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自20世纪70年代起至今,环境心理学的研究主题始终随着社会的变化而变化,据罗玲玲等的统计和分析,认为环境知觉和环境认知、环境社会学与文化、环境行为学、环境保护与生态、环境设计评估是环境心理学的五大研究方向,这些研究本质上关注的都是人和环境之间的互相关系。美国加州大学尔湾分校的环境心理学家Stokols教授提出的人—环境交互作用模型很好地表述了人和环境之间的互动关系(见表1)。该模型分为两个基本的维度:其一为人—环境交互作用的认知和行为形式;其二为人—环境交互作用的作用和反作用阶段。将这两个维度的分类两两匹配,获得人—环境交互作用的四个模型:解释模型(认知、作用)、评价模型(认知、反作用)、操作模型(行为、作用)和反应模型(行为、反作用)。[2]解释的模型与个体对环境的认知表征和结构有关,涉及空间环境的认知表征与人格和环境两个方面。评价的模型是人们针对预定的性质标准对情景进行评价,包括对环境的态度和对环境的评价。操作的模型是个体的活动穿过或者直接影响环境,包括对与生态相关行为的实验分析和人类的空间行为。其中重点关注的是人们的空间行为。反应的模型是环境对个体的行为和幸福感的影响,包括物理环境的影响和生态心理学。
二、人—环境的互动:面向建筑设计专业的环境心理学课程
建筑环境心理学面对的环境以建成环境为主,在Stokols教授的人—环境交互作用模型表中,其研究重点主要集中在认知层面的解释模型和行为层面的操作模型。结合上述对心理学研究内容的分析,建筑环境心理学研究大致分为三个层面:(1)认知层面:探讨个体的基础心理活动与建筑环境的关系,研究内容为建筑环境的色彩、光线、材质、形体等对视觉、听觉和嗅觉等感知通道所带来的心理体验。(2)意识层面:探讨人的高级心理活动(如人的价值观、世界观、审美观)与建筑环境的关系,主要研究个体在不同价值观、世界观和审美观的影响下对建筑环境的理解和追求。(3)行为层面:探讨人的行为与建筑环境的关系,研究交往尺度和习惯行为方式与建筑环境的领域感、私密性等,并结合人体工程学探讨建筑环境的舒适性。依据以上三个层面,笔者对环境心理学基本原理与建成环境设计相关的内容进行分析归类,探讨面向建筑设计的环境心理学课程教学的基本内容,并将其应用于北京工业大学建筑与城市规划学院环境心理学课程教学实践中。虽然自然环境、社会环境和虚拟环境同样是环境心理学的重要研究范畴,但是本文仅以建筑设计专业为研究对象,探讨范围仅限建成环境部分。从表2可以看到,认知、情绪和意志等心理过程是认知和解释世界时所有个体都遵循的共同性过程,其中环境知觉和环境认知是环境心理学领域的基础研究。主要关注的问题有:个体面对环境时在知觉层面、认知层面和情感层面的心理过程;基本的空间认知(如空间客体的知觉)与宏观的空间认知;认知地图与认知图式等相近的概念,了解这些概念能够帮助建筑学专业学生从本质上理解设计基础中,关于形状、形态、形式等与人类个体知觉和认知的关系。空间认知的基本理论则对空间设计的原则和方法有较多启示作用。关于人格与环境的研究则关注特定个体在解释环境过程中的独特组织结构和表达。学者坎特认为环境心理学中的人格研究至少有两个主要方面:一是环境倾向的概念和测量;二是利用已有的人格测验来预测人们对物理环境的使用和改变以及环境对人的影响。毕生发展的概念能够引导建筑学专业学生关注环境使用者所处的人生发展阶段对建筑空间、环境的不同需求,这是设计的依据和灵感来源。而社会心理学的内容,关注的是空间使用者之间的互动,这种互动关系引发不同交往情境下人们对不同空间形式的需求,以及不同的空间对其使用者行为方式的影响。
三、北京工业大学建筑环境心理学课程实践
(一)建筑环境心理学课程
1.课程大纲北京工业大学环境心理学课程为专业选修课,设置在大学三年级第一学期,课时为16学时,授课对象为建筑学专业的本科生。通过对国内主要建筑类院校相关课程设置的调研发现,开设环境心理学课程的学校虽不在少数,但是其课程设计大多参照目前常见的环境心理学课程教材,缺乏深入思考以及与专业实践的结合。笔者多年从事环境心理学课程教学,积累了一些建筑设计课程教学实践经验,也有一些实践思考。本文从心理学的基本原理出发,结合授课对象的专业特色,寻找二者之间的深层逻辑关联,并尝试构建和完善适合建筑设计专业的环境心理学课程教学体系———北京工业大学建筑环境心理学课程体系。上述针对心理学原则及其在建筑设计过程中可能涉及的相关内容的分析,成为北京工业大学建筑环境心理学课程教学大纲设置的理论依据。在教学实践中,从认知、情感、个性、社会性等方面,把与建筑设计专业联系紧密的环境心理学内容分成若干主题明确的教学内容模块,同时结合授课对象专业知识水平的差异。建筑环境心理学课程教学大纲从环境使用者和环境设计者两个不同角度进行教学内容设计。首先,对环境使用者而言,从共性的心理过程、独特的个性心理和社会的个体互动三个方面,介绍环境心理学以及它和建筑设计的关联,并针对社会物理环境中与建筑设计专业紧密相关的建成环境部分,从城市、社区、单体建筑三个不同层面应用环境心理学相关理论进行设计指导原则的讲解和讨论。其次,对环境设计者而言,如何发挥创造力潜能,形成良好的设计思维,在设计过程中与相关各方密切合作、良好沟通、说服他人,以执行自己的设计意见和设计想法,这些都是建筑学专业学生应重视并掌握的能力。因此将其作为一个单独的主题列入教学计划做简要介绍。2.课程作业环境心理学本身就是一个以具体问题为导向的学科,因此,环境心理学课程作业设计亦遵循问题导向的原则,以人—环境的交互作用为主要研究对象,作业内容与教学大纲基本同步。根据作业难易程度分为小组完成和个人完成两类,学生可以根据教师给出的具体作业指导书,从下述题目中选择自己感兴趣的2-3个课题进行研究。
(二)建筑环境心理学课程未来发展计划
随着移动学习的动态发展,目前主要的移动学习从技术应用的角度分可分为两大类:在线移动学习模式与存储移动学习模式。在线移动学习模式主要借助于移动网络,可以随时随地访问互联网上的教育资源。这种资源访问的形式是受移动设备与移动通信网之间以及移动通信网与互联网之间的通信协议制约的。目前,移动通信协议主要有两种形式:一种是面向短信息的,另一种是面向连接的(实现实时通信)。因而目前的在线移动学习模式又可以分成两种子模式:基于短信息的在线移动学习和基于连接的在线移动学习。基于短信息的在线移动学习具有使用费低、设备普遍支持等诸多优点,但其只适用于通信数据少、可用简单文字描述的学习活动和学习服务。基于连接的在线移动学习可以利用移动学习终端,经过电信网关直接访问教学服务器,进行浏览、查询和实时交互,类似于普通的互联网用户,主要应用于表达丰富信息,使用图像、声音、动画等多媒体信息的学习活动和实时交互。目前,国内外已推出WAP、GPRS、3G、无线局域网等多种基于连接的数据服务业务。随着智能手机和手机操作系统的普及与日渐成熟,3G通信服务业务的推出和广泛使用,将使移动学习在方便性以及服务质量上都发生空前变化,教学活动将不受时间、空间和地域的限制,并确保高品质。这种移动学习实现模式的发展将不断发生着转变。
二、移动教学在建筑工程技术专业的建设
移动学习是一种技术特征鲜明的学习方式和技术。其中,无线通信技术是解决移动学习通信的要素;软件技术是保证移动学习能够进行的必要条件;建模工具的正确选择为移动学习内容的开发奠定了坚实的基础。基于以上条件,以建筑工程技术专业中“建筑工程计量与计价”课程为例,笔者主要构建在无线网络环境下微信平台与网盘相结合的移动教学系统的开发与应用。系统功能模块主要有教师与学生功能模块、提醒与讨论空间模块、资料下载模块。
1.教师与学生功能模块。
此模块主要实现方式为微信公众平台,实现动态化、公开化、形式多样化、自动回复化特点。动态化表现为每天可1-5条或更多信息,其内容可涉及教学各个方面,并且每天更新,实现时时动态,例如,“建筑工程常规做法及估算价格”,“如何做好公路工程计量”,“造价算量顺口溜”等。公开化表现为其展现的内容不仅可以是在校学生,社会上任何人如果想对此方向学习,只要加入“关注”即可接收信息,方便易懂。形式多样化表现为其内容形式可以以文字形式表示,也可以其他更具直观性的方式,如图片、视频等。自动回复化表现在学生(或读者)可以回复提示文字或数字,系统自动回复已设定好的内容解答。例如“回复数字1,查看习题1答案”,回复后即会出现答案或答案的链接网址。基于以上优点,可完全实现知识的表达与学习,但它还有一些缺点与不足。微信公众平台上的新信息没有声音提醒功能,如果有新信息时怎样提醒?如果学生有系统自动回复以外的问题怎样解答?如果要展现的教学内容过大,而在公众平台上无法上传时怎么办?针对以上问题笔者提出讨论空间和资料下载两大模块。
2.提醒与讨论空间模块。
新信息的提醒功能及学生有疑问需要教师解答或学生间的讨论功能,都可以通过此模块来实现。具体表现为在微信中建立微信群,由群主(或管理员)维持秩序,并将公众平台的信息和信息提醒同时;对群讨论问题可有针对性地进行。讨论形式亦可多样化,如文字、语音、图片、视频等。
3.资料下载模块。
当资料过大在公众平台上无法上传时,课程内容的各类学习资源,可以通过多种移动学习模式来实现。在该模块中,学生可以通过两种方式和系统进行交互。一种是通过移动终端进行移动学习,一种是通过连接互联网的计算机或笔记本等进行在线学习。例如,建筑工程技术课程的核心内容、最新规范等,我们将提供文档、PDF文件、课程录音、课程录像等多种媒体格式、适合多种移动终端的学习资源,满足学习者不同的学习需求和学习习惯。可以在微信公众平台上给出链接,学习者通过链接下载到自己的移动终端上,手机、电脑、iPad等均可,当他们在教室外面、公共汽车等地方时,都可以通过移动终端来浏览这些教学文档、图片序列、音视频教程等,充分享受移动学习的便捷与方便,而且不需要承担高昂的移动通信费用。
三、应用结果
按计划在建筑工程技术学院2012级学生教学中开展教学,覆盖学生100人以上。项目最终研究成果,对移动教学的应用和开展,具有一定的参考价值和指导意义。
1.实施前
学生对移动学习了解很少,但他们愿意参与这种学习方式。
2.在整个实施过程中
学生更多喜欢的移动学习途径是通过下载学习文档到手机、电脑上进行学习,而且音/视频资源、图片更受欢迎。
3.实施后
学生对移动学习的学习效果普遍认可,大多数学生认为移动学习是课堂教学有益的补充,87%的学生认为移动学习帮助他们获得了更好的成绩。其原因主要有以下三个方面:一是学习者对移动学习还是很好奇,对其形式的追求要高于内涵,因此,移动学习方式更好地激发了学习者学习的积极性。二是学生可以通过微信公众获得更加丰富的学习内容,可以获得课堂以外的知识更加深刻地理解课程知识。三是学生在群内讨论非常积极,可利用闲散时间,随时随地,随需学习,受到学生的普遍欢迎。
四、结语
论文摘要:随着信息化教育进程的不断推进,信息技术对学习的影响愈加重要。本文论述了信息化教育、建构主义学习理论的内涵及特点,探讨建构主义学习理论指导下的信息化教与学的模式。
大力推进信息化,是覆盖我国现代化建设全局的战略举措,是贯彻落实科学发展观、全面建设小康社会、构建社会主义和谐社会和建设创新型国家的迫切需要和必然选择。《2006--2020年国家信息化发展战略》发展战略的重点和行动中都提出提高国民信息技术应用能力,实施国民信息技能教育培训计划,造就信息化人才队伍。建立完善的信息技术基础课程体系,优化课程设置,丰富教学内容,提高师资水平,改善教学效果。推广新型教学模式,实现信息技术与教学过程的有机结合,全面推进素质教育。信息化环境下如何学习,必须探讨有效的学习理论,建构主义学习理论是信息化条件下提高学习质量的有效学习理论。
1对信息化教育及其特点的认识
信息化(Informatization)是20世纪60年代末提出的,是近年来世界各国都非常关注的并具有深远影响的战略课题。南国农先生指出所谓教育信息化,就是指在教育中普遍运用现代信息技术,开发教育资源,优化教育过程,以培养和提高学生的信息素养,促进教育现代化的过程。教育信息化是以现代信息技术为基础的新教育体系,包括教育观念、教育组织、教育内容、教育模式、教育技术、教育评价、教育环境等一系列的改革和变化。教育信息化并不简单地等同于计算机化和网络化,而是一个关系到整个教育改革和教育现代化的系统工程。信息化教育的最终目的是为了提高教与学的质量和效率,促进学生素质的全面发展。
分析信息化教育的本质,信息化教育对于教育能产生以下变化:有利于缩小地区教育差距;有利于低成本扩大教育规模;有利于实现教育资源共享;有利于提高教学效率。其具有教材多媒化、资源共享化、学习自主化、环境虚拟化等特点。
重视建构主义学习理论的指导。教学模式是以一定的学习理论为指导的,建构主义学习理论成为重要的学习理论。现代信息技术的迅速发展为建构主义的实现提供了物质基础和技术支持,使得建构主义所倡导的信息化的学习环境能够得以实现,在信息化教育中贯穿着建构主义学习理论。
2对建构主义学习理论的理解
随着心理学家对人类学习过程、认知规律研究的不断深人,以及对教育教学实践的积极探索,学习理论研究得到不断发展。强调“刺激一反应”公式,把学习者作为知识灌输对象的行为主义学习理论,已逐步让位给强调认知主体内部心理过程分析,并把学习者看作是信息加工主体的认知学习理论。尤其是近年来,认知学习理论的一个重要分支—建构主义学习理论,正愈来愈显示出其强大的生命力,并在世界范围内日益扩大其影响。
建构主义(constructivism)也称为结构主义,它是由瑞士学者让·皮亚杰((J.Piaget)最早提出的。皮亚杰通过同化一顺应学说以阐明人适应环境的过程。其中,同化是指个体把外界刺激所提供的信息整合到自己原有的认知结构中;顺应是指原有的认知结构无法同化新环境提供的信息时所引起个体认知结构发生的重组和改造。皮亚杰认为只有保持同化与顺应的动态平衡,才能实现主体与环境的良好适应,即当个体能用现有的认知结构同化环境信息时,他处于一种平衡的认知状态;个体原有的认知结构无法同化新刺激时,平衡即被破坏,而顺应(修改或创造新结构)就是寻找新的平衡的过程。在“平衡一不平衡一平衡”的动态循环中,个体的认知结构就会逐步地建构起来。今天的建构主义者更关注如何以原有的经验、心理结构和信念为基础来建构知识。
