時間:2023-01-10 23:35:10
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇建筑環境學論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
論文摘要:根據我校建筑環境與設備工程專業的特點,對本專業課程體系的改革以及課堂教學和實踐教學方法進行探討。指出原有專業課程設計體系中存在的問題以及圍繞該問題采取的一系列改革措施,并在此基礎上提出了多種教學手段相融合的教學方法,以供熱、通風類課程為例,對該教學方法進行了設計和探討,同時指出具體實施過程中需要解決的問題。
論文關鍵詞:建筑環境與設備工程;課程體系;教學改革
建筑環境與設備工程專業是教育部于1998年將原有供熱、通風與空調工程專業(簡稱暖通空調專業)與燃氣工程專業合并后重新組建的一個新興專業,其中還涵蓋了給排水工程專業中的建筑給排水的部分內容。作為一個重組后的專業,其所涵蓋的內容并不是原有專業內容的簡單合并,而是從學科的系統性和科學性角度對現有內容進行融合。從教育部公布的調整后的本科專業目錄可知,建筑環境與設備工程專業是土建類一級學科下屬的二級學科,但由于其涉及的專業基礎課程多數是隸屬于動力工程及工程熱物理一級學科,為此當前開設該專業的大專院校均是在結合自身的具體情況和辦學特點的基礎上對其專業的從屬進行歸類。我校于1999年依托能源與動力工程學院開始著手組建建筑環境與設備工程系,并于2001年開始招收建環專業的本科生。由于辦學歷史較短,辦學經驗與老牌暖通類院校相比略顯不足,在制定專業人才培養方案、課程體系等方面均存在某些不足。但是經過系室老師們不斷的探索、改革,經過長期的實踐,取得了較好的教學效果,同時也積累了一些寶貴的教學經驗。本文以供熱、通風類課程的教學改革為例,對建環專業課程體系改革以及課堂教學各環節進行回顧和探討。
一、原有專業課程體系設置中存在的問題
辦學之初,本專業以主要培養具有室內環境系統與設備及建筑公共設施系統的設計、安裝調試、運行管理及國民經濟各部門所需的特殊建筑環境研究開發的基礎理論知識及能力,能在建筑環境與設備的設計研究、制造安裝、物業管理等部門及相關的科研、生產、教學等單位從事工作的高級工程技術人才作為培養目標制定培養方案,提出以工程熱應力、流體力學和傳熱學作為專業基礎課,以建筑環境學、供熱、通風、空氣調節、燃氣工程作為專業必修課,以建筑冷、熱源,制冷等作為專業選修課并結合工程力學、機械、電子類課程以及相關的課程設計為整體的課程體系,通過幾年的教學實踐,發現原有課程設計體系存在如下的問題。
1.專業課程總學時過長,教學計劃分布不均
相對于其他專業,由于建環專業是將原有的暖通專業與燃氣工程專業進行了合并,其涵蓋的內容有所增加。同時,由于專業課的教學主要集中在大三的下半學期以及大四的上半學期,而這一階段正是學生考研復習和找工作的黃金時期,在考研和找工作的雙重干擾下,學生不能集中精力進行專業課程的學習,進而導致課堂教學效果差,學生聽課不認真的現象時有發生。
2.理論教學與課程設計脫節,課程設計時間不充裕
對于建環專業的學生來說,課程設計是檢驗其是否真正掌握專業知識的一個重要依據。但在課時安排上,為了避免與主干課程沖突,課程設計往往安排在學期之末,即在專業課程完全講授完以后開始進行課程設計。這樣就會造成在講授理論知識時,學生無法掌握這些理論知識所具有的實踐價值,而到進行課程設計時,學生對這些理論知識已經比較陌生,不知道如何利用理論知識來指導實踐。同時,由于需要安排課程設計的專業課程較多,往往出現一個學期末要同時完成幾門課程設計,時間比較緊張,此時學生還要面臨考試、考研以及找工作等事情,無法抽出足夠的精力來投入到課程設計中去,這就造成了課程設計的整體質量不高,并存在嚴重的抄襲現象。
3.實驗課程涵蓋內容不夠全面,學生動手能力鍛煉不足
在課程體系制定之初,相關實驗環節部分也進行了考慮,但是在具體的實施過程中并沒有將實驗環節單獨作為一個整體,而是將其融入到理論教學內,將實驗環節所需的課時數納入到理論教學之中,由于缺乏專業的實驗任課教師,具體的教學安排則取決于專業任課老師的教學計劃,這樣一來,就導致實驗課程不能充分受到重視,學生實驗能力無法得到充分鍛煉。
二、專業課程體系的改革與實踐
針對原有專業課程體系存在的問題,我們在著手修訂新的培養方案的同時,根據“基礎厚、口徑寬、能力強、素質高”的原則對專業課程體系的制定也進行了相關的調整。
1.強調學科基礎,突出專業特色
建環專業的突出特色是人工熱濕環境。隨著當前人民生活水平的提高,人們對人居環境的要求日益提高,這就迫切需要有更寬厚的學科基礎。因此,在修訂培養方案時將工程熱力學、流體力學、傳熱學、建筑環境學、熱質交換原理與設備、流體輸配管網六門課程作為專業主干課程。 轉貼于
2.減少專業重復內容,優化教學質量
建筑環境學、熱質交換原理與設備、流體輸配管網三門主干課程是將原有專業課程中的共性部分經提煉而形成的具有特色的專業理論課。為了避免與原有專業課程體系中的相關內容重復,就必須對原有專業必修課進行適當的調整和重組。以建筑環境學為例,該課程主要由建筑外環境、室內空氣品質、室內熱濕環境、建筑聲環境、建筑光環境以及人對熱濕環境的反應等知識模塊組成。其中熱濕環境與空氣品質知識模塊主要涉及的是太陽輻射對建筑物的熱作用、圍護結構熱濕傳遞的機理、冷負荷與得熱量的關系、典型冷(熱)負荷計算方法的原理、通風稀釋方程、新風量的確定、自然通風與局部通風等知識點,而這些內容又分別涵蓋在工業通風、供熱工程以及空氣調節等專業課程中,為了避免重復教學,就需對這些專業課程的知識體系進行適當的刪減和合并,在不打亂教學系統性的同時減少教學的課時數。
3.注重課程設計與理論教學同步性,加強實踐教學環節
原有課程體系調整的一個重點就是如何解決課程設計與理論教學存在的嚴重脫節問題。為了有效地解決這一問題,在現有的課程體系中引入理論教學與課程設計同步的教學思想,即將課程設計穿插在理論教學的過程中,要求學生在學習理論知識的同時開始著手進行課程設計,這樣就能夠做到理論知識與實際應用的有機結合,同時也提高了學生的學習積極性。此外,應在原有課程體系中增加實踐教學環節,加大實驗課程以及生產實習課程所占的比例,鍛煉學生的動手能力,激發學生運用自己所學的專業知識解決實際問題的熱情。
三、多種教學手段相融合的教學構想與實施
通過對原有課程體系存在的問題進行相關改革,已經初步取得了較好的教學效果。但從具體的實施過程來看,還是暴露出了一些問題,導致調整后的課程體系無法充分發揮出預期的效果。究其原因主要是在具體的教學實踐過程中,課堂教學、課程設計、實踐教學等環節不能很好地融合。為此,筆者總結最近幾年在供熱、通風類課程教學過程中所積累的一些經驗,結合本專業課程體系的調整提出了多種教學手段相融合的教學構想。其具體的思路如下。
1.深入分析理論教學、課程設計與實踐教學各環節的內在聯系,實現三者之間的有機融合
以工業通風和供熱工程課程為例,兩者的研究重點在通風管路以及室內供暖管路和供熱管路的設計與運行的相關知識上,目的是培養學生具備一般民用建筑以及工業產房通風系統和供暖以及供熱系統的設計能力。為此,在進行理論教學之前,可以先展開生產認知實習,即先帶領學生走出校園,親身接觸一些已投入運行的系統設備,并結合其具體的運行過程簡要地闡述這些設備的運行原理以及設計過程中需要掌握的基本內容。在認知實習結束后開始理論教學,同時將課程設計融入到其中,即理論教學一開始,就向學生布置課程設計任務,明確設計內容,并結合教學進度合理安排設計進度。當教學環節結束后,課程設計基本完成,此時再帶領學生進行生產實習,在實習過程中讓學生對課程設計進行自我總結,指出其中存在的問題,并在現場給學生進行指導。這樣一來,一方面加深了學生運用理論知識解決實際問題的能力,同時也激發了學生深入研究專業理論知識的熱情和積極性,為后面的畢業設計打下良好的基礎。
2.因地制宜,平衡理論教學、課程設計與實踐教學各環節的主次關系
仍以工業通風和供熱工程課程為例,由于二者側重解決具體的工程實際問題,所包含的理論基礎較為薄弱。考慮到本專業學生的畢業去向問題(一部分選擇就業,一部分選擇考研),在理論教學、課程設計以及實踐教學環節三者課時的分配上要結合學生的自身特點,因地制宜,靈活地調整三者之間的課時分配比例。即一方面重視理論教學、課程設計以及實踐教學三者并行、有序進行,另一方面要依據學生自身的原則有所側重。對于直接就業的學生要鍛煉其動手實踐的能力,而對于考研的學生,則要鍛煉其理論功底。
關鍵詞 應用型本科 模塊化課程 建筑環境與能源應用工程
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A DOI:10.16400/ki.kjdkx.2017.04.019
Research on the Trend of Modular Courses for Bachelor Degree
――A Case Study of Building Environment and Energy Engineering
LIU Yang, ZHOU Li
(Wuhan business university, Wuhan, Hubei 430056)
Abstract First, this article introduced the notion and the different categories of modular courses in the degree level in universities. Then, we made a comparison of modular courses of the Building Environment and Energy Engineering in different areas. At last, we made an overall plan of the best way of establishment of modular courses in Wuhan Business University.
