建筑物理教学中引入绿色建筑的思考

“建筑物理”是建筑学的二级学科，代表建筑学学科的技术科学属性，是建筑学专业的学科基础，是建筑学学科发展的基石，更是推动建筑学学科发展的支撑体系。目前的建筑物理教学主要集中于建筑环境中的声、光、热现象及其变化的认知性与验证性教学。绿色建筑设计是未来的建筑设计发展方向，为此，应将绿色建筑的理念融入建筑物理课程教学中。在传统课堂教学中引入与时俱进的绿色建筑理念，不仅有助于学生在进入工作岗位后可以更快地融入设计工作，通过未来建筑师的不断实践，推进绿色建筑、生态环境及社会经济的可持续发展。

1“绿色建筑”的涵义

“绿色建筑”概念最早是由美国建筑师保罗·索勒瑞于上世纪60年代提出。其基本的内涵定义为:在建筑物整个生命周期内，最大程度地节能、节地、节水、节材，减少对周边环境的污染，保护珍贵的自然环境，为使用者提供健康舒适、高效便捷的建筑空间。与自然界和谐共生的绿色建筑(参见表1)与传统建筑不同，绿色建筑从项目实施规划、设计阶段，就将环境因素纳入考虑、分析的范围，力求人造建筑与自然环境充分结合，降低建筑生产对自然环境的负面影响。建筑使用时可以满足人们生活、居住、工作的要求，为使用者提供安全、舒适、绿色、环保的居住空间，使用期限到期后的拆除回收阶段也不会对自然环境产生明显损害。绿色建筑以可持续发展为中心思想，遵循科学规划、高效利用资源、废弃物循环利用、建筑功能丰富、居住效果优良为原则，为使用者实现物质和精神两个方向的享受，同时达到资源和能源利用效率的最大化，将建筑对自然环境的负面作用降到最低。

2将绿色建筑理念引入建筑物理教学的实施

2．1理论教学环节引入绿色建筑理念

在理论教学环节，主要使学生深入理解建筑师在设计中如何处理绿色建筑的核心问题:生态与节能，使学生掌握环境控制的基本方法，并能灵活运用。课堂教学过程中穿插介绍国家现行的绿色建筑规范及标准，解读一些国内外经典绿色建筑设计案例。在建筑热工部分，针对学生身边的教室、宿舍、图书馆等建筑的热环境，就遮阳、太阳能利用、自然通风、蒸发降温等改善建筑室内舒适度的被动式节能措施展开探讨。鼓励学生在建筑设计方案中以建筑物理理论知识为基础，大胆尝试绿色建筑理念的应用。如上下两层教室可考虑合用一间阳光室，以达到节能和节省造价;在宿舍外的露台上种植花卉和草皮形成种植层顶及墙身立体绿化，改善宿舍的热环境;图书馆体量大，难以组织自然通风，可考虑按照当地的风玫瑰图进行风环境设计，合理布置朝向和房屋的布局，利用热压及风压来组织室内穿堂风。在建筑光学部分，应该充分体现节能环保的自然采光和人工照明理念，鼓励学生在设计过程中最大程度地运用天然光，减少灯具照明的使用。通过对建筑物内采光口的设置位置、尺寸、开启方式等进行全面对比，选择最优化的天然采光方案。认识并了解不同节能灯具的工作原理与能效指标，结合市场调研进行人工照明的方案设计与容量计算。采用系数法计算出满足照明要求的灯具类型与数量。根据选用灯具的距高比，结合建筑空间的使用功能在平面图与剖面图上布置灯具。运用照明分析模拟软件对所设计的照明方案进行能效测评，对比未进行绿色照明设计的原始方案，计算具体的节能效率。在建筑立面设计中，控制反光率较高的幕墙使用率，或采用有效的遮阳手段或其他立面设计手法，排除建筑立面发射光形成的环境光污染。在建筑声学部分，倡导学生使用可持续的降噪方法，控制建筑室内及周边环境的噪音污染。如采用地形及植被降噪，规划布局的动静分区，在大空间平面布局中使用“掩蔽效应”等。对语言通讯和音乐欣赏等有较高要求的建筑，要求学生必须在方案阶段开始进行室内音质设计，避免后期二次设计所带来的资源浪费。