建构主义的基本学习原理认为:
(1)学习不是由教师向学生的知识传递,而是学生建构自己知识的过程,学习者不是被动的知识接受者,而是主动建构知识意义的建构者。
(2)知识的获得是学习者个体与外部环境交互作用的结果。认知过程不仅仅体现在个人内部,它也是整个情境的组成部分。学习的目的不仅仅是让学生懂得某些知识,更重要的是使学生能真正运用所学知识去解决现实世界中的问题。
(3)学习是一种协商活动。每一个学习者都有自己的认知结构,对现实世界有自己的经验解释,因而,不同的学习者对知识的理解不完全一样。这时,只有通过社会“协商”和时间的磨合才能达成共识。
建构主义学习理论认为学习是在一定情境即社会文化背景下,借助其他人的帮助即通过人际间的协作活动而实现的意义建构过程,其中“情境”、“协作”、“会话”和“意义建构”是学习环境中的四大要素或四大属性。
信息化教育环境是学习者与信息进行交互的自我组织的学习环境(Raiber,1996),体现了建构主义的思想。在这个学习环境中,学生不再是简单的“存储器”,而是对信息进行选择性加工的主体。学生面对的也不再是教师单一的粉笔板书和口头讲述,而是鲜活多变的认知材料、逼真生动的模拟实验空间和形象友好的人机交互界面,学生的学习积极性被充分调动起来,学习效率大大提高。学生在成为学习主人的体验中,情感得到健康发展,个性得以完善。这恰恰说明建构主义学习理论对网络学习环境具有十分重要的指导意义。
3建立建构主义指导下信息化学习环境设计
构建以学生为中心的学习模式。建构主义提倡在教师指导下的、以学习者为中心的学习。即在学习过程中,学生是信息加工的主体,是认知结构的主动建构者;教师是意义建构的帮助者、引导者与促进者。学习者在教师创设的情境、协作与会话等学习环境中充分发挥自身的主动性和积极性,对当前所学的知识进行意义建构,并用其所学解决实际问题。
在这种模式中,教师和学生是互动关系,教师给予学生引导和帮助,同样教师可在教学过程中吸收到许多来自学生的新信息,真正做到教学相长。信息所携带的知识不再是教师传授的内容,成为学生主动建构意义的对象。学习环境包括了“情境”、“协作”、“会话”等要素,学习小组的成员之间必须通过协作和会话协商共同完成学习任务。教学媒体不仅用来帮助教师进行教学(如呈现教学信息),也用来帮助学生查询资料、搜索信息、进行协作学习和会话交流,作为学生主动学习、协作式探索、意义建构和解决实际问题的认知工具。
关键词:建筑环境与设备工程;特色专业;人才培养
中图分类号:TU8;C961文献标志码:A文章编号:10052909(2012)06002304重庆大学1956年开始招收供热通风与空调工程专业本科生,是中国最早开办该专业的8所高校之一。1978年增设城市燃气工程本科专业,1995年增设设备工程与设备管理专业。1999年,供热通风与空调工程、城市燃气工程、设备工程与设备管理专业整合扩充为建筑环境与设备工程专业。拥有完善的本科生、硕士研究生、博士生、博士后培养体制,属于国家“211工程”重点学科,依托“985”研究平台和教育部重点实验室的支持,成为了国内领先的品牌专业。经过56年的办学历程,累计为国家培养了约1.3万名本科毕业生,1 000名余研究生,其中包括中国建筑设计研究院在内的各大设计院总工10余人。特别注重适应西部大开发的人才需求,并为东部沿海经济发达地区的建设输送了大量人才,毕业生在行业的影响较大。
该专业教育始终秉承重庆大学“研究学术、造就人才、佑启乡邦、振导社会”的办学宗旨,以人才培养为根本,在全国率先进行专业教育改革,遵循教育规律,创新专业教育体系,教学与科学研究、工程实践相结合,建成了具有鲜明特色的研究型本科教育,并在高校中起到了示范作用。2002年,与清华大学、哈尔滨工业大学等4所高校一起,在由建设部组织的首次本科专业评估中取得了优异成绩,被视察小组评价为“西部高校建筑环境与设备工程专业的领先学科”。英国建筑工程服务注册协会(CIBSE)评估委员会主席M.Farrell先生也给了充分肯定,认为该专业与欧洲的高水平专业教育水平相当。2007年国家公用设备注册工程师专业教育评估委员会对学校进行复评,再次对该专业教育教学改革给予高度评价。2010年,该专业被批准为国家级特色专业建设点。建筑环境与设备工程为人类提供生存和发展必需的建筑环境。随着人类对建筑环境质量的要求越来越高、越来越复杂,保障建筑环境质量的设备工程系统也变得越来越综合化、复杂化。当前人类面临着严峻的能源环境形势,建筑环境与设备工程在发挥上述价值的同时,消耗的能源占社会总能耗的1/3左右。因此,对建筑环境与设备工程专业人才培养的要求也越来越高。
一、对特色专业建设内涵的理解
高等学校的根本任务是培养人才。深化教育教学改革的根本目标是加强大学生的素质和能力培养。因此,本科特色专业是指能培养出有特色人才的专业,其最终体现是人才的特色。《国家中长期人才发展规划纲要(2010-2020)》指出:“人才是指具有一定的专业知识或专门技能,进行创造性劳动并对社会作出贡献的人,是人力资源中能力和素质较高的劳动者。”[1]故而特色人才的基本内涵应该是人才的“能力”特色,特色专业建设的核心任务是形成培养特色人才的能力。
二、建筑环境与设备工程专业人才特色及其特征分析
建筑环境与设备工程专业人才应该具有哪些能力特色?经过对学校毕业生调研分析,结合学校的办学传统、师资特点、科研与工程实践优势与积累,以及学校所在的地理区位特点,笔者认为:工程实践能力是该专业毕业生的主要能力,主要包含以下4个层次。
第一,处理常规工程问题的基本能力。
第二,处理复杂工程问题的综合能力。
12高等建筑教育2012年第21卷第6期
肖益民,等建筑环境与设备工程特色专业建设实践
第三,应用先进的理念和技术,创造性地解决工程问题的创新能力。
第四,适应职业拓展与转型的通识能力。
学校培养的建筑环境与设备工程专业特色人才应具有以下3个基本特征[2]。
第一,具有宽厚的理论基础,以建筑环境与设备工程学为主体,沟通土木建筑、热能动力、环境、机械、经济和管理相关学科。
第二,具有良好的工程师素质,融合贯通暖通、燃气、建筑电气、建筑给排水和建筑消防等专业的核心技术,满足建筑与交通工具内的环控工程、工农业生产环境控制工程、建筑与市政公用设施工程和城市与工厂热能动力供应等领域的要求,经过国家规定年限的工程实践锻炼,取得国家注册设备工程师资格。
第三,适应社会发展变化,能够自我学习提高、改造重构知识和能力,变换自己的角色,从事其他社会活动。
三、目标定位、主要建设内容与建设方案
(一)目标定位
总体建设目标为依托学科建设,深化教育教学改革,优化专业人才培养方案,强化资源配置,打造一支素质优良、结构合理、基础雄厚和具有创新精神的高水平学术带头人为骨干的教师队伍,建成符合中国及国际社会经济发展需要的、高水平的、有国际影响的研究型本科教育教学改革示范专业与推广基地。
(二)主要建设内容
1师资队伍建设
互不关联的教师群体,不益于帮助学生建立清晰的专业理论体系和完整的专业能力。特色教学团队是特色人才培养的灵魂,是特色专业建设最关键的内容。特色教学团队的教师应了解专业全局和本专业人才培养模式与规格要求,对专业课程体系及各门课程、各实践环节在特色人才培养方面的作用认识清楚,掌握所承担的课程与其他课程或教学环节的衔接关系;具有丰富的工程实践经验,理解工程实践对人才能力的需求;具有新思想,新观念,了解学科前沿和发展动态,具有工程新技术研发经历和能力。
2人才培养模式与培养方案修改与调整
人才培养模式与培养方案是特色人才培养的纲要。
3专业理论与实践环节课程体系改革
专业理论与实践环节课程体系是特色能力形成的必由之路。
(三)建设方案
1特色教学团队建设
一是,团队负责人的选拔。负责人要具有把握专业全局的能力,对特色专业内涵有深刻理解、组织能力,是特色教学团队的组织者和引导者。二是,一个了解专业全局,能相互沟通、理解和配合的教师群体。按照特色教学团队教师能力要求,通过学术学历培养,督促和帮助教师取得科学研究、技术研发和工程实践,创造机会到国内外一流高校进修等方式提高教师科研能力和教学水平。
2人才培养方案修改与调整
探讨工程学科专业研究型本科教育的内涵与人才培养模式,针对中国当前的经济、社会发展的需要,研究和制定新的人才培养方案,积极推进研究型教学,培养和提高大学生的创新精神和科研能力,全面推进基于学生参与研究的教与学,对本科生进行工程技术研发与应用的素质教育,将能力训练作为教育教学体系的重要内容。
3教学内容与课程体系改革
开展适应特色专业发展的课程体系建设。一是进行建筑环境与设备工程专业核心系列课程建设,形成新型特色专业的理论与技术核心体系,包括建筑环境与设备工程导论、建筑环境学、流体输配管网、热质交换原理与设备、暖通空调、冷热源工程、燃气输配、建筑节能等核心课程,重点进行教学内容与教学方法的革新。二是建设新生研讨课与大学生创新研究训练项目。三是建设适应特色专业发展模式的实践教学环节,重点建设工程技术研发和应用实习基地,基地的类型、开放时间、方式应符合认知规律和能力素质培养的要求,认识实习、生产实习到毕业实习,逐步实现“教师带着学”到“学生独立学”的转变。通过实习,了解专业有关设备开发、系统设计安装方法和工程建设与运行的实况,强调锻炼学生的独立工作能力,特别是社会交际能力。
四、建设成效
(一)特色专业教学团队
建筑环境与设备工程专业教学团队现有教师41名,其中教授12名,副教授18名,博士导师7名。实验室专职实验教学人员13人。45岁以下中青年教师90%以上取得博士学位,11人取得国家注册公用设备工程师资格。团队教师都具有承担建环工程项目策划与可行性研究、工程方案优化与评价、工程设计、工程技术标准规范的编制与实施的等实践经历。
教学团队督促和帮助教师取得科学研究、技术研发和工程实践经验。通过国家级科研项目、国际合作项目、派出交流等方式,中青年教师都有承担国家科研项目和国外访学的经历,使其了解学科前沿和专业发展动态。绝大多数教师以长期参加工程实践取得的丰富科研与工程实践经验为支撑,形成了鲜明的教学风格。教学团队每周开展半天教学研讨,每学期举行学期教学研讨会,组织教师参与新培养方案的编制和新的课程体系建设研讨。目前,团队正探索将以教师工程实践能力与经历、科研能力与学科视野为主的培养方式转移到基于社会发展与进步、人才培养新需求、教育规律与教学方法新变化的培养模式上,实现教育理念的与时俱进,并付诸教学实践。
(二)人才培养模式与方案的不断完善
以培养通识型的建筑环境与设备工程师为基本目标。目标定位在培养建筑环境科学与工程、城市公用设施等领域从事设计、经营与管理等工作的高素质、创新型工程技术与科学技术人才,部分毕业生进入高一层次学位教育。
将基础素质教育与国家注册工程师专业教育相结合,形成了开放式人才培养模式。以学科理论发展为指导,行业技术发展为背景;以工程理论为基础,工程设计为主线,科学基础教育与专业技术教育并重。重视基础教育,重视计算机、外语、制图等通识能力训练,重视工程师素质(设计、施工、运行管理)培养。
实行优异生培养制度、学业导师制度、主辅修制、弹性学制和第二学位制,充分调动学生学习的主动性和积极性,激发学生的创造潜能,促进学生的个性发展,培养复合型人才。本科生在第三学期按照年级1~2%的比例选拔优异生,各学院教学院长聘任责任心强,教学和科研经验丰富,有科研课题,并具有指导研究生资格的教师作为优异生的导师,负责优异生个人培养计划的制定和落实。优异生和导师实行双向选择。学校为优异生组织各种专题讲座和集体活动,鼓励优异生参加各种学科竞赛和科研工作。学校不定期举办“优异生学术交流报告会”,对优异生的科研成果或论文根据其水平给予适当奖励。专业教学团队在新生入学后,为每5位学生安排1位学业导师,对学生选课、学业规划、参加创新科研项目给予指导。
(三)课程体系改革
合理的课程体系是特色能力形成的必由之路。改革后的课程体系构成见表1。其中,学科大类基础课包括画法几何、工程制图与计算机绘图、工程热力学、流体力学、传热学等课程。专业主干课包括建筑环境与设备工程概论、建筑环境学、流体输配管网、燃料与燃烧、供暖通风与空气调节、燃气输配、冷热源工程、建筑电工学等课程。
实践教学环节是学生能力形成的关键。培养方案安排实践教学环节课内36周,课外4周,共计40周,计27.5学分。其中,认识实习、生产实习、课程设计、毕业设计(论文)等实践环节共集中安排31周,计21学分。专业基础综合实验和专业综合实验等共5周,计2.5学分,在相应学期分组集中进行。
表1课程体系的构成及学分学时分配课程类别12学时/周数12学分12学时比例/%必修12通识教育基础128881255.51237.科大类基础121601210.012 6.8专业主干125761236.01224.6集中实践环节12 401227.512-选修12文化素质1219212 6.012 8.2通识教育基础12 8812 5.512 3.8学科大类基础1213612 8.512 5.8专业选修123041219.01213.0最低毕业学分12168根据学校建筑环境与设备工程专业人才能力特色定位,特别重视工程设计环节的教学。课程设计的主要目的是形成基本工程实践能力,综合课程设计的主要目的是形成综合工程实践能力,毕业设计的主要目的是培养“综合+创新”工程实践能力,毕业论文主要针对研究型人才培养。
(1)课程设计,主要专业课安排必修规定题目的课程设计。通过课程设计,掌握工程设计原理和基本方法,学会独立分析和解决一般工程技术问题。
(2)综合课程设计,4周。通过规定题目的综合课程设计,使学生综合运用多门专业课知识,进行工程方案分析和设计,解决不同工种与设计在协调、配合中出现的问题,培养学生专业综合素质和解决问题的能力。
(3)毕业设计或论文,自选题目,18周。指导教师从实际科研、工程设计项目中提炼选题,由学生结合实际自行选择。毕业设计是综合运用课程知识解决实际工程问题的实践性环节,在毕业设计注重工程实践、创新能力的训练和工程师素养的培养。
(四)教材与精品课程建设
