李 龍
(湖南高速鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院鐵道建筑學(xué)院,湖南衡陽421001)
隨著能源大幅度減少,人們的環(huán)境保護(hù)意識明顯增強(qiáng),發(fā)展綠色建筑教學(xué)成為建筑界的首要任務(wù)。綠色建筑教學(xué)要求十分嚴(yán)格,首先是能夠運(yùn)用三維空間直觀地展示設(shè)計(jì),其次是要求建筑實(shí)施期間秉持“環(huán)?!边@一理念,社會(huì)需求體現(xiàn)在教學(xué)模式的更新,旨在培養(yǎng)出符合時(shí)代潮流的建筑型人才。
傳統(tǒng)的建筑教學(xué)是利用人工制作的模型和圖紙進(jìn)行淺層次的交流,教師和學(xué)生交流的主要內(nèi)容是草圖的繪制情況和設(shè)計(jì)方案的完整度討論,優(yōu)點(diǎn)是能更詳細(xì)地進(jìn)行面對面交流,表達(dá)自己的觀點(diǎn),但是有一定的缺點(diǎn):一是對雙方的交流能力是很大的考驗(yàn),而且繪制的圖紙也要清晰明了;二是這樣的交流方式也許并不適合現(xiàn)在的教學(xué)模式?,F(xiàn)在建筑行業(yè)很多是直接邀請?jiān)O(shè)計(jì)師參與高校教學(xué),而且這些設(shè)計(jì)師通常利用網(wǎng)絡(luò)課程來補(bǔ)充教學(xué)。這樣來看,傳統(tǒng)的利用模型和圖紙的教學(xué)方式本身就存在缺點(diǎn)。
極力推廣使用電腦軟件,第一步是在設(shè)計(jì)前的思考階段,用三維立體思維進(jìn)行設(shè)計(jì)。第二步是制作與之對應(yīng)的二維圖。最后一步是對立體圖形進(jìn)行修飾,使之更美觀。這種教學(xué)模式可以很好地與圖學(xué)技術(shù)結(jié)合,再結(jié)合自身專業(yè),為綠色建筑的發(fā)展作出貢獻(xiàn)。
學(xué)生的作品交上來之后,軟件自動(dòng)識別這張?jiān)O(shè)計(jì)是否符合當(dāng)今環(huán)境要求,并給出評語和修改意見。特別是綠色建筑體系,回饋式圖學(xué)教育方式必須實(shí)時(shí)更新。這種教學(xué)模式在設(shè)計(jì)流程方面增加了綠色建筑審核的比重,讓學(xué)生從建筑材料的選擇開始就要考慮很多因素,比如對它的使用周期、是否會(huì)產(chǎn)生有毒氣體、性價(jià)比等多方面進(jìn)行考量。然后利用軟件模擬環(huán)境,評估此建筑是否符合可持續(xù)發(fā)展目標(biāo),并對不符合要求的設(shè)計(jì)進(jìn)行修改。最終的設(shè)計(jì)不僅美觀,功能齊全,而且符合可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。運(yùn)用軟件不斷進(jìn)行修改,進(jìn)行嘗試、評估,期間也會(huì)更深刻了解建筑方面的知識。對于綠色建筑教學(xué)體系來說,這是具有創(chuàng)造性的舉措。
回饋式綠色建筑教學(xué)體系比傳統(tǒng)的教學(xué)方式更有優(yōu)勢,表現(xiàn)在以下兩點(diǎn):
一是普及使用圖學(xué)軟件進(jìn)行環(huán)境評估,可以為學(xué)生建立三維立體思維提供幫助,也可幫助學(xué)生直觀了解自己的設(shè)計(jì)作品,是否符合可持續(xù)發(fā)展目標(biāo),需要在哪些方面有所提高,得到直接的教學(xué)評估。從當(dāng)今綠色建筑設(shè)計(jì)方面來看,通過圖學(xué)軟件進(jìn)行教育更符合時(shí)代所需。
二是運(yùn)用圖學(xué)軟件教學(xué)可以讓學(xué)生對建筑的理解更深一步。從教學(xué)評估來看,不同地方的建筑都有自己的特色,是根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡乩憝h(huán)境來確定建筑特色。而對傳統(tǒng)教育方式來說,不能直觀了解到當(dāng)?shù)氐奶厣膊荒苷嬲斫馄湮幕绊?,只能通過書本知識進(jìn)行憑空思考。利用圖學(xué)軟件教學(xué)就不會(huì)出現(xiàn)以上情況,它直觀、清楚、精確,帶給學(xué)生不一樣的體驗(yàn),學(xué)生甚至可以從材料的性質(zhì)方面進(jìn)行評估。激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力、想象力,立體圖形使學(xué)生深刻理解回饋式綠色建筑。