Key words applied undergraduate college; modular courses; Building Environment and Energy Engineering
1 概述
武漢商學院是2013年經教育部批準在武漢商業服務學院基礎上建立的普通本科院校,是由原先的高職高專教育轉變為應用型本科教育的一所學校,是湖北省第一批轉型發展試點院校,其培養目標是重點培養服務區域經濟社會發展所需要的應用型人才。辦學層次的提升要求教師的教學內容和教學方式、手段也必須同步提升,從而才能提升學生的能力。而模塊化課程的建設有助于學生的能力培養與應用水平的提升。
模塊化課程的建設將模塊內的理論與實踐知識分門別類,形成不同的知識模塊,并按照普通人正常的認知邏輯合理的編排,使模塊內的理論與實踐知識同時被學生接受和掌握,達到應有的學習目的。
模塊化課程的建設還可以提高學生學習的效率。各教學內容以專業方向、能力應用需求為依據構建模塊,將相互之間有邏輯關系的部分組合在一起形成不同的學習模塊,學生根據需要選擇相應模塊,這樣有利于提升學習效率,并提高學生就業的市場適應性。
將模塊化課程的建設應用到我校開設的建筑環境與能源應用工程專業上來,常見的模塊化建設的方式為專業設置模塊化。專業設置模塊化首先要設定本專業不同方向的培養目標,通過對就業市場的研究及自身師資狀況的剖析,確立此專業設置不同專業方向的可能性,從而確定不同專業方向的教學重點,開發不同的專業方向相對獨立的課程模K,培養學生在不同專業方向上的應用能力。
較為典型的專業設置模塊化有香港理工大學樓宇設備工程專業和天津城建大學建筑環境與能源應用工程專業。香港理工大學樓宇設備工程(Building Services Engineering)專業于專業方向上進行模塊化設置,將專業分為通風與空調方向、建筑消防安全方向、建筑電氣安裝方向,不同的專業方向有一組專業課程與其對應。學生可以按照自己的興趣選取相應的課程模塊進行學習。
天津城建大學建筑環境與能源應用工程實施“2+2+1”專業核心課程模塊。課程模塊包括:兩個專業基礎課平臺模塊――以流體力學、工程熱力學和傳熱學構成第一專業基礎課平臺及以建筑環境學、熱質交換原理與設備和流體輸配管網構成第二專業基礎平臺;兩個專業方向專業課程模塊――暖通空調方向專業課程模塊和城市燃氣方向專業模塊;一組反映建筑環境與能源應用工程專業發展前沿和滿足學生需求的特色專業選修課程模塊。
2 內地高校與香港高校專業方向模塊化課程建設簡介
2.1 內地高校專業方向模塊化建設簡介――以天津城建大學為例
在天津城建大學,建筑環境與能源應用專業分為了兩個專業方向:暖通空調方向和燃氣工程方向。不同的專業方向的學科基礎課、專業基礎課基本相同,但是專業課分為了兩個模塊。兩個模塊會有不同的專業課程,暖通空調方向偏向于學習供熱、通風和空調工程,而燃氣工程方向偏向于學習燃氣燃燒與燃氣輸配工程。兩個專業方向的學生也要求對對方專業方向的知識也要有所了解。
兩個專業方向模塊化課程的組成雖然差別較小,但每個課程的側重點不同,分為A、B兩個難度、深度級別,各難度級別對應于各專業方向。如暖通方向所學空調工程課程的難度為A,燃氣方向所學空調工程課程的難度為B;與此對應,燃氣方向所學燃氣輸配課程的難度為A,暖通方向所學燃氣輸配課程的難度為B。
當然,不同的專業方向也會對應于不同的專業選修課模塊。天津城建大學在模塊化建設中除了專業方向課分為兩大模塊外,還有一組反映建筑環境與能源應用工程專業發展前沿和滿足學生需求的特色專業選修課程模塊,通過選修課的學習從而加深對本專業方向的理解和掌握。
2.2 香港高校專業方向模塊化建設簡介――以香港理工大學為例
香港理工大學在專業方向模塊化上的建設情況在香港地區的高校具有代表性。香港理工大學的屋宇設備工程專業(Building Services Engineering)與內地高校的建筑環境與能源應用專業較為相近,都包含了供暖、通風、空調、燃氣等專業內容。除了以上內容,香港理工大學的屋宇設備工程專業還包括消防、建筑電氣、建筑內運輸設備(如電梯)、建筑信息系統。顯然香港理工大學的屋宇設備工程專業所包含的內容比內地的建能專業要寬泛得多。雖然作為一名合格的建筑設備工程師,需要較為全面的建筑領域相關知識,但想要將這些(暖通、消防、給排水、通風、空調、燃氣、電氣)專業知識在一個本科階段完成是沒有必要的,也是不可能的。那么,他們是如何在有限的三年時間里,將如此繁雜的內容講授給學生呢?答案就是模塊化。
給出了香港理工大學屋宇設備工程專業課程的整體框架。在此框架中,所有的課程都分為了兩部分:專業技術課程模塊和基本素質模塊,每個模塊中又分為三個等級。其中第一等級為基礎課,第二等級為專業基礎課,在這一階段學生將把建筑設備專業各方向所共通的專業基礎知識學習完畢。從專業設計(services design)開始,學生可以根據自己的興趣及市場的發展選擇自己的專業方向來進行專業系統設計。每年的專業設計課程除了鍛煉了學生的設計能力外,還充當了不同學年、不同層次的聯結作用。
學生在最后一年從10種不同的選修課程中,選擇4種不同的課程,從而為自己的后期的畢業研究和畢業設計做準備。在學習完相應的選修課后,需要完成兩個不同的項目才能畢業。一個是畢業論文(research project),主要是提高學生的研究能力。不同的研究課題(通風、空調、消防、電氣),會有不同的老師來指導。研究課題大多是反映了指導老師的近期研究興趣或行業內的發展方向。第二個項目是畢業設計(design project),主要是整合學生知識,提高學生的設計能力,同樣是根據學生的興趣及市場的發展來共同確定設計內容。
3 高校專業方向模塊化課程建設的特點分析
通過內地與香港的建筑環境與能源應用專業模塊化的描述,我們可以發現模塊化課程的一些特點。內地的高校在建能專業通過模塊化的課程將專業分為兩個方向,但其更偏向于廣度的拓展,雖然分為了兩個專業方向,但要求對對方方向的專業課程也要有所了解,但學習的難易程度、學習的內容會有區別。與其相對應的是,香港的高校在第一和第二階段將基礎打牢后,其在專業方向的劃分上更偏向于深度區分,方向不同,選修課不同,畢業研究(論文)和畢業設計也不同。廣度的拓展更利于學生的就業,擴大學生的就業面;深度的拓展更利于學生對專業的理解,提高學生知識的提煉、掌握及綜合運用能力,也利于向就業市場提供多樣化的人才。當然深度的拓展也需要相應的本專業不同專業方向的師資的支持。
4 結語
綜上所述,作為定位于應用型本科的武漢商學院,我校的模塊化建設應博采眾長,充分領悟并吸收以上高校在模塊化建設方面的優勢,并結合實際加以發揮和利用。結合我校本專業的實際情況來看,由于師資有限,而且絕大多數從事的為本專業的暖通方向,從事燃氣、消防、電氣方向的師資較少,所以在現階段實施專業方向上的模塊化課程尚比較困難。當然,在校領導的關心和鼓勵下,在崗教師可以通過培訓、學習和掛職鍛煉來補充本專業其他方向的專業知識,后期在人才引進時也可引進相關的人才。故本專業目前的模塊化建設方面應該在教學深度上加以拓展,使學生提高已有的知識的掌握水平和綜合應用能力,以更扎實的基本功來迎接市場的挑戰。也相信在不久的將來,在條件允許的情況下,在我校建能專業能實現專業方向模塊化課程建設,進一步提高學生的綜合素質,實現本專業廣度和深度的雙重提升,并努力將我校建筑環境與能源應用專業建設成品牌特色專業。
基金支持:2015年武漢商學院校級教學研究項目(2015 Y016)和2015年市屬高校教學研究項目(2015098)基金
參考文獻
[1] 杜惠潔,李家麗.模塊化: 德國職業教育的改革與爭論[J].教育發展研究,2009(11):64-68.