根据“宽口径”的专业教学要求,教学团队对主要专业基础课程、部分专业课程教材进行了重点建设,组织编写出版了“建筑环境与设备工程系列教材”16种,并全部完成了修订工作,其中6部入选“普通高等教育‘十一五’国家级规划教材”;另主编全国专业指导委员会推荐教材、“普通高等教育‘十一五’国家级规划教材”1部,土建类学科指导委员会推荐、部级优秀教材1部,参编“普通高校‘十一五’国家级规划教材”1部。
流体输配管网、流体力学课程已建设成重庆市精品课程,流体输配管网课程被全国高校土建学科指导委员会、重庆市推荐申报国家级精品课程。供暖通风与空气调节、燃气输配、传热学等课程被评为重庆大学精品课程。2001年,“建筑环境与设备工程面向21世纪教学内容、课程体系改革研究与实践”获建设部优秀教学成果二等奖;2002年,“拓宽专业,增强适应性——建筑环境与设备工程专业教育教学改革”获重庆市教学成果二等奖;2009年,“建筑环境与设备工程通识型专业人才培养模式与教学体系创新与实践”获重庆市教学成果二等奖。
参考文献:
关键词:建筑环境与能源应用工程;建筑节能;教学改革;翻转课堂
中图分类号:G642.3 文献标志码:A 文章编号:1005-2909(2017)03-0036-05
2012年9月教育部对建筑环境与设备工程进行调整,并入了建筑智能设施(部分)、建筑节能技术与工程两个专业,更名为“建筑环境与能源应用工程”,主要涉及建筑环境和建筑能源两个主要方向[1]。该专业自成立以来,曾几次更名:从20世纪50年代初期的“供热、供煤气及通风”,到 1987年调整为“供热、供燃气、通风及空调工程”与“城市燃气工程”两个专业,1998年合并为“建筑环境与设备工程”,再到如今的“建筑环境与能源应用工程”。每次更名都与当时国民经济水平与社会发展息息相关,专业名称具有一定的指向性,在一定程度上反映了不同时期国家对专业人才提出的不同战略需求。新名称强调“建筑环境”“能源”方向,符合“十三五”规划中有关全球气候变化及绿色低碳发展的应对要求,与规划中“绿色”“协调”的发展理念不谋而合,对大力推进绿色改革,推动协调发展,加强生态文明建设有着积极意义。从国家战略规划与市场需求的层面看,新专业要以节能减排、发展低碳经济为导向,
应在原有暖通、燃气等专业课程基础上增加建筑节能、绿色建筑、新能源应用等相关内容,以符合当前社会需求,培养专业复合型人才。
此外,中国是能源消耗大国,近20年建筑行业的飞速发展使得建筑能耗在社会总能耗中占比越来越大,这说明中国建筑节能有着广阔的提升空间和社会前景,而降低建筑能耗刻不容缓。在提倡建设资源节约型、环境友好型社会的大环境背景下,建筑节能课程应被更多专业纳入本科教育中,成为土建行业各专业的通识课程。
一、问题的提出
(一)建筑节能技术涉及的多学科性
建筑能技术是一门综合性较强、学科内容高度交叉的课程,它不仅涉及建筑材料、土木工程、建筑学等工科知识,也与社会学、经济学、管理学等人文学科紧密相关。主要包括建筑环境、建筑被动设计、围护结构材料、建筑设备(暖通空调、照明、给排水)、建筑施工、建筑管理等内容。
由于建筑节能课程涉及的学科较多,不同专业教师在讲解时会有不同的侧重点,例如建筑能源与应用工程专业,教师会偏向介绍空调节能方法,建筑学教师会较多关注建筑单体设计与节能,若采用不同专业教师合作讲解建筑节能课程则可避免产生这种情况,但是课时安排的不足、知识体系的庞杂会让学生觉得所学知识深奥晦涩难懂,从而对建筑节能技术的认识只停留在表面。不同专业学生在学习时由于对其他专业领域的知识不太熟悉,更愿意关注自己所学专业部分的节能手段,一定程度上也限制了学生对节能知识的了解。
(二)与新的建筑环境与能源应用工程专业课程体系的衔接与融合
在最新版的建筑环境与能源应用工程专业规范中,课程体系大体沿用原建筑环境与设备工程专业的设置,被并入的专业如建筑节能技术与工程的关键专业知识单元,建筑节能技术、节能建筑计算与仿真等均未包含在内。新规范课程侧重点依旧是传统的暖通与燃气模块,对节能、智能设施领域涉及不深。随着社会的发展,能源消耗量剧增,结合国家对行业人才提出新的战略需求,本专业所涉及建筑能源方向不再仅限于燃气应用,更多地是建筑能源的有效利用,即建筑如何节能。在本科教学中增强对建筑节能重要性的认识,增加建筑节能技术相关课程迫在眉睫。
在此背景下,如何将建筑节能技术与新专业课程体系有效融合,诸如建筑环境学、暖通空调、土木工程材料、绿色建筑设计原理、建筑环境测试技术、低能耗建筑理论与应用,避免和其他专业课程理论教学与实践教学重复显得尤为重要。
(三) 建筑节能方向人才培养存在断层
自工业革命以来的几次经济危机表明,能源利用效率低下极大程度限制了经济的发展,走建设节约型社会、实现可持续发展的道路是必经之路,也是历史的选择。中国当今社会能耗主要集中在工业、交通、建筑三个领域,建筑能耗占社会总能耗的三分之一以上[2],建筑节能具有较大的潜力,是降低中国社会能耗的重要组成部分,社会发展迫切需要建筑节能领域相关人才。
目前,国内研究建筑节能技术主要集中在建筑学专业下的建筑技术方向和土木工程专业下的供热、供燃气、通风及空调工程方向。由于建筑技术方向的学生对数学、传热学、工程流体力学、建筑环境学等基础知识学习不够深入,在建筑节能仿真与能耗模拟、建筑物理环境等方面的知识储备远没有建筑环境与能源应用工程专业的学生丰富,在分析流体、热环境、建筑能耗的实验、模拟数据时,缺少对结果准确的判断力和深入的分析能力,从而在一定程度上阻碍了研究的顺利进行。同时,由于供热、供燃气、通风及空调工程方向的学生本科专业大多为建筑环境与能源应用工程,对建筑设计、建筑构造等建筑知识不够了解,在建筑区域小环境设计、遮阳构件的选择等建筑设计方面缺少经验。因此,在建筑环境与能源应用工程专业本科阶段加入绿色建筑设计原理等相关课程,让学生掌握一定的建筑被动式设计等交叉学科知识,有助于建筑节能领域复合型、创新型人才培养。
二、建设内容
(一)教材建设
目前市面上有关于建筑节能主题的教材虽然多,但是质量参差不齐,内容重叠性强,经典的教材较少,内容更新的速度较慢。此外,现有建筑节能类教材,部分适合建筑学专业的学生,内容偏建筑节能设计;部分适合高职高专学生或工程技术人员,重全面性,偏科普性;部分适合高校研究人员,重理论,缺少工程实例。因此,建筑环境与能源应用专业需要编制适应建筑环境与能源应用工程专业规范要求,强调专业课程间的衔接与融合,注重节能理论性与知识系统性结合、理论与实践相互促进、国际化的建筑节能教材。
教材编撰可从以下三个方面进行优化。
(1)提炼、梳理基本理论与方法。本科专业教材的特性应是系统讲授基本理论、原理与方法,重在教授学生为什么(Why),而不仅仅是传授学生怎么做(How),做什么(What)。因此,在众多有关建筑节能主题的图书资料中,如何脱离科普类特征,遵循建环专业规范的课程体系要求,提炼出基本理论、原理与方法是建筑节能教材编撰的核心问题。
(2)注重理论知识、设计计算与工程案例融合。理论知识内容应与建筑节能相关设计规范标准相适应,以加深理论知识在应用层面的理解,提升学生节能设计与计算技能。另外,工程案例内容不应局限于简单节能技术的介绍,应融合理论知识与设计计算内容,构建各知识点理论、设计与案例的链条式体系。
(3)增加建筑节能研究分析方法与国内外最新技术发展等内容。教材内容需顾及不同层次学生学习能力需求,增加建筑节能研究分析方法与最新技术发展等内容,以拓宽学生的知识面,促进知识应用能力的提升。例如建筑与风环境知识单元可以增加Fluent、EnergyPlus等软件模拟内容,以讲授不同的组团布局对建筑能耗的影响。
(二)理论教学
建筑节能课程的理论框架系统较为固定,包括建筑节能基本知识、建筑节能设计原理、建筑规划设计与节能、建筑单体设计与节能、围护结构节能设计、遮阳设计、采暖节能设计、制冷节能设计、采光与照明节能设计、太阳能利用等单元,但由于建筑节能是一门与时俱进的学科,新技术、新工艺、新材料的出现推动着建筑节能技术的不断革新,很多成果具有一定的时效性,教师应多关注国际先进的建筑节能理念,关注建筑节能领域的最新研究进展,不能一味地照本宣科。
建筑节能课程强调应用性与实践性,教师不能单单只讲授生硬的理论,还应将理论联系实际,多结合工程实例分析节能技术在建筑中的应用。理论给予实践支撑,实践丰富理论内涵。单纯的理论过于枯燥,不利于深化学生对原理的认识,也会使得学生失去学习的兴趣。例如教师可以重点分析当地某一节能建筑的设计原理和途径,探讨当地地域气候和建筑特点对节能设计的影响等。
(三) 课程设计
根据建筑环境与能源应用工程新专业规范,教学课程主要分为理论课与实践课两个类别。知识的输入主要集中在理论课上,帮助学生建立对专业基础知识的了解,以备在日后工程实践中准确运用;知识的输出与检验主要体现在设计实践中,这不仅是对理论原理的巩固,还是对已掌握内容的检验。
近年来,建筑行业的快速发展、建筑环境与建筑能源领域对人才培养的要求变化较大,日益注重建筑节能。如图1所示,在新专业规范体系中增大了建筑节能技术模块比重,强调理论与实践统一,从知识的输入、输出和检验三个方面对课程体系进行重新整合,增加了以设计实践为主的绿色建筑设计、建筑节能等课程,以此形成适合建筑环境与能源应用工程新专业规范的建筑节能课程理论与实践教学特色,体现时代性、体系相容性、专业创新性,既符合当代社会的专业人才培养要求,也展现了科学发展的必然趋势。
三、教学方法改革
建筑节能是一门理论与实践结合紧密的课程,不仅需要教师在课上对基础理论进行系统讲解、对典型案例进行详细分析,而且要求学生在课下积累丰富的相关知识并动手实践。目前老师讲学生听的传统模式很容易让学生产生枯燥感、无法集中精力,从而降低了学习效率与课堂教学质量。此外,课下作业类型单一,课程论文、试卷问答较多,社会调查实践、课程设计类作业较少,无法让学生充分吸收并利用所学进行成果输出。这些因素导致了建筑节能课程流于形式,成了一门科普课,学生既]有深入理解知识,也没有机会亲自实践,无法深刻理解建筑节能的真正意义,从而也失去了开设这门课的意义。
针对这些问题,信息时代提供了一种可有效平衡理论教学与课程实践的教学模式,即 “翻转课堂”。“翻转课堂”是一种利用互联网进行教学的新兴教学方式,学生课前在网上收看授课视频,课堂上在教师指导下完成作业或实践[3]。翻转课堂分为课程、作业、答疑三个模块,根据课程不同的性质可采用不同的组合方式。当课程的知识框架体系短期内不会有太大的革新时,则适合将其理论知识录制成视频,供学生反复观看。相较传统教学方式,“翻转课堂”既节省了教师重复授课的时间与精力,又让学生能较为灵活地安排学习计划,从而留出更多的课堂时间进行有针对性的答疑。
建筑环境与能源应用专业中大量课程均可采用“翻转课堂”进行教学,例如传热学是以理论的讲授为主、作业与答疑为辅的课程,理论内容较为单一,作业通常为计算题,可采用线上基础理论教学与线下作业、答疑相结合的方式。建筑环境与能源系统测试技术课程涉及较多的测量实验,可采用线上视频讲解仪器使用方法与测量原理、线下学生亲自操作仪器进行实地测量的模式。建筑节能课程则是强调理论与实践的结合,理论与实践同等重要,课程理论知识框架比较固定,实践部分中课程设计作业的相关资料与设计规范要求一般比较多,适合网上,故适用于线上教学、布置作业,线下完成作业、答疑的教学模式。“翻转课堂”通过将“预习时间”最大化来完成对教与学时间的延长,其关键之处在于教师需要认真考虑如何利用课堂时间,实现高效率的课堂教学[4]。因此,建筑节能课程的课堂内容和教学形式可多样化:可以是师生面对面交流答疑,例如学生通过PPT、数值模拟等方式来解说自己的设计,教师针对其设计进行面对面点评,学生从教师点评中获取信息来反省自己的设计;可以是建筑节能领域的最新研究成果分享与展示、线上理论视频的补充案例;还可以是实践调研类活动,例如参观当地的节能建筑,调查统计当地民用建筑采用的节能方式等,使学生在实践中探索、理解并运用理论,实现教学目标。
四、课程教学思考
(一)教学内容
建筑节能课程对学生的应用能力、创新能力和操作能力要求较高,学生只关注理论知识根本不足以融会贯通,必须辅以一定量的实践课程加以深化。实践是学生认识、完善、运用知识的最佳方式,因此可适当增加实践课的课时。建筑节能理论知识系统庞杂,讲授需要花费大量时间,教师若采用“翻转课堂”教学模式,理论教学以线上视频的方式教授,课堂则留出大量时间分配给实践课,可有效解决课时安排不足的问题。
在践课的所有形式中,课程设计是最为有效的输出方式。设计课程一般为绿色建筑设计,内容可从小体量如小型别墅设计,大体量建筑如小区热环境分析入手。前者可以结合《绿色建筑评价标准》进行建筑节能的设计与运用,后者可侧重模拟软件的使用,计算模拟小区热、风环境。除此之外,在针对不同章节,可增设不同内容的调查课程。例如遮阳设计单元调查当地遮阳形式与热工气候区的关系;建筑节能常用学术名词单元可通过让学生记录在宿舍的活动状况、衣着类型、温度感受等来理解室内热舒适度;围护结构节能设计单元增加实测墙体、门、窗等围护结构的传热系数实验等。通过设计、调查、模拟等多种形式相结合,丰富实践课的内容和形式,让学生有兴趣、有乐趣、有志趣地主动学习。
(二)教学形式
建筑节能课程的传统教学形式为课堂讲解与考试或课堂讲解与课程论文组合的形式,这两种方式忽略了建筑节能课程的实践性,将其当成工程热力学一类的学科理论课程来教学,很大程度上只起到了科普的作用,制约了学生综合能力的深入拓展。
在采用“翻转课堂”教学后,设计实践课占比增大,课堂将成为师生交流互动的平台,拉近了师生之间的距离。考试形式不再仅限于试卷、课程论文,课程设计每个阶段的成果、学生在课堂上的表现等按照一定权重成为学生最终成绩考核的重要依据。
五、结语
根据建设节约型社会、走可持续发展道路的理念要求,实现能源高效利用是当务之急,而随着建筑节能话题日趋受关注,社会对建筑节能领域的复合型人才需求不断增大。在建筑环境与能源应用工程的新专业规范背景下,建筑节能作为一门不可或缺的课程,现实意义重大,实现与新规范专业体系的融合与衔接尤为重要。应从教学内容、形式等多方面进行改革,以满足人才培养的需要。新兴的“翻转课堂”线上视频线下课堂的教学模式恰好满足了建筑节能课程特点的要求,体现了理论与实践的相互融合,相互促进。
参考文献:
[1]高等学校建筑环境与设备学科专业指导委员会. 高等学校建筑环境与能源应用工程本科指导性专业规范[M].北京:中国建筑工业出版社,2013.