2．2实验及实践环节加强理论联系实际

现有的建筑物理实验课主要依据理论课的三大章节:建筑热工、建筑光学、建筑声学分别独立开设相关实验，运用仪器设备，对热环境、光环境、声环境中的各种现象进行验证或针对发现的问题提出解决方案。由于传统的实验教学手段对三大类理论分开教学，知识构架清晰简单，有助于学生对理论知识的理解与记忆，却不利于培养综合应用能力。绿色建筑的核心理念是综合应用建筑学、生态学和环境学，声、光、热既是绿色建筑必须考虑的因素，也是绿色建筑的直观体现的一部分。将绿色建筑理念引入实践教学环节是以建筑学声、光、热的验证性实验为基础，将建筑物理理论知识综合应用于建筑学教学和建筑设计作品中，发展和完善绿色建筑理念。以现有验证性实验为基础，结合学生的求学和研究兴趣，采用开放的教学手段，使学生能将建筑物理的声、光、热等理论知识与实践认知综合应用于建筑设计中，因地制宜地选择建筑的形态、结构及材料，创造出更为丰富的建筑设计作品。在教学中，对建筑设计区域的自然、人文、资源、能源等进行实地考察，结合当地的实际情况，以区域特征为出发点，以保护当地自然、人文环境特征，合理利用自然资源，减少环境污染与破坏为原则，构建建筑方案与模型。运用绿色建筑模拟软件对建筑设计方案和模型进行能效评价，并根据能效评价结果对设计方案与模型进行修改，直到满足当地绿色建筑设计的要求。对绿色建筑设计成果进行对比、讨论，总结在不同环境下绿色建筑设计的基本要求和原则，逐渐形成和完善绿色建筑的理念。

3绿色建筑课程的开设与展望

目前，绿色建筑教学还处于提出阶段，今后教学中应以建筑学声、光、热等理论教学为基础，将绿色建筑理念贯穿于建筑物理教学中，并延续到建筑设计中的过程。可持续发展理念是建筑设计过程中必须遵循的规则和具备的良好品质。绿色建筑教学既是建筑设计中对绿色建筑理念的初步认识，也是绿色建筑的初步现实体验［4］。随着社会经济的发展、科技水平的提高，人们对建筑及环境质量水平要求的提高，绿色建筑将是建筑发展的必然趋势。伴随着绿色建筑理念的提出，生态建筑、节能建筑等教学项目不断提出和发展，绿色建筑教学的种类和发展更趋多样化、真实化。同时绿色建筑教学的发展将从微观的建筑单体设计，逐步向宏观的建筑群体设计发展。

绿色建筑在我国已走过将近十个年头，其覆盖面正在不断扩大，绿色建筑市场正在逐渐走向完善。因此，绿色建筑的相关知识储备，是建筑行业对未来建筑师业务水平的必备要求［5］。由于目前在建筑学本科教学中尚未开设绿色建筑课程，所以可尝试在建筑物理课程中引入绿色建筑的内容，由此进一步构建绿色建筑课程的教学框架。在今后的教学中，还要不断引入先进有效的实验手段，如进行绿色建筑方案的综合实验，进行计算机模拟预测，为绿色建筑设计提供强有力的理论和实验基础。另一方面，强化和鼓励学生在具体的设计中体现绿色建筑理念也是至关重要的。这不仅是建筑物理教学内容的更新与改革，也是进行绿色建筑教育的有益尝试和探索，顺应了当前绿色建筑发展的迫切需求，切实发挥出了绿色建筑的功效，推动整个建筑行业的可持续发展。