關鍵詞:環境科學;培養方案;專業設置
近年來,我國嚴峻的環境問題已引起了國家、社會和公眾對環境保護問題持續高度關注,十提出的現代化建設總體布局五位一體中,新增加了“生態文明建設”[1]。2015年,我國環保行業產值將達到GDP的7%~8%,將成為國民經濟的一個支柱產業[2]。環境科學發展日新月異,環境治理需要很強的專業背景,需要環境科學類專門人才做專業的事已成為重要趨勢,這對環境科學類人才的培養提出了挑戰和機遇。我校是一所特色鮮明的建筑類地方高校,環境與市政工程學院是在1978年天津大學建筑分校時期創辦的給水排水工程專業基礎上發展起來的天津城市建設學院成立最早的系部之一。現有4個本科專業,分別為給排水科學與工程、環境工程、環境科學和生態學。其中環境科學專業2010年開始招生,2014年院系調整時暫緩招生。為了推進環境與市政工程學院的教學和科研建設,環境與市政工程學院組織教師于2015年4月至6月到北京大學、南開大學、天津大學、天津理工大學等單位開展調研,為理清今后發展思路奠定了基礎。
1環境科學專業設置現狀
眾多高校中,北京大學、南開大學是國內知名高校,開設環境科學專業較早,在全國具有引領作用;天津大學與南開大學同屬國家教育部直屬、“211工程”和“985工程”重點綜合性研究型大學,其一理一文,環境科學專業各有特色;天津理工大學與天津城建大學同屬天津市市屬院校,開設環境科學專業較早,有很多需要借鑒的地方。為所調研高校開設環境科學專業的基本情況。1.1環境科學是新興專業北京大學、南開大學的環境科學專業設置較早,其他高校是21世紀初開始設置環境科學專業,這與我國乃至全球的環境問題日趨復雜、對環境科學人才需求越來越多分不開。
1.2具有優勢方向才能長期生存
各高校的環境科學專業都具有各自的優勢方向。例如,北京大學的大氣污染監測和防控優勢突出;南開大學在大氣污染和環境化學方面有優勢;天津大學具有較強的理工科背景,與環工、化工相結合發展優勢;天津理工大學的環境科學專業在水文、地質、大氣污染治理方面有優勢。
1.3招生規模與學校屬性有關
從招生規模上,科研教學型高校,如北京大學、南開大學、天津大學,招生人數較少,約30人左右,其中北京大學更少,其按照環境科學與工程大類招生,環境科學、環境工程、環境管理共招生30人;教學研究型大學,如天津理工大學,招生60~70人,立志于培養學科基礎人才,還可以為知名大學提供再深造人才。
1.4繼續深造才能體現環境科學的優勢
一直以來,環境科學專業的本科畢業生就業較難,但是環境科學是一個科學性比較強的專業,到碩士和博士階段,學生的專業優勢能得到充分的發揮。例如,北京大學、南開大學、天津大學近一半以上本科生選擇出國或國內深造。天津理工大學也致力于與國外知名高校進行合作辦學,提高本校環境科學專業的知名度。
2各單位環境科學專業培養方案特點及分析
眾所周知,制訂合理的培養方案對專業的發展至關重要,其充分體現各校各學院各專業的辦學思想、辦學核心、學科優勢和特點,包含專業的培養目標、基本要求、標準學制和課程設置等內容。其中,各類課程的設置為主要內容。各調研高校關于環境科學專業課程的設置有共性也各有特點,各調研單位培養方案設置的總體分析如下。
2.1學科基礎課:各校都不同程度含有一定學時的化學課
(1)北京大學設有普通化學(管理方向)和物理化學(自然方向)。(2)南開大學的學科基礎課里含有無機及分析化學、無機及分析化學實驗,將無物理化學、儀器分析有機化學、有機化學實驗、生物化學等列在專業選修課里。(3)天津大學將四大化學沒有放置在學科基礎課里,而是在數學與自然學科類中包含了無機化學與化學分析、無機化學實驗、化學分析實驗、有機化學、有機化學實驗、物理化學、物理化學實驗等課程內容。(4)天津理工大學設有無機、有機、物化和分析化學四大化學課程。可見,環境科學專業的學生應當具備一定的化學背景,為今后環境問題的認識和治理打下扎實的基礎,這點與環境工程專業的培養要求不謀而合。
2.2專業必修課:環境監測是各校的核心課程
各校都注重環境監測課程的開設,并且設有一定課時的實驗課程。南開大學似乎更加注重環境監測的開設,其將環境監測和環境監測實驗設為了學科基礎課。可見,環境科學問題的認識和解決過程中,大氣、水體、固廢、土壤環境的質量監測是基礎和核心,在此基礎上,才能有序地進行環境評價、環境規劃、環境管理和環境修復等。
2.3專業選修課:是必修課的有益補充
各校很注重專業選修課的開設,例如,北京大學和南開大學專業選修課設置學分較高,近30學分,可以大致分成生物類、計算統計類、環境倫理類、環境工程類等四大模塊。
2.4實踐課:各校將與環境監測相關的單位列
為實習單位(1)“985”院校,如北京大學、南開大學、天津大學將實習期放置于夏季小學期進行,省市檢測中心是主要的實習單位。(2)除去檢測中心等單位,各校還安排了地質地貌有特點的地方的生態地質認識實習,這與環境科學主要認識和解決人文、自然與環境的問題分不開。
2.5畢業環節:各校以安排畢業論文為主體
南開大學和天津理工大學近幾年認識到本科畢業生的擇業需求主要側重于設計等環節,開始安排一些學生將進行畢業設計。2.6創新與研究類:部分“985”院校設有創新研究與訓練課程南開大學與天津大學設有創新研究與訓練課程,主要以專業講座為主。
3建設與發展思路
經過充分調研,汲取各單位成功的經驗,我們建設和發展環境科學專業的思路如下。
3.1培養目標必須明確
我校正處在由教學型向教學科研型轉變的進程中,所以我校環境科學專業應以培養應用型人才為主,兼顧研究型人才的培養。其培養目標為培養德、智、體、美全面發展,具備環境科學的基本理論、基本知識、基本技術、專業素養的環境學科高級復合應用型人才,以及繼續深造的專業人才,能夠在政府、企業、研究院所、高校等部門從事環境監測、環境評價、環境修復、環境咨詢及相關領域的工程、研究、教學或管理工作。
3.2突出應用型人才培養模式
環境科學專業畢業生授予的是理學學士學位,相比于工學學士學位,理科生就業難度偏大。基于此考慮,在構建該培養方案時,應充分學習環境學、環境地學、環境生態學、環境化學、環境生物學等課程知識基礎上,以環境監測為核心,建立雙體系建設,分別為以環境工程學、環境污染修復學等課程為主的環境污染修復課程體系,以環境經濟學、環境評價學、環境規劃與管理等課程為主的環境評價課程體系,并增加相應地選修課程體系,使環境科學專業的學生將基礎理論知識和環境科學技術融合,更能適應現代社會對“應用型”專門人才的需求。
3.3優化課程體系
