时间:2023-08-23 16:56:43
序论:好文章的创作是一个不断探索和完善的过程,我们为您推荐十篇建筑设计案例范例,希望它们能助您一臂之力,提升您的阅读品质,带来更深刻的阅读感受。
【Abstract】Green building is the development direction of the entire architectural design, global warming, ecology increasingly serious, in order to protect the environment, the architectural design of the increasing demand for eco-friendly. Shanghai Jiaotong University Affiliated Ruijin Hospital Cancer (proton) Center (hereinafter referred to as "proton Ruijin Center") is Shanghai's first to achieve "green building Samsung standard" of the hospital project. From planning, building, structure, HVAC, plumbing, electrical, intelligent control and other aspects of well-designed, predetermined criteria. Green Building green is only part of the hospital, better medical efficiency, energy management in order to achieve the exact green hospital.
【Key words】Samsung green building people-oriented standard green hospital
引 言
2015年10月20日,家住建部网站公示《关于2015年度第十一批绿色建筑评价标识项目》,上海交通大学医学院附属瑞金医院肿瘤(质子)中心项目获得公共建筑类三星级标识评价。项目是由上海交通大学医学院附属瑞金医院、华东建筑设计研究院有限公司技术中心、上海现代华盖建筑设计研究院有限公司三家单位共同申报的。在绿色建筑评价体系中也是上海首个取得“绿色建筑三星标准”的医院项目。目前,三星标准是国内绿色建筑的最高标准,标准必需达标35项,瑞金医院肿瘤(质子)中心项目超额达标39项。
1.绿色建筑的概况
绿色建筑起源于20世纪70年代初期能源危机的“节能建筑”风潮,进入21世纪后已得到了深入发展并被付诸实践,在发达国家逐步完善,形成了较成体系的设计方法、评估方法,各种新技术、新材料层出不穷。一些国家绿色建筑的发展已初见成效,并向着深层次应用发展。建筑是人类文明的最重要产物,但耗费了地球大量资源,建筑业已成为最不可持续发展的产业。当今世界随着全球能源危机、污染加剧、环境恶化等问题的日益严重,人类的生存受到威胁。因此人们开始更关注自然、生态、环保、低碳、节能的绿色概念,倡导绿色发展、崇尚绿色生活、建设绿色城市等得到了广泛重视。
2006年我国绿色建筑评价标准中将“绿色建筑”定义为在建筑的全寿命周期内,最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材),保护环境和减少污染,为人们提供健康,适用和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑。绿色建筑的基本内涵也可归纳为:减轻建筑对环境的负荷,即节约能源及资源;提供安全、健康、舒适性良好的生活空间;与自然环境亲和,做到人与建筑及环境的和谐共处、永续发展。
2.瑞金质子中心项目概况
本项目位于上海市嘉定区双丁路以南,合作路路口,地铁11号线嘉定新城站东侧。以绿色三星为目标进行建筑设计,总用地面积26280m2,总建筑面积26075 m2,其中地上13415 m2,地下12660 m2;建筑占地面积10753 m2,绿地率35.8%,建筑总高18.8m,地上三层、地下一层。主要有质子治疗、光子治疗及其配套检查定位用房,核医学检查,门诊医技,科研,培训交流,后勤管理、能源中心等组成。
地下一层设置质子治疗室和普通诊疗、候诊区并通过中庭、下沉庭院改善地下候诊环境;一层以候诊、诊室、药房等医疗用房为主,设有少量后勤辅助用房;二层除诊室外,设办公、会议、职工培训与阅读等功能;三层主要设置科研用房。
3.瑞金质子中心绿色建筑设计分享
3.1规划与建筑合理化
下沉式绿化空间,多层次屋顶绿化。设置绿化草坡与下沉庭院连接,使空间融合为一体,为室内带来自然采光与通风,使环境与室内空间交融,改善地下空间环境。结合建筑设置多层次花园式屋顶绿化,调蓄雨水,调节微气候,设置大面积乔、灌、草相结合的复层绿化景观设计,屋顶绿化覆土1.5米,使雨水能充分入渗与调蓄,以涵养水土,改善区域微气候,也便于室内外互动。
建筑采光与遮阳,合理避免矛盾点。采光设计合理考虑大开面玻璃窗,中庭顶部设采光天窗,下沉庭院结合斜坡绿地设置骑楼空间,改善地下空间采光。建筑自遮阳与活动外遮阳设计,对建筑进行阴影关系分析,确定不同立面的遮阳需求,结合室内功能与阴影分析结果在外窗设置活动百叶遮阳,有效减少太阳辐射带来的制冷负荷,改善室内热环境。建筑西侧底层设置外廊,对底层西立面形成自遮阳。
场地合理布局,造舒适风环境。建筑造型方正高度18.8米,风速设计流场均匀,避免死角及明显涡流区域,公共、办公区域采取被动式风优化设计,加强自然通风,充分利用夜间通风。下沉式中庭直通地下一层,下沉式景观连通室外,有效加强室内自然通风效果,将自然空气直接引入室内。
满足减噪要求,优化声环境。建筑功能布局尽可能将产生噪声设备机房集中布置,办公、会议、培训等噪声敏感房间远离设备用房,确保区域声环境良好,满足功能区噪声限值要求。在室内科研、办公、生活区大量采用可拆卸灵活隔墙,为可再利用材料组装,可单独拆除,符合灵活隔断材料的要求且降低小区域内噪声。
3.2结构体系技术化
工程基础布置,地下室共一层,基础埋深7.4米,局部基础埋深达14米,桩基采用筏板基础。局部深基础采用钻孔灌注桩,以粉砂作为为桩端持力层,并采用抖撕笞⒔的技术措施确保质量。
地下室结构体系框架采用剪力墙结构,覆土达1.5米,且要考虑消防车通行,恒载、活载都很大,因此顶板采用刚度、经济性及结构高度综合较优的井格梁结构,此结构双向受力,承载效率更高,同时也有效降低了结构高度,可使得楼层混凝土用量节约10%以上。
桩端后注浆技术的应用,使桩端虚土得到固结挤密,减少了群桩的桩土相对变形,提高了桩周下部侧摩阻力和端阻力使沉降变形减小而均匀,满足了本工程对沉降的严格控制要求。
预应力钢筋混凝土梁在二层大量使用,因柱距均较大,且使用荷载较大,考虑结构的承载能力及正常使用极限状态的控制要求,采用预应力钢筋混凝土梁,减小了混凝土和钢筋用量,满足了建筑净空要求,相当于降低建筑层高400mm,从而降低了建筑总高度,减小了围护面积,提高了建筑的节能效果。
