时间:2023-01-10 23:35:10
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇建筑环境学论文,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
论文摘要:根据我校建筑环境与设备工程专业的特点,对本专业课程体系的改革以及课堂教学和实践教学方法进行探讨。指出原有专业课程设计体系中存在的问题以及围绕该问题采取的一系列改革措施,并在此基础上提出了多种教学手段相融合的教学方法,以供热、通风类课程为例,对该教学方法进行了设计和探讨,同时指出具体实施过程中需要解决的问题。
论文关键词:建筑环境与设备工程;课程体系;教学改革
建筑环境与设备工程专业是教育部于1998年将原有供热、通风与空调工程专业(简称暖通空调专业)与燃气工程专业合并后重新组建的一个新兴专业,其中还涵盖了给排水工程专业中的建筑给排水的部分内容。作为一个重组后的专业,其所涵盖的内容并不是原有专业内容的简单合并,而是从学科的系统性和科学性角度对现有内容进行融合。从教育部公布的调整后的本科专业目录可知,建筑环境与设备工程专业是土建类一级学科下属的二级学科,但由于其涉及的专业基础课程多数是隶属于动力工程及工程热物理一级学科,为此当前开设该专业的大专院校均是在结合自身的具体情况和办学特点的基础上对其专业的从属进行归类。我校于1999年依托能源与动力工程学院开始着手组建建筑环境与设备工程系,并于2001年开始招收建环专业的本科生。由于办学历史较短,办学经验与老牌暖通类院校相比略显不足,在制定专业人才培养方案、课程体系等方面均存在某些不足。但是经过系室老师们不断的探索、改革,经过长期的实践,取得了较好的教学效果,同时也积累了一些宝贵的教学经验。本文以供热、通风类课程的教学改革为例,对建环专业课程体系改革以及课堂教学各环节进行回顾和探讨。
一、原有专业课程体系设置中存在的问题
办学之初,本专业以主要培养具有室内环境系统与设备及建筑公共设施系统的设计、安装调试、运行管理及国民经济各部门所需的特殊建筑环境研究开发的基础理论知识及能力,能在建筑环境与设备的设计研究、制造安装、物业管理等部门及相关的科研、生产、教学等单位从事工作的高级工程技术人才作为培养目标制定培养方案,提出以工程热应力、流体力学和传热学作为专业基础课,以建筑环境学、供热、通风、空气调节、燃气工程作为专业必修课,以建筑冷、热源,制冷等作为专业选修课并结合工程力学、机械、电子类课程以及相关的课程设计为整体的课程体系,通过几年的教学实践,发现原有课程设计体系存在如下的问题。
1.专业课程总学时过长,教学计划分布不均
相对于其他专业,由于建环专业是将原有的暖通专业与燃气工程专业进行了合并,其涵盖的内容有所增加。同时,由于专业课的教学主要集中在大三的下半学期以及大四的上半学期,而这一阶段正是学生考研复习和找工作的黄金时期,在考研和找工作的双重干扰下,学生不能集中精力进行专业课程的学习,进而导致课堂教学效果差,学生听课不认真的现象时有发生。
2.理论教学与课程设计脱节,课程设计时间不充裕
对于建环专业的学生来说,课程设计是检验其是否真正掌握专业知识的一个重要依据。但在课时安排上,为了避免与主干课程冲突,课程设计往往安排在学期之末,即在专业课程完全讲授完以后开始进行课程设计。这样就会造成在讲授理论知识时,学生无法掌握这些理论知识所具有的实践价值,而到进行课程设计时,学生对这些理论知识已经比较陌生,不知道如何利用理论知识来指导实践。同时,由于需要安排课程设计的专业课程较多,往往出现一个学期末要同时完成几门课程设计,时间比较紧张,此时学生还要面临考试、考研以及找工作等事情,无法抽出足够的精力来投入到课程设计中去,这就造成了课程设计的整体质量不高,并存在严重的抄袭现象。
3.实验课程涵盖内容不够全面,学生动手能力锻炼不足
在课程体系制定之初,相关实验环节部分也进行了考虑,但是在具体的实施过程中并没有将实验环节单独作为一个整体,而是将其融入到理论教学内,将实验环节所需的课时数纳入到理论教学之中,由于缺乏专业的实验任课教师,具体的教学安排则取决于专业任课老师的教学计划,这样一来,就导致实验课程不能充分受到重视,学生实验能力无法得到充分锻炼。
二、专业课程体系的改革与实践
针对原有专业课程体系存在的问题,我们在着手修订新的培养方案的同时,根据“基础厚、口径宽、能力强、素质高”的原则对专业课程体系的制定也进行了相关的调整。
1.强调学科基础,突出专业特色
建环专业的突出特色是人工热湿环境。随着当前人民生活水平的提高,人们对人居环境的要求日益提高,这就迫切需要有更宽厚的学科基础。因此,在修订培养方案时将工程热力学、流体力学、传热学、建筑环境学、热质交换原理与设备、流体输配管网六门课程作为专业主干课程。 转贴于
2.减少专业重复内容,优化教学质量
建筑环境学、热质交换原理与设备、流体输配管网三门主干课程是将原有专业课程中的共性部分经提炼而形成的具有特色的专业理论课。为了避免与原有专业课程体系中的相关内容重复,就必须对原有专业必修课进行适当的调整和重组。以建筑环境学为例,该课程主要由建筑外环境、室内空气品质、室内热湿环境、建筑声环境、建筑光环境以及人对热湿环境的反应等知识模块组成。其中热湿环境与空气品质知识模块主要涉及的是太阳辐射对建筑物的热作用、围护结构热湿传递的机理、冷负荷与得热量的关系、典型冷(热)负荷计算方法的原理、通风稀释方程、新风量的确定、自然通风与局部通风等知识点,而这些内容又分别涵盖在工业通风、供热工程以及空气调节等专业课程中,为了避免重复教学,就需对这些专业课程的知识体系进行适当的删减和合并,在不打乱教学系统性的同时减少教学的课时数。
3.注重课程设计与理论教学同步性,加强实践教学环节
原有课程体系调整的一个重点就是如何解决课程设计与理论教学存在的严重脱节问题。为了有效地解决这一问题,在现有的课程体系中引入理论教学与课程设计同步的教学思想,即将课程设计穿插在理论教学的过程中,要求学生在学习理论知识的同时开始着手进行课程设计,这样就能够做到理论知识与实际应用的有机结合,同时也提高了学生的学习积极性。此外,应在原有课程体系中增加实践教学环节,加大实验课程以及生产实习课程所占的比例,锻炼学生的动手能力,激发学生运用自己所学的专业知识解决实际问题的热情。
三、多种教学手段相融合的教学构想与实施
通过对原有课程体系存在的问题进行相关改革,已经初步取得了较好的教学效果。但从具体的实施过程来看,还是暴露出了一些问题,导致调整后的课程体系无法充分发挥出预期的效果。究其原因主要是在具体的教学实践过程中,课堂教学、课程设计、实践教学等环节不能很好地融合。为此,笔者总结最近几年在供热、通风类课程教学过程中所积累的一些经验,结合本专业课程体系的调整提出了多种教学手段相融合的教学构想。其具体的思路如下。
1.深入分析理论教学、课程设计与实践教学各环节的内在联系,实现三者之间的有机融合
以工业通风和供热工程课程为例,两者的研究重点在通风管路以及室内供暖管路和供热管路的设计与运行的相关知识上,目的是培养学生具备一般民用建筑以及工业产房通风系统和供暖以及供热系统的设计能力。为此,在进行理论教学之前,可以先展开生产认知实习,即先带领学生走出校园,亲身接触一些已投入运行的系统设备,并结合其具体的运行过程简要地阐述这些设备的运行原理以及设计过程中需要掌握的基本内容。在认知实习结束后开始理论教学,同时将课程设计融入到其中,即理论教学一开始,就向学生布置课程设计任务,明确设计内容,并结合教学进度合理安排设计进度。当教学环节结束后,课程设计基本完成,此时再带领学生进行生产实习,在实习过程中让学生对课程设计进行自我总结,指出其中存在的问题,并在现场给学生进行指导。这样一来,一方面加深了学生运用理论知识解决实际问题的能力,同时也激发了学生深入研究专业理论知识的热情和积极性,为后面的毕业设计打下良好的基础。
2.因地制宜,平衡理论教学、课程设计与实践教学各环节的主次关系