注重實踐環節注重環境科學專業的實踐環節,構建環境生物學實驗設計、環境監測綜合性實驗設計、環境工程學課程設計、環境污染修復課程設計、環境影響評價設計性課程設計等實踐教學環節,工程實踐能力貫穿于整個教學過程,增強學生的動手能力,培養該專業本科生具有較強的社會適應能力與綜合競爭力。
3.4建立學科優勢方向
調研過程中,發現無論知名大學還是市屬院校,具有自己的優勢方向才能繼續長期生存。我校有許多優勢學科,我們可以“借力發力”,并且逐漸培養自己的優勢方向。(1)首先借助本院市政工程的優勢(市政工程“十五”“十一五”“十二五”期間連續被列入天津市重點學科,有“水質科學與技術”天津市重點實驗室),主要發展環境科學專業的水體污染檢測和防控,重點進行水體環境的質量評價和生物修復。(2)借助于本校建筑環境與設備工程專業的優勢(2010年建筑環境與設備工程專業被評為天津市普通高等學校品牌專業),經過“十三五”投資購買儀器設備,建設和完善室內空氣環境的監測體系,積極籌配發展環境科學室內空氣環境監控方向。(3)借助于本院市政工程和本校土木工程的優勢,積極到房屋建筑工地實習參觀,側重發展建筑揚塵的監控和建筑場地環境的修復治理。(4)借助于本校建筑學院的優勢,積極到各類建筑場地環境實習,側重于建筑噪聲的測定和防控。
3.5加強對外合作辦學模式
環境科學是一個科學性比較強的專業,到碩士和博士階段,學生的專業優勢才能得到充分的發揮,而且國外多數高校的專業設置與環境科學專業比較相近,學生出國后很多課程可以延續。天津城建大學有很好的城建類學科基礎,積極鼓勵學生考研的同時,可以大力發展與國外城建類大學的合作辦學模式,提高自身知名度的同時,有利于開闊辦學思路和視野。
4結束語
隨著環境問題的日趨復雜和嚴峻,環境科學類人才的需求挑戰與機遇并存。通過對國內高校的調研,天津城建大學應以自身的建筑類學科優勢出發,制訂目標明確的培養方案,從實踐課程、專業課程模塊化和加強對外合作交流出發,辦出特色。
參考文獻
[1]胡偉.學習貫徹十精神推進生態型城市建[J]杭州:周刊,2012(12):18-19.
【關鍵詞】行為空間;聚落空間;木拱廊橋;區域文化
引言
20世紀70年代以后人們逐漸認識到:空間不是一個非物質性的觀念,而是種種文化現象、政治現象和社會現象的化身。在某種程度上,空間總是社會的空間,空間的構造以及體驗空間、形成空間概念的方式極大地塑造了個人生活和社會關系。[1]
行為空間是行為地理學研究的重要命題。行為地理學是在考慮環境(包括自然地理環境與社會地理環境) 條件下強調人的行為的研究方法。行為地理學關心影響個人與集體行為的動機及社會過程,行為空間研究是行為地理學的核心問題,人類行為空間就是人類活動的地區限界范圍,從廣義上理解行為空間,既包括人類行為直接活動空間,也包括通過交流的間接認識空間。活動空間是個人與個人的,或者個人與社會的直接的接觸范圍。[2] [3]行為空間關心人與環境的關系。人賴以生存的環境包括自然環境和社會環境,人──環境關系是一種“能動性的交替關系”。人可以改變環境,環境也影響人的行為。環境是行為的潛在因素,只有在適當的行為配合下,環境才能產生影響,而不是以一成不變的方式影響行為。[4]
人的行為空間很大一部分是在建筑空間中得以體現,人的行為空間是建筑環境設計的出發點與歸宿,歸結起來,建筑環境空間的設計是為了人,為了使人和環境構成一個共生的、完美的生態體系,而行為則是人與環境聯系的紐帶。海德格爾認為“建筑通過分割空間,再將各部分有機結合成新的空間來達到這個目標。” [5]建筑是通過劃分界限來創造空間的藝術,空間不是幾何學或物理學上的概念,而是通常意義上所講的概念。[6]建筑空間特別是建筑中的公共空間為人們提供了交往的場所,成為人類行為的直接空間,使建筑不再是冰冷的抽象物,建筑業因此帶上了感彩。木拱廊橋建筑是我國木結構體系橋梁中的一種獨特類型,在閩東北浙西南一帶集中遺存,形成獨一無二的木拱廊橋建筑景觀帶,也構成鄉村聚落景觀的重要組成部分,東南沿海非常具有特色的傳統聚落景觀。。
1.關于木拱廊橋建筑空間的研究及問題意識
木拱廊橋是汴水虹橋的千年遺存,集中存在于福建省東北部一帶的村落入水、出水口和河流溪澗上,是區域文化的重要代表。木拱廊橋在建筑結構上是編木拱形結構的木架橋,由圓木桿構件縱橫相貫,別壓穿插,互相承托,逐節申長而形成的木撐架勢拱狀木橋。同時充分發揮了木材軸向抗壓的力學特性,橋上建廊,以廊護橋,橋廊一體,自身形成獨特的廊廡空間。這種橋不但能通行, 還可遮蔭避雨, 駐足觀景。橋與廊從構圖上成為上下一體, 形象完美。
廊是中國傳統建筑中重要的單體元素, 特別是在建筑的整體布局、空間組織上起著不可或缺的作用。廊的基本單元是“間”,由“間”的重復連續而組成長短不一的廊古漢語中“廊”的語義復雜, 經歷了從“圍墻”到“圍合庭院的輔助用房”,再到“聯系型建筑物”的演變過程。而現代漢語中廊的定義相對統一, 均為“屋檐下的過道或獨立有頂的通道”。“屋檐下的過道”一般指附屬于單體建筑下的能形成通道的空間, 稱之為“附屬性廊”;“獨立有頂的通道”一般指建在人工園林和天然名勝中的廊, 這類型廊都是自成一體,不與其他單體建筑發生從屬關系, 成為獨立的廊, 稱之為“獨立廊”。 [7] 閩東北一帶民間稱木拱廊橋為“廊橋”“厝橋”,就是形象的描述出這種橋梁外在形式上有“廊”的特征,更有“厝”的功能,
福建東北部木拱廊橋研究開始于上個世紀九十年代初,在近十年,福建東北部木拱廊橋的研究取得長足的進步,研究成果在數量和質量上均有一定的提高,特別值得一提的是,除了本地學著研究外,木拱廊橋也引起國內高校一些學者的注意。
上個世紀九十年代初,時任華僑大學的教授方擁先生(1995)對虹橋(廊橋)的傳播過程、木拱結構的特征以及在建筑史上的意義進行了研究,[8] 開啟了從建筑學角度研究木拱廊橋的先河;值得一提的是唐寰澄(2000)對閩東北浙西南木拱廊橋和《清明上河圖》中汴水虹橋做了較為詳細的考證,認定木拱廊橋為汴水虹橋在東南沿海的遺存,并說“中國橋梁, 有一類十分別致, 即在世界橋梁史中絕無僅有的木拱橋。”;[9]在隨后的研究中,繆小龍(2005)[10]唐留雄(2005)[11]戴志堅(2005)[12]林校生(2006)[13]鐘劍賓(2006)[14]張成、關瑞明(2007)[15]李華珍(2007)[16]張可永(2008)[17]張光英(2008)[18]對福建木拱廊橋的建筑結構藝術、建筑特色、人文史料等方面作出研究,特別對福建木拱廊橋申遺提出建議,還探討了廊橋的功能、廊橋的結構和廊橋的形式,以及汴河虹橋和閩浙木拱廊橋的淵源關系和結構上的不同之處,在國內學術界形成一股研究熱潮。同時,在地方政府的積極倡導下,一些地方性的研究也卓有成果,由壽寧縣政府、壽寧政協編撰《壽寧文物》,[19]福建寧德市市政協編撰的《閩東虹橋實錄》,[20]壽寧縣委宣傳部牽頭、劉杰等編著的《鄉土壽寧》,[21]劉美森主編的《廊橋流韻》,[22]等一批地方性研究成果的出現,從地方特色文物、文化資源的角度對福建東北部木拱廊橋的文物價值、文物地位和地方特色文化做了較為詳細的介紹,由政府層面提出木拱廊橋申報世界遺產的思路。