3.4暖通、给排水科学化
高性能冷热源为满足不同区域的医疗要求,使用螺杆式冷水机组、螺杆式水源热泵机组、变冷媒流量多联机、分体式空调器、风冷式单元式空调机组、燃气真空热水锅炉、燃气冷凝真空热水锅炉等设备,且经过不同的组合,达到高效节能的要求。室内末端可独立调节,诊室、办公、会议室等采用风机盘管+新风系统,地下室CT、PETCT、SPETCT采用VRV多联机+独立新风系统,均可实现温度的控制。
余热、废热的利用,夏季设置冷凝热回收,选用两台带部分热回收功能的螺杆式冷水机组,冬季进行余热废热利用,水源热泵机组从工艺冷却水二次水系统提取热量,为整个大楼空调系统提供部分热源,以减少锅炉使用时间及台数。排风热回收系统在二层培训阅览区使用,新风机组采用轮转式新、排风全热交换机组,回收排风中部分冷量及热量;热回收焓效率不小于60%。全热交换器设置新风旁通通路,减少过渡季运行阻力。经计算,若热回收机组全年使用,每年可以节约采暖空调费用5529.6元,系统投资回收期为2.53年。
雨水处理利用屋面雨水经过初期弃流后进入雨水储水池,在雨水储水池中进行静沉后通过混凝、过滤,达到城市绿化和道路浇洒的要求。非传统水源利用,考虑建筑为医院类建筑,卫生要求较高,本项目室内用水均不采用非传统水源。绿化灌溉系统部分采用回用雨水部分由自来水供应,喷灌为主的高效喷灌系统,节水灌溉覆盖面积为75.7%。
按用途设置计量水表,采用多级计量,并根据水质不同,对自来水、雨水分别计量,不同工艺用水分开计量。选用节水型用水器具,座便器、水嘴、小便器冲水阀、淋浴器等节水评价值均达到1级。太阳能热水系统采用间接加热方式,供应地下室淋浴间热水需求,供医务人员淋浴使用,设计热水水温为60℃,不足时由锅炉房高温热水(85℃)提供。
3.4电气与控制科技化
高效照明系统在医院照明光源中以高效节能显色性高的荧光灯为主,公共场所采用紧凑型荧光灯,设备机房等场所采用吸顶或下吊式荧光灯,各门厅、电梯厅、公共走道等公共区域的照明均采用集中分区、分组控制,楼梯间采用声控控制,会议室采用集中多场景智能照明控制系统。
建筑设备自动控制系统对建筑内的供水、排水设备,空调设备,供电系统及设备等各类机电设备进行监控和管理,通过 BA 系统实现设备的优化运行,舒适性控制、 节能管理等功能。
智能化系统配置包括通信网络系统、 综合布线系统、 有线电视系统、电子信息引导及系统、安全防范系统、门诊、检查排队叫号系统、医用对讲呼叫系统等。
结 语
绿色医院建筑是现代化医院评价体系中相对独立的一项指标系统,是现代化文明医院建设的必然趋向,与构建和谐社会相配合,是生态环境的一项平衡工程。绿色医院建筑是综合运用当代建筑学、建筑技术科学、生态学及其他科学技术的成果,把医院建造成一个小的生态系统,为医护人员和患者提供健康、舒适、环保、高效、美观的医疗环境的一种设计实践活动。设计师应在有限的物资源条件下,采用较为简单的建造技术,结合当地的自然气候条件和文化习俗,设计出实用、高效的医院。
绿色医院不仅包括环境优雅、安全可靠、无害化的绿色环境,还包括绿色发展战略、绿色医疗与诊治服务、绿色人文理念、绿色管理等几个方面的内容。不难看出,绿色医院建筑是在保障医疗护理与感染控制前提下的绿色建筑,绿色医院建筑是将可持续发展理念引入医院建筑领域的结果。绿色医院就是绿色建筑、医疗效率和能效管理的统一体。
因此,不能将绿色医院建筑评价与绿色医院评价混为一谈。绿色医院是一个大的概念,包括医院设施,诊疗过程、日常运作、医院信息管理等。而绿色医院建筑可以说是绿色医院的基础,是构成绿色医院的主要要素。
参考文献:
[1]张建忠 乐云 主编 医院建设项目管理――政府公共工程管理改革与创新.上海:同济大学,2015
[2]牛 主编.绿色建筑开发管理研究.天津:天津大学,2011
[3]徐文辉 主编.现代医院人性化设计的初步研究.浙江:浙江大学,2004
中图分类号:TU2文献标识码: A 文章编号:
未来20~30年,中国每年大约有1200~1500万人口从农村进入城镇,随之而来的是住房、商业服务等各类建筑的大幅增加。麦肯锡(2009)的报告预测,中国总建筑面积将从2005年的420亿平方米增加到2030年的910亿平方米。建筑是城市发展中主要的碳排放源,同时建筑从生产到报废整个全生命周期过程中的能耗也十分巨大,因此研究低能耗低排放的绿色建筑对于需要与全球共同应对气候变暖、能源危机,正处于发展中的中国来说具有重要的战略意义。发展绿色建筑产业的重要一环在于绿色设计。本文通过分析总结国内外经典绿色建筑案例的设计策略,以期对我国绿色建筑未来发展提供启示与借鉴。
一、绿色建筑的内涵与标准
1、绿色建筑的内涵
绿色建筑是指在建筑物的全生命周期中,最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材)、保护环境和减少污染,并能够为人们提供健康、适用和高效的,且与自然和谐共生的建筑(中华人民共和国建设部,2006)。根据美国绿色建筑协会的统计,相对于一般建筑,绿色建筑的CO2排放少33%~39%,能耗降低24%~50%。绿色建筑通过整体科学设计,集成自然通风、自然采光、低能耗围护结构、太阳能利用、中水利用、地热利用、绿色建材和智能控制等高新技术,可有效降低建筑的能源和资源消耗,降低其对生态环境的破坏,是实现人文、建筑、环境三者和谐统一的重要途径,是实施可持续发展战略的重要组成部分。
2、绿色建筑标准
因国情不同、地区差异,各国对绿色建筑的定义和范畴有所不同。世界各国针对绿色建筑均出台了相应的标准,这些标准是指导国家绿色建筑建设与规划的重要规范。部分发达国家及我国出台的绿色建筑标准如表1所示(Top Energy绿色建筑论坛组织,2007;王静,2010)。
表1 世界各国的绿色建筑评估体系
二、国外绿色建筑设计策略分析
国内外诸多优秀建筑在绿色建筑设计策略上具备很多值得借鉴之处,这些设计主要包括能源系统设计、自然通风设计、自然采光设计以及建筑物设计等。通过总结分析这些设计策略,可为我国绿色建筑未来发展提供有益借鉴。
1、能源系统设计
据联合国环境规划署可持续建筑和建设促进会(SBCI)的数据,随着建筑建设继续高速发展,尤其在发展中国家,建筑物能耗和温室气体排放的数额还在上升。仅家庭供热、供冷、照明和使用家用电器,就消耗了全球11%的能源(UNEP,2009)。
丹麦的“绿色灯塔”项目与“生命之家”项目分别是迄今为止丹麦第一个按照碳中和理念设计的公共建筑和住宅建筑。其中“绿色灯塔”通过精心的能源、采光等一系列设计,实现了建筑物供热消耗低至22kWh/m2·a,建筑物总体能耗降低了几乎75%。“生命之家”项目在能源设计上充分考虑自然采光和太阳能利用,产生的能源不仅可满足一家四口使用,还有多余能源提供给公共电网(图1),有效实现了能耗、舒适度、视觉美感等各项参数的统筹设计,实现了家居生活质量和住宅周围环境价值的最大化。“绿色灯塔”与“生命之家”项目的能源设计总体原则包括:一是降低能源需求,二是尽量使用可再生能源,三是高效使用化石能源。具体的能源设计策略分析如下(郭成林和赵金彦,2010):