仍以工业通风和供热工程课程为例,由于二者侧重解决具体的工程实际问题,所包含的理论基础较为薄弱。考虑到本专业学生的毕业去向问题(一部分选择就业,一部分选择考研),在理论教学、课程设计以及实践教学环节三者课时的分配上要结合学生的自身特点,因地制宜,灵活地调整三者之间的课时分配比例。即一方面重视理论教学、课程设计以及实践教学三者并行、有序进行,另一方面要依据学生自身的原则有所侧重。对于直接就业的学生要锻炼其动手实践的能力,而对于考研的学生,则要锻炼其理论功底。
关键词 应用型本科 模块化课程 建筑环境与能源应用工程
中图分类号:G642 文献标识码: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
武汉商学院是2013年经教育部批准在武汉商业服务学院基础上建立的普通本科院校,是由原先的高职高专教育转变为应用型本科教育的一所学校,是湖北省第一批转型发展试点院校,其培养目标是重点培养服务区域经济社会发展所需要的应用型人才。办学层次的提升要求教师的教学内容和教学方式、手段也必须同步提升,从而才能提升学生的能力。而模块化课程的建设有助于学生的能力培养与应用水平的提升。
模块化课程的建设将模块内的理论与实践知识分门别类,形成不同的知识模块,并按照普通人正常的认知逻辑合理的编排,使模块内的理论与实践知识同时被学生接受和掌握,达到应有的学习目的。
模块化课程的建设还可以提高学生学习的效率。各教学内容以专业方向、能力应用需求为依据构建模块,将相互之间有逻辑关系的部分组合在一起形成不同的学习模块,学生根据需要选择相应模块,这样有利于提升学习效率,并提高学生就业的市场适应性。
将模块化课程的建设应用到我校开设的建筑环境与能源应用工程专业上来,常见的模块化建设的方式为专业设置模块化。专业设置模块化首先要设定本专业不同方向的培养目标,通过对就业市场的研究及自身师资状况的剖析,确立此专业设置不同专业方向的可能性,从而确定不同专业方向的教学重点,开发不同的专业方向相对独立的课程模K,培养学生在不同专业方向上的应用能力。
较为典型的专业设置模块化有香港理工大学楼宇设备工程专业和天津城建大学建筑环境与能源应用工程专业。香港理工大学楼宇设备工程(Building Services Engineering)专业于专业方向上进行模块化设置,将专业分为通风与空调方向、建筑消防安全方向、建筑电气安装方向,不同的专业方向有一组专业课程与其对应。学生可以按照自己的兴趣选取相应的课程模块进行学习。
天津城建大学建筑环境与能源应用工程实施“2+2+1”专业核心课程模块。课程模块包括:两个专业基础课平台模块――以流体力学、工程热力学和传热学构成第一专业基础课平台及以建筑环境学、热质交换原理与设备和流体输配管网构成第二专业基础平台;两个专业方向专业课程模块――暖通空调方向专业课程模块和城市燃气方向专业模块;一组反映建筑环境与能源应用工程专业发展前沿和满足学生需求的特色专业选修课程模块。
2 内地高校与香港高校专业方向模块化课程建设简介
2.1 内地高校专业方向模块化建设简介――以天津城建大学为例
在天津城建大学,建筑环境与能源应用专业分为了两个专业方向:暖通空调方向和燃气工程方向。不同的专业方向的学科基础课、专业基础课基本相同,但是专业课分为了两个模块。两个模块会有不同的专业课程,暖通空调方向偏向于学习供热、通风和空调工程,而燃气工程方向偏向于学习燃气燃烧与燃气输配工程。两个专业方向的学生也要求对对方专业方向的知识也要有所了解。
两个专业方向模块化课程的组成虽然差别较小,但每个课程的侧重点不同,分为A、B两个难度、深度级别,各难度级别对应于各专业方向。如暖通方向所学空调工程课程的难度为A,燃气方向所学空调工程课程的难度为B;与此对应,燃气方向所学燃气输配课程的难度为A,暖通方向所学燃气输配课程的难度为B。
当然,不同的专业方向也会对应于不同的专业选修课模块。天津城建大学在模块化建设中除了专业方向课分为两大模块外,还有一组反映建筑环境与能源应用工程专业发展前沿和满足学生需求的特色专业选修课程模块,通过选修课的学习从而加深对本专业方向的理解和掌握。
2.2 香港高校专业方向模块化建设简介――以香港理工大学为例
香港理工大学在专业方向模块化上的建设情况在香港地区的高校具有代表性。香港理工大学的屋宇设备工程专业(Building Services Engineering)与内地高校的建筑环境与能源应用专业较为相近,都包含了供暖、通风、空调、燃气等专业内容。除了以上内容,香港理工大学的屋宇设备工程专业还包括消防、建筑电气、建筑内运输设备(如电梯)、建筑信息系统。显然香港理工大学的屋宇设备工程专业所包含的内容比内地的建能专业要宽泛得多。虽然作为一名合格的建筑设备工程师,需要较为全面的建筑领域相关知识,但想要将这些(暖通、消防、给排水、通风、空调、燃气、电气)专业知识在一个本科阶段完成是没有必要的,也是不可能的。那么,他们是如何在有限的三年时间里,将如此繁杂的内容讲授给学生呢?答案就是模块化。
给出了香港理工大学屋宇设备工程专业课程的整体框架。在此框架中,所有的课程都分为了两部分:专业技术课程模块和基本素质模块,每个模块中又分为三个等级。其中第一等级为基础课,第二等级为专业基础课,在这一阶段学生将把建筑设备专业各方向所共通的专业基础知识学习完毕。从专业设计(services design)开始,学生可以根据自己的兴趣及市场的发展选择自己的专业方向来进行专业系统设计。每年的专业设计课程除了锻炼了学生的设计能力外,还充当了不同学年、不同层次的联结作用。
学生在最后一年从10种不同的选修课程中,选择4种不同的课程,从而为自己的后期的毕业研究和毕业设计做准备。在学习完相应的选修课后,需要完成两个不同的项目才能毕业。一个是毕业论文(research project),主要是提高学生的研究能力。不同的研究课题(通风、空调、消防、电气),会有不同的老师来指导。研究课题大多是反映了指导老师的近期研究兴趣或行业内的发展方向。第二个项目是毕业设计(design project),主要是整合学生知识,提高学生的设计能力,同样是根据学生的兴趣及市场的发展来共同确定设计内容。
3 高校专业方向模块化课程建设的特点分析
通过内地与香港的建筑环境与能源应用专业模块化的描述,我们可以发现模块化课程的一些特点。内地的高校在建能专业通过模块化的课程将专业分为两个方向,但其更偏向于广度的拓展,虽然分为了两个专业方向,但要求对对方方向的专业课程也要有所了解,但学习的难易程度、学习的内容会有区别。与其相对应的是,香港的高校在第一和第二阶段将基础打牢后,其在专业方向的划分上更偏向于深度区分,方向不同,选修课不同,毕业研究(论文)和毕业设计也不同。广度的拓展更利于学生的就业,扩大学生的就业面;深度的拓展更利于学生对专业的理解,提高学生知识的提炼、掌握及综合运用能力,也利于向就业市场提供多样化的人才。当然深度的拓展也需要相应的本专业不同专业方向的师资的支持。
4 结语
综上所述,作为定位于应用型本科的武汉商学院,我校的模块化建设应博采众长,充分领悟并吸收以上高校在模块化建设方面的优势,并结合实际加以发挥和利用。结合我校本专业的实际情况来看,由于师资有限,而且绝大多数从事的为本专业的暖通方向,从事燃气、消防、电气方向的师资较少,所以在现阶段实施专业方向上的模块化课程尚比较困难。当然,在校领导的关心和鼓励下,在岗教师可以通过培训、学习和挂职锻炼来补充本专业其他方向的专业知识,后期在人才引进时也可引进相关的人才。故本专业目前的模块化建设方面应该在教学深度上加以拓展,使学生提高已有的知识的掌握水平和综合应用能力,以更扎实的基本功来迎接市场的挑战。也相信在不久的将来,在条件允许的情况下,在我校建能专业能实现专业方向模块化课程建设,进一步提高学生的综合素质,实现本专业广度和深度的双重提升,并努力将我校建筑环境与能源应用专业建设成品牌特色专业。
基金支持:2015年武汉商学院校级教学研究项目(2015 Y016)和2015年市属高校教学研究项目(2015098)基金
参考文献
[1] 杜惠洁,李家丽.模块化: 德国职业教育的改革与争论[J].教育发展研究,2009(11):64-68.