近兩年,有關福建東北部木拱廊橋的研究仍然在繼續,只不過研究視角更加獨特,成果質量也在不斷提升。蔣燁(2010)從廊橋建筑與文化的視角,[23]張光英(2010)木拱廊橋的地域文脈傳承,地理空間響應的視角進行研究;[24][25]張光英(2011)[26]對從木拱廊橋構成閩東北村落環境意象的視角進行研究;劉妍(2011)從木拱橋類型學視角,[27]張光英(2012)對世界文化遺產語境下的閩東北浙西南木拱廊橋景觀價值進行研究。[28]等學者的研究成果代表了這一階段的研究成就。
從目前國內已有的研究成果來看, 對福建東北部區域木拱廊橋的研究內容逐漸深入, 研究范圍不斷拓寬, 研究成果不斷增多, 但國內學者從文化地理學和木拱廊橋廊空間之于鄉民行為空間的意義角度對木拱廊橋文化特征的研究還是空白。本文以閩東北木拱廊橋聚落空間為解讀對象,在人文地理學行為空間視角下的對福建東北部農村聚落空間進行解讀。在人文地理視域,研究木拱廊橋在福建東北部地區所形成空間對于當地鄉民的意義,對于獨特地域文化的意義所在,在目前是一種創新研究。
2.研究思路與方法
2.1 樣本的選取
福建東北部區域木拱廊橋現存共計52座(指建筑年代均在40周年以上的木拱廊橋.不包括當下為景區開發、城市造景需要而建造的廊橋),分別分布在壽寧、屏南、周寧、古田、福安、柘榮、福鼎和霞浦等8縣市(圖1),其中壽寧19座,屏南12座,周寧7座,古田5座,福安5座,柘榮2座,福鼎1座,霞浦1座.其中壽寧被譽為世界木拱廊橋之鄉。[28]
本研究選取具有廊橋之村美譽的壽寧縣芹洋鄉尤溪村為例。
圖 1 閩東北木拱廊橋分布示意圖[25]
2.2 樣本描述的范圍
尤溪村位于閩東壽寧縣芹洋鄉以東7公里,距壽寧城關33公里,到濱海城市寧德市為1.5小時車程,是一個具有800多年歷史的濱海山區小村落,全村共有435戶,人口2019人。尤溪村村里現存3條木拱廊橋,分別是:里仁橋(尤溪下橋),建于清道光12年(1832),文明橋(尤溪上橋),建于清道光12年(1832),張坑橋建于清道光8年(1828),2006年牛頭山水庫蓄水,張坑橋原構件整體拆遷到尤溪村下游重建。小小的尤溪村擁有三座歷史悠久內涵豐富的廊橋,其密度居世界之最,因而尤溪村被譽為廊橋之村。[26](圖2,表1)
尤溪村系由山地和高丘圍繞而成一個小盆地,屬鷲峰山系洞宮山脈東麓,地勢西北高,東南低,海拔500~800米之間,相對高200~500米,坡度一般在30~50度之間。尤溪溪自西向東貫穿全村流向村口,在村口呈V形深切,注入牛頭山水庫。尤溪村沿溪分布在溪流兩岸。全村面積大約20000M2 。沿著小溪而走的鄉村小路和溪流一起將三個村莊串成一個大大的“豐”字。
圖2:尤溪村地理位置圖[26]
表1:尤溪村木拱廊橋基本信息
橋名 建成年代 現橋建成 單孔跨度(m) 所供奉神靈 神靈的的功能
文明橋 清道光十二年 清道光十二年 16.7 觀音菩薩,南向橋頭祀土地 觀音:大慈大悲救苦救難,送子;
土地:祭祀大地,現代多屬于祈福、保平安、保收成之意;
平水王:治水,解決水患。
里仁橋 清道光十二年 清道光十二年 21 觀音,橋頭20米山上祀平水王
張坑橋 清道光八年 清道光八年。
公元2006年因建水庫按原貌整體搬遷至尤溪村 33.4 無
3.木拱廊橋建筑的空間分析
3.1 木拱廊橋建筑空間是農村鄉民行為空間中的物質空間。
農村的物質空間通常由聚落空間和人工物質空間構成。自然生態空間要素包括地形、地貌、水文、土地、礦產及生物等自然資源,是人生存之源;人工物質空間要素由耕地、宅地、道路、廣場等多種因素共同組成,構成聚落人口生產、生活和居住的多功能活動空間。[29]
其一,由圖2可以看出文明橋雄踞進村的水源的源頭,文明橋鎖住村落的出水口,并且如一根繩子牽住兩座在村口的兩座山丘(圖示中7、8),哪怕是最后從外面遷移這里的張坑橋的位置也是出于進一步鎖住出水口的考量。閩東鄉村村落選址講究藏風納氣,特別是沿著水流的方向,如若任由水的進與出,那么村落將是被認為沒有風水的場所,因此,三座木拱廊橋在這里與地形、地貌、水文組成村落聚落的自然生態空間;其二,木拱廊橋是人工物質空間。首先木拱廊橋行使的是道路的功能,尤溪村自古以來是處在閩東通往閩北的古官道上,馮夢龍在《壽寧待志》的《鋪遞》章中寫道:“正道通政和者六,曰總鋪,曰葉洋,曰芹洋,曰尤溪,曰平溪,曰南溪”。“余每鋪立一牌坊,標名某鋪。至南溪界首,復立坊題曰‘政壽交界’,使入吾境者可計程而達也”。[30]當年府縣官員往來和公文遞送主要奔走在這條西去芹洋、尤溪、平溪、南溪、政和、建寧府的官道上。其次木拱廊橋連接著兩岸的農田村落的功能,它們處在兩岸村民來往的必經之路上,是適應自然生態的物質生產空間。因此,木拱廊橋是閩東北農村鄉民行為空間中的人工物質空間,是聚落空間的核心。
3.2 木拱廊橋建筑空間是農村鄉民行為空間中的精神空間
傳統聚落建筑在構建物質空間的同時,極為重視精神空間的塑造,多以自然山水景象、血緣情感、人文精神、鄉土文化構建出充滿自然生機和文化情感的精神空間。 [28]閩東農村鄉民行為空間中的精神空間具有意象特征,以信仰的形式為表征,是一種大眾共創共享的空間。表1所表示的木拱廊橋神靈的供奉上,這些神靈各司其職,是鄉村聚落中種群共有的精神依托。當空間只滿足個人精神需求的空間并不能被稱為精神空間,正是因為在木拱廊橋這個廊空間中通過神靈的供奉,使聚落鄉民之間擁有共同的精神寄托,從而營造出獨特聚落空間中的緊密相連的情感關系,才是精神空間得以存在。
3.3 木拱廊橋建筑空間是農村鄉民行為空間中的組合空間
閩東北特有的地理環境制約對于農村鄉民日常活動以及行為空間產生直接的影響。閩東位于福建省東北部區域,地處北緯26°18′~27°40′,東經118°32′~120°44′之間。閩東地處洞宮山脈南麓,鷲峰山脈東側,東面瀕臨太平洋,中北和中南部又有呈北東—南西、西北—東南走向的太姥山和天湖山兩條山脈,構成沿海多山地形。地勢西、北部高,東、南部低,中部隆起,大致呈“冂”型的梯狀地勢。 區內山嶺起伏,地表深切,高差懸殊,地勢陡峻,地貌以山地丘陵為主,其間雜有山間盆地,沿海一帶間夾濱海堆積平原,背山臨海,地貌以山地、丘陵為主,境內山嶺聳峙,丘陵起伏,河谷縱橫,島嶼眾多,海岸線漫長曲折。[31]