第一,良好保温性能的护结构使建筑整体极具保温隔热性能,建筑整体热量损失降低到最小程度。“绿色灯塔”与“生命之家”项目均采用了与窗户相匹配的多种智能电控室内外遮阳、节能窗、智能电控窗、电控遮阳、隔热窗帘等产品,通过提高外墙、门窗等围护结构的保温系数,大大提高建筑的保温能力。
第二,可再生能源——太阳能的利用。“绿色灯塔”与“生命之家”均在其南向屋顶设计安装了太阳能集热板和光伏电池,分别为“绿色灯塔”提供了35%的建筑物所需总体热能,为“生命之家”提供了65%的建筑物整体能源需求,可满足整栋建筑物照明、通风和维持热泵的运转需求。“生命之家”屋顶上的六块太阳能集热板可产生2000kWh电能,预计项目投入使用30 年以后所生产的剩余能量累计总额,将与生产所使用的所有建材所耗费的能量相等。此外,“生命之家”在屋顶外窗配备了太阳能电池驱动的电控室外防护遮阳卷帘,可降低90% 的太阳照射热量从而提高窗体隔热性能。
第三,可再生能源——地热能的利用。通过热泵循环利用太阳热能及地热能,实现建筑物供热和制冷,为建筑物提供65%的热能,从而保证了季节性储热的优化利用,实现建筑建设对生态环境的最小冲击。
第四,建筑设计中蓄热技术的运用。结合丹麦当地气候条件,设计的热敏地板通过运用季节性蓄热技术,可将夏季储存于地下的过剩太阳能放出供冬季能源短缺时使用,有效弥补了冬季太阳光照有限的不足。
第五,能源监控系统有助于采用最佳策略以提供舒适的室内环境。“生命之家”的能源监控系统通过在建筑的9个分区设置光感、温感、风感、CO2 等若干个探头,通过中央处理中枢电脑和自控系统,采取开关窗、启闭窗帘、启闭电灯等措施,运用最佳策略以改善室内气候。
第六,建筑物开窗设计策略。开窗位置是“生命之家”项目能量设计中考虑的一个关键因素,该建筑的开窗面积相当于楼层面积的40%。窗户的设置数量和位置确保了采光、通风和热能吸收达到最佳状态以确保能源技术和建筑外观的完美结合。
图1 生命之家的能源数据
(数据来源:郭成林,赵金彦. 丹麦的绿色建筑实践. 建筑学报,2010.1)
【中图分类号】G640 【文献标识码】
作者简介:侍非(1979-),男,汉,讲师,硕士,主要从事城乡规划设计研究工作。
建筑设计是资源环境与城乡规划管理专业的必修课,属于理论教学与实践教学相结合的课程。草图大师(SketchUp)的介入,可以为多种修改方案提供更为直观的模型展示,甚至是动态的展示,而不是仅仅停留在理论的方案修改阶段。反馈到教学中,变抽象为具体,帮助学生理解和解决问题[1]。
1草图大师的应用特点
1.1快速建模
草图大师操作界面简洁、易学,通过“拉伸”与“路径跟随”[2]可以快速建模,三维感较强,适合于方案的多次修改与建模。由于草图大师便于操作[3],学生觉得趣味性很强,乐于其中[4]。
1.2实时展示
草图大师不仅建模简单快速,而且通过转动或按住滚轴可以实时旋转,便于对模型的观察。也可以通过视图工具,选择各个视图界面进行观察。学生在建筑设计时需要较强的三维空间想象能力,草图大师的实时展示可以辅助学生对三维空间的把握,实时修改、实时显示、实时交流,优化设计方案和增进学生对建筑知识的理解。
2建筑设计教学中案例的选取
2.1建筑细部案例
学生做建筑设计之前,需要了解建筑设计基本原理与相关知识。如建筑的出入口,在设计中需要做出入口平台与台阶,保证室内外高差。学生在设计时往往会忽略这个部分,学生在绘制建筑平面图时出入口处,缺少平台与台阶,甚至不太理解为什么要有平台与台阶;在绘制立面图与剖面图时,忽略了室内外高差部分,有的甚至将室内地坪低于入口平台的标高。出现以上现象的主要原因,还是在于讲解设计原理的过程中,学生缺乏对三维空间上的认知,或者说讲课过程中静态的图片略显枯燥,没有对学生的记忆与思维形成冲击,使得学生在建筑设计过程中把入口平台与台阶遗忘了。草图大师的介入,可以实现在讲课的过程,实时做出入口平台与台阶模型,可以改变视图从各个方向去看建筑的出入口,抽象的设计理论知识变为具体的三维空间模型,易于学生的理解与记忆。
同样,针对建筑的其它细部,如阳台、楼梯、门窗、雨篷,甚至屋顶,都可以通过草图大师进行建模与实时展示,通过动态变化的三维模型冲击学生的视觉记忆,深化学生对知识的理解。甚至可以让学生使用草图大师制作模型,去体验模型制作与展示,加强设计细节的把握。
2.2建筑设计方案
建筑设计课是理论教学与实践教学相结合的课程,学生需要完成相应的建筑方案设计,并绘制出完整的建筑方案图,包括总平面图、平面图、剖面图、立面图、效果图等。但在绘制正图之前,需要经过反复的交流、讨论,才能实现由草图到正图的转变。交流讨论的过程既是设计思路转变与深化的过程[5],也是设计方案进一步优化的过程,设计草图的绘制与修改要不断的体现出交流的过程,二维的草图上将出现反复修改的线条,需要学生在三维的想象中及时调整原先的设计方案,二维的草图还无法让学生及时想象出调整后的空间是什么样子。所以需要更为直观的三维空间模型辅助学生对设计草图的修改,草图大师的快速建模与实时展示的功能可以解决这个问题,更好地辅助学生完成设计草图的修改,当然也可以辅助建筑设计案例教学过程的深入开展。
另一方面,草图大师视图转换与剖切功能,可以为学生在设计和绘制平面图、立面图、剖面图时提供参考。
3草图大师在建筑设计案例教学中的应用建议
3.1教师提前做好相关模型
教师在讲课之前,需要考虑上课内容,提前做好相关模型。讲解设计理论知识的过程中,可以通过草图大师,展示相关模型,让理论知识通过三维直观模型表现出来,更易于理解。也可以适当地选择一节课的时间,通过教师的操作或学生自行建模和修改模型,来达到既讲解了理论知识,也让学生了解了知识运用到实践中的过程,同时在相互交流的过程中实现案例教学的互动,营造更具有实践性的教学氛围。
3.2鼓励学生使用草图大师
通过草图大师,将建设设计教学中的相关案例转化为直观的三维空间模型,虽然有利于的学生的理解,但不能仅局限于教师的操作,还需要学生参与进来,鼓励学生学习并使用草图大师进行辅助设计。草图大师的简便操作、易学上手的特点,会使更多的学生乐于其中,同时也对教师在教学过程中使用草图大师所建模型以及对模型的修改,更为关注。可以认为这是一种相互吸引的技巧,只不过是借助草图大师作为媒介,比单纯的理论讲解、大量的静态图片举例,更为活动、生动。
3.3精心选择案例,组织讨论,互动教学
案例教学需要精心选择案例[6],围绕案例组织教学内容,引导学生分析、讨论,最后归纳与总结。这是一个环环相接的过程,需要教师预先设定,认真组织,达到师生良性互动的教学效果。建筑设计案例教学过程中,教师通过草图大师对相关建筑设计案例进行展示或通过引导沿着学生的设计思路进行修改,就是在与学生交流互动,当修改完成时也就意味着将设计原理知识应用到了实践设计中。最后教师可以适当地点评,引导学生以此为模板,将设计知识灵活地运用到其他建筑设计方案中。
4结语
建筑设计课时理论教学与实践教学相结合的课程,要求教师与学生之间有良好的交流互动,帮助学生顺利完成建筑方案设计与绘图工作。草图大师(Sketch-up)的介入,不仅让案例模型化,而且让交流的思路、修改的过程更为直观化与有趣化,促进学生对设计知识的理解与运用,实现了案例教学的良性互动。
参考文献:
[1]孙晓璐, 赵志刚. SketchUp建筑草图大师表现技法[M]. 北京: 机械工业出版社, 2009.