关键词:环境科学;培养方案;专业设置
近年来,我国严峻的环境问题已引起了国家、社会和公众对环境保护问题持续高度关注,十提出的现代化建设总体布局五位一体中,新增加了“生态文明建设”[1]。2015年,我国环保行业产值将达到GDP的7%~8%,将成为国民经济的一个支柱产业[2]。环境科学发展日新月异,环境治理需要很强的专业背景,需要环境科学类专门人才做专业的事已成为重要趋势,这对环境科学类人才的培养提出了挑战和机遇。我校是一所特色鲜明的建筑类地方高校,环境与市政工程学院是在1978年天津大学建筑分校时期创办的给水排水工程专业基础上发展起来的天津城市建设学院成立最早的系部之一。现有4个本科专业,分别为给排水科学与工程、环境工程、环境科学和生态学。其中环境科学专业2010年开始招生,2014年院系调整时暂缓招生。为了推进环境与市政工程学院的教学和科研建设,环境与市政工程学院组织教师于2015年4月至6月到北京大学、南开大学、天津大学、天津理工大学等单位开展调研,为理清今后发展思路奠定了基础。
1环境科学专业设置现状
众多高校中,北京大学、南开大学是国内知名高校,开设环境科学专业较早,在全国具有引领作用;天津大学与南开大学同属国家教育部直属、“211工程”和“985工程”重点综合性研究型大学,其一理一文,环境科学专业各有特色;天津理工大学与天津城建大学同属天津市市属院校,开设环境科学专业较早,有很多需要借鉴的地方。为所调研高校开设环境科学专业的基本情况。1.1环境科学是新兴专业北京大学、南开大学的环境科学专业设置较早,其他高校是21世纪初开始设置环境科学专业,这与我国乃至全球的环境问题日趋复杂、对环境科学人才需求越来越多分不开。
1.2具有优势方向才能长期生存
各高校的环境科学专业都具有各自的优势方向。例如,北京大学的大气污染监测和防控优势突出;南开大学在大气污染和环境化学方面有优势;天津大学具有较强的理工科背景,与环工、化工相结合发展优势;天津理工大学的环境科学专业在水文、地质、大气污染治理方面有优势。
1.3招生规模与学校属性有关
从招生规模上,科研教学型高校,如北京大学、南开大学、天津大学,招生人数较少,约30人左右,其中北京大学更少,其按照环境科学与工程大类招生,环境科学、环境工程、环境管理共招生30人;教学研究型大学,如天津理工大学,招生60~70人,立志于培养学科基础人才,还可以为知名大学提供再深造人才。
1.4继续深造才能体现环境科学的优势
一直以来,环境科学专业的本科毕业生就业较难,但是环境科学是一个科学性比较强的专业,到硕士和博士阶段,学生的专业优势能得到充分的发挥。例如,北京大学、南开大学、天津大学近一半以上本科生选择出国或国内深造。天津理工大学也致力于与国外知名高校进行合作办学,提高本校环境科学专业的知名度。
2各单位环境科学专业培养方案特点及分析
众所周知,制订合理的培养方案对专业的发展至关重要,其充分体现各校各学院各专业的办学思想、办学核心、学科优势和特点,包含专业的培养目标、基本要求、标准学制和课程设置等内容。其中,各类课程的设置为主要内容。各调研高校关于环境科学专业课程的设置有共性也各有特点,各调研单位培养方案设置的总体分析如下。
2.1学科基础课:各校都不同程度含有一定学时的化学课
(1)北京大学设有普通化学(管理方向)和物理化学(自然方向)。(2)南开大学的学科基础课里含有无机及分析化学、无机及分析化学实验,将无物理化学、仪器分析有机化学、有机化学实验、生物化学等列在专业选修课里。(3)天津大学将四大化学没有放置在学科基础课里,而是在数学与自然学科类中包含了无机化学与化学分析、无机化学实验、化学分析实验、有机化学、有机化学实验、物理化学、物理化学实验等课程内容。(4)天津理工大学设有无机、有机、物化和分析化学四大化学课程。可见,环境科学专业的学生应当具备一定的化学背景,为今后环境问题的认识和治理打下扎实的基础,这点与环境工程专业的培养要求不谋而合。
2.2专业必修课:环境监测是各校的核心课程
各校都注重环境监测课程的开设,并且设有一定课时的实验课程。南开大学似乎更加注重环境监测的开设,其将环境监测和环境监测实验设为了学科基础课。可见,环境科学问题的认识和解决过程中,大气、水体、固废、土壤环境的质量监测是基础和核心,在此基础上,才能有序地进行环境评价、环境规划、环境管理和环境修复等。
2.3专业选修课:是必修课的有益补充
各校很注重专业选修课的开设,例如,北京大学和南开大学专业选修课设置学分较高,近30学分,可以大致分成生物类、计算统计类、环境伦理类、环境工程类等四大模块。
2.4实践课:各校将与环境监测相关的单位列
为实习单位(1)“985”院校,如北京大学、南开大学、天津大学将实习期放置于夏季小学期进行,省市检测中心是主要的实习单位。(2)除去检测中心等单位,各校还安排了地质地貌有特点的地方的生态地质认识实习,这与环境科学主要认识和解决人文、自然与环境的问题分不开。
2.5毕业环节:各校以安排毕业论文为主体
南开大学和天津理工大学近几年认识到本科毕业生的择业需求主要侧重于设计等环节,开始安排一些学生将进行毕业设计。2.6创新与研究类:部分“985”院校设有创新研究与训练课程南开大学与天津大学设有创新研究与训练课程,主要以专业讲座为主。
3建设与发展思路
经过充分调研,汲取各单位成功的经验,我们建设和发展环境科学专业的思路如下。
3.1培养目标必须明确
我校正处在由教学型向教学科研型转变的进程中,所以我校环境科学专业应以培养应用型人才为主,兼顾研究型人才的培养。其培养目标为培养德、智、体、美全面发展,具备环境科学的基本理论、基本知识、基本技术、专业素养的环境学科高级复合应用型人才,以及继续深造的专业人才,能够在政府、企业、研究院所、高校等部门从事环境监测、环境评价、环境修复、环境咨询及相关领域的工程、研究、教学或管理工作。
3.2突出应用型人才培养模式
环境科学专业毕业生授予的是理学学士学位,相比于工学学士学位,理科生就业难度偏大。基于此考虑,在构建该培养方案时,应充分学习环境学、环境地学、环境生态学、环境化学、环境生物学等课程知识基础上,以环境监测为核心,建立双体系建设,分别为以环境工程学、环境污染修复学等课程为主的环境污染修复课程体系,以环境经济学、环境评价学、环境规划与管理等课程为主的环境评价课程体系,并增加相应地选修课程体系,使环境科学专业的学生将基础理论知识和环境科学技术融合,更能适应现代社会对“应用型”专门人才的需求。
3.3优化课程体系