首先,木拱廊橋是一種適應自然環境的交往空間,形成組合空間的一部分。壽寧自古以來山高路險,地勢險要,明朝嘉靖五年知縣錢亮在《科貢題名記》中贊嘆:“壽寧之山,催巍嵂峻極于天;而其川也,奔騰澎湃趨于海,此固非常之山川也”, [32]交通極不方便,也阻礙了鄉民之間的往來,因此廊橋成為交通要津上的不可替代之建筑。同時,閩東山區素稱“九分山水一分田”,土地逼仄,廊橋中的廊是在地理環境制約下的一種休憩空間的有效拓展,為鄉民提供勞動休憩所在,每逢重要的事情,鄉民會集中到廊橋上集體商議解決,所以形成一個集會的場所。木拱廊橋建筑的廊空間自然成為農村鄉民交際和休閑的場所。
其次,木拱廊橋建筑的廊空間是一種環境制約下的開放空間。在木拱廊橋的廊空間中,表現出空間的開放性、平等性和包容性。不管是本村村民,還是外鄉人經過,都可以在此休息;不管是富有還是貧窮,只要愿意,均可在這里尋得神靈力量的慰藉與庇護,因為神靈保佑的是這個村落及周邊的每一個人,不會因為你財富多一點神靈就對你多歐眷顧,所以,木拱廊橋廊空間提供給人們相互之間以及人與空間之間自由和諧的相處關系,是閩東農村鄉民的“精神家園”,在農村社區中扮演著“精神診所”的作用,是一種突破環境制約的開放空間。
4. 結論與討論
其一,在福建東北部鄉村,由木拱廊橋建筑所界定出的聚落空間的非常容易識別。木拱廊橋建筑成為聚落空間的有效邊界點,構成村落聚落的自然生態空間和人工物質空間;
其二,木拱廊橋做為建筑空間的一種,通過木拱廊橋建筑中廊的功能得以發揮,拓展了聚落空間,構成聚落文化的一部分,融合成生活其中鄉民的生活習慣、行為習慣、精神生活的一部分,甚至形成一種集體的無意識。這樣的空間豐富了閩東北區域文化的精神內涵。
其三,借鑒人文地理行為空間的視角探討福建東北部木拱廊橋建筑所構建出來的聚落空間,發現木拱廊橋建筑空間在福建閩東地區居民的日常生活中具有重要的空間意義。木拱廊橋建筑的廊空間兼有生活、生產和精神信仰層面的作用,成為居民日常生活中重要的社會空間。
當然本文在寫作的初衷,還希望通過對木拱廊橋建筑所構成的聚落外部空間和內部空間的研究,明確在福建東北部區域原住居民對作為聚落標識的木拱廊橋建筑空間感知的有效途徑,并了解鄉民是通過木拱廊橋建筑廊空間中的藝術設計與情感寄托來激發人類的情感,進一步明確人和空間是如何進行交流,產生共鳴,最終明確鄉村生活空間環境設計的目的,所有這些都將是進一步研究的課題。
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基金項目:
福建省教育廳A類社會科學研究資助項目(JA11300S);2011年“閩東文化研究”專項課題(2011HW05);2010年寧德師范學院重點課題(2010J002)
[論文關鍵詞]生態建筑;生態住宅;技術策略
1.生態建筑概述
根據世界衛生組織(who)的定義,所謂“健康”就是指人在身體上、精神上、社會上完全處于良好的狀態。據此定義,“健康住宅”不僅僅是住宅+綠化+社區醫療保健,還指在生態環境、生活衛生、立體綠化、自然景觀、噪音降低、建筑和裝飾材料、空氣流通等方面,都必須以人的健康為根本。
1.1生態住宅定義
健康住宅又稱“生態住宅”,生態住宅居住區的總體布局、生態住宅建筑單體的空間組合、房屋構造、自然能源的利用和節能措施、綠化系統以及生活服務配套的設計,都必須以改善及提高人的生態環境、生命質量為出發點和目標。
1.2生態住宅原則
生態住宅是運用生態學原理和遵循生態平衡及可持續發展的原則,即綜合系統效率最優原則,來設計、組織建筑內外空間中的各種物質因素,使物質、能源在建筑系統內有秩序地循環轉換,獲得一種高效、低耗、無廢無?虧染、生態平衡的建筑環境。生態住宅以可持續發展的思想為指導,意在尋求自然、建筑和人三者之間的和諧統一,即在“以人為本”的基礎上,利用自然條件和人為手段來創造一個有利于人們舒適、健康的生活環境,同時又要控制對于自然資源的使用,努力實現向自然索取與回報之間的平衡。生態住宅的特征是舒適、健康、高效和美觀。
1.3生態住宅的技術策略
1.3、1追求舒適和健康是生態住宅的基礎 生態住宅首先要滿足的是人體的舒適性,例如適宜的溫度和濕度。此外還應有益于人的身心健康,如有充足的日照以實現殺菌消毒,有良好的通風以獲得高品質的新鮮空氣,以及無輻射、無污染的室內裝飾材料等。在心理方面,生態住宅既要保證家庭生活所需要的居住功能——安全性和私密性,又要滿足鄰里交往、人與自然環境交融等要求。健康還有另外一層很重要的含義,即住宅與大自然的和諧關系。住宅應盡可能減少對自然環境的負面影響,如減少有害氣體、二氧化碳、固體垃圾等污染物的排放,減少對生物圈的破壞。
1.3.2追求高效是生態住宅的核心內容 所謂高效,是指最大限度地利用資源和能源,特別是不可再生的資源和能源。
1.3-3追求美觀是生態住宅與大自然和諧的完美境界 生態住宅與大自然的和諧不僅體現在能量、物質方面,也同時體現在精神境界方面,包括生態住宅與自然景觀相融合,與社會文化相融合。生態住宅應立足于將節約能源和保護環境這兩大課題結合起來,所關注的不僅包括節約不可再生能源和利用可再生潔凈能源,還涉及節約資源、減少廢棄物污染以及材料的可降解和循環使用等方面的內容。
2.生態住宅設計理論
目前,世界各國新型的生態住宅可謂方興未艾,從可持續發展的角度出發,發展生態建筑在我國也必然是大勢所趨。作為國家的重要產業,城鎮住宅建設必將快速發展。所以,如果不抓住時機,及時把“生態理念”引入到住宅設計中,解決住宅節能和住區環境保護問題,將會對社會、經濟、環境產生不可挽回的后果。
生態住宅設計,指的就是綜合運用當代建筑學、建筑技術科學、人工環境學、生態學以及其他科學技術的綜合成果,把住宅建造成一個小的生態系統,為居住者提供舒適、健康、環保、高效、美觀的居住環境的一種設計實踐活動。這里所說的“生態”絕非一般意義的綠化,而是一種對環境無害而又有利于人們工作生活的標志。
在工程實施過程中,生態住宅涉及的技術體系極其龐大,包括能源系統(新能源與可再生能源的利用)、水環境系統、聲環境系統、光環境系統、熱環境系統、綠化系統、廢棄物管理與處置系統、游憩系統和綠色建材系統等。簡單來說,其技術策略主要體現在以下幾個方面。
a住區物理環境(聲、光、熱環境)與能源系統設計,包括建筑規劃、建筑單體設計、建筑能源系統的設計等,同時又與綠化設計以及建材的選擇息息相關,是當前生態住宅設計中最重要而又最容易被忽視的問題;