[2] 王立雄.建筑节能 [M]. 3版.北京:中国建筑工业出版社,2015.
[3] 何克抗. 从“翻转课堂”的本质,看“翻转课堂”在我国的未来发展[J]. 电化教育研究, 2014(7):5-16.
[4] 张金磊,王颖,张宝辉.翻转课堂教学模式研究[J]. 远程教育杂志, 2012, 30(4):46-51.
[5] 殷维, 郝小礼, 张国强,等.暖通专业研究生建筑节能课程实践教学案例分析[J]. 高等建筑教育, 2014, 23(3):118-120.
关键词:示范中心;开放化管理;实验教学
中图分类号:G647 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2012)04-0223-03
知识源于实践,能力在实践中得到锻炼和培养,素质在实践中得到提高,大学实验室就是实践的场所。华中科技大学环境实验教学中心以环境科学与工程学院为依托,主要承担给排水科学与工程、建筑环境与设备工程、环境工程3个本科专业和环境工程、市政工程、通风及暖通空调、环境科学、环境生态5个硕士专业的全部实验教学任务,2000年建成建设部给水排水重点实验室。
一、实验教学示范中心建设的指导思想
中心始终贯彻以培养工程实用化创新人才为目的的教学理念,根据国家“十二五”规划,节能减排及可再生能源的发展战略,密切结合环境友好型和资源节约型两型社会城市圈建设的人才需求,充分突出环境学科的综合性和实践性,加强工程基础知识、基本技能的培养,提高学生发现问题与解决问题的创新能力,增强学生的创新意识。依托于学院学科群体与科研力量的优势,科研与教学相结合,以科研促进教学工作的发展,贯彻“基础训练,能力拓展,素质提高”的实验教学宗旨,以转变教育思想为先导,加强学科之间的交互渗透和融合,构筑环境宽口径的实验教学平台,切实加强学生实践动手能力培养,顺应教育的开放化、信息化和国际化的发展趋势,以实现培养适应国民经济和社会发展的高素质人才的目标。
二、实验教学中心建设
1.实验教学体系的改革。环境学院现有的环境工程、给水排水工程、建筑环境与设备工程3个本科专业,由于学科的共通性有许多实验资源应该是可以共享的,各个专业的专业课实验之间也应该是可以互补的。然而,现有的教学实验体系往往随课程设置,零散而不系统,单调而生硬,既浪费了有限的教学资源,又无法激发学生的学习兴趣。实验中心利用学校教学实验建设项目进行教学实验资源的整合。实验中心以实验教学体系改革为先导,以实验教学队伍建设与管理运行体制改革为保障,以加强综合性、设计性、研究创新性实验为重点,将理论教学与实验教学统筹协调,建设环境学科综合实验平台并进行三项重大改革:①实验教学内容的改革。将全院3个专业分散的依附于理论课的专业课实验整合为6门独立实验课(见表1)。
②实验室体制改革。建立实验中心下以实验平台为实验教学单位的新型模式。淡化专业界限,突出共享功能。实验中心下设“水污染控制工程”、“大气污染控制与建筑环境”、“固废污染控制与资源化”三大实验平台。每个平台由教授负责,实验室人员、研究生助管共同管理。实验人员可参与多个实验平台的工作,形成实验教学与理论教学队伍互通,教学科研兼容、结构合理的团队。③理论教学改革。与实验教学改革协调,调整理论教学时数与实验教学时数,加强实验环节。随着社会对学生动手能力的要求越来越高,高等学校的实验教学内容与要求也应不断增加。但是学校的教学总时数又有限,使得实验教学内容与实验教学时数的矛盾越来越突出,解决这个矛盾的有效办法,除适当压缩理论时数以增加实验时数外,就是对实验教学内容、实验教学方法与实验教学体系进行改革。水污染控制实验平台开发出一系列以小型化、集成化、可视化为特点的自制实验教学仪器和设备,部分自制设备实现了数字化。像开设的“废水高级氧化处理实验”对废水水质有较宽范围的适应能力,可对各种工业废水的氧化过程进行模拟研究,并可进行废水氧化机理的深入探讨。同时在处理某一种废水时,力求通过有效地调节寻找最佳的工艺和运行参数,为装置的实际应用提供依据。并且,学生利用这套实验装置还可完成多种氧化的组合与耦合反应等实验项目,如单独的O3氧化实验、紫外(UV)氧化实验、Fenton氧化实验等,以及以上各氧化技术的组合实验,更重要的是激发学生的动手能力,点燃学生的创新欲望。
2.实验教学环境的改善。过去有一种比较夸张的比喻――华工有多大,环境学院实验室就有多大。实验室分布从主校区西七楼四楼、能源学院三楼、高压等离子实验室到东校区力学馆。实验场地分散,人员分散,不好管理,学生做实验也很不方便。经过与学校有关部门的协调,如今将环境学院实验中心集中建在东校区环境楼1~4楼。将本科教学全部集中在环境楼1楼和3楼,4楼专门设立大型仪器室承接对外开放服务。现在,环境楼固废大厅为200m2,组建固废污染控制与资源化实验平台,水污染控制综合实验平台现有8间实验室和1个实验大厅,面积为500m2。环境楼西侧建成大气污染控制综合实验平台,建筑面积700m2。硬件、软件双管齐下搞好建设,确保实验中心建设上一个新台阶。
3.实验教学设备的改善。进一步巩固、完善大型仪器设备管理,实验中心已建立一支由专职技术人员和研究生助教人员组成的大型仪器管理队伍,负责大型仪器的使用、维护。开展研究生、本科生大型仪器设备使用培训,大大提高仪器设备的利用率,对全院教学用房、仪器用房全面规划与分配,改变以前教学、科研、仪器用房混乱和无序的现状。现在经过调整、协调,扩大了大型仪器用房面积,更利于仪器设备的集中管理与使用,方便对学生开放使用。通过对全院的清查、摸底,有针对性的维修一批使用频繁、使用面广的仪器设备,力求做到仪器设备在功能完好的情况下对外开放,提高教学仪器设备的利用率,建立仪器设备共享平台,在学院网上开辟实验中心对外开放仪器设备信息。学生、教师从网上就可以查到仪器设备的型号、规格、购入时间、放置地点、管理者、适用范围等相关信息。
三、特色与成果
通过规划建设,实验中心确立了“开放化管理”的思想,即实验内容的开放,学生可通过网上选课系统,选择实验项目、选择做实验时间、选择参考资料等,自主选择综合性和创新性实验。通过构建自主学习研究性实验使学生了解学科的前沿动态,将教学内容与科研密切联系,逐步将教师的高水平科研成果转化为实验教学内容。同时,建立本科生导师制。实验教学实现了技术与前沿、经典与现代的有机结合。例如针对食品安全问题中普遍关注的农药残留问题,采用我院教师研发的“便携式农药残留检测仪”及其分析和数据处理方法,开设了“酶抑制法快速测定果蔬中的残留农药”实验,极大的提高了学生对前沿科学问题的认识,深受广大学生的欢迎,并取得了显著的成果。本科生已在Chemosphere等SCI期刊上发表了多篇论文。经过几年的努力建设,实验中心成绩斐然。《给水工程》、《排水工程》、《大气污染控制工程》、《固体废物处理与资源化》等多门课程被评为省部级、校级精品及优质课程,先后公开出版各类教材27本,中心承担教改、实验技术研究等项目近40项,其中教学、教改项目《给水排水专业课程体系改革建设的研究与实践》获国家级教学成果二等奖,科研获国家、省部级奖18项,在核心以上刊物上发表科研论文400余篇,在三大索引发表学术论文百余篇,获得发明专利24项,实用新型专利18项。依托于实验教学中心,学生科技创新成绩显著。环境工程专业本科生薛获2004年全国“挑战杯”创业计划大赛金奖;给排水专业陈志峰获2007年全球微软IT大赛第一名。国家级、省级优秀本科生毕业设计论文50余篇,校级优良生产实习队6个。
四、规划
环境实验教学是培养环境科学与工程相关专业本科生实践和创新能力的重要一环。近年来,在实验中心师生员工的共同努力下,环境实验教学中心从早期的基础型和综合型实验,发展到现在的设计型创新实验。对于环境实验教学示范中心的建设,我们深感任重而道远。我们的目标是把华中科技大学环境实验教学中心建设成为高水平国家级的实验教学示范中心,充分发挥我校理、工、医、文、管多学科交叉的优势,在高等学校环境实验教学中发挥示范和辐射作用
参考文献:
[1]张洪奎,朱亚贤,夏海平,等.国家级实验教学示范中心建设与实践[J].高等理科教育,2009,(1):22-26.
[2]周洋.以人为本 创建有特设的基础课实验教学示范中心[J].实验室研究与探索,2006,25(1):71-73.
1.问题提出
建筑的发展把“人的需求”推到一个最原始的起点上――人的“生存”需要:阳光、空气、水、动植物……因此,我们努力实现的不仅是有个建筑物,还要使之置于一个健康的、易于生存的绿色生态居住空间中。建设部发言人仇保兴强调:推进绿色建筑的发展是搞好资源综合利用,建设节约型社会,实现可持续发展,发展循环经济的必然要求。
20世纪以来,绿色建筑评价研究发展得非常快,但是由于受到知识和技术的制约,各国对建筑和环境的关系得认识还不完全,与实际需要相比,评价体系依然还存在着不少的问题,以至于绿色建筑的价值没有得到客观、科学的体现。
本课题就是在分析国内外绿色建筑评价体系后,运用价值工程等原理及方法对绿色建筑的价值进行深入的研究。
二、研究意义
绿色建筑是建筑业发展的必然趋势,然而,现有的国内外绿色建筑评价体系没有很好地引导绿色建筑的发展,它只是基于环境学家的角度对是否为“绿色建筑”进行了判定及对其等级进行了划分,然而并没有对绿色建筑做出全面的评估。本论文的研究有如下意义:
1.从建筑的角度研究分析,同时考虑生态系统与城市基础设施、生物学与非生物学等因素,还涉及建筑环境综合评判中各种构成要素的质量标准如:建筑形态、使用方式、设施状况、营建过程、建筑材料、使用管理等对外部环境的影响,以及舒适、健康的内部环境营造等等进行分析以得出绿色建筑的真正价值所在。
2.从全寿命周期的角度出发,考虑建筑全生命周期的投资及回报,检验各项绿色技术带来的效果,包括对其在使用过程中运行费用的降低、节能效益,甚至对人体健康、社会可持续发展影响,对绿色建筑进行经济上评估。
3.目前的几乎所有国家的评价指标体系均没有评价历史人文等有关内容,评价单从技术的角度入手,回避了此类问题,从而造成了内容的欠缺,本论文将会考虑建筑和历史人文的平衡内容。
三、国内外研究现状
1.国外绿色建筑评价体系的研究现状
发达国家和地区早在20世纪60年代开始探索“绿色建筑/可持续建筑的发展战略与技术”,成立了相关的技术协会、研发组织,并研究制定了相应的评价指标体系。
(1) 英国的BREEM评估体系
英国建筑研究所(BRE)推出的BREEAM是各种评价系统中最著名的一个,它于1990年首次推出,是国际上第一套实际应用于市场和管理之中的绿色建筑评价体系。最初,BREEAM的评价目标主要是办公建筑,该机构同时为建筑师和开发商提供相关技术咨询,目前该系统己在全球传播,并被认为是评价一个建筑物环境质量和性能的工业标准。
(2) 美国的LEED绿色建筑等级体系
“LEED绿色建筑等级体系”由美国绿色建筑委员会于1993年开始着手制定(1998年8月第一版,2000年8月第二版)。它受到英国BREEAM的启发,主要用于评价美国商业(办公)建筑整体在全生命周期中的绿色生态表现。2000年3月美国绿色建筑委员会制定的“绿色建筑评估体系”(第二版)( LEED GREEN BUILDING RATINGSYSTEM VERSION 2.0),旨在用成熟的或先进的工业原理、施工方法、材料和标准提高商业建筑的环境和经济性能,为设计单位按照绿色环保和可持续发展要求进行设计提供指导。
(3) GBC绿色建筑挑战
“GBC绿色建筑挑战”发起于1996年,当时有加、美、英、法等14个国家参加。两年间,各参与国通过对多达35个项目进行研究和广泛交流,最终确立了一个合理评价建筑物能量及环境特性的方法体系:GBTOOL,目标是建立第二代建筑环境评价系统。1998年10月,在加拿大温哥华召开了14国参加的绿色建筑国际会议“绿色建筑挑战98 (GBC98)”,在这次会议上研究成果得到了展示和总结。会议的中心议题是建立一个国际化绿色建筑评价体系,这一体系可以适应不同的国家和地区各自的技术水平和建筑文化传统.