注重实践环节注重环境科学专业的实践环节,构建环境生物学实验设计、环境监测综合性实验设计、环境工程学课程设计、环境污染修复课程设计、环境影响评价设计性课程设计等实践教学环节,工程实践能力贯穿于整个教学过程,增强学生的动手能力,培养该专业本科生具有较强的社会适应能力与综合竞争力。
3.4建立学科优势方向
调研过程中,发现无论知名大学还是市属院校,具有自己的优势方向才能继续长期生存。我校有许多优势学科,我们可以“借力发力”,并且逐渐培养自己的优势方向。(1)首先借助本院市政工程的优势(市政工程“十五”“十一五”“十二五”期间连续被列入天津市重点学科,有“水质科学与技术”天津市重点实验室),主要发展环境科学专业的水体污染检测和防控,重点进行水体环境的质量评价和生物修复。(2)借助于本校建筑环境与设备工程专业的优势(2010年建筑环境与设备工程专业被评为天津市普通高等学校品牌专业),经过“十三五”投资购买仪器设备,建设和完善室内空气环境的监测体系,积极筹配发展环境科学室内空气环境监控方向。(3)借助于本院市政工程和本校土木工程的优势,积极到房屋建筑工地实习参观,侧重发展建筑扬尘的监控和建筑场地环境的修复治理。(4)借助于本校建筑学院的优势,积极到各类建筑场地环境实习,侧重于建筑噪声的测定和防控。
3.5加强对外合作办学模式
环境科学是一个科学性比较强的专业,到硕士和博士阶段,学生的专业优势才能得到充分的发挥,而且国外多数高校的专业设置与环境科学专业比较相近,学生出国后很多课程可以延续。天津城建大学有很好的城建类学科基础,积极鼓励学生考研的同时,可以大力发展与国外城建类大学的合作办学模式,提高自身知名度的同时,有利于开阔办学思路和视野。
4结束语
随着环境问题的日趋复杂和严峻,环境科学类人才的需求挑战与机遇并存。通过对国内高校的调研,天津城建大学应以自身的建筑类学科优势出发,制订目标明确的培养方案,从实践课程、专业课程模块化和加强对外合作交流出发,办出特色。
参考文献
[1]胡伟.学习贯彻十精神推进生态型城市建[J]杭州:周刊,2012(12):18-19.
【关键词】行为空间;聚落空间;木拱廊桥;区域文化
引言
20世纪70年代以后人们逐渐认识到:空间不是一个非物质性的观念,而是种种文化现象、政治现象和社会现象的化身。在某种程度上,空间总是社会的空间,空间的构造以及体验空间、形成空间概念的方式极大地塑造了个人生活和社会关系。[1]
行为空间是行为地理学研究的重要命题。行为地理学是在考虑环境(包括自然地理环境与社会地理环境) 条件下强调人的行为的研究方法。行为地理学关心影响个人与集体行为的动机及社会过程,行为空间研究是行为地理学的核心问题,人类行为空间就是人类活动的地区限界范围,从广义上理解行为空间,既包括人类行为直接活动空间,也包括通过交流的间接认识空间。活动空间是个人与个人的,或者个人与社会的直接的接触范围。[2] [3]行为空间关心人与环境的关系。人赖以生存的环境包括自然环境和社会环境,人──环境关系是一种“能动性的交替关系”。人可以改变环境,环境也影响人的行为。环境是行为的潜在因素,只有在适当的行为配合下,环境才能产生影响,而不是以一成不变的方式影响行为。[4]
人的行为空间很大一部分是在建筑空间中得以体现,人的行为空间是建筑环境设计的出发点与归宿,归结起来,建筑环境空间的设计是为了人,为了使人和环境构成一个共生的、完美的生态体系,而行为则是人与环境联系的纽带。海德格尔认为“建筑通过分割空间,再将各部分有机结合成新的空间来达到这个目标。” [5]建筑是通过划分界限来创造空间的艺术,空间不是几何学或物理学上的概念,而是通常意义上所讲的概念。[6]建筑空间特别是建筑中的公共空间为人们提供了交往的场所,成为人类行为的直接空间,使建筑不再是冰冷的抽象物,建筑业因此带上了感彩。木拱廊桥建筑是我国木结构体系桥梁中的一种独特类型,在闽东北浙西南一带集中遗存,形成独一无二的木拱廊桥建筑景观带,也构成乡村聚落景观的重要组成部分,东南沿海非常具有特色的传统聚落景观。。
1.关于木拱廊桥建筑空间的研究及问题意识
木拱廊桥是汴水虹桥的千年遗存,集中存在于福建省东北部一带的村落入水、出水口和河流溪涧上,是区域文化的重要代表。木拱廊桥在建筑结构上是编木拱形结构的木架桥,由圆木杆构件纵横相贯,别压穿插,互相承托,逐节申长而形成的木撑架势拱状木桥。同时充分发挥了木材轴向抗压的力学特性,桥上建廊,以廊护桥,桥廊一体,自身形成独特的廊庑空间。这种桥不但能通行, 还可遮荫避雨, 驻足观景。桥与廊从构图上成为上下一体, 形象完美。
廊是中国传统建筑中重要的单体元素, 特别是在建筑的整体布局、空间组织上起着不可或缺的作用。廊的基本单元是“间”,由“间”的重复连续而组成长短不一的廊古汉语中“廊”的语义复杂, 经历了从“围墙”到“围合庭院的辅助用房”,再到“联系型建筑物”的演变过程。而现代汉语中廊的定义相对统一, 均为“屋檐下的过道或独立有顶的通道”。“屋檐下的过道”一般指附属于单体建筑下的能形成通道的空间, 称之为“附属性廊”;“独立有顶的通道”一般指建在人工园林和天然名胜中的廊, 这类型廊都是自成一体,不与其他单体建筑发生从属关系, 成为独立的廊, 称之为“独立廊”。 [7] 闽东北一带民间称木拱廊桥为“廊桥”“厝桥”,就是形象的描述出这种桥梁外在形式上有“廊”的特征,更有“厝”的功能,
福建东北部木拱廊桥研究开始于上个世纪九十年代初,在近十年,福建东北部木拱廊桥的研究取得长足的进步,研究成果在数量和质量上均有一定的提高,特别值得一提的是,除了本地学着研究外,木拱廊桥也引起国内高校一些学者的注意。
上个世纪九十年代初,时任华侨大学的教授方拥先生(1995)对虹桥(廊桥)的传播过程、木拱结构的特征以及在建筑史上的意义进行了研究,[8] 开启了从建筑学角度研究木拱廊桥的先河;值得一提的是唐寰澄(2000)对闽东北浙西南木拱廊桥和《清明上河图》中汴水虹桥做了较为详细的考证,认定木拱廊桥为汴水虹桥在东南沿海的遗存,并说“中国桥梁, 有一类十分别致, 即在世界桥梁史中绝无仅有的木拱桥。”;[9]在随后的研究中,缪小龙(2005)[10]唐留雄(2005)[11]戴志坚(2005)[12]林校生(2006)[13]钟剑宾(2006)[14]张成、关瑞明(2007)[15]李华珍(2007)[16]张可永(2008)[17]张光英(2008)[18]对福建木拱廊桥的建筑结构艺术、建筑特色、人文史料等方面作出研究,特别对福建木拱廊桥申遗提出建议,还探讨了廊桥的功能、廊桥的结构和廊桥的形式,以及汴河虹桥和闽浙木拱廊桥的渊源关系和结构上的不同之处,在国内学术界形成一股研究热潮。同时,在地方政府的积极倡导下,一些地方性的研究也卓有成果,由寿宁县政府、寿宁政协编撰《寿宁文物》,[19]福建宁德市市政协编撰的《闽东虹桥实录》,[20]寿宁县委宣传部牵头、刘杰等编著的《乡土寿宁》,[21]刘美森主编的《廊桥流韵》,[22]等一批地方性研究成果的出现,从地方特色文物、文化资源的角度对福建东北部木拱廊桥的文物价值、文物地位和地方特色文化做了较为详细的介绍,由政府层面提出木拱廊桥申报世界遗产的思路。