b智能化住區,主要包括信息管理和通訊自動化、物業管理自動化、設備自動化控制、安全防護自動化以及家庭智能化等;
c節省土地,節約能源,做好廢棄物的回收和處理。
3.設計理論在建筑設計中的運用
從上述思路出發,要實現住宅設計生態化,需綜合考慮3個方面的因素:住宅住區規劃、建筑單體設計(包括建筑造型、朝向、定位以及細部處理。如維護結構材料選擇、保溫方式、門窗形式等)、建筑物內的環境控制系統設計。本文將從住區風環境、自然通風綠化、水景設計和防止住區熱島現象、日照遮陽與采光外圍護結構布置、噪聲和污染的防止和控制等與建筑設計相關的幾個方面,分別闡述生態建筑理論在住宅建筑設計中的運用。
3.1住區風環境設計
建筑物布局不合理。會導致住區局部氣候惡化。規劃師和建筑師已經認識到風環境和再生風環境問題已不容忽視。然而,可能是對室外風環境的預測不夠重視或缺乏有效的技術手段。當建筑師們在對建筑住區進行規劃時,更為常見的做法是過多地把設計重點集中在建筑平面的功能布置、美觀設計及空間利用上,而很少或僅僅憑經驗考慮高層、高密度建筑群中氣流流動情況對人的影響。事實上,良好的室外風環境,不僅意味著在冬季風速太大時不會出現人們舉步維艱的情況,還應該在炎熱夏季保持室內自然通風。從這一點上來說,在規劃設計中僅僅考慮對盛行風簡單設置屏障的做法顯然是不夠的。在實際的規劃設計中,要獲得良好的住區風環境,了解小區內氣流流動情況,是建筑師在設計初期所必須做到的。
3.2自然通風
在住宅建筑中,自然通風是最經濟和有效的環境調節手段,而建筑物的平面布局、立面設計與三維空間布置等,都對自然通風的效果有重要的影響。充分考慮這一影響而進行建筑設計能有效地解決住宅中熱舒適性和空氣質量問題,而且在不增加住戶投資的情況下,就能營造一個健康、舒適的居室環境。
3.3綠化、水景設計和防止住區“熱島”現象
住區周圍建筑的熱環境不僅和氣流流動有關系,同時還和住區建筑周圍的輻射系統有關。受住宅設計中建筑密度、建筑材料、建筑布局、綠地率和水景設施等因素的影響,住區室外氣溫有可能出現“熱島”現象。合理的建筑設計和布局,選擇高效美觀的綠化形式(包括屋頂綠化和墻壁垂直綠化)及水景設置,可有效地降低“熱島”效應,獲得清新宜人的室內外環境。特別值得指出的是,建設生態住區不等于簡單地提高綠化面積,如果住區綠化僅僅使用大規模草地而不考慮與林地、水景設施以及自然通風等手段有效地結合起來,不僅不能充分發揮綠化在改善室內外熱環境方面的巨大作用,還會把大量的金錢浪費在草地的澆灌上,可謂得不償失。在綠化系統設計中如何改善住區室外環境,除了避免以上誤區外,還應做好以下2個方面的工作:①合理選擇和搭配綠化植物和水景設置,并與整個小區的熱環境設計協調起來,除了給人以觀賞的美感外,還應充分發揮植物、水在降低“熱島”作用、改善住區微氣候方面的作用;②設計中要以人為本,如果綠化設計的最后結果是把人和綠色隔絕開來,僅僅“可以遠觀而謝絕入內”是不可取的。
3.4日照、遮陽與采光
夏天陽光的直射和熱輻射是影響居室熱環境的一個重要因素,同時也是影響住戶心理感受的重要因素。遮陽是指運用建筑的外形設計、懸挑和凸凹變化而形成建筑圍護結構,使室內實際接受的陽光直射和輻射熱量減少。比較好的方法是根據當地地理與氣侯條件,通過精確計算,對住區的建筑布局以及單體住宅的相對關系,進行建筑群日照、遮陽以及自然采光分析,檢驗是否滿足日照和遮陽的要求。
3.5外圍護結構布置
這里主要是指外墻和外窗等圍護結構的布置,體型系數這一概念并不能充分反映外圍護結構對建筑物熱環境的復雜影響。實際上,對于不同朝向角和傾角的外墻和外窗,由于當地主導風向的不同而造成的滲透情況的不同,外表面的對流換熱系數也相差很大,日間接受的太陽輻射隨著時間變化而千差萬別,夜間背景輻射狀況也不相同。
3.6噪聲和污染的防止和控制
住區規劃應有效地設計防噪系統,如將住區和主要交通干線相隔絕,防止主要交通干線的噪音傳過來。污染控制問題也需重視,建筑物內部空氣質量不好,一定是與室外空氣污染有關,而通過有效的綠化、有效的組織建筑周圍氣流流動,可以改善室內空氣品質。在設計初期,技術人員就應該深入現場進行調研和測試,檢驗當地的噪聲或污染是否符合標準,如果不能滿足要求,一定要采取相應的補救措施。如果居室噪聲超標,可考慮采用錯開設計的雙層玻璃窗,既能有效降低噪聲,又不影響自然通風。
什么是生態?生態源于人類對自身生活條件的不斷提高,健康就成了目前人類最關心的話題。世界衛生組織(WHO)對健康的定義是,所謂“健康”就是指人在身體上、精神上、社會上完全處于良好的狀態。據此定義,而“健康住宅”不僅僅是房地產住宅+綠化+社區醫療保健,并且是指在生態環境、生活衛生、立體綠化、自然景觀、噪音降低、建筑和裝飾材料、空氣流通等方面,都必須以人的健康為根本。因此人在這個墓礎上發展上,建立了生態建筑,為人類提供舒適居住環境的場所。作為一名建筑設計人員在設計的時候應該時時刻刻從生態角度考慮問題,下面其體談談設計中的問題
1生態建筑設計要點
生態住宅設計,指的就是綜合運用當代建筑美學、建筑技術科學、人工環境學、生態學及其它科學技術的綜合成果,把住宅建造成一個小的生態系統,為居住者提供舒適、健康、環保、高效、美觀的居住環境的一種設計實踐活動。這里所說的“生態”絕非一般意義的綠化,而是一種對環境無害而又有利于人們工作生活的標志。
在工程實施過程中,生態住宅涉及的技術體系極其龐大,包括能源系統(新能源與可再生能源的利用)、水環境系統、聲環境系統、光環境系統、熱環境系統、綠化系統、廢棄物管理與處置系統、游憩系統和綠色建材系統等。簡單說來,其技術策略主要體現在以下幾個方面:
住宅區物理環境(聲、光、熱環境)與能源系統設計,包括建筑規劃、建筑單體設計、建筑能源系統的設計等,同時又與綠化設計以及建材的選擇息息相關,是當前生態住宅設計中最重要而又最容易被忽視的問題,智能化住宅區,包括信息管理和通訊白動化、物業管理自動化、設備自動化控制、安全防護自動化以及家庭智能化等。
1.1水資源的節省以及廢棄物處理
從這個思路出發,要實現住宅設計生態化,需綜合考慮三個方面的因素:住宅住區規劃。建筑單體設計(包括建筑造型、朝向、定位以及細節處理如維護結構材料選擇、保溫方式、門窗形式等);建筑物內的環境控制系統設計。下面將從風環境設計、白然景觀、光環境等方面,分別闡述可應用到生態住宅設計中的相關技術。
1.1.1住宅區風環境設計