2.国内绿色建筑评价体系的研究现状
绿色观念在我国起步较晚,但是发展较快,尤其是绿色建筑评价研究,我国在学习借鉴国际先进的绿色评价体系之后,已经推出一系列适合我国国情的绿色建筑评价体系,具有代表性的研究成果主要有:
(1)中国生态住宅技术评估手册
《中国生态住宅技术评估手册》生态评估体系包括小区环境规划设计、能源和环境、室内环境质量、小区水环境、材料与资源等五大指标. 经判断打分后上述五大指标体系得分都在60分以上则被认定为绿色生态住宅,体系得分在80分以上者进行绿色生态住宅单项认定。
(2)建设部征求意见稿《绿色建筑评价标准》(2005年10月)
《绿色建筑评价标准》用于评价住宅建筑和办公建筑、商场、宾馆等公共建筑。《标准》的评价指标体系包括以下六大指标:(1)节地与室外环境;(2)节能与能源利用;(3)节水与水资源利用;(4)节材与材料资源利用;(5)室内环境质量;(6)运营管理(住宅建筑)、全生命周期综合性能(公共建筑)。
(3)《绿色建筑评价标准》(2006年6月)
绿色建筑评价指标体系由节地与室外环境、节能与能源利用、节水与水资源利用、节材与材料资源利用、室内环境质量与运营管理或全生命周期综合性能(公共建筑)六类指标组成。绿色建筑评价标准主要内容是节能、节地、节水、节材与环境保护,注重以人为木,强调建筑的可持续发展。
纵观国内外绿色建筑评价体系,笔者主要发现如下几个问题:
①在现有的各种评价系统中,没有一个统一的评价基准,每种评价系统选取的评价内容、评价标准、评价方法都大相径庭,这就使得每种评价系统的使用都具有明显的地域性。
[关键词] 建环专业;教学团队;建设
一、教学团队的含义与发展
团队(Workteams)是由少数技能互补,愿意为了共同的目的、业绩目标和方法而承担责任的人们组成的的群体。它作为一个学术概念最初来源于企业管理,团队管理被认为是企业成功的基本保障。把团队引入教育领域以后出现了教学团队的概念。教学团队比较典型的定义是“由一个专业或某一课程的教师组成的,以提高教学质量为目标而相互协作、共同承担责任的教师群体。”
美国在上世纪50年代中期开始在中小学推行团队教学,70年代以后在高校应用团队教学,目前美国的大中小学中存在80%左右实施某种形式的团队教学。我国高校在上世纪90年代后期才开始进行教学团队实验。2007年国务院、教育部、财政部先后出台了国发(2007)14号文件、教高(2007)1号文件和2文件,全面实施高等学校本科教学质量与教学改革工程(简称“质量工程”),明确提出“加强本科教学团队建设,重点遴选和建设一批教学质量高、结构合理的教学团队,建立有效的团队合作机制,推动教学内容和方法改革和研究,促进教学研讨和教学经验交流,开发教学资源,推进教学工作的老中青相结合,发扬传、帮、带的作用,加强青年教师培养。”同年教育部在全国选出100个国家级教学团队,并成为全国教学团队建设的范例。
下文对本校省品牌专业-建环专业教学团队的设置特色、专业特色、创新性改革措施、资源建设与网络教学等特色内容分别进行总结,以供其他高校教学团队建设借鉴。
二、建环专业教学团队的建设内容与特色
建环专业是1998年教育部将原供热通风与空调工程专业和燃气工程专业(简称“暖通专业”)经调整拓宽组建而成的新专业,它主要培养从事燃气工程、供热工程、通风空调工程等方面的设计、施工、运行管理等方面的高级复合型人才。目前,全国已有140余所高校设置了建环专业,每年培养专业技术人才过万人。本校建环专业是湖北省高校中最早开办建环专业的学校。生源地涉及全国20多个省、自治区和直辖市。建环专业教学团队从1985年组建以来,经过创始、稳定发展与快速发展三个阶段20多年的建设和发展,拥有了一个特色鲜明的优秀教学队伍。
(一)教学团队的设置特色
1.团队成员高学历、高层次,知识与年龄结构合理。团队由14人组成,其中教授4人、副教授5人、讲师3人;具有博士学位的4人(博士后1人)、1位教师正在攻读博士学位,硕士学位的7人;硕士生导师6人。团队成员中,50岁以上4人、40岁以上5人、35~40岁4人、35岁以下1人,老中青配置合理,年龄结构优化,是可持续发展的教学团队。
2.以品牌专业建设为契机,全面发展,打造精品教学团队。经过团队成员多年不懈的共同努力,目前团队具有了良好的发展平台。2008年“建筑环境与设备工程专业”被评为省级品牌专业,2009年“建筑设备实验教学示范中心”被评为省级教学实验示范中心,2009年建筑自动化课程被评为省级精品课程,2009年“建筑环境与设备工程专业课程体系改革的研究”与“土建类人才培养的立体化教学模式研究与实践”均获省教改立项。另外,还有关于专业发展定位与人才培养模式、专业课程教学、双语教学等方面的研究获校教研立项。这些教研项目既有对专业发展进行全面的宏观研究,也有就某门专业课程的教学进行微观的教改研究,还有对实验等实践教学环节进行的教研。它们既相对独立,又相互促进,是全面建设“建筑环境与设备工程专业”省级品牌专业的重要内容。
3.分工协作、优势互补、充分发挥团队优势。本专业开设专业基础课、专业方向课与专业选修课共35门。团队12名专业教师均承担1门及以上专业主干课程与2至3门专业选修课程的理论课堂教学,每门专业主干课程都由2个及以上教师组成课程教学小组共同负责。
除实验外本专业共完成42周实践教学,其中36周是专业实习、设计由专业教师负责指导完成。团队12名专业教师每年均要承担毕业实习与毕业设计的工作,每人指导6至8名学生,毕业设计1生1题,选题由设计指导小组把关;认识实习和生产实习主要由中青年教师承担,分小组指导,集中答辩与评定成绩;课程设计由任课教师组织课程教学小组集中对学生进行设计指导、答疑与成绩评定。
课程实验由任课教师与专职实验员共同指导,实验分组进行。课外开放与创新实验以学生为主体,申请相关教师课外指导。
以上教学工作安排充分发挥了分工协作、优势互补的团队优势,取得了很好的教学效果。
4.教研结合,以研促教,教研并重。根据教学需要,目前本专业已经形成了三个教学科研团队:团队A主要研究本专业课程体系如何适应科学技术的发展、市场经济的需求;团队B主要研究学生工程能力与创新意识的培养:团队c主要研究供热空调系统与建筑智能化的有机结合,扩展专业范围,适应智能建筑的发展。
在科研方面,各个团队都有自己的研究方向与特色。团队十分重视科研转化教学工作,同时也积极鼓励学生参与到科研课题中来,培养学生创新思维和实践动手能力。
5.立足教书育人,开放办系,服务社会。团队紧紧抓住“以学生为本”的教育宗旨,以培养本专业工程应用型人才为目标,结合当前复合型人才培养模式和社会需求,开放办系。鼓励教师积极参加专业教研与科研等会议、专业教学与技能等培训,并给予经费支持。每年毕业设计都定期邀请知名专家来我校为师生作专题讲座。另外,本系是“湖北省土木建筑学会暖通空调专业委员会”和“武汉土木建筑学会暖通空调专业委员会”的挂靠单位,依托这个资源优势,本系在社会上有一定的影响力,在学生落实实习单位与教师开展对外技术服务方面都有一定的优势。
在服务社会方面,要抓住两型社会对环境与节能的永恒需求这个契机,充分利用本专业节能环保的专业知识优势,通过“产、学、研”结合,使本专业人才能更好地服务于社会,将知识转化为生产力,创造价值,通过进一步的建设,使团队形成自己的特色,为学生服务,为社会服务。
(二)教学团队的专业特色
1.结合专业的技术发展和社会需要开展科学研究。本团队成员在暖通空调系统节能、建筑节能、泵与风机的节能应用研究、平衡阀的应用研究、智能控制、暖通空调CFD、室内空气品质、蓄能技术应用、地源热泵、太阳能除湿空调、制冷系统的匹配等领域开展了深入的理论与应用研究,取得了一批有价值的科研成果,既服务了两型社会的建设需要,同时也丰富了课堂教学内容。
2.实习方式的改革和教学体系改革是本专业教学改革的
两个主要方面。暖通专业“顶岗实习”实施方式及效果研究曾获原冶金部教改成果二等奖。几年来仍在不断探索和改进学生的专业实习方式。关于本专业的教学体系改革,不断完善培养方案、编制实践性教学环节体系,结合自身优势开设了暖通空调新进展、冷热源工程、热泵及应用、智能建筑概论、暖通空调工程设计方法与系统分析、小型制冷设备的组装与维修、蓄能空调技术等多门特色专业选修课。另外在大一、大二年级实行了专业导师制度,对学生进入大学后如何有效的学习和做好未来的职业规划进行引导,培养学生对本专业浓厚的学习兴趣,建立师生沟通的良好渠道。
(三)教学团队的创新性改革措施
本校建环专业历来重视教学改革研究,倡导用正确的理论指导教学实践。教学改革是一个渐进的过程,经过团队成员多年的实践探索,及时总结有关经验,参与相关教研课题工作,取得了些阶段性教学成果,得到了几点切实可行的创新性改革措施。
1.依据社会发展和市场需要,提出了地方高校建环专业发展定位与人才培养模式的新要求。社会的发展对建筑环境与设备专业的人才提出新了的要求。“以人为本,舒适、便捷、安全、健康、环保、节能”的思想已成为本专业的核心理念。而高校要发展,专业要适应社会需求,就必须及时掌握社会发展需求与专业设置和教育模式之间的差距。通过调查研究,并根据我校的办学优势和地方特点,探讨本校建环专业学科的发展定位是主要培养从事燃气工程、供热工程、通风空调工程等方面的设计、施工、运行管理等方面的高级应用型人才,能适应其专业服务面广、跨行业特色的需要。面对新的形势,应对专业教学体系与人才培养目标进行及时的调整,配置适应市场要求的课程体系和教学内容,真正体现教育面向社会经济发展、服务于市场经济建设的精神。
2.改革教学体系,加强实践环节的教学投入,突出应用型人才的培养特色。加强实践环节的教学投入,实践环节的教学主要是通过做设计、实验或论文培养学生发现问题的能力,综合运用所学知识分析问题、解决问题,培养实际动手能力。
团队主要通过三方面的措施来加强实践环节的教学投入。首先,优化实践教学队伍。选派认真负责、实践经验丰富的教师指导实习与设计实践教学:专业任课教师与专任实验教师共同指导课程实验;科研能力强的教师指导学生的创新实践等。其次,灵活安排实践教学时间。根据本专业特点,把4周的生产实习调整到第七学期前4周,便于学生充分暑假进行实习,一方面夏季更容易找到实习工地,另一方面,可以满足学生与实习单位要求实习时间延长的实际需求。由于毕业就业找工作与考研的冲击,毕业设计可提前布置给学生,以便能保证设计时间与质量。通过几年的实施,取得满意的效果。最后,尽可能地加大实践经费的投入,以保证实践效果。比如向实习单位争取报销学生的交通费与适量的实习补足等。
3.设置特色课程,培养知识面宽的专业人才,满足市场需求。经济建设的发展和科学技术的进步使得节约能源已成为建筑设备管理十分紧迫的任务。建筑设备的能效管理必然成为今后的一大热点领域和重要市场。所以计划增设中央空调系统运行管理和物业设施管理等方砸相关选修课程。
另一方面,原暖通专业的教授内容主要是建筑物单纯的供热和空调,缺少建筑物内热、湿、声、光及空气质量等方面的综合考虑,尤其对创造人工建筑环境对生活和生产质量的影响的重要性认识不足,因此应对建筑环境学、建筑环境测试技术等课程的内容进行重新调整,并充分重视建筑设备动化与智能建筑等课程在专业教学中的作用。
另外,随着经济的全球化发展需要,应强化学生的英语与计算机应用能力,计划多开些双语课程。
(四)教学团队的资源建设与网络教学
1.网站与多媒体课件建设。为了充分发挥计算机和网络通信技术在专业教学中的重要作用,本教学团队十分注重专业信息平台和网络环境的建设,建立了网络化的教学和管理信息平台,实现网上辅助教学和网络化、智能化管理。在资源建设与网络教学方面主要做了许多工作。团队购买了一批专业课动画索材,自行开发了一批多媒体课件,目前本专业所有主干课程均采用了多媒体课件辅助教学,教学效果很好,深受学生的欢迎。先后建设了建筑自动化省级精品课程网,建筑智能化教学网http://hvac.省略/,建筑设备实验教学示范中心网http://jzsblab.wust.省略/,专业基础课教师博客http://zhou3.woku.eom/,QQ答疑与师生交流群等。
2.教材建设。教材是体现大学教学内容和教学方法的知识载体,是进行教学的基本工具,也是深化教育教学改革,全面推进素质教育,培养创新人才的重要保证。本团队教师注重教材,近几年主编、参编教材《建筑自动化》、《建筑安装工程概预算与运行管理》、《室内污染控制与洁净技术》、《制冷装置管理技术》、《热泵技术与应用》、《燃气供应工程》、《自动控制原理与CAI教程》、《制冷技术与装置》以及《建筑环境学》等9部,这些教材的编写、出版和使用对教学效果的提高起到了很好的保障作用。
3.实践教学资源建设。本专业的教学非常注重理论与实践的结合,注重学生实践能力与工程能力的培养。本专业设有开放实验室,大学生科技创新基地,实验教学示范中心等,为培养学生动手能力,科研能力,创新能力等提供了较好的平台,学生积极参加各种科技竞赛活动,取得了一些可喜的成果。
经过近20年的发展,已形成了比较稳定的实习基地,学生的金工实习、认识实习、生产实习以及毕业实习均有比较固定的地点,建有8个校外实习基地,4个签订实习协议单位,2个校内实习基地,实习基地为学生各类实习提供了很好的保障。另外,本专业同湖北省内多家设计院建立了长期稳定的合作关系,定期与不定期邀请一些工程设计专家到校举办学术和技术讲座,开拓师生的视野,深受师生欢迎。
关键词:生态建筑;设计
Abstract: the ecological construction is also known as the green building, sustainable architecture. Ecological architecture involves is very wide, is a multidisciplinary, multi-disciplinary, is a comprehensive system engineering. The construction of ecological architecture is an important sign of the improvement of the quality, an important starting point is also the Chinese construction industry to the green road to development.