近两年,有关福建东北部木拱廊桥的研究仍然在继续,只不过研究视角更加独特,成果质量也在不断提升。蒋烨(2010)从廊桥建筑与文化的视角,[23]张光英(2010)木拱廊桥的地域文脉传承,地理空间响应的视角进行研究;[24][25]张光英(2011)[26]对从木拱廊桥构成闽东北村落环境意象的视角进行研究;刘妍(2011)从木拱桥类型学视角,[27]张光英(2012)对世界文化遗产语境下的闽东北浙西南木拱廊桥景观价值进行研究。[28]等学者的研究成果代表了这一阶段的研究成就。
从目前国内已有的研究成果来看, 对福建东北部区域木拱廊桥的研究内容逐渐深入, 研究范围不断拓宽, 研究成果不断增多, 但国内学者从文化地理学和木拱廊桥廊空间之于乡民行为空间的意义角度对木拱廊桥文化特征的研究还是空白。本文以闽东北木拱廊桥聚落空间为解读对象,在人文地理学行为空间视角下的对福建东北部农村聚落空间进行解读。在人文地理视域,研究木拱廊桥在福建东北部地区所形成空间对于当地乡民的意义,对于独特地域文化的意义所在,在目前是一种创新研究。
2.研究思路与方法
2.1 样本的选取
福建东北部区域木拱廊桥现存共计52座(指建筑年代均在40周年以上的木拱廊桥.不包括当下为景区开发、城市造景需要而建造的廊桥),分别分布在寿宁、屏南、周宁、古田、福安、柘荣、福鼎和霞浦等8县市(图1),其中寿宁19座,屏南12座,周宁7座,古田5座,福安5座,柘荣2座,福鼎1座,霞浦1座.其中寿宁被誉为世界木拱廊桥之乡。[28]
本研究选取具有廊桥之村美誉的寿宁县芹洋乡尤溪村为例。
图 1 闽东北木拱廊桥分布示意图[25]
2.2 样本描述的范围
尤溪村位于闽东寿宁县芹洋乡以东7公里,距寿宁城关33公里,到滨海城市宁德市为1.5小时车程,是一个具有800多年历史的滨海山区小村落,全村共有435户,人口2019人。尤溪村村里现存3条木拱廊桥,分别是:里仁桥(尤溪下桥),建于清道光12年(1832),文明桥(尤溪上桥),建于清道光12年(1832),张坑桥建于清道光8年(1828),2006年牛头山水库蓄水,张坑桥原构件整体拆迁到尤溪村下游重建。小小的尤溪村拥有三座历史悠久内涵丰富的廊桥,其密度居世界之最,因而尤溪村被誉为廊桥之村。[26](图2,表1)
尤溪村系由山地和高丘围绕而成一个小盆地,属鹫峰山系洞宫山脉东麓,地势西北高,东南低,海拔500~800米之间,相对高200~500米,坡度一般在30~50度之间。尤溪溪自西向东贯穿全村流向村口,在村口呈V形深切,注入牛头山水库。尤溪村沿溪分布在溪流两岸。全村面积大约20000M2 。沿着小溪而走的乡村小路和溪流一起将三个村庄串成一个大大的“丰”字。
图2:尤溪村地理位置图[26]
表1:尤溪村木拱廊桥基本信息
桥名 建成年代 现桥建成 单孔跨度(m) 所供奉神灵 神灵的的功能
文明桥 清道光十二年 清道光十二年 16.7 观音菩萨,南向桥头祀土地 观音:大慈大悲救苦救难,送子;
土地:祭祀大地,现代多属于祈福、保平安、保收成之意;
平水王:治水,解决水患。
里仁桥 清道光十二年 清道光十二年 21 观音,桥头20米山上祀平水王
张坑桥 清道光八年 清道光八年。
公元2006年因建水库按原貌整体搬迁至尤溪村 33.4 无
3.木拱廊桥建筑的空间分析
3.1 木拱廊桥建筑空间是农村乡民行为空间中的物质空间。
农村的物质空间通常由聚落空间和人工物质空间构成。自然生态空间要素包括地形、地貌、水文、土地、矿产及生物等自然资源,是人生存之源;人工物质空间要素由耕地、宅地、道路、广场等多种因素共同组成,构成聚落人口生产、生活和居住的多功能活动空间。[29]
其一,由图2可以看出文明桥雄踞进村的水源的源头,文明桥锁住村落的出水口,并且如一根绳子牵住两座在村口的两座山丘(图示中7、8),哪怕是最后从外面迁移这里的张坑桥的位置也是出于进一步锁住出水口的考量。闽东乡村村落选址讲究藏风纳气,特别是沿着水流的方向,如若任由水的进与出,那么村落将是被认为没有风水的场所,因此,三座木拱廊桥在这里与地形、地貌、水文组成村落聚落的自然生态空间;其二,木拱廊桥是人工物质空间。首先木拱廊桥行使的是道路的功能,尤溪村自古以来是处在闽东通往闽北的古官道上,冯梦龙在《寿宁待志》的《铺递》章中写道:“正道通政和者六,曰总铺,曰叶洋,曰芹洋,曰尤溪,曰平溪,曰南溪”。“余每铺立一牌坊,标名某铺。至南溪界首,复立坊题曰‘政寿交界’,使入吾境者可计程而达也”。[30]当年府县官员往来和公文递送主要奔走在这条西去芹洋、尤溪、平溪、南溪、政和、建宁府的官道上。其次木拱廊桥连接着两岸的农田村落的功能,它们处在两岸村民来往的必经之路上,是适应自然生态的物质生产空间。因此,木拱廊桥是闽东北农村乡民行为空间中的人工物质空间,是聚落空间的核心。
3.2 木拱廊桥建筑空间是农村乡民行为空间中的精神空间
传统聚落建筑在构建物质空间的同时,极为重视精神空间的塑造,多以自然山水景象、血缘情感、人文精神、乡土文化构建出充满自然生机和文化情感的精神空间。 [28]闽东农村乡民行为空间中的精神空间具有意象特征,以信仰的形式为表征,是一种大众共创共享的空间。表1所表示的木拱廊桥神灵的供奉上,这些神灵各司其职,是乡村聚落中种群共有的精神依托。当空间只满足个人精神需求的空间并不能被称为精神空间,正是因为在木拱廊桥这个廊空间中通过神灵的供奉,使聚落乡民之间拥有共同的精神寄托,从而营造出独特聚落空间中的紧密相连的情感关系,才是精神空间得以存在。
3.3 木拱廊桥建筑空间是农村乡民行为空间中的组合空间
闽东北特有的地理环境制约对于农村乡民日常活动以及行为空间产生直接的影响。闽东位于福建省东北部区域,地处北纬26°18′~27°40′,东经118°32′~120°44′之间。闽东地处洞宫山脉南麓,鹫峰山脉东侧,东面濒临太平洋,中北和中南部又有呈北东—南西、西北—东南走向的太姥山和天湖山两条山脉,构成沿海多山地形。地势西、北部高,东、南部低,中部隆起,大致呈“冂”型的梯状地势。 区内山岭起伏,地表深切,高差悬殊,地势陡峻,地貌以山地丘陵为主,其间杂有山间盆地,沿海一带间夹滨海堆积平原,背山临海,地貌以山地、丘陵为主,境内山岭耸峙,丘陵起伏,河谷纵横,岛屿众多,海岸线漫长曲折。[31]