(1)比较。可以是同类比较也可以是差异比较。同类比较,通常是所分析的建筑作品和其他作品的比较,两者应该在类型上一致,通过这种比较能够发现同类建筑的共性。差异比较,可以是同类建筑中寻找差异,从而得到解决问题的不同思路;也可以在同一作品的不同部分展开,如通过同一建筑不同功能空间的比较,可以发现不同类型空间对功能的适用性。
(2)推理。是从已知事物推演出未知事物的方法,推理必须在合理的逻辑基础之上展开。既可以做正向推理也可以做反向推理,比如正向推理可以是通过已知的环境推导出适应环境的建筑形式;反向推理可以是通过最终的建筑形式,推理出设计者当时的设计思路或者社会的审美倾向等。
(3)重构。主要是通过图纸的认真解读和仔细揣摩,运用计算机三维技术或者制作实体模型的形式,重新建构建筑物或者建筑物的某些部分,如根据需要制作造型模型、结构模型或者空间模型等。
(4)图底分析。这是一种以格式塔心理学为基础的分析方法。它要求图底分明,能够清晰地辨析出主体图形和作为背景的底图,它是认识建筑与环境以及认识空间的重要手段,并且可以通过图底置换(图底反向)进一步认识空间或者形式。
(5)比例分析。从毕达格拉斯开始就在用数学和几何来寻求宇宙间和谐的答案,在建筑学上的反映就是以数学和几何为基础进行比例分析,从而确立一个完美的建筑,在一些经典建筑中都存在着黄金比例的关系。比例分析既适用于建筑形式,也适用于空间分析。
2案例分析的阶段和时间控制
案例分析大致可以分为三个阶段,即资料收集、案例解读和成果整理。以8周的设计课为例,整个过程大致可以控制在1~2周之内。时间太短,分析的深度和广度达不到要求;时间过长,可能影响到后续设计的进度。
(1)资料收集。在布置任务之后,主要是利用课下时间完成。但是分析对象的选择至关重要,应该坚持完整性和适宜性原则。完整性,即所分析的作品图纸和文字介绍应当齐全;适应性,即分析的案例应当尽量和设计任务书接近,如在规模上不易过大也不宜过小,在空间上应当具有相似性等。
(2)案例解读。在找到适宜的案例和图纸之后,应当反复对照平、立、剖面进行细致的解读,尽量避免误读。解读应当借助图解、模型等形式。在对建筑揣摩清楚之后,应该首先制作一份分析大纲提交指导教师,由指导教师协助订正和完善,以大纲为基础再进行更详细的解读。解读和分析案例需要协调广度与深度的矛盾,可以采用以某类分析(如空间)为主线,其他分析相辅助的形式。
(3)成果整理。成果可以分为两种形式:一是互动交流的演示文件,另一种是绘制的图纸和制作的模型。利用这两种形式的文件进行互动交流,能够有效地促进学生之间的相互学习,有利于开阔思路。图纸与模型的制作应该按照最终成图严格要求格式,规定图纸尺寸、注意版面布局和图纸的认真绘制。
3案例分析的内容
根据不同教学要求和不同案例,案例分析的内容不尽相同,但基本内容可以概括为概念与构思分析、场地与环境分析、功能与空间分析、材料与技术分析、形式与造型分析等五个方面,这五方面以“概念与构思分析”为中心相互依存(如图1)。
(1)概念与构思分析。概念和构思是指设计者的思维活动,也往往是设计的出发点。有些概念和构思是设计者对城市、历史、文化、社会等宏观层面的反思,有些是对场地、空间、形式、技术等微观层面的思考。准确把握设计者的概念和构思,能够保证分析沿着正确的方向发展。
(2)场地与环境分析。场地和环境是建筑赖以生存的基础,也是设计得以实现的基础,进行深入的场地分析十分必要。场地和环境分析,既包括场地的自然条件,如景观、高程、道路等;也包括设计后的情况,如总体布局、设计后的道路、出入口、建筑、广场、景观等。其中的每个大项又可以进一步展开,如场地出入口又包含人行和车行出入口等。场地与环境分析可以采用轴线、流线、分区等。
(3)功能与空间分析。功能以社会学为基础,是人们对建筑的最基本需求,也是建筑得以确立的根本。可以通过分析人们的需求,确立功能的相互关系。空间是建筑的核心,负责容纳具体的功能。空间分析既能以几何学为基础,也能以现象学为基础。以几何学为基础的空间,可以分析空间的基本属性,如大小、尺寸、开启/闭合、比例、形状等,也可以分析空间之间的关系,如相交、分离等。以现象学为基础的空间分析,则注重感官对于空间的认识,如光影在空间中创造的视觉感受、不同质感的材料在空间中营造的心理感受等。
(4)材料与技术分析。材料和技术是建筑能够实现的物质基础。对材料的分析,可以集中在材料的感性认识(如不同材料给人的不同视觉感受和触觉感受等)、力学特征和表现力。而技术分析则既可以是结构形式,也可以是构造做法,在高年级还可以适当加入技术规范分析,如疏散、消防等内容。
(5)造型与形式分析。造型和形式是建筑的重要基础。造型分析是将建筑作为一个实体而展开的分析,既包括这些实体自身的形式,也包括它们的相互组合关系,其分析可能是基于不同的功能块,也可能是基于环境,或者是历史文化,甚至是隐喻等,如后世对廊香教堂的造型就有鸭子、帽子、轮船等隐喻似的分析。而形式分析则涵盖了更多的内容,如建筑色彩、具体做法、建筑表皮等内容。
4应用实例
以四年级建筑设计“影剧院设计”为例,该设计课题共8周,案例分析在设计前期开展———历时2周,在第2周已经让学生结合案例适时切入后续设计中。案例的成果分为两部分:一是第2周结束时学生通过多媒体文件所做的汇报,二是课题结束时最终的成果图纸(见图2、图3)。以加纳国家剧院分析(如图2)为例,该小组同学以加纳国家剧院为分析对象,紧抓这一建筑的造型特点以“船之舞”为主题展开分析。该分析共分为6部分,首先对项目进行了简要介绍;其次围绕地域特色展开构思和概念分析;再次进行场地与环境分析,通过这一分析得出建筑与场地之间的对应关系;接着通过流线、平面功能组织、室内空间等分析,进行对空间和功能分析;并通过体块研究建筑的造型与形式;最后对整个案例在不同层面的特点进行总结,对后续的设计有一定的启发意义。该案例的分析对象在造型、空间组织等方面都有一定的典型性,分析内容条理清晰,图纸表达清楚、版面简洁,总体达到了教学要求。但该案例分析也存在一定的不足,如作为影剧院建筑其技术性要求非常高,而本例对视线、声线、疏散、舞台等技术分析较少,对于知识的建构尚存不足。