Keywords: ecological building design
中图分类号:TU2文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2013)
一、生态建筑设计的概念
所谓生态建筑设计就是运用生态学的思想,按照以人为本的设计理论,从人、建筑、自然所构成的整体环境为出发,设计出能够实现人、建筑、自然三者和谐统一的最优关系的建筑,使建筑与环境之间成为一个有机的结合体,它既要为人创造一个舒适的空间小环境,同时又要保护周围的大环境。生态建筑是更高层次上的回归自然,它依赖于许多相关技术的最新发展以及根据具体条件面对这些技术的最佳搭配。无论使用何种技术,一定要将建筑作为一个有生命的机体,形成一个与自然生态相平衡的良性循环体系。将建筑视为一个生态系统,通过设计、组织建筑内外空间中的各种物态因素,使物质能源在建筑生态系统内部有序地循环利用,获得一种高效、低耗、少废、少污、生态平衡的建筑环境。
二、我国生态建筑发展中存在的问题
(一)对生态建筑的理念存在误解
生态建筑的概念国内外学术界有许多不同的解释,但核心的内容是根据当地的自然环境,运用建筑学、生态学的基本原理,合理安排组织建筑与其他相关因素的关系,使建筑物与其周围环境成为一个有机的结合体,同时具有良好的室内气候条件和建筑物的自我调节能力, 并具有节地、节水、节能、减少污染延长建筑寿命、改善生态环境等优点。但是有人认为只要将建筑物周围加一些绿化就是生态建筑,在建筑物内部点缀一些植物就是生态建筑,建筑物单纯的节能就是生态建筑,还有人认为建筑的平面将来有重新划分的可能就是生态建筑等等。但这些观点只停留在生态建筑的表面,对生态建筑的理解是不全面的。
(二)生态建筑领域的实践匮乏
目前,我国建筑界发表了许多关于生态建筑的论文,这些论文对于宣传可持续发展的思想、推动生态建筑的发展起到了一定的积极作用,但绝大多数的论文都停留在关于生态建筑设计的理论框架、 设计原则及生态学理论对建筑学的指导、 国外先进生态建筑的经验介绍, 缺乏实际工程实践模式、计算机模拟、环境效果的测试分析。
(三)忽视对农村居住环境的关注
我国作为发展中国家生态建筑的系统研究不平衡,其中城乡的差别较大。目前各个学科研究的重点大多局限在比较发达的城市,缺乏对农村居住环境的系统研究,特别是东北地区。大部分的研究都从本学科(生态学、环境学、城市规划学、建筑学、农业建筑学、能源学)的专业角度出发,虽然研究的内容较为丰富,但是各个学科之间没有很好的结合起来进行深人的研究,特别是如何在特定地区将人居环境与植物环境工程结合起来是函待解决的课题。
三、生态建筑设计应把握的原则
(一)以满足人的最高居住要求为前提
首先应明确生态建筑的最终目标是在满足人们更高居住要求的同时注重对环境和生态的保护,离开人的居住这一前提谈生态建筑是没有意义的。“以人为本”这一原则对于生态建筑则应表现为健康舒适的建筑内外生活环境。
(二)生态建筑方案要具有经济上的可行性
作为发展中国家或地区,生态建筑技术方案在经济上的可行性至关重要。发达国家很多项目都是高投资的大型项目,在经济发展水平不高的情况下,投资巨大的高新技术是难以实现的,至少在目前,当生态利益和经济利益间发生矛盾时,经济性就可能成为取舍的最终依据。
根据我国的经济状况,生态建筑的技术战略应当是利用成熟的技术,通过工程设计各专业的密切配合,在规划、设计层次上逐步地实现节约能源、减少污染、环境舒适的基本目标。所以,选择生态建筑技术方案时不能片面强调高新技术而无视对传统技术、材料的再开发、再利用。
(三)因地制宜的原则
由于建筑所处自然环境千差万别,人们的生活习惯也不同,因此因地制宜地对不同的生态建筑技术方案有所取舍。如我国各地气候差异极大,北方冬季采暖多用油、煤做燃料,对环境有严重污染,生态建设应平衡采暖效率和污染问题;而南方夏季炎热、潮湿,自然防热通风,降低空调能耗则是主要问题,需要针对不同问题寻求不同答案。
(四)弹性设计原则
具有足够的弹性,以包容未来科技的应用与发展。可持续的概念是一种动态的思想,体现在生态建筑中就是建筑应具有足够的弹性,以适应未来的发展。如:楼梯的可生长,预留的空间管道,家具系统的可变化性等。
四、生态建筑设计的模式
(一)建筑选址
在建筑设计的第一步—— 选址问题上,应当充分顺应自然特征,自觉运用生态学原理,使建筑符合最理想的自然状态。我国古代的风水之说,阐述了建筑与天候、地域、人事相互协调的哲理,分析了地质、水文、日照、风向、气候、气象、景观等一系列自然地理环境因素,进行评价和选择,以采取相应的规划设计和建筑设计措施,达到趋吉避凶纳福的目的,创造适宜长期居住繁衍生息的良好环境。
(二)最大可能增加绿色面积
生态建筑外部与自然相呼应, 内部空间的设计也应绿色化,即通过精心的室内设计, 将室外的绿色引人室内环境。绿色植物可以制造氧气,吸收各种有害气体、虑尘、调节湿度、温度、减少噪音等。生态建筑的兴起为绿化环境开辟了广阔天地。通过建筑设计,可以使室内空间室外化,运用绿化、水面等划分空间,这些设计手法在建筑创作上最为常见。
(三)尽可能多地获得自然采光
屋顶是光线进入室内的主要途径,于是各种光线收集、反射构件被应用于屋顶形式。中庭是中高层建筑中光线进入的主要通道,在生态高技建筑中可以看到大量采光中庭。阳光由中庭渗入建筑,通过阳光收集、反射装置达到内部空间。与这个开敞空间相连的房间不仅可以减少一半的热量流失,同时减少制冷需耗。
(四)利用新材料和新技术
1、利用太阳能的新技术
关键词: 生态建筑设计原则问题
中图分类号: TU2 文献标识码:A
引言
近几年来,生态建筑设计理念越来越多的被应用在建筑设计中。所谓生态建筑设计理念以就是不仅要从资源和能源的使用效率上考虑,在城市发展和建设过程中,必须优先考虑生态问题,并应将其置于和经济、社会发展同等重要的位置。当前生态建筑作为一种探索和策略越来越被人们所重视,也逐渐成为新建筑试验的一个主要方向。
1.在建筑设计中加强生态理念的重要性
在人类文明不断发展的今天,人类对由于环境的破坏,已经受到了来自自然的报复,为了缓解人类与自然的矛盾,就必须加强对环境的保护。所谓生态理念,是指人们对包括中小城市在内的自然环境和社会环境的生态发展、生态环保的观点的认识,这一理念涉及到了人与自然、人与社会的和谐相处。建筑与人们的生活息息相关,所以须在建筑设计的过程中加强对生态理念的体现,这也是人类在保护社会环境和自然环境上的有效策略之一。
生态建筑是生态理念与建筑设计的完美结合,在生态建筑中十分强调资源与环境的和谐统一,生态建筑在使用期间可降低对能源、资源的消耗以及减少对环境的污染,它不仅要求建筑设计对建筑本身的合理性加以考虑,还要求设计者对建筑内外环保理念的科学和系统性加以研究,生态建筑让人们的学习、生活、办公、游玩等方面都与社会环境、生态环境挂钩,引导人们降低资源消耗,加强节能意识,坚持低碳生活理念,因此在建筑设计中生态理念有十分重要的作用。
2.生态建筑设计目标与原则
随着人们对自然环境的破坏,各地区的环境污染事件频繁发生,同时生态环境恶化已开始全球性的蔓延,在这种情况下,不少学者对现代文明所带来的繁荣昌盛和负面作用进行深刻的反思,从而提出了生态建筑的设想,这是一种理想化的建筑,通过对物质和能量的合理、综合运用,从而降低对不可再生能源的消耗,有效的利用可再生资源,从而在最大限度内避免建筑对生态环境的不利影响,实现建筑与环境的和谐统一。
2.1生态建筑的设计目标
生态建筑首先要满足空间和功能的需求,然后在此基础上实现资源的集约化,达到资源的合理利用,从而实现资源的节能,减少对环境的污染。生态建筑注重于强调资源和环境,强调建筑在整个寿命周期内要减少资源能源的消耗和降低环境污染。
2.2生态建筑的设计原则
生态建筑是在适当的时间、适当的条件下利用适当的技术,发展保护环境、节约资源的物质空间。根据不同的地形、地貌和生态环境系统,考虑节能节水、方便美观、适用等因素,实现人类居住的舒适、高效,使人们所生活的环境即是一个良好的建筑生态系统,并达到和谐、良性循环的目的。
3.我国生态建筑发展存在的问题
3.1缺乏对生态建筑的正确理解
对于生态建筑的概念国内外学术界有许多不同的解释,但核心的内容是根据当地的自然环境,运用建筑学、生态学的基本原理,合理安排组织建筑与其他相关因素的关系,使建筑物与其周围环境成为一个有机的结合体,同时具有良好的室内气候条件和建筑物的自我调节能力,并具有节地、节水、节能、减少污染、延长建筑寿命、改善生态环境等优点。
3.2缺乏对农村生态建筑的系统研究
我国作为发展中国家生态建筑的系统研究不平衡,其中城乡的差别较大。目前各个学科研究的重点大多局限在比较发达的城市,缺乏对农村居住环境的系统研究,特别是东北地区。大部分的研究都从本学科(生态学、环境学、城市规划学、建筑学、农业建筑学、能源学)的专业角度出发,虽然研究的内容较为丰富,但是各个学科之间没有很好的结合起来进行深入的研究,特别是如何在特定地区将人居环境与植物环境工程结合起来是函待解决的课题。
3.3缺乏生态建筑的广泛实践
目前,我国建筑界发表了许多关于生态建筑的论文,这些论文对于宣传可持续发展的思想、推动生态建筑的发展起到了一定的积极作用,但绝大多数的论文都停留在关于生态建筑设计的理论框架、设计原则及生态学理论对建筑学的指导、国外先进生态建筑的经验介绍,缺乏实际工程实践模式、计算机模拟、环境效果的测试分析。
4.生态建筑的设计手法
4.1乡土的生态建筑
这种建筑类型需要建筑师了解环境地理现状,学习并继承传统建筑中蕴含的生态智慧,不依赖耗能设备,而在建筑形式、空间、布局和构造上采取措施,以改善建筑环境,实现微气候建构。
4.2“适宜技术”的生态建筑
这种建筑类型以马来西亚的杨经文先生为代表。他在热带高层建筑设计中运用生物气候学所采用的方法,大体上有下列几个方面:
(1)合理的运用高层建筑表面和中间的开敞空间中进行绿化设计;(2)在高层建筑的外面设置凹入不同深度的过渡空间;(3)在屋顶上设置固定的遮阳格片;(4)创造良好的通风条件,从而加强室内空气对流,降低日晒引起的温度;(5)平面处理上建议把交通核设置在建筑物的一侧或两侧;(6)外墙的处理上除了做好隔热,还建议采用墙面水花系统。杨经文认为通过这些措施,在热带地区的高层建筑可有效节省运转能耗的40%。
4.3生态高技术建筑
生态高技建筑对于建筑微气候的关注可以具体归结为以下三方面:一是适宜的室内湿度和温度,满足人体舒适及健康的要求;二是尽可能多地获得自然采光(减少人工照明的能耗);三是最大限度地获得自然通风(减少空调能耗)。通过最高效的人工技术手段来实现以上目标,或达到各要素之间的平衡就成为生态高技建筑师不懈追求的方向。其具体的设计手法是:
4.3.1引入绿色植物创造宜人的景观
结合建筑构造技术和先进的电脑控制技术,生态高技建筑能够将绿色生态体系“移植”到建筑内部,使建筑内部有良好的室内气候条件和较强的生物气候调节能力,创造出田园般的舒适环境。
4.3.2尽可能多地获得自然采光
屋顶是光线进入室内的主要途径,于是各种光线收集、反射构件被应用于屋顶形式。在生态高技建筑中往往可以看到大量的采光中庭设计,阳光由中庭渗入建筑,通过阳光的收集、反射装置达到内部空间。跟这个开敞空间相连的房间不仅可以减少一半的热量流失,同时还可以大大减少制冷需求的消耗。
4.3.3最大限度获得自然通风
生态高技建筑师们利用风压、热压以及机械辅助的手段尽可能地获得自然通风。针对不同的风速和风向,可以通过百叶窗开合的调节和不同方向上百叶的配全来控制室内的气流。此外,做为生态高技建筑师还应该充分利用,低辐射中空玻璃等新型玻璃以及太阳能光电材料等,将这些新材料、新能源合理的应用在生态建筑服务上,会大大降低能源的消耗。
5.结束语
总之,随着经济社会的发展,建筑的发展历史将不断被续写,但是无论如何,生态建筑理念是建筑设计需要一直坚持的重要指导思想,生态建筑体现的是可持续发展的先进思想,只有在这一理念的指导下进行建筑设计,才能保证建筑能够不断适应社会和自然的需求,才能促进自然和社会的和谐相处。
参考文献:
[1]李百浩,刘炜.当代高技术建筑的地域性特征[J].华中建筑,2004.
【论文摘要】:风水一说被大多数人视为无稽之谈。在科学发展的今天,从科学的角度来看,风水之说并不是一无是处。从现代城市建设的角度上看,也需要考虑整个地域的自然地地理条件生态系统,这就是现建筑风水。
《黄帝宅经》曰:"地善,苗旺盛;宅吉,人兴隆。"短短十个字就完全道出风水学的精髓。风水从字面上来理解,"风"是流动的空气;"水"是大地的血脉,万物生长的依靠。有风有水的地方就有生命和生气,万物就能生长,人群就能生活。从科学的角度来看,正因为有了空气与水和适宜的温度,地球上才有了生命。所以,"风水"一说也有正确所在,正因如此,"风水"在现代建筑中仍然被人们重视。
1. 建筑风水之风
建筑风水之风是指空气的流动,古人看风水要看住宅周围是否有风吹过,眼前豁然开朗,并无高山阻隔,以断风脉,也不宜风力过猛。风宜徐来,最理想的居住环境应有柔和的轻风徐徐吹来,清风送爽,才符合居住之道。优化建筑布局,提高住区的风环境质量,达到夏季通风良好。而在冬季,住区局部最大风速不超过5m/s,建筑物前后压差不大于5Pa,减少冷风渗透。风应该在平流层范围内,而不宜有产生紊流或涡流的大风。应该确定一个风速对人体长期健康影响的标准,也是我们现代人为了自身的健康应该考虑的,因为强旺的风以及携带的灰尘等是可以直接影响人的健康的。
一般来说,新风量越多,对健康越有利。国内外许多实验表明,产生"病态建筑物综合症"的一个重要原因就是新风量不足。新鲜空气可以改善人体新陈代谢、调节室温、除去过量湿气,并可稀释室内污染物。室内新风量根据二氧化碳的含量来确定,这是大多数国家使用的基本方法。二氧化碳与人体的新陈代谢有关,可以作为室内空气新鲜程度的指标。据统计,人每日吸入的空气量约为10m3。一般来说,保证每人每小时有30m3的新鲜空气,则室内二氧化碳的含量可控制在0.1%(体积分数)左右。
躺在椅子上,沐浴着和煦的微风中,把所有的劳累和烦恼的抛开,随风而去,这样的生活应该很惬意了。
2. 建筑风水之水
水―宇宙万千生命因它孕育而来。人类因水而有了生命,城镇因水而繁荣。建筑活动中对自然水环境的研究和利用,从古代就已经开始了。仰韶文化时期聚落的选址已经有了很明显的"环境选择"的倾向,其表现主要有:(1)靠近水源,不仅便于生活取水,而且有利于农业生产的发展。(2)位于河流交汇处,交通便利。(3)处于河流阶地上,不仅有肥沃的耕作土壤,而且能避免受洪水侵袭。在古典园林中水作为一种建筑要素被广泛的采用,并得到发长和传播,确立了建筑空间水要素的重要地位。
现代建筑中,由于寸土寸金,所以并不是每家都能有一大片水,更多的是在小区内有一池塘或喷泉。喷泉的活水发出的声音,亲切而自然,也能对人产生积极的影响,"润万物者莫润乎水"。流水至柔而善,可轻易流过路径上各处的障碍,而涓涓细流的汩汩之声很具抚慰性,有助于令住户度过漫长的人生路里的崎岖坎坷。还有不少住宅都配有游泳池,游泳是最好的健身运动之一。在风水上,常与水亲密接触,能为身心注入水的特质舒缓紧张的工作压力和疲惫的身心,有助于提高思维的柔韧性。除了运动的功能外,一大池水可以给干燥的空气带来水分与湿润。国际上的豪宅无不择水而建,中国自古也有择水而居的传统,此外,水景还迎和了人们亲近自然和对健康的追求,水景的生态效益和给人心灵带来的共鸣与愉悦也是不言而喻的。
3. 建筑风水之阳
中国地处北半球,阳光终年由南照射,自古以来,人们都以坐北朝南之势建房造宅,以求能沐浴在温暖和煦的阳光之中。阳光、空气、水,生命组成重要元素,阳光在现代建筑中占有极其重要的地位,甚至以光为装饰。阳光感在小区环境景观中的体现则更为直接,环境作为小区的重要组成部分越来越受到人们的关注。人们对自然、阳光的渴望都直接反映在对环境景观的要求上,小区中的环境景观有别于自然环境,它是一种抽象化的自然,阳光作为自然要素之一,在这样特定的场所中,与人、建筑发生着关系,通过小区内小环境,让人感受到它的存在。让人能感受阳光,聆听风声、雨声的场所,满足现代人生理、心理乃至精神上的渴望,使人们从日常生活的疲倦中解放出来。让人充分与阳光、自然相交流,达到生理、心理和精神上的和谐统一。
为了使阳光能够照射到家里。房屋日照间距的要求,是使后排房屋在底层窗台高度处,保证冬季能有一定的日照时间。房间日照的长短,是由房间和太阳相对位置的变化关系决定的,这个相对位置以太阳的高度角和方位角表示,它和建筑物所在地理纬度、建筑方位以及季节、时间有关。通常以当地冬至日正午十二时太阳的高度角,作为确定房屋日照间距的依据,日照间距的计算式为:式中L为房屋间距(日照间距),H是前排房屋檐口和后排房屋底层窗台的高差,α为冬至日正午的太阳高度角(当房屋正南向时)。在实际设计工作中,房屋的间距,通常是结合日照间距卫生要求和地区用地情况,做出对房屋间距L和前排房屋的高度H1比值的规定,如L/H1=0.8、1.2、1.5等等。在高纬度地区和农村,日照间距要求可大些,L/H1常取1.5~2.0,即房屋前后的间距是房屋高度的1.5~2倍。低纬度地区在1.2~1.5左右。城市用地很紧张,日照间距往往达不到日照卫生要求,但一般要求不小于1,但实际情况中,许多仅有0.8甚至更少,这种住宅状况是不利于人体健康的。阳光中的可见光谱有各种颜色,在阳光下,能够让人感受到一个色彩缤纷的世界。
4. 总结
一个非常良好的生活环境。对于中国常见的背山面水的城市、村落而言,本身就是一个具有生态学意义的典型环境。其科学的价值是:背后的靠山,有利于抵挡冬季北来的寒风;面朝流水,即能接纳夏日南来的凉风,又能享有灌溉、舟楫、养殖之利;朝阳之势,便于得到良好的日照;缓坡阶地,则可避免淹涝之灾;周围植被郁郁,即可涵养水源,保持水土,又能调节小气候,获得一些薪柴。这些不同特征的环境因素综合在一起,便造就了一个有机的生态环境。这个富有生态意象、充满生机活力的城市或村镇,也就是古代建筑风学中始终追求的风水宝地。
参考文献
[1] 黄一真. 现代住宅风水, 陕西旅游出版社.