首先,木拱廊桥是一种适应自然环境的交往空间,形成组合空间的一部分。寿宁自古以来山高路险,地势险要,明朝嘉靖五年知县钱亮在《科贡题名记》中赞叹:“寿宁之山,催巍嵂峻极于天;而其川也,奔腾澎湃趋于海,此固非常之山川也”, [32]交通极不方便,也阻碍了乡民之间的往来,因此廊桥成为交通要津上的不可替代之建筑。同时,闽东山区素称“九分山水一分田”,土地逼仄,廊桥中的廊是在地理环境制约下的一种休憩空间的有效拓展,为乡民提供劳动休憩所在,每逢重要的事情,乡民会集中到廊桥上集体商议解决,所以形成一个集会的场所。木拱廊桥建筑的廊空间自然成为农村乡民交际和休闲的场所。
其次,木拱廊桥建筑的廊空间是一种环境制约下的开放空间。在木拱廊桥的廊空间中,表现出空间的开放性、平等性和包容性。不管是本村村民,还是外乡人经过,都可以在此休息;不管是富有还是贫穷,只要愿意,均可在这里寻得神灵力量的慰藉与庇护,因为神灵保佑的是这个村落及周边的每一个人,不会因为你财富多一点神灵就对你多欧眷顾,所以,木拱廊桥廊空间提供给人们相互之间以及人与空间之间自由和谐的相处关系,是闽东农村乡民的“精神家园”,在农村社区中扮演着“精神诊所”的作用,是一种突破环境制约的开放空间。
4. 结论与讨论
其一,在福建东北部乡村,由木拱廊桥建筑所界定出的聚落空间的非常容易识别。木拱廊桥建筑成为聚落空间的有效边界点,构成村落聚落的自然生态空间和人工物质空间;
其二,木拱廊桥做为建筑空间的一种,通过木拱廊桥建筑中廊的功能得以发挥,拓展了聚落空间,构成聚落文化的一部分,融合成生活其中乡民的生活习惯、行为习惯、精神生活的一部分,甚至形成一种集体的无意识。这样的空间丰富了闽东北区域文化的精神内涵。
其三,借鉴人文地理行为空间的视角探讨福建东北部木拱廊桥建筑所构建出来的聚落空间,发现木拱廊桥建筑空间在福建闽东地区居民的日常生活中具有重要的空间意义。木拱廊桥建筑的廊空间兼有生活、生产和精神信仰层面的作用,成为居民日常生活中重要的社会空间。
当然本文在写作的初衷,还希望通过对木拱廊桥建筑所构成的聚落外部空间和内部空间的研究,明确在福建东北部区域原住居民对作为聚落标识的木拱廊桥建筑空间感知的有效途径,并了解乡民是通过木拱廊桥建筑廊空间中的艺术设计与情感寄托来激发人类的情感,进一步明确人和空间是如何进行交流,产生共鸣,最终明确乡村生活空间环境设计的目的,所有这些都将是进一步研究的课题。
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基金项目:
福建省教育厅A类社会科学研究资助项目(JA11300S);2011年“闽东文化研究”专项课题(2011HW05);2010年宁德师范学院重点课题(2010J002)
[论文关键词]生态建筑;生态住宅;技术策略
1.生态建筑概述
根据世界卫生组织(who)的定义,所谓“健康”就是指人在身体上、精神上、社会上完全处于良好的状态。据此定义,“健康住宅”不仅仅是住宅+绿化+社区医疗保健,还指在生态环境、生活卫生、立体绿化、自然景观、噪音降低、建筑和装饰材料、空气流通等方面,都必须以人的健康为根本。
1.1生态住宅定义
健康住宅又称“生态住宅”,生态住宅居住区的总体布局、生态住宅建筑单体的空间组合、房屋构造、自然能源的利用和节能措施、绿化系统以及生活服务配套的设计,都必须以改善及提高人的生态环境、生命质量为出发点和目标。
1.2生态住宅原则
生态住宅是运用生态学原理和遵循生态平衡及可持续发展的原则,即综合系统效率最优原则,来设计、组织建筑内外空间中的各种物质因素,使物质、能源在建筑系统内有秩序地循环转换,获得一种高效、低耗、无废无?亏染、生态平衡的建筑环境。生态住宅以可持续发展的思想为指导,意在寻求自然、建筑和人三者之间的和谐统一,即在“以人为本”的基础上,利用自然条件和人为手段来创造一个有利于人们舒适、健康的生活环境,同时又要控制对于自然资源的使用,努力实现向自然索取与回报之间的平衡。生态住宅的特征是舒适、健康、高效和美观。
1.3生态住宅的技术策略
1.3、1追求舒适和健康是生态住宅的基础 生态住宅首先要满足的是人体的舒适性,例如适宜的温度和湿度。此外还应有益于人的身心健康,如有充足的日照以实现杀菌消毒,有良好的通风以获得高品质的新鲜空气,以及无辐射、无污染的室内装饰材料等。在心理方面,生态住宅既要保证家庭生活所需要的居住功能——安全性和私密性,又要满足邻里交往、人与自然环境交融等要求。健康还有另外一层很重要的含义,即住宅与大自然的和谐关系。住宅应尽可能减少对自然环境的负面影响,如减少有害气体、二氧化碳、固体垃圾等污染物的排放,减少对生物圈的破坏。
1.3.2追求高效是生态住宅的核心内容 所谓高效,是指最大限度地利用资源和能源,特别是不可再生的资源和能源。
1.3-3追求美观是生态住宅与大自然和谐的完美境界 生态住宅与大自然的和谐不仅体现在能量、物质方面,也同时体现在精神境界方面,包括生态住宅与自然景观相融合,与社会文化相融合。生态住宅应立足于将节约能源和保护环境这两大课题结合起来,所关注的不仅包括节约不可再生能源和利用可再生洁净能源,还涉及节约资源、减少废弃物污染以及材料的可降解和循环使用等方面的内容。
2.生态住宅设计理论
目前,世界各国新型的生态住宅可谓方兴未艾,从可持续发展的角度出发,发展生态建筑在我国也必然是大势所趋。作为国家的重要产业,城镇住宅建设必将快速发展。所以,如果不抓住时机,及时把“生态理念”引入到住宅设计中,解决住宅节能和住区环境保护问题,将会对社会、经济、环境产生不可挽回的后果。
生态住宅设计,指的就是综合运用当代建筑学、建筑技术科学、人工环境学、生态学以及其他科学技术的综合成果,把住宅建造成一个小的生态系统,为居住者提供舒适、健康、环保、高效、美观的居住环境的一种设计实践活动。这里所说的“生态”绝非一般意义的绿化,而是一种对环境无害而又有利于人们工作生活的标志。
在工程实施过程中,生态住宅涉及的技术体系极其庞大,包括能源系统(新能源与可再生能源的利用)、水环境系统、声环境系统、光环境系统、热环境系统、绿化系统、废弃物管理与处置系统、游憩系统和绿色建材系统等。简单来说,其技术策略主要体现在以下几个方面。
a住区物理环境(声、光、热环境)与能源系统设计,包括建筑规划、建筑单体设计、建筑能源系统的设计等,同时又与绿化设计以及建材的选择息息相关,是当前生态住宅设计中最重要而又最容易被忽视的问题;