在回饋式教學(xué)基礎(chǔ)上,綠色建筑教學(xué)發(fā)展迅速,發(fā)揮重大作用。國家對環(huán)境保護(hù)越來越重視,綠色建筑會(huì)逐漸成為主流,也是未來學(xué)科發(fā)展的方向。建筑教育要注重發(fā)展回饋式圖學(xué)軟件,未來的設(shè)計(jì)教育需要將加強(qiáng)圖學(xué)軟件教育作為主流。
普通住宅臥室的人口密度高于衛(wèi)生間的人口密度。夏季溫度比較高,需要采用空調(diào)制冷,人們洗浴用的熱水大多來自太陽能熱水器,而且,房間里照明也需要能量消耗。通過一系列能耗分析,夏天能量消耗主要是照明和空調(diào)制冷兩部分,現(xiàn)在照明都采用節(jié)能燈泡,能耗不是很高,而空調(diào)制冷最多能量消耗是90kW·h,能量消耗很大。
根據(jù)對建筑物每一層的采光情況分析發(fā)現(xiàn):建筑的第一層采光效果不太好,如果要達(dá)到合適的光度,必須借助人工照明;建筑的第二層采光效果雖然較第一層有所提高,但是光線的分布非常不平衡,有的屋子光線十分充足,甚至有些刺眼,而有些屋子光線較弱,也需要人工照明來滿足人們的光線所需。因此,要特別注意位置靠里房間的采光情況,希望能有效解決采光不均勻問題。
根據(jù)流體力學(xué)分析圖可知:夏天,第二層房間的通風(fēng)效果要明顯好于第一層房間,屋里的溫度要低于屋頂那片區(qū)域的溫度。相比較而言,第二層室內(nèi)溫度更舒適,更適合人們居住,因此,主臥一般都安排在二樓。挨著圍護(hù)邊緣房間的溫度都比較高,而且室內(nèi)通風(fēng)效果不理想,因此,位于所有房間正中央位置的是最好的房間位置,通風(fēng)良好,溫度也較周圍房間有所下降。由此可見,這種設(shè)計(jì)雖然會(huì)造成第二層采光不均勻,但從溫度來看是適合在炎熱夏天居住的,當(dāng)?shù)厝私ㄔ旆课葑畛S玫脑O(shè)計(jì)就是這種平面形式,學(xué)生可以深入了解不同地點(diǎn)農(nóng)村建筑的特點(diǎn),利用這樣類似的情況進(jìn)行設(shè)計(jì)模擬。
從以上的評估中可知,學(xué)生需要優(yōu)化農(nóng)村建筑設(shè)計(jì),主要的問題有兩點(diǎn):一是夏天空調(diào)制冷的能量消耗需要降低;二是一層采光效果不好,二層采光不均勻問題。針對以上兩點(diǎn),學(xué)生們給出優(yōu)化措施。
第一個(gè)問題的解決辦法是提高墻體的熱工性能,通過增厚墻體,降低空調(diào)制冷的能量消耗。另一個(gè)辦法是窗戶改裝雙層中空玻璃,這樣與普通單層玻璃相比可以提高玻璃的熱工性能。實(shí)踐顯示,增厚墻體和采用雙層中空玻璃都可以降低空調(diào)制冷的能量消耗。
關(guān)于采光問題,學(xué)生總結(jié)的第一種解決辦法是將窗戶的尺寸增大,但實(shí)踐發(fā)現(xiàn)這種辦法采光系數(shù)增加不明顯,而且空調(diào)制冷能量消耗增加。如果在增加窗戶尺寸的基礎(chǔ)上安裝雙層中空玻璃,雖然空調(diào)制冷能量消耗下降,但采光效果也大大下降。以上結(jié)果表明,增加窗戶的尺寸不僅不會(huì)提高房間的采光系數(shù),還會(huì)增加空調(diào)制冷能量消耗,不是有效的解決辦法。雙層中空玻璃雖然可以降低空調(diào)制冷能量消耗,但會(huì)給房間的采光效果帶來不利影響。學(xué)生總結(jié)的第二個(gè)辦法就是在建筑任何地方都不發(fā)生改變的情況下,在房間里增加一扇東西向側(cè)窗。這個(gè)辦法可以大大提高房間的采光效果,不僅光線充足,而且每個(gè)房間受光比較均勻,如果采用比較保溫的窗戶,還能降低空調(diào)制冷能量消耗,是一個(gè)十分有效的解決辦法。
綜上所述,依照我國可持續(xù)發(fā)展的基本國情,綠色建筑成為主流,而回饋式教學(xué)對綠色建筑的發(fā)展具有極大的促進(jìn)作用,必然是未來教學(xué)需要大力弘揚(yáng)的。使創(chuàng)造性的圖學(xué)軟件得到推廣,越來越多的學(xué)生將會(huì)因此受益。