建筑物布局不合理,會導致住區局部氣候惡化。高層建筑由于單體設計和群體布局不當而導致強風卷刮物體撞碎玻璃的報道屢見不鮮。很多事例提醒規劃師和建筑師,風環境和再生風環境問題已不容忽視。然而,可能是對室外風環境的預測不夠重視或缺乏有效的技術手段,當建筑師們在對建筑住宅區進行規劃時,更為常見的做法是過多地把注意力集中在了建筑平面的功能布置、美觀設計及空間利用上,而很少(或儀僅憑經驗)考慮高層、高密度建筑群中氣流流動情況對人的影響。事實上,良好的室外風環境,不僅意味著在冬季風速太大時不會在住區內出現人們舉步維艱的情況,還應該在炎熱夏季有利于室內自然通風(即避免在過多的地方形成旋渦和死角)。從這一點上來說,在規劃設計中僅僅考慮對盛行風簡單設置屏障的做法顯然是不夠的。
1.2綠化‘水景設計和防止住區熱島現象
住宅區周圍建筑的熱環境不僅和氣流流動有關系,同時還和住宅區建筑周圍的輻射系統有關。受住宅設計中建筑密度、建筑材料、建筑布局、綠地率和水景設施等因素的影響,住宅區室外氣溫有可能出現“熱島”現象。“熱島”現象在夏季的出現,不僅會使人們高溫中暑的機率變大,同時還促使光化學煙霧的形成,加重污染,并增加建筑的空調能耗。合理地建筑設計和布局,選擇高效美觀的綠化形式(包括屋頂綠化和墻壁垂直綠化)及水景設置,可有效地降低熱島效應,獲得清新宜人的室內外環境。
特別值得指出的是,生態住宅不等于簡單地提高綠化率,如果住宅區綠化僅僅使用大規模綠地而不考慮與林地、水景設施以及自然通風等手段有效地結合起來,不僅不能充分發揮林地在改善室外熱環境方面的巨大作用,還會把大量的金錢浪費在綠地澆灌上,可謂得不償失。在綠化系統設計中如何改善住宅區室外環境,除了避免以上誤區外,還應做好兩個方面的工作:一是合理選擇和搭配綠化植物和水景設置,要與整個小區的熱環境設計協調起來,除了給人以視覺上的美感外,還應充分發揮植物、水在改善住宅區微氣候方面的作用。二是設計中要以人為本,如果綠化設計的最后結果是把人和綠色隔絕開來,僅僅“可以遠觀而謝絕入內”是不可取的。
1.3日照、遮陽與采光
太陽輻射是影響居室熱環境的一個重要因素,同時也是影響住戶心理感受的重要因素。遮陽問題是指由于建筑物的外形設計、特別是凸凹變化的外型而引起的建筑圍護結構(墻和窗等)實際按受的太陽輻射熱量減少的問題。相應的,互遮陽則是指由于建筑群布局而影響到建筑物實際接受的太陽輻射熱量減少的問題。
自然采光有利于人體健康和提高工作效率.我國北方冬季對自然采光就有嚴格要求。在住宅區規劃與單體設計中需仔細考慮遮擋和自遮擋對自然采光乃至建筑物的熱環境的影響。
1.4護結構布置
這里主要是指外墻和外窗等圍護結構的布置,體型系數這一概念并不能充分反映護結構對建筑物熱環境的復雜影響。實際上,對于不同朝向角和傾角的外墻和外窗,由于當地主導風向的不同而造成的滲透情況的不同,外表面的對流換熱系數也相差很大,接受的太陽輻射隨著時間變化而千差萬別,夜間背景輻射狀況也不相同。比較好的解決方法是利用目前國內外比較流行的建筑物能耗模擬軟件(如美國的DOE一2,國內的DSeT,等等)進行模擬分析,才能得到一個比較合理的方案。
1.5噪聲和污染的防止和控制
住宅區規劃應有效地設計防噪系統,如將住宅區和主要交通干線相隔絕,防止主要交通干線的噪音傳過來。污染控制問題也需重視,建筑物內部空氣質量不好,一定是與室外空氣污染有關,而通過有效的綠化、有效的組織建筑周圍氣流流動,可以改善室內空氣品質。在設計初期,技術人員就應該深入現場進行調研和測試,檢驗當地的噪聲或污染是否符合標準。如果不能滿足要求,一定要采取相應的補救措施。如果居室噪盧超標,可考慮采用錯開設計的雙層玻璃窗,既能有效降低噪聲,又不影響自然通風的利用。
2生態住宅原則
生態住宅是運用生態學原理和遵循生態平衡及可持續發展的原則,即綜合系統效率最優原則,設計、組織建筑內外空間中的各種物質因素,使物質、能源在建筑系統內有秩序地循環轉換,獲得一種高效、低耗、無廢無污染,生態平衡的建筑環境。這里的環境不僅涉及住宅區的自然環境,如空氣、水體、土地、綠化、動植物、能源等,也涉及住宅區的人文環境、經濟系統和社會環境。培育生態住宅概念主要是在這種觀念的影響下,在住宅建設與發展中始終以生態問題為中心,在環保、綠化、安居、道路管網等方面進行系統規劃與管理,使住宅區生態環境處于良性循環狀態之中。
3生態住宅的技術策略
3.1追求舒適和健康是生態住宅的基礎
生態住宅首先要滿足的是人體的舒適性,例如適宜的溫度、濕度以滿足人體熱舒適。此外還應有益于人的身心健康,如有充足的日照以實現殺菌消毒,有良好的通風以獲得高品質的新鮮空氣,以及無輻射、無污染的室內裝飾材料等。在心理方面,生態住宅既要保證家庭生活所需要的安全性、私密性,又要滿足鄰里交往、人與自然交往等要求。健康還有另外一層很重要的含義,是指住宅與大自然的和諧關系。住宅應盡可能減少對自然環境的負面影響,如減少有害氣體、二氧化碳的排放。
3.2追求高效是生態住宅的核心內容
所謂高效,是指盡可能有效地利用資源和能源,特別是不可再生的資源和能源。我們知道,建筑業以及與建筑業相關的其它產業(如建材生產、運輸等)消耗了大量的能源和資源。而生態住宅正是要杜絕這種粗放、浪費的模式,以最低的能源、資源成本去獲取最高的效益。
3.3追求美觀是生態住宅與大自然相和諧的完美境界
生態住宅與大自然相和諧不僅體現在能量、物質方面,也同時體現在精神境界方面,包括生態住宅與自然景觀相融合,與社會文化相融合。生態住宅立足于將節約能源和保護環境這兩大課題結合起來,所關注的不僅包括節約不可再生能源和利用可再生潔凈能源,還涉及節約資源(建材、水)、減少廢棄物污染(空氣污染、水污染)以及材料的可降解和循環使用等,因而它所占據的視點最高,所關注的領域也最廣。
潔凈能源的開發與利用。要盡可能節約不可再生能源(煤、石油、天然氣),并積極開發可再生的新能源,包括太陽能、風能、水能、生物能、地熱等無污染型能源。
充分考慮氣候因素和場地因素。如朝向、方位、建筑布局、地形地勢等。盡可能利用天然熱源、冷源來實現采暖與降溫。充分利用自然通風來改善空氣質量、降溫、除濕。
材料的無害化、可降解、可再生、可循環。建筑材料應盡可能利用可降解、可再生的資源,同時還要嚴格做到建材的無害化(無污染,無輻射)。
水的循環利用與中水處理。在適當的范圍內進行雨水收集、中水處理、水的循環利用和梯級利用,特別是對于水資源匾乏的地區。
結合居住區的情況(規模密集、區位、周邊熱網狀況)采取最有效的供暖、制冷方式。加強能源的梯級利用。
結合居住區規劃和住宅設計來布置室外綠化(包括屋頂綠化和墻壁垂直綠化)和水體,以此進一步改善室內外的物理環境(聲、光、熱)。
使用本土材料、降低由干材料運輸而造成的能耗和環境污染。