b智能化住区,主要包括信息管理和通讯自动化、物业管理自动化、设备自动化控制、安全防护自动化以及家庭智能化等;
c节省土地,节约能源,做好废弃物的回收和处理。
3.设计理论在建筑设计中的运用
从上述思路出发,要实现住宅设计生态化,需综合考虑3个方面的因素:住宅住区规划、建筑单体设计(包括建筑造型、朝向、定位以及细部处理。如维护结构材料选择、保温方式、门窗形式等)、建筑物内的环境控制系统设计。本文将从住区风环境、自然通风绿化、水景设计和防止住区热岛现象、日照遮阳与采光外围护结构布置、噪声和污染的防止和控制等与建筑设计相关的几个方面,分别阐述生态建筑理论在住宅建筑设计中的运用。
3.1住区风环境设计
建筑物布局不合理。会导致住区局部气候恶化。规划师和建筑师已经认识到风环境和再生风环境问题已不容忽视。然而,可能是对室外风环境的预测不够重视或缺乏有效的技术手段。当建筑师们在对建筑住区进行规划时,更为常见的做法是过多地把设计重点集中在建筑平面的功能布置、美观设计及空间利用上,而很少或仅仅凭经验考虑高层、高密度建筑群中气流流动情况对人的影响。事实上,良好的室外风环境,不仅意味着在冬季风速太大时不会出现人们举步维艰的情况,还应该在炎热夏季保持室内自然通风。从这一点上来说,在规划设计中仅仅考虑对盛行风简单设置屏障的做法显然是不够的。在实际的规划设计中,要获得良好的住区风环境,了解小区内气流流动情况,是建筑师在设计初期所必须做到的。
3.2自然通风
在住宅建筑中,自然通风是最经济和有效的环境调节手段,而建筑物的平面布局、立面设计与三维空间布置等,都对自然通风的效果有重要的影响。充分考虑这一影响而进行建筑设计能有效地解决住宅中热舒适性和空气质量问题,而且在不增加住户投资的情况下,就能营造一个健康、舒适的居室环境。
3.3绿化、水景设计和防止住区“热岛”现象
住区周围建筑的热环境不仅和气流流动有关系,同时还和住区建筑周围的辐射系统有关。受住宅设计中建筑密度、建筑材料、建筑布局、绿地率和水景设施等因素的影响,住区室外气温有可能出现“热岛”现象。合理的建筑设计和布局,选择高效美观的绿化形式(包括屋顶绿化和墙壁垂直绿化)及水景设置,可有效地降低“热岛”效应,获得清新宜人的室内外环境。特别值得指出的是,建设生态住区不等于简单地提高绿化面积,如果住区绿化仅仅使用大规模草地而不考虑与林地、水景设施以及自然通风等手段有效地结合起来,不仅不能充分发挥绿化在改善室内外热环境方面的巨大作用,还会把大量的金钱浪费在草地的浇灌上,可谓得不偿失。在绿化系统设计中如何改善住区室外环境,除了避免以上误区外,还应做好以下2个方面的工作:①合理选择和搭配绿化植物和水景设置,并与整个小区的热环境设计协调起来,除了给人以观赏的美感外,还应充分发挥植物、水在降低“热岛”作用、改善住区微气候方面的作用;②设计中要以人为本,如果绿化设计的最后结果是把人和绿色隔绝开来,仅仅“可以远观而谢绝入内”是不可取的。
3.4日照、遮阳与采光
夏天阳光的直射和热辐射是影响居室热环境的一个重要因素,同时也是影响住户心理感受的重要因素。遮阳是指运用建筑的外形设计、悬挑和凸凹变化而形成建筑围护结构,使室内实际接受的阳光直射和辐射热量减少。比较好的方法是根据当地地理与气侯条件,通过精确计算,对住区的建筑布局以及单体住宅的相对关系,进行建筑群日照、遮阳以及自然采光分析,检验是否满足日照和遮阳的要求。
3.5外围护结构布置
这里主要是指外墙和外窗等围护结构的布置,体型系数这一概念并不能充分反映外围护结构对建筑物热环境的复杂影响。实际上,对于不同朝向角和倾角的外墙和外窗,由于当地主导风向的不同而造成的渗透情况的不同,外表面的对流换热系数也相差很大,日间接受的太阳辐射随着时间变化而千差万别,夜间背景辐射状况也不相同。
3.6噪声和污染的防止和控制
住区规划应有效地设计防噪系统,如将住区和主要交通干线相隔绝,防止主要交通干线的噪音传过来。污染控制问题也需重视,建筑物内部空气质量不好,一定是与室外空气污染有关,而通过有效的绿化、有效的组织建筑周围气流流动,可以改善室内空气品质。在设计初期,技术人员就应该深入现场进行调研和测试,检验当地的噪声或污染是否符合标准,如果不能满足要求,一定要采取相应的补救措施。如果居室噪声超标,可考虑采用错开设计的双层玻璃窗,既能有效降低噪声,又不影响自然通风。
什么是生态?生态源于人类对自身生活条件的不断提高,健康就成了目前人类最关心的话题。世界卫生组织(WHO)对健康的定义是,所谓“健康”就是指人在身体上、精神上、社会上完全处于良好的状态。据此定义,而“健康住宅”不仅仅是房地产住宅+绿化+社区医疗保健,并且是指在生态环境、生活卫生、立体绿化、自然景观、噪音降低、建筑和装饰材料、空气流通等方面,都必须以人的健康为根本。因此人在这个墓础上发展上,建立了生态建筑,为人类提供舒适居住环境的场所。作为一名建筑设计人员在设计的时候应该时时刻刻从生态角度考虑问题,下面其体谈谈设计中的问题
1生态建筑设计要点
生态住宅设计,指的就是综合运用当代建筑美学、建筑技术科学、人工环境学、生态学及其它科学技术的综合成果,把住宅建造成一个小的生态系统,为居住者提供舒适、健康、环保、高效、美观的居住环境的一种设计实践活动。这里所说的“生态”绝非一般意义的绿化,而是一种对环境无害而又有利于人们工作生活的标志。
在工程实施过程中,生态住宅涉及的技术体系极其庞大,包括能源系统(新能源与可再生能源的利用)、水环境系统、声环境系统、光环境系统、热环境系统、绿化系统、废弃物管理与处置系统、游憩系统和绿色建材系统等。简单说来,其技术策略主要体现在以下几个方面:
住宅区物理环境(声、光、热环境)与能源系统设计,包括建筑规划、建筑单体设计、建筑能源系统的设计等,同时又与绿化设计以及建材的选择息息相关,是当前生态住宅设计中最重要而又最容易被忽视的问题,智能化住宅区,包括信息管理和通讯白动化、物业管理自动化、设备自动化控制、安全防护自动化以及家庭智能化等。
1.1水资源的节省以及废弃物处理
从这个思路出发,要实现住宅设计生态化,需综合考虑三个方面的因素:住宅住区规划。建筑单体设计(包括建筑造型、朝向、定位以及细节处理如维护结构材料选择、保温方式、门窗形式等);建筑物内的环境控制系统设计。下面将从风环境设计、白然景观、光环境等方面,分别阐述可应用到生态住宅设计中的相关技术。
1.1.1住宅区风环境设计