5存在的问题
经过将案例分析应用于建筑设计教学的实践,我们发现在分析过程中往往存在以下共性问题,需要引起指导教师和学生的重视。
(1)案例选择不当或者资料不全影响分析的展开。有些学生选择的分析案例规模过大或者过小,或者选择的案例在空间或者功能类型方面与设计课题不符,这就影响了案例分析对设计课题的指导意义。同时选择案例时也应当尽量选择那些总平面和平、立、剖面图齐全的,否则将无法准确解读建筑。
中图分类号:TU7文献标识码:A
1 建筑节能的重要性
随着我国城市化建设进程的高速发展,我国的建筑能耗逐年大幅上升,已达全社会能源消耗量的32%,加上每年房屋建筑材料生产能耗约13%,建筑总能耗已达全国能源总消耗量的45%。我国现有建筑面积为400亿m2,绝大部分为高能耗建筑,且每年新建建筑近20亿m2,其中95%以上仍是高能耗建筑。如果继续执行节能水平较低的设计标准,将留下很重的能耗负担和治理困难。
2 真正贯彻落实全面的建筑节能设计
2.1 整体及外部环境的节能设计
建筑整体及外部环境设计是在分析建筑周围气候环境条件的基础上,通过选址、规划、外部环境和体型朝向等设计,使建筑获得一个良好的外部微气候环境,达到节能的目的。
2.1.1 合理选址
建筑选址主要是根据当地的气候、地质、水质、地形及周围环境条件等因素的综合状况来确定。建筑设计中,既要使建筑在其整个生命周期中保持适宜的微气候环境,为建筑节能创造条件,同时又要不破坏整体生态环境的平衡。
2.1.2 合理的外部环境设计
在建筑位址确定之后,应研究其微气候特征。根据建筑功能的需求,应通过合理的外部环境设计来改善既有的微气候环境,创造建筑节能的有利环境,主要方法为:①在建筑周围布置树木、植被,既能有效地遮挡风沙、净化空气,还能遮阳、降噪;②创造人工自然环境,如在建筑附近设置水面,利用水来平衡环境温度、降风沙及收集雨水等作用。
2.1.3 合理的规划和体型设计
合理的建筑规划和体型设计能有效地适应恶劣的微气候环境。它包括对建筑整体体量、建筑体型及建筑形体组合、建筑日照及朝向等方面的确定。
日照及朝向选择的原则是冬季能获得足够的日照并避开主导风向,夏季能利用自然通风并防止太阳辐射。然而建筑的朝向、方位以及建筑总平面的设计应考虑多方面的因素,建筑受到社会历史文化、地形、城市规划、道路、环境等条件的制约,要想使建筑物的朝向均满足夏季防热和冬季保温是困难的,因此,只能权衡各个因素之间的得失,找到一个平衡点,选择出这一地区建筑的最佳朝向和较好朝向,尽量避免东西向日晒。
2.2 单体的节能设计
单体的节能设计,主要是通过对建筑各部分的节能构造设计、建筑内部空间的合理分隔设计,以及一些新型建筑节能材料和设备的设计与选择等,来更好地利用既有的建筑外部气候环境条件,以达到节能和改善室内微气候环境的效果。
2.2.1 建筑各部位的节能构造设计
建筑各部位的节能构造设计,主要是在满足其作为建筑的基本组成部分的要求之外,通过对各部位(屋顶、楼板、墙体、门窗等)的造型、结构、材料等方面加以进一步设计,充分利用建筑外部气候环境条件,达到节能和改善室内微气候环境的效果。
2.2.1.1 屋顶的节能设计。屋顶是建筑物与室外大气接触的一个重要部分,主要节能措施为:①采用坡屋顶;②加强屋面保温;③根据需要,设置保温隔热屋面(架空隔热屋面、蓄水屋面、种植屋面等)。
2.2.1.2 楼板层的节能设计。主要是利用其结构中空间,以及对楼板吊顶造型加以设计。如将循环水管布置在其中,夏季可以利用冷水循环降低室内温度,冬季利用热水循环取暖。
2.2.1.3 建筑外围墙体的节能设计。墙体的节能设计除了适应气候条件做好保温、防潮、隔热等措施以外,还应体现在能够改善微气候环境条件的特殊构造上,如寒冷地区的夹心墙体设计、被动式太阳房中各种蓄热墙体(如水墙)设计、巴格达地区为了适应当地干热气候条件在墙体中的风口设计等;而在马来西亚,杨经文设计的槟榔屿州MennamUmno大厦外墙中,则外加了一种"铺风墙"的特殊构造设计,在建筑两侧设阳台开口,开口两侧外墙上布置两片挡风墙,使两通风墙形成喇叭状的口袋,将风铺捉到阳台内,然后通过阳台门的开口大小控制进风量,形成"空气锁",可以有效地控制室内通风。
2.2.1.4 建筑门窗的节能设计。据统计资料,在我国既有的高耗能建筑有40%的耗能是通过门窗散失的。因此,解决好门窗节能的问题相当重要。门窗的节能设计应主要考虑:①控制建筑不同朝向的窗墙面积比;②设置遮阳措施,我国节能标准中规定,夏热冬暖地区、夏热冬冷地区以及寒冷地区中制冷负荷大的建筑的外窗(包括透明幕墙)宜设置外部遮阳;③根据需要合理地组织门窗的通风换气,尽量采用自然通风;④严寒、寒冷地区建筑的外门宜设门斗或采取其它减少冷风渗透的措施,其它地区建筑外门也应采取保温隔热节能措施;⑤选择高性能的建筑门窗和幕墙技术,建筑门窗和建筑幕墙要改变消极保温隔热的单一节能观念,把节能和合理利用太阳能、地下热(水)能、风能结合起来积极选择节能和用能(利用太阳能、冷能、风能、地热能)相结合的门窗及幕墙产品。
2.2.1.5 建筑物围护结构细部的节能设计。细部的节能设计对于建筑物的整体节能也非常重要,应从以下各部位着手:①热桥部位应采取口可靠的保温与"断桥"措施;②外墙出挑构件及附墙部件,如阳台、雨罩、靠外墙阳台栏板、空调室外机搁板、附壁柱、凸窗、装饰线等均应采取隔断热桥和保温措施;③窗口外侧四周墙面,应进行保温处理;④门、窗框与墙体之间的缝隙,应采用高效保温材料填堵;⑤门、窗框四周与抹灰层之间的缝隙,宜采用保温材料和嵌缝密封膏密封,避免不同材料界面开裂,影响门、窗的热工性能;⑥采用全玻璃幕墙时,隔墙、楼板或梁与幕墙之间的间隙,应填充保温材料。
2.2.2 合理的建筑空间设计
合理的空间设计是在充分满足建筑使用功能要求的前提下,对建筑空间进行合理分隔(平面分隔和竖向分隔),以改善室内保温、通风、采光等微气候条件,达到节能目的。
2.2.3 选用建筑节能材料
合理选用建筑节能材料也是全面建筑节能的一个重要方面。建筑材料的选择应遵循健康、高效、经济、节能的原则。一方面,随着科技的发展,大量的新型高效材料不断被研制并应用到建筑设计中去,更好地起到节能效果。另一方面,要结合当地的实际情况,发掘出一些地方节能材料,更好地应用到建筑节能中去。