[2] 王汉清. 通风工程, 机械工业出版社.
【论文摘要】:风水一说被大多数人视为无稽之谈。在科学发展的今天,从科学的角度来看,风水之说并不是一无是处。从现代城市建设的角度上看,也需要考虑整个地域的自然地地理条件生态系统,这就是现建筑风水。
《黄帝宅经》曰:"地善,苗旺盛;宅吉,人兴隆。"短短十个字就完全道出风水学的精髓。风水从字面上来理解,"风"是流动的空气;"水"是大地的血脉,万物生长的依靠。有风有水的地方就有生命和生气,万物就能生长,人群就能生活。从科学的角度来看,正因为有了空气与水和适宜的温度,地球上才有了生命。所以,"风水"一说也有正确所在,正因如此,"风水"在现代建筑中仍然被人们重视。
1.建筑风水之风
建筑风水之风是指空气的流动,古人看风水要看住宅周围是否有风吹过,眼前豁然开朗,并无高山阻隔,以断风脉,也不宜风力过猛。风宜徐来,最理想的居住环境应有柔和的轻风徐徐吹来,清风送爽,才符合居住之道。优化建筑布局,提高住区的风环境质量,达到夏季通风良好。而在冬季,住区局部最大风速不超过5m/s,建筑物前后压差不大于5Pa,减少冷风渗透。风应该在平流层范围内,而不宜有产生紊流或涡流的大风。应该确定一个风速对人体长期健康影响的标准,也是我们现代人为了自身的健康应该考虑的,因为强旺的风以及携带的灰尘等是可以直接影响人的健康的。
一般来说,新风量越多,对健康越有利。国内外许多实验表明,产生"病态建筑物综合症"的一个重要原因就是新风量不足。新鲜空气可以改善人体新陈代谢、调节室温、除去过量湿气,并可稀释室内污染物。室内新风量根据二氧化碳的含量来确定,这是大多数国家使用的基本方法。二氧化碳与人体的新陈代谢有关,可以作为室内空气新鲜程度的指标。据统计,人每日吸入的空气量约为10m3。一般来说,保证每人每小时有30m3的新鲜空气,则室内二氧化碳的含量可控制在0.1%(体积分数)左右。
躺在椅子上,沐浴着和煦的微风中,把所有的劳累和烦恼的抛开,随风而去,这样的生活应该很惬意了。
2.建筑风水之水
水―宇宙万千生命因它孕育而来。人类因水而有了生命,城镇因水而繁荣。建筑活动中对自然水环境的研究和利用,从古代就已经开始了。仰韶文化时期聚落的选址已经有了很明显的"环境选择"的倾向,其表现主要有:(1)靠近水源,不仅便于生活取水,而且有利于农业生产的发展。(2)位于河流交汇处,交通便利。(3)处于河流阶地上,不仅有肥沃的耕作土壤,而且能避免受洪水侵袭。在古典园林中水作为一种建筑要素被广泛的采用,并得到发长和传播,确立了建筑空间水要素的重要地位。
现代建筑中,由于寸土寸金,所以并不是每家都能有一大片水,更多的是在小区内有一池塘或喷泉。喷泉的活水发出的声音,亲切而自然,也能对人产生积极的影响,"润万物者莫润乎水"。流水至柔而善,可轻易流过路径上各处的障碍,而涓涓细流的汩汩之声很具抚慰性,有助于令住户度过漫长的人生路里的崎岖坎坷。还有不少住宅都配有游泳池,游泳是最好的健身运动之一。在风水上,常与水亲密接触,能为身心注入水的特质舒缓紧张的工作压力和疲惫的身心,有助于提高思维的柔韧性。除了运动的功能外,一大池水可以给干燥的空气带来水分与湿润。国际上的豪宅无不择水而建,中国自古也有择水而居的传统,此外,水景还迎和了人们亲近自然和对健康的追求,水景的生态效益和给人心灵带来的共鸣与愉悦也是不言而喻的。3.建筑风水之阳
中国地处北半球,阳光终年由南照射,自古以来,人们都以坐北朝南之势建房造宅,以求能沐浴在温暖和煦的阳光之中。阳光、空气、水,生命组成重要元素,阳光在现代建筑中占有极其重要的地位,甚至以光为装饰。阳光感在小区环境景观中的体现则更为直接,环境作为小区的重要组成部分越来越受到人们的关注。人们对自然、阳光的渴望都直接反映在对环境景观的要求上,小区中的环境景观有别于自然环境,它是一种抽象化的自然,阳光作为自然要素之一,在这样特定的场所中,与人、建筑发生着关系,通过小区内小环境,让人感受到它的存在。让人能感受阳光,聆听风声、雨声的场所,满足现代人生理、心理乃至精神上的渴望,使人们从日常生活的疲倦中解放出来。让人充分与阳光、自然相交流,达到生理、心理和精神上的和谐统一。
为了使阳光能够照射到家里。房屋日照间距的要求,是使后排房屋在底层窗台高度处,保证冬季能有一定的日照时间。房间日照的长短,是由房间和太阳相对位置的变化关系决定的,这个相对位置以太阳的高度角和方位角表示,它和建筑物所在地理纬度、建筑方位以及季节、时间有关。通常以当地冬至日正午十二时太阳的高度角,作为确定房屋日照间距的依据,日照间距的计算式为:式中L为房屋间距(日照间距),H是前排房屋檐口和后排房屋底层窗台的高差,α为冬至日正午的太阳高度角(当房屋正南向时)。在实际设计工作中,房屋的间距,通常是结合日照间距卫生要求和地区用地情况,做出对房屋间距L和前排房屋的高度H1比值的规定,如L/H1=0.8、1.2、1.5等等。在高纬度地区和农村,日照间距要求可大些,L/H1常取1.5~2.0,即房屋前后的间距是房屋高度的1.5~2倍。低纬度地区在1.2~1.5左右。城市用地很紧张,日照间距往往达不到日照卫生要求,但一般要求不小于1,但实际情况中,许多仅有0.8甚至更少,这种住宅状况是不利于人体健康的。阳光中的可见光谱有各种颜色,在阳光下,能够让人感受到一个色彩缤纷的世界。
4.总结
一个非常良好的生活环境。对于中国常见的背山面水的城市、村落而言,本身就是一个具有生态学意义的典型环境。其科学的价值是:背后的靠山,有利于抵挡冬季北来的寒风;面朝流水,即能接纳夏日南来的凉风,又能享有灌溉、舟楫、养殖之利;朝阳之势,便于得到良好的日照;缓坡阶地,则可避免淹涝之灾;周围植被郁郁,即可涵养水源,保持水土,又能调节小气候,获得一些薪柴。这些不同特征的环境因素综合在一起,便造就了一个有机的生态环境。这个富有生态意象、充满生机活力的城市或村镇,也就是古代建筑风学中始终追求的风水宝地。
参考文献
[1]黄一真.现代住宅风水,陕西旅游出版社.
[2]王汉清.通风工程,机械工业出版社.
论文摘要:中华民族有着悠久的文明史,在所属民族、地域的不同各种文化发展又各有差异,其中以汉族的文化为发展的主流方向,这里我就以汉民族文化发展的影响下,所产生的一种典型居住文化“四合院”的发展历史为主,来说明民族文化对于环境设施的影响。
中国民居由于因地制宜,就地取材的建造,有着浓郁的乡土气息和民族特征。以汉族为例,最典型的建筑就是——四合院。
我国最早的四合院建筑形式出现于西周时期。其典型特征是外观规矩,中线对称,用法极为灵活,四合院的大体分布为大门、第一进院、大堂、第二进院、书屋、住宅等,两侧有厢房。各房有走廊,隔扇门相连接。四合院是封闭式的住宅,对外只有一个街门,关起门来自成天地,具有很强的私密性非常适合独家居住。
自四合院问世以来,因其外封内敞的空间正符合中国传统的宗法观念,所以在各地普及开来。在漫长的历史中,其自身不论是从建筑外观还是到室内地格局分布都已经形成了完整的形式和内容,体现了中国建筑文化传统的深厚美学意蕴。其中以山西、陕西、北京、河北等地的四合院最具代表性。
从发源地陕西到荆楚的汉阳长沙;从巴蜀到燕赵故地,四合院的院落式住宅,几乎成为各地住宅的基本模式。只不过因环境,气候,生活习惯的差异而略有不同。如:东北四合院的常用单扇门,而不是我们常见的中国传统的双扇门、堂屋背后设“倒闸”作为贮物间。华北地区民用住宅中的一种组合建筑形式,是一种四四方方或者是长方形的院落。北京的胡同一般是东西走向的,主要以走人为主。四合院的院门,大都采用木板大门。四合院中,有正房,即北房。这是院中的主房,符合中国传统建筑学中做北朝南的说法 ,而且,一般四合院的走向也是坐北向南的。东西两侧,为东西厢房,一般都比较对称,建筑格式也大体相同。它的主要用途是来宾客或家中辈分较小的人用来居住。南面建有南房,与北房相对应。整个四合院,大都按照中国传统的习惯,采用对称的办法建筑成。当然,在南北、东西房形成的角落中,也有耳房。这种耳房,有的用来储存粮食,在北方还常常用来饲养牲畜,也有用来做厨房的,还有一个角落,一般是西南角为厕所,而东南角,则大都是院子的大门。
有些地方,为了使院落更加美丽大方,还专门点缀一番——在院落一进门处的正对面,修建一个“影壁”。在正对大门的这一面,一般都会有一些植物图案或者大幅的书法字样醒目地放置影壁正面,上书“福”、“禄”、“寿”等象征吉祥的字样,以达到装饰的目的。也有一部分影壁,上面绘上各种吉祥的图案,如“松鹤延年”、“喜鹊登梅”、“麒麟送子”等等,给四合院内制造了一种轻松写意的文化气氛。如果是在农村则多采用“五谷丰登”、“吉祥如意”的字样或图画。这种影壁,设在大门之内的迎门处。四合院院内,有用石板铺的,也有砖铺地的和鹅卵石铺地的。无论是怎样铺,院内总要留出几块地方做种树,栽花之用,以作为庭院的点缀装饰,这也正是四合院结构的一大特点 。
四合院内宅居住的分配是非常严格的,各个房间的的坐向决定了它们在宅中的地位。内宅中位置优越显赫的正房,都要给老一带的长辈们居住。 北房一般习惯建三间,其中仅中间一间向外开门,称为堂屋。两侧两间仅向堂屋开门,形成套间,成为一明两暗的格局。 堂屋是家人起居、招待亲戚或重大节日时设供祭祖的地方,每到此时总会在堂屋摆案起香,而另外两侧多做卧室。在封建社会的一夫多妻制度下,东侧为尊,是正室居住的地方,西侧为卑,则由偏房居住。 东西耳房--可单开门,也可与正房相通,一般用做卧室或书房。东西厢房则由晚辈居住,厢房也是一明两暗,正中一间为起居室,两侧为卧室。后罩房——中型以上的四合院还常建有后军房或后罩楼,主要供未出阁的女子或女佣居住。 这种后罩房的格局在古代的封建家庭中是常见的,但四合院这种居住形式发展到现在,后罩房这种分割已经被取代。
以北京的四合院来说,自从元朝正式建都于北京,元朝统治者开始了对都城的大规模规划和改造,可以说北京的四合院就从那时起与北京的宫殿、衙署、街区、坊巷和胡同同时出现了,并且形成了别具一格的“胡同文化”。据元末熊梦祥所著《析津志》载:“大街制,自南以至于北谓之经,自东至西谓之纬。大街二十四步阔,三百八十四火巷,二十九街通”,这里所谓的街通就是老北京常见的胡同。从这段史料中可以看出四合院在当时的规模和基本形态。明清以来,北京四合院虽历经沧桑,但这种基本的居住形式不断完善且适合居住要求,形成了我们今天所见到的四合院形式。
一般的四合院都有二进院落,大型的有三四进院落和花院,这种大型院落一般是有些身份的人才可以住,一般的人大多是二进院落。二进院落一般是在东西厢房之间建一道隔墙,有内外宅之分。内外宅之间一般建豪华的垂花门,垂花门内有影壁,只在有重大活动时才打开,旧时人们常说的大户人家的小姐大门不出,二门不迈,那道门就是指的此门。大型四合院最后一排正房为后罩房。
在四合院的建造和居住当中,对于风水是极为讲究的,风水学说,实际是中国古代的建筑环境学。其中还包含着“五行相生相克”的迷信色彩。除去风水学说对四合院的影响外,四合院的装修、雕饰、彩绘,甚至主偏房的布局也处处体现着民俗民风和传统文化,表现一定历史条件下人们对幸福生活、美好事物、富裕、吉祥的追求。如以蝙蝠、寿字组成的图案,寓意“福寿双全”,以花瓶内安插月季花的图案寓意“四季平安”,而置于门管、门头上的吉词祥语,附在檐柱上的抱柱楹联,以及悬挂在室内的书画作品,即是主人性格,抱负的表现,又使得整个庭院充满了文化气息。
四合院作为一种早期的住宅,发展到今天,已经形成了一种特有的文化形式,它有其自身的文化价值和历史底蕴,是民族文化与建筑艺术结合的最好考证。
参考文献如下:
[1]庄裕光.古建春秋. 天津:百花文艺出版社,2007.1
[2]王其钧 中国古建筑语言. 机械工业出版社,2007-1-1
[3]萧默编著 《建筑意》 南京大学出版社 2003.1
论文摘要:中华民族有着悠久的文明史,在所属民族、地域的不同各种文化发展又各有差异,其中以汉族的文化为发展的主流方向,这里我就以汉民族文化发展的影响下,所产生的一种典型居住文化“四合院”的发展历史为主,来说明民族文化对于环境设施的影响。
中国民居由于因地制宜,就地取材的建造,有着浓郁的乡土气息和民族特征。以汉族为例,最典型的建筑就是——四合院。