建筑物布局不合理,会导致住区局部气候恶化。高层建筑由于单体设计和群体布局不当而导致强风卷刮物体撞碎玻璃的报道屡见不鲜。很多事例提醒规划师和建筑师,风环境和再生风环境问题已不容忽视。然而,可能是对室外风环境的预测不够重视或缺乏有效的技术手段,当建筑师们在对建筑住宅区进行规划时,更为常见的做法是过多地把注意力集中在了建筑平面的功能布置、美观设计及空间利用上,而很少(或仪仅凭经验)考虑高层、高密度建筑群中气流流动情况对人的影响。事实上,良好的室外风环境,不仅意味着在冬季风速太大时不会在住区内出现人们举步维艰的情况,还应该在炎热夏季有利于室内自然通风(即避免在过多的地方形成旋涡和死角)。从这一点上来说,在规划设计中仅仅考虑对盛行风简单设置屏障的做法显然是不够的。
1.2绿化‘水景设计和防止住区热岛现象
住宅区周围建筑的热环境不仅和气流流动有关系,同时还和住宅区建筑周围的辐射系统有关。受住宅设计中建筑密度、建筑材料、建筑布局、绿地率和水景设施等因素的影响,住宅区室外气温有可能出现“热岛”现象。“热岛”现象在夏季的出现,不仅会使人们高温中暑的机率变大,同时还促使光化学烟雾的形成,加重污染,并增加建筑的空调能耗。合理地建筑设计和布局,选择高效美观的绿化形式(包括屋顶绿化和墙壁垂直绿化)及水景设置,可有效地降低热岛效应,获得清新宜人的室内外环境。
特别值得指出的是,生态住宅不等于简单地提高绿化率,如果住宅区绿化仅仅使用大规模绿地而不考虑与林地、水景设施以及自然通风等手段有效地结合起来,不仅不能充分发挥林地在改善室外热环境方面的巨大作用,还会把大量的金钱浪费在绿地浇灌上,可谓得不偿失。在绿化系统设计中如何改善住宅区室外环境,除了避免以上误区外,还应做好两个方面的工作:一是合理选择和搭配绿化植物和水景设置,要与整个小区的热环境设计协调起来,除了给人以视觉上的美感外,还应充分发挥植物、水在改善住宅区微气候方面的作用。二是设计中要以人为本,如果绿化设计的最后结果是把人和绿色隔绝开来,仅仅“可以远观而谢绝入内”是不可取的。
1.3日照、遮阳与采光
太阳辐射是影响居室热环境的一个重要因素,同时也是影响住户心理感受的重要因素。遮阳问题是指由于建筑物的外形设计、特别是凸凹变化的外型而引起的建筑围护结构(墙和窗等)实际按受的太阳辐射热量减少的问题。相应的,互遮阳则是指由于建筑群布局而影响到建筑物实际接受的太阳辐射热量减少的问题。
自然采光有利于人体健康和提高工作效率.我国北方冬季对自然采光就有严格要求。在住宅区规划与单体设计中需仔细考虑遮挡和自遮挡对自然采光乃至建筑物的热环境的影响。
1.4护结构布置
这里主要是指外墙和外窗等围护结构的布置,体型系数这一概念并不能充分反映护结构对建筑物热环境的复杂影响。实际上,对于不同朝向角和倾角的外墙和外窗,由于当地主导风向的不同而造成的渗透情况的不同,外表面的对流换热系数也相差很大,接受的太阳辐射随着时间变化而千差万别,夜间背景辐射状况也不相同。比较好的解决方法是利用目前国内外比较流行的建筑物能耗模拟软件(如美国的DOE一2,国内的DSeT,等等)进行模拟分析,才能得到一个比较合理的方案。
1.5噪声和污染的防止和控制
住宅区规划应有效地设计防噪系统,如将住宅区和主要交通干线相隔绝,防止主要交通干线的噪音传过来。污染控制问题也需重视,建筑物内部空气质量不好,一定是与室外空气污染有关,而通过有效的绿化、有效的组织建筑周围气流流动,可以改善室内空气品质。在设计初期,技术人员就应该深入现场进行调研和测试,检验当地的噪声或污染是否符合标准。如果不能满足要求,一定要采取相应的补救措施。如果居室噪卢超标,可考虑采用错开设计的双层玻璃窗,既能有效降低噪声,又不影响自然通风的利用。
2生态住宅原则
生态住宅是运用生态学原理和遵循生态平衡及可持续发展的原则,即综合系统效率最优原则,设计、组织建筑内外空间中的各种物质因素,使物质、能源在建筑系统内有秩序地循环转换,获得一种高效、低耗、无废无污染,生态平衡的建筑环境。这里的环境不仅涉及住宅区的自然环境,如空气、水体、土地、绿化、动植物、能源等,也涉及住宅区的人文环境、经济系统和社会环境。培育生态住宅概念主要是在这种观念的影响下,在住宅建设与发展中始终以生态问题为中心,在环保、绿化、安居、道路管网等方面进行系统规划与管理,使住宅区生态环境处于良性循环状态之中。
3生态住宅的技术策略
3.1追求舒适和健康是生态住宅的基础
生态住宅首先要满足的是人体的舒适性,例如适宜的温度、湿度以满足人体热舒适。此外还应有益于人的身心健康,如有充足的日照以实现杀菌消毒,有良好的通风以获得高品质的新鲜空气,以及无辐射、无污染的室内装饰材料等。在心理方面,生态住宅既要保证家庭生活所需要的安全性、私密性,又要满足邻里交往、人与自然交往等要求。健康还有另外一层很重要的含义,是指住宅与大自然的和谐关系。住宅应尽可能减少对自然环境的负面影响,如减少有害气体、二氧化碳的排放。
3.2追求高效是生态住宅的核心内容
所谓高效,是指尽可能有效地利用资源和能源,特别是不可再生的资源和能源。我们知道,建筑业以及与建筑业相关的其它产业(如建材生产、运输等)消耗了大量的能源和资源。而生态住宅正是要杜绝这种粗放、浪费的模式,以最低的能源、资源成本去获取最高的效益。
3.3追求美观是生态住宅与大自然相和谐的完美境界
生态住宅与大自然相和谐不仅体现在能量、物质方面,也同时体现在精神境界方面,包括生态住宅与自然景观相融合,与社会文化相融合。生态住宅立足于将节约能源和保护环境这两大课题结合起来,所关注的不仅包括节约不可再生能源和利用可再生洁净能源,还涉及节约资源(建材、水)、减少废弃物污染(空气污染、水污染)以及材料的可降解和循环使用等,因而它所占据的视点最高,所关注的领域也最广。
洁净能源的开发与利用。要尽可能节约不可再生能源(煤、石油、天然气),并积极开发可再生的新能源,包括太阳能、风能、水能、生物能、地热等无污染型能源。
充分考虑气候因素和场地因素。如朝向、方位、建筑布局、地形地势等。尽可能利用天然热源、冷源来实现采暖与降温。充分利用自然通风来改善空气质量、降温、除湿。
材料的无害化、可降解、可再生、可循环。建筑材料应尽可能利用可降解、可再生的资源,同时还要严格做到建材的无害化(无污染,无辐射)。
水的循环利用与中水处理。在适当的范围内进行雨水收集、中水处理、水的循环利用和梯级利用,特别是对于水资源匾乏的地区。
结合居住区的情况(规模密集、区位、周边热网状况)采取最有效的供暖、制冷方式。加强能源的梯级利用。
结合居住区规划和住宅设计来布置室外绿化(包括屋顶绿化和墙壁垂直绿化)和水体,以此进一步改善室内外的物理环境(声、光、热)。
使用本土材料、降低由干材料运输而造成的能耗和环境污染。