3 加强建筑节能设计方面的学习
3.1 学习现有的节能技术
当前,很多建筑师不太懂节能技术,以及如何把节能技术应用到建筑当中。建筑师不能只是设计时套用标准图,更重要的是要明白节能原理,才能在设计中按照不同的工程、不同的部位,采取相应的节能措施,所以必须加强建筑节能方面的学习。
随着网络信息技术的发展,案例推理的方式在建筑方案设计中具有非常大的应用潜能与功效。比如:对于建筑设计流程的模式以及发展的方向能够进行科学的探索,对于于建筑设计流程的模式以及应用过程中的问题可以进行有效的解决。因此,为了提升建筑方案设计工作的质量与效率,解决一些关键性的问题,我们需要在建筑方案设计工作中应用案例推理的方式。所以,我们需要对于案例推理的有关理论、基于案例推理的建筑方案设计流程问题进行全面客观的研究与分析工作,提升建筑方案设计工作的效率和质量,使其在建筑工程中发挥出更大的效果与功能,对于保障建筑工程的质量与安全做出一定的贡献。
一、案例推理的相关理论
(一)案例推理的概念
案例推理是一种首先在人的头脑中形成回想的机制、然后分析与找寻有关问题的相近解决方案、然后将有关的知识应用到需要解决的问题中。简而言之,案例推理是将人记忆中的设计项目的解决方式进行提取与推演,从而对于新设计项目的问题进行有效解决的一种方式。
(二)案例推理理论的基本原理
案例推理理论的原型最早是美国的人工智能专家罗杰教授提出的。其在今后的几十年中已经在众多领域中进行了比较广泛的应用。比如:法律、医疗、经济、咨询、军事、教育等等。对于当代的建筑方案设计流程工作来讲,这种案例推理的方式的应用具有非常大的意义。比如:优化有关设计方案的流程、提高设计流程的质量与效率。就具体的应用步骤来讲,需要运用三种方式进行设计流程方案的优化控制。第一,提出设计的问题。第二,给出设计问题的建议答案。第三,对于建议答案的缺点与优点进行有效的识别[1]。
二、基于案例推理的建筑方案设计流程
(一)修正设计方案
进行设计方案的修正工作需要通过三个步骤完成。首先,需要对于案例推理中的案例进行有效的修正。比如:就应用的效果而言,利用现代的网络信息技术检测与寻找到的相关案例会直接影响到建筑方案设计工作的质量与效率。而这些寻找到的相关案例往往具有理想化的特点,与现实具有一定的差距。因此,我们需要对于相关的案例进行有效的分析与归纳工作、使其对于案例推理中的案例具有重要的参考价值、对于需要应用的建筑方案设计工作中的案例进行有效修正。具体来讲,我们可以通过两个方式进行有关的修正工作。一种方式为对于设计系统进行有效的修正。另一种方式为对于自动设计系统进行有效的修正。克罗德纳在1993年提出了进行案例修正的一些具体的方法。比如:置换法重建、参数调整、局部搜索、记忆质询、专项研究、基于案例的置换、知识转化法、基于模型的修改、特殊目的修改与改编、诱导。其次,进行案例推理设计方案的修正观察实验,应用成功的案例对于现阶段的建筑方案设计工作进行有效的借鉴。比如:某图书馆一共有5层、具有众多的功能、我们需要对于其所处的位置、地段、周围的环境等进行综合性的研究与考察。最后,对于建筑方案设计工作进行全面的修正。比如:对于实验中收集的声音、图片、信息、影像资料等进行全面的开放性编码设计,运用有效的构思对于这些资料进行科学的整理与归纳,最后进行有效的提炼与整合,再通过质询功能的运用完成有关的修正工作[2]。
(二)保存设计方案
保存设计方案主要通过两个方面的工作来进行。第一,需要对于案例推理中的案例进行有效的保存。比如:修改之后的案例源是一个新的资源,我们需要对于其进行有效的保存,以便于其对于今后的工作进行有效的指导,促进建筑方案设计流程的优化,提升有关工作的质量。比如:可以通过新增的方式将修改后的案例保存在原有的档案库中,增加案例档案的数量。通过置换的方式将修正后的案例替换原有的档案,使得档案库的容量保持不变。第二,需要对于案例推理中的设计方案进行有效的保存。首先,遵照差异化的原则进行有关的设计方案保存工作,体现出方案库的特殊性。其次,需要对修改完成的设计方案与档案库中原有的方案进行比较分析,明确各自的优缺点,进行差异化的保存,并且进行优缺点的注明,以便于对今后的工作带来方便[3]。
(三)基于案例推理的建筑方案设计流程框架的建立与前景展望
基于以上修正与保存工作,我们需要对基于案例推理的建筑方案设计流程建立应有的框架。具体来讲,需要进行以下的工作。第一,得到新的设计要求与任务条件之后,需要对于任务进行有效的分析、并且对于建筑方案设计的有关问题提出有效的方案。第二,从档案库中进行相似档案的搜索与调取。第三,对于不满意的调取方案进行关闭,重新进行有关的检索。第四,依据相似的案例运用修正方案的策略进行提出方案的修正工作。第五,对于新生成的方案进行差异化的比较与分析。第六,对于形成的设计方案保存在原有的方案资料库中,以便于今后进行查找与检索工作。以上的流程我们概括起来就是从设计概念、总平面、平面、造型立面先进行设计问题的分析,从相似案例、是否满足要求进行方案的设计问题解决;从修正策略的应用中进行设计方案的修正,然后通过差异化的比较与分析之后就可以进行设计方案的保存工作[4]。以上的分析与论述工作,仅仅是从理论上进行案例推理的探讨,这种方式的应用需要在今后具体的实践工作中进行进一步的检验,对于存在的缺点与不足进行实`化的改进,提升其质量与效果,可以使案例推理在更多领域中进行高效化的应用,让其对于经济的发展与社会的进步做出重要的贡献[5]。
三、结语
对基于案例推理的建筑方案设计流程进行科学研究,有利于促进建筑方案设计工作质量与效率的提高,也有利于案例推理在众多领域中进行科学化的应用。
【参考文献】
[1]孟洁.基于案例推理的建筑方案设计流程研究[D].哈尔滨工业大学,2015.
[2]夏春海,朱颖心.面向建筑方案的节能设计研究――设计流程和工具[J].建筑科学,2015(06):6-9+89.
[3]古美莹.建筑整体环境性能设计流程研究[D].华南理工大学,2014.