我国最早的四合院建筑形式出现于西周时期。其典型特征是外观规矩,中线对称,用法极为灵活,四合院的大体分布为大门、第一进院、大堂、第二进院、书屋、住宅等,两侧有厢房。各房有走廊,隔扇门相连接。四合院是封闭式的住宅,对外只有一个街门,关起门来自成天地,具有很强的私密性非常适合独家居住。
自四合院问世以来,因其外封内敞的空间正符合中国传统的宗法观念,所以在各地普及开来。在漫长的历史中,其自身不论是从建筑外观还是到室内地格局分布都已经形成了完整的形式和内容,体现了中国建筑文化传统的深厚美学意蕴。其中以山西、陕西、北京、河北等地的四合院最具代表性。
从发源地陕西到荆楚的汉阳长沙;从巴蜀到燕赵故地,四合院的院落式住宅,几乎成为各地住宅的基本模式。只不过因环境,气候,生活习惯的差异而略有不同。如:东北四合院的常用单扇门,而不是我们常见的中国传统的双扇门、堂屋背后设“倒闸”作为贮物间。华北地区民用住宅中的一种组合建筑形式,是一种四四方方或者是长方形的院落。北京的胡同一般是东西走向的,主要以走人为主。四合院的院门,大都采用木板大门。四合院中,有正房,即北房。这是院中的主房,符合中国传统建筑学中做北朝南的说法 ,而且,一般四合院的走向也是坐北向南的。东西两侧,为东西厢房,一般都比较对称,建筑格式也大体相同。它的主要用途是来宾客或家中辈分较小的人用来居住。南面建有南房,与北房相对应。整个四合院,大都按照中国传统的习惯,采用对称的办法建筑成。当然,在南北、东西房形成的角落中,也有耳房。这种耳房,有的用来储存粮食,在北方还常常用来饲养牲畜,也有用来做厨房的,还有一个角落,一般是西南角为厕所,而东南角,则大都是院子的大门。
有些地方,为了使院落更加美丽大方,还专门点缀一番——在院落一进门处的正对面,修建一个“影壁”。在正对大门的这一面,一般都会有一些植物图案或者大幅的书法字样醒目地放置影壁正面,上书“福”、“禄”、“寿”等象征吉祥的字样,以达到装饰的目的。也有一部分影壁,上面绘上各种吉祥的图案,如“松鹤延年”、“喜鹊登梅”、“麒麟送子”等等,给四合院内制造了一种轻松写意的文化气氛。如果是在农村则多采用“五谷丰登”、“吉祥如意”的字样或图画。这种影壁,设在大门之内的迎门处。四合院院内,有用石板铺的,也有砖铺地的和鹅卵石铺地的。无论是怎样铺,院内总要留出几块地方做种树,栽花之用,以作为庭院的点缀装饰,这也正是四合院结构的一大特点 。
四合院内宅居住的分配是非常严格的,各个房间的的坐向决定了它们在宅中的地位。内宅中位置优越显赫的正房,都要给老一带的长辈们居住。 北房一般习惯建三间,其中仅中间一间向外开门,称为堂屋。两侧两间仅向堂屋开门,形成套间,成为一明两暗的格局。 堂屋是家人起居、招待亲戚或重大节日时设供祭祖的地方,每到此时总会在堂屋摆案起香,而另外两侧多做卧室。在封建社会的一夫多妻制度下,东侧为尊,是正室居住的地方,西侧为卑,则由偏房居住。 东西耳房--可单开门,也可与正房相通,一般用做卧室或书房。东西厢房则由晚辈居住,厢房也是一明两暗,正中一间为起居室,两侧为卧室。后罩房——中型以上的四合院还常建有后军房或后罩楼,主要供未出阁的女子或女佣居住。 这种后罩房的格局在古代的封建家庭中是常见的,但四合院这种居住形式发展到现在,后罩房这种分割已经被取代。
以北京的四合院来说,自从元朝正式建都于北京,元朝统治者开始了对都城的大规模规划和改造,可以说北京的四合院就从那时起与北京的宫殿、衙署、街区、坊巷和胡同同时出现了,并且形成了别具一格的“胡同文化”。据元末熊梦祥所著《析津志》载:“大街制,自南以至于北谓之经,自东至西谓之纬。大街二十四步阔,三百八十四火巷,二十九街通”,这里所谓的街通就是老北京常见的胡同。从这段史料中可以看出四合院在当时的规模和基本形态。明清以来,北京四合院虽历经沧桑,但这种基本的居住形式不断完善且适合居住要求,形成了我们今天所见到的四合院形式。
一般的四合院都有二进院落,大型的有三四进院落和花院,这种大型院落一般是有些身份的人才可以住,一般的人大多是二进院落。二进院落一般是在东西厢房之间建一道隔墙,有内外宅之分。内外宅之间一般建豪华的垂花门,垂花门内有影壁,只在有重大活动时才打开,旧时人们常说的大户人家的小姐大门不出,二门不迈,那道门就是指的此门。大型四合院最后一排正房为后罩房。
在四合院的建造和居住当中,对于风水是极为讲究的,风水学说,实际是中国古代的建筑环境学。其中还包含着“五行相生相克”的迷信色彩。除去风水学说对四合院的影响外,四合院的装修、雕饰、彩绘,甚至主偏房的布局也处处体现着民俗民风和传统文化,表现一定历史条件下人们对幸福生活、美好事物、富裕、吉祥的追求。如以蝙蝠、寿字组成的图案,寓意“福寿双全”,以花瓶内安插月季花的图案寓意“四季平安”,而置于门管、门头上的吉词祥语,附在檐柱上的抱柱楹联,以及悬挂在室内的书画作品,即是主人性格,抱负的表现,又使得整个庭院充满了文化气息。
四合院作为一种早期的住宅,发展到今天,已经形成了一种特有的文化形式,它有其自身的文化价值和历史底蕴,是民族文化与建筑艺术结合的最好考证。
参考文献如下:
[1]庄裕光.古建春秋. 天津:百花文艺出版社,2007.1
[2]王其钧 中国古建筑语言. 机械工业出版社,2007-1-1
[3]萧默编著 《建筑意》 南京大学出版社 2003.1
关键词:生态建筑;建筑设计
中图分类号: TU2 文献标识码: A 文章编号:
引言
生态建筑是我国可持续发展战略的必然要求,生态建筑的发展是一项利国利民的工程,因此如何加速生态建筑在我国的普及率是当前亟待解决的问题之一。
一、生态建筑的涵义 所谓生态建筑,就是将建筑看成一个生态系统,本质就是能将数量巨大的人口整合居住在一个超级建筑中,通过组织(设计)建筑内外空间中的各种物态因素,使物质、能源在建筑生态系统内部有秩序地循环转换,获得一种高效、低耗、无废、无污、生态平衡的建筑环境。现在有一些原生的生态建筑设计,这些建筑基本不采用现代化的技术手段,而是在节约经济的条件下达到原生态的目的,但这类建筑虽然具有生态化的特点,但其达不到节约能源的目的,同时也缺乏可持续性,所以不适宜普遍性,另外,不使用现代化的技术,也不符合可持续的生态观。所以,对于生态建筑的设计,要将现在的生态技术运用到普通建筑设计当中,从而达到普适性,通常称为“适宜技术”。 二、生态建筑的特点
1、生态性 绿色建筑的生态性是指建筑从最初的设计到施工再到最终的使用过程中尊重生态规律,注重对生态环境的保护;因地制宜,能结合当地的地形、地貌、气候特征等地域条件,最大限度地利用自然通风、自然采光,既提高住户的舒适度又能减少能耗;建材选取时将环保材料和循环利用材料作为首选,以提高自然资源的利用率,并减少加工过程的污染物排放。 2、安全舒适性 绿色建筑在选址上应注意避免周边洪涝灾害、滑坡泥石流等地质灾害的威胁,建筑场地应远离电磁辐射污染源和易燃、易爆、有毒物质等危险源。选择的建筑材料和装修材料应符合环保标准,不危害人体健康。同时绿色建筑在设计与施工的过程中不应只关注建筑本身,还应重视建筑周围人文环境、视觉环境及景观环境的建设,将建筑与环境融为一体,拉近人与自然的距离,增进人与自然之间的亲和力,实现人与建筑、自然的和谐共处。 3、先进性 绿色建筑的先进性是指采用电子通讯和自动化技术,建造智能化大楼,将建筑的“智能” 和“绿色”融为一体。绿色智能化不是某一种技术,而是多种技术的有机组合,一个完整的绿色智能化建筑由安防系统、信息管理系统及网络系统构成。目前我国部分发达城市的公共建筑已经在一定程度上实现了“绿色智能化”通过计算机网络远程监测建筑能耗,根据室内温度、热湿环境、风力大小、空气质量等情况,由环境智能优化系统自动调节“智能壳体”的开闭和空调系统的运行参数,保证建筑中的生产、生活状态处于最优,从而提高劳动生产率和生活舒适度,并减轻建筑能耗、降低环境污染、促进绿色建筑的可持续发展。
三、生态建筑的设计原则
生态建筑是一项长期的、复杂的、综合性的工程项目,因此,要想坚持生态建筑的可持续性,必须遵循以下一些基本原则:
1、可持续性原则。可持续性原则不仅应用于建筑行业,是当前中国所有行业需要遵循的基本准则。
2、节能原则。节能原则不仅仅包括节约人力、物力、财力还要节约生态资源、自然资源等可循环使用的资源。
3、舒适与经济并存原则。建筑的舒适性是居民住宅最基本的要求;经济性是以先进技术为基础的节能减排的过程。
四、当前我国生态建筑设计存在的问题
1、对生态建筑设计研究不够全面
生态建筑概念最早是由一位美国学者提出的。然而,由于我国基本国情的特殊性,因此,在参照国外先进的生态建筑设计理论的基础上,还要进行深入的研究。当前,在实际生活中,对生态建筑的研究并不全面。由于我国是一个发展中国家,因此,城乡发展不平衡问题极其常见,这样一来,对生态建筑研究也存在一定差距,特别是对农村生态建筑的研究是少之又少。但是,对城市生态建筑的研究只局限在一些经济比较发达的城市中。在实际生活中,农村地区因经济发展存在一定的局限性,因此,必须对农村居民的居住环境加以详细研究。再加上,因生态建筑设计会涉及到很多方面的知识,例如:生态学、建筑学、环境学等,所以,专业性较强,内容较多。然而,各个学科之间联系却不紧密,研究不够深入,这样一来,直接对生态建筑设计带来巨大的困难。
2、生态建筑设计实践性较差
近年来,由于生态建筑理念引起了建筑行业的高度重视,因此,在建筑行业出现了大量关于生态建筑的论文,所以,进一步巩固了生态建筑的理论基础,更加有利于生态建筑设计的发展,与此同时,也对可持续发展战略的应用发挥了巨大作用。然而,所发表的论文也只是仅仅关于生态理论与建筑设计理论加以详细阐述,重点是对西方发达国家一些比较成功的生态建筑设计经验的阐述,缺少对生态建筑设计实践性研究。
五、加快我国生态建筑设计发展的有效措施
1、始终坚持以人为本的原则
城市、建筑的设计规划都应该切实满足人类发展的大量需求为根本原则。满足人类生存发展的各种需求,既是建筑行业发展的目标,又是社会取得进步的巨大动力。因此,在今后建筑设计方面,应该正确处理好人和自然之间的关系,重点是要体现出关心与尊重他人,这样一来,才可以满足各个阶段、个年龄段居民的各种需求。
2、人与自然和谐共处
建筑物是人和自然共处的主要桥梁,因此,对于生态建筑设计来说,必须要引入大量相关的自然元素,这样一来,人们可以更好的享受大自然。由于人们始终处在自然环境中,因此,人们的各种活动都是和自然环境有着密切的联系,所以,人们必须和自然建立良好的关系,这样才能促进人类和自然环境的共同发展。生态建筑要求不管是从设计环节还是到使用环节,对环境的破坏程度是极小的。生态建筑和传统的建筑设计目标都是相同的,给用户提供一个更为舒适的环境,从而使人们更好的学习与生活。生态建筑设计最关键的问题就是必须要满足用户的各种需求,一旦不能满足,那么此建筑物就是非常失败的。通过大量事实证明,只有在满足用户使用要求的前提下,不仅能使人们和大自然更好交流,让人们充分享受大自然。
3、增加绿化面积
生态建筑外部和大自然相呼应是远远不够的,必须对建筑物室内设计更要体现出绿色的概念。绿色植物不仅能够制造氧气,而且也具有吸收有毒气体、调节湿度、降低噪音的功能。所以,生态建筑的发展为绿化环境营造更为广阔的发展空间。例如:在建筑物客厅,可以在房顶安装一个具有可调功能的开启式屋顶,结合季节变化的特点,由计算机进行控制,这样一来,不仅可以调节室内温度与湿度,而且又可以将室外与室内联系在一起。除此之外,还有一种最常用的设计方法为屋面绿化,此方法既可以美化环境,又有很好的景观效果,与此同时,还能起到较好的防水效果。
结束语
综上所述,我们要正确的认识生态建筑,并且明确生态建筑的重要性,将先进的科学技术应用于生态建筑的设计中去,为我国低碳生态城的规划和快速发展创造条件。
参考文献
[1] 丛硕,文梅丽.浅谈生态建筑设计与建筑设计生态化发展方向[J].民营科技,2012(5).
[2] 杨玲.推广可持续发展生态建筑[J].甘肃冶金,2008(5).
[3] 田原.发展生态建筑设计建设生态城市[J].中华民居,2012(1).