)物，也是人們對(duì)營(yíng)造節(jié)能低碳、健康舒適人居環(huán)境提出的必然要求，建筑師掌握必備的綠色建筑設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)技能顯得尤為重要。在高校建筑學(xué)人才培養(yǎng)中，通過(guò)建筑物理課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生對(duì)建筑聲學(xué)、光學(xué)和熱工學(xué)環(huán)境性能和設(shè)計(jì)原理有了一定的掌握，在此基礎(chǔ)上開展綠色建筑專題培訓(xùn)和設(shè)計(jì)指導(dǎo)，促進(jìn)學(xué)生對(duì)技術(shù)原理和理論方法的靈活運(yùn)用，在設(shè)計(jì)作品中實(shí)現(xiàn)綠色建筑技術(shù)與建筑功能、藝術(shù)的完美結(jié)合，是高校建筑學(xué)本科培養(yǎng)的一個(gè)重點(diǎn)，也是建筑物理教學(xué)改革發(fā)展的重要方向。在教學(xué)改革探索實(shí)踐中，通過(guò)開展系列專題講座，使學(xué)生對(duì)綠色建筑知識(shí)有了較全面和系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，同時(shí)對(duì)建筑物理環(huán)境的設(shè)計(jì)原理有了更深入的理解和掌握；通過(guò)對(duì)模擬分析軟件的學(xué)習(xí)和運(yùn)用，進(jìn)行多次設(shè)計(jì)優(yōu)化改進(jìn)，提高了設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性和合理性；通過(guò)大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目的研究實(shí)踐，提高了學(xué)生對(duì)綠色建筑技術(shù)的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了學(xué)生實(shí)驗(yàn)分析能力和創(chuàng)新實(shí)踐能力。在學(xué)院和教師團(tuán)隊(duì)的共同努力下，不斷改革探索，建立健全科學(xué)的學(xué)科培養(yǎng)體系，才能提高建筑設(shè)計(jì)人才的培養(yǎng)質(zhì)量。

[1] 華南理工大學(xué).建筑物理[M].廣州：華南理工大學(xué)出版社，2002.

[2] 宗 敏.綠色建筑設(shè)計(jì)原理[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2010.

[3] 中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2014：3-4.

[4] 張 磊，劉加平.綠色建筑設(shè)計(jì)教學(xué)研究[J].四川建筑科學(xué)研究，2014(8)：324.

[5] Autodesk,Inc.Autodesk Ecotect Analysis 2011綠色建筑分析實(shí)例詳解[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2011.

Explore of the teaching reform about architectural physics under green building background★

Li Bing Duo Duo

(GuangzhouCollege,SouthChinaUniversityofTechnology,Guangzhou510800,China)

Taking the teaching reform and its status of Guangzhou College of South China University of Technology as one example, the paper indicates the problems in the design by students in the course theories, undertakes the teaching reform from two aspects, and points out the teaching reform and course construction is the direction for the future teaching development.

architectural physics, green building, teaching reform, architectural design

1009-6825(2016)20-0226-02

2016-05-04

李 冰(1987- )，男，碩士

G642.0

A

★：校級(jí)質(zhì)量工程教學(xué)改革項(xiàng)目“基于綠色建筑創(chuàng)新設(shè)計(jì)的建筑物理教學(xué)改革研究與實(shí)踐”(項(xiàng)目編號(hào)：JY160311)