[4]王晶.我国居住地产项目规划与建筑设计流程研究[D].天津大学,2014.
建筑设计的过程包含了大量相当复杂的知识和经验,用简单是模式或规则根本无法清晰将它表示出来。基于案例的推理(Case-based Reasoning,CBR)是一种对知识问题求解方法,它能够将过去的经验和案例重新组合起新的情景,从而去解决新产生的问题。CBR方法特别适用难以用统一的模型或规则来表示的领域。所以采用CBR方法去管理建筑设计的案例是最好的选择。另外,随着本体(Ontology)在知识重用和信息检索领域的不断发展,用本体对建筑设计案例知识进行组织和表示可以有效的弥补CBR系统的不足和缺陷。
一、CBR方法基本理论概述
CBR技术的关键难点在于找出最恰当的方法实现特定学科和领域问题的学习和求解,一个完整的CBR方法是要解决一下五类核心问题。
1.案例的表示
2.案例的检索
3.案例的重用
4.案例的修正
5.案例的学习
二、本体概述
(一)本体的基本含义
本体(Ontology)的哲学含义是指对客观存在的物质进行系统上的描述,主要是研究客观物质的抽象本质。随着本体在各个领域研究的不断深化,相应的赋予了本体很多不同的含义。近年来,计算机科学领域赋予本体技术上的含义,该含义包括了以下四层含义:
1.概念化(Conceptualization):即把客观物质中的现象抽象出来,再将所得到的相关概念建立成模型,这种模型是独立存在的。
2.明确化(Explicit):是指所有使用的概念和对这些概念的约束都有自己明确的定义。
3.形式化(Formal):计算机能够读出并处理本体的语言编码。
4.共享化(Share):将本体中所体现的被认可的知识共享,反映出相关领域中被公认的概念合集。
随着本体工具被广泛的应用到各个领域,同时也出现了大量的本体构建知识工具。合理的本体构建工具可以使设计变得高效。所以在选择本体工具时,要充分且综合考虑它的可操作性以及通用性。其中Prot@6是目前应用最广泛的支持中文输入的本体构建工具。因此,本文将采用Prot@6进行建筑结构设计领域的建模。
三、基于本体的建筑结构设计案例
CBR方法虽然在不同领域展示出其特有的优越性能,但是传统的CBR体系在实际应用中还是暴露了许多问题。比如说用CBR方法表示的模型通用型和可扩展性都比较差,再比如CBR方法的推理过程不具有知识的重用性,检索效率比较低下等等。因此将本体技术
结合CBR方法对设计进行建模,可以优化CBR方法的不足,提高设计效率。
(一)案例的表示与检索
1.归纳法。归纳法是指从案例的属性特点中建立索引,然后确定出最有效最符合的案例,并采用判别方法对案例进行划分,从中选出所要应用到的案例目标。这种方法是通过缩小搜索范围来提高文件搜索的效率,但前提是案例库里需要有大量相似案例,比较适用于定义简单、相互独立的案例目标。
2.知识引导法。知识引导法是指应用相关领域的知识来引导案例特征在检索时起到自身重要的作用,这样能使案例的检索具有特定的方向性。这种方法比较适合应用在易于操作和表示的解释性知识的检索上,但它并不适宜应用在大型系统的设计上。
这两种案例检索方法原理非常简单,但反映出来的却是检索效率低,不适宜用在规模比较小的案例库中。
(二)基于本体的建筑结构设计知识建模
利用CBR方法对建筑结构设计知识进行管理,首先要做的是对建筑结构设计知识进行总结和归纳,整理出一种比较规范化的知识库。这个建筑结构设计知识库可为结构设计工程提供非常完整的该领域的学科知识。本体技术作为一种强大的知识表示方法,可以将建筑结构设计中案例与案例间的关系抽象出来,被计算机识别被进行处理。然后将该领域的知识储存到相应的知识库中,为建筑结构设计师对结构设计知识进行总结和管理提供了便利条件。
1.建筑结构设计本体构建方法
本体构建在建筑结构设计上是一个循序渐进的过程,所以需要在设计工作中按部就班。根据不同的研究领域和反应出来实际问题的不同,本体的构建方法还没有统一的标准。目前比较典型和常用的方法有:TOVE法、骨架法、METHONTOLOGY法以及循环获取法等等。
每一种方法都有自身的优势和劣势,因此本体构建方法必须与CBR方法相适应并结合起来,最重要的是确定本体的领域和范围。建筑结构设计领域知识相当复杂,它涵盖的知识和概念非常广泛。想要将所有的领域知识和概念都包含在构建建筑结构设计本体内,是不可能实现的,其实也是非常没有必要的。所以首先要确定构建本体所需要的领域知识和概念的覆盖程度和预计效果,具体可按下面的过程加以确定。
(1)确定构建本体的领域。确定构建本体的领域是指给本体研究一个特定的范围,举例来说,本文要探讨的是建筑结构设计领域的本体构建,这就是确定本体的领域。
(2)确定构建本体的范畴。确定范畴是指为了实现特定的目标,构建本体应该包含的该领域中所有相关事物和因素。而这里要探讨的正是构建本体的目标是为建筑结构设计提供支持工具,实现对以往建筑结构知识的表示和检索。
(3)建立能力问题列表。在确定构建本体领域和范畴前要回答下面三个问题:
・用构建的本体做什么工作?
・什么样类型的问题应该在构建本体中包含的信息中寻求答案?
・要建立的本体是在为谁服务?
通过回答这三个问题,可以为构建本体的内容和结构提供高效的指导和服务。
结束语:CBR是找出最恰当的方法实现特定学科和领域问题的学习和求,适用于不能用公式和模型进行表达的领域;而本体具有较强的语意表达和知识理解能力,用本体技术进行案例的检索,可以优化CBR方法。随着建筑设计市场竞争的日益激烈,之前相似的设计作品可为设计师提供比较有借鉴意义的作品。所以将本体结合CBR方法进行建筑结构设计能够提高管理效率和工作效率,具有深远的意义。构建本体案例在建筑结构设计中的应用是一项复杂且庞大更工程,还需要做很多的工作,在这里就不一一复述了。
参考文献:
[1]陈久新.基于本体的建筑结构设计案例表示与检索研究[J]大连理工大学学报.2013(5)
[2]李景.本体理论在文献检索系统中的应用研究[M].北京:北京图书馆出版社.2010
[3]季征宇.建筑工程设计中的知识管理[M].北京:中国建筑工业出版社.2011
[4]姚刚.工程勘察设计档案开发利用与知识产权保护[J].中国勘察设计.2012(8)
一、国内外部分旧工业建筑再生设计典型案例
“再生设计”系统要素的运用很长时期一直局限在工业产品设计领域。随着“再生设计”理念在工业产品设计领域的蓬勃发展,逐渐影响到其它设计学科。这和敏锐的设计师是不会对先进的思想观念视而不见有密切关联。对于先进的思想观念,优秀的设计师不但不会视而不见,而且会积极关注并加以吸收借鉴在具体的设计项目当中。20世纪80年代后,发达国家掀起一股旧工业建筑改造再利用的热潮,一些设计师将才能专注于旧工业建筑改造再利用。现在可以看到国外很多对于旧工业建筑的改造和再利用成功的例子,而经过分析,我们发现在这些旧工业建筑改造成功项目与“再生设计”观念有千丝万缕的联系,以下仅举其中典型为例说明。
(一)法国E黎奥尔赛火车站的改造
这是一项从车站成功地转变成为博物馆的例子,可以说是旧工业建筑功能转换理念的典范。因为原来建筑本身的功能丧失,废弃的建筑失去了原有的生命,而引进新的功能将使得旧建筑获得新生。这座始建于1897年的建筑于1900年建成开放,其全盛时期是在一战后,后来随着郊区交通的发展,该建筑逐渐退出历史舞台,到二战时期,它已完全停止运行。1976年该建筑得到国家注册认可后,±也方立即决定将其改建为展示19世纪艺术的博物馆。改建后的该馆于1986年正式幵放,用于收藏1850年至1914年的艺术品,改建时,建筑师在尽量不破坏空间完整性和拱顶的同时,在大厅四周的拱下加入了一系列两层高的小空间,这两层小空间通过厚重的石墙夹着,形成新的富于层次的展示表现主义绘画作品的展览空间。如图1所示,这个柔和的中央大厅由坚固的保垒状的墙体支撑,形成小空间,新的石料填充部分轻盈的铸铁拱廊,建立起新旧部分的对话。斜寺现代艺术馆是英国国立现代艺术博物馆,前身是泰晤士河畔的岸边于二次大战后建成的发电厂,在改造前这里曾是无人问津漆黑一片的废墟,改造后这里成为伦敦不可或缺的景观,该馆也成为在当今世界现代艺术博物馆中占据举足轻重地位的艺术博物馆。
泰特现代艺术馆展现了旧工业建筑本身具有的扩展可能性,同时也形成巨大的城市影响力,进而带动周围的辅助设施和服务业的发展,促进当地的经济、文化的发展。开馆的第一年,泰特现代艺术馆的参观人数已达520万人次,随后的几年中,其数量也稳定在400万人至450万人之间,其中三分之二来自英国本土,三分之一来自海外,使之成为英国经济的主要“外汇大户”。(1)泰特现代艺术馆通过招标竞争由瑞士建筑师赫尔佐格(erzog)和德默隆(deMeuron)利用旧工业建物完成改建设计。此设计很好地体现了以旧纳新的理念,在旧工业建筑中添加新的结构,从而获得了丰富的内部空间,获得新的功能使得建筑有了新生。艺术馆外观保留了发电厂的原貌,如外露的烟囱与内堂的吊臂和钢柱,改造后的烟囱成为拥有两部楼梯和两部电梯的观光塔,沿塔升至93米的高度就可以俯瞰整个伦敦;同时也重新规划内部空间,其“新”在于顶部加盖了被称为光梁的两层玻璃大楼。其功能除了为顶层展厅提供自然采光外,还可以提供餐饮、会议等服务。新与旧的结合,令美术馆充满了独特的现代感,使这座老工业建筑及周遭环境获得了新生,促进整个区域的繁荣。泰特现代艺术馆的成功改造成为后来其他国家和地区将旧工业区或旧工业建筑改造成为现代艺术区或是文化创意产业区的样板。泰特现代艺术馆也是很多设计师在涉及旧工业建筑改造项目前需要考察和研究的重要项目之一。随着现代艺术的繁荣,越来越多的人关注泰特现代艺术馆,而其改造理念也被更多的人所认知。
(二)维也纳的煤气罐新城区
奥地利维也纳的煤气罐新城区是由四个旧煤气罐改造而成的(图4、图5、图6)。虽然这个案例与上一个案例有所相似,但是这个案例相比较而言是营造出新的功能使旧工业建筑不仅获得新生旦生命力异常旺盛。1986年,煤气厂关闭之后,四个旧煤气罐内的旧设备被拆毁,只剩下残留的砖墙。由于该建筑群在工业区的特殊位置以及该空间不同寻常的特色,政府开始组织全面改造。1989年,建筑学家曼福瑞德?维多姆开始研究如何重新利用“煤气罐”。最初这里只打算被改造为居民住宅区。但从2001年开始,“煤气罐”开始被赋予新的生命,通过专家的设计,它被逐渐改造成了一个集购物、展会、居住和旅游于一体的城区。今天,这里成为维也纳市政改造工程的成功典范,四个旧煤气罐也成为维也纳的标志性建筑。而强调资源再利用和美化城市的环保意义,以及综合实用的多功能性的设计,成为一道亮丽的风景线。近年来,随着维也纳人生活质量的提高,人们开始关注自身健康,“煤气罐”里的购物中心又与休闲娱乐中心结合在一起。但千变万变,“煤气罐”的外表始终未变,与维也纳市容的格调保持了一致。这种改造不仅赢得了维也纳市民的喜爱,也吸引了许多外国游客。
二、纽约SOHO建筑师工作室的改建
苏荷(SOHO)远离商业繁华区和废弃工业厂房仓库的廉价租金,是艺术家和设计师选择这里的起因。SOHO建筑师工作室是一座通过成功地运用材料组合,将一座货仓建筑改建成建筑工作室的杰出案例,该设计要求在这个旧有空间内提供30个标准工作台位,以及图书室、贮藏和会议空间,建筑师通过对墙体的巧妙插入与材料和色彩的正确把握,创造了一个生动、人性化的工作环境,提供了从个体工作到群体合作的不同工作体验。室内已有的一排粗大铁制科林新柱子将原有空间分成两半,建筑师将柱子漆成白色,并用可移动的长分隔墙并靠于柱旁,限定入口空间和工作空间,雇员工作区以四至五人一组的工作台排列而成。合伙人的工作区位于和分隔墙垂直的塑料屏风内。分隔墙是厚重的不透明材料,这与合伙人办公室的轻质透明塑料墙体形成对比,成为新建空间的表现主题。被废弃的仓库(LOFT)经过改造成为设计师和艺术家创作的的基地和乐园。而后的发展,LOFT的内涵和外延也在不断变化,逐渐演变成新型文化和创意型产业的聚集地。
三、埃森“矿业同盟工业园”
位于德国西部的鲁尔区(RuhrGebiet)(图7、图f?)曾经是欧洲最大的采矿城市,德国的工业命脉。煤炭的没落,使其成为老旧过时的同义词。近年来德国北莱茵一威斯特法伦州(简称北威州)政府把多个废弃的工业建筑改造成公园、美术馆、设计中心等等,为老建筑注入新气息,也让城市的寿命得以延续。位于西北部城市埃森(Essen)的矿业同盟(Zollverein)工业景观是其中最具代表性的例子。埃森“矿业同盟工业园”原本是一座世界第一大的地上煤矿场,矿业没落后,北威州将废弃的煤矿场改建成博物馆,包含有著名的德国“红点设计中心”、煤矿博物馆、露天电影院等等。其中红点设计博物馆的建筑设计十分独特,结合略微生锈腐蚀的原有矿场设施与新建的展览馆,四周墙面布满输送气管以及巨型的钢铁骨架,表面红锈斑斑,昏暗的灯光下,一辆银色汽车倒立悬挂在三层楼高的钢铁骨架天花板,巧妙地结合古老矿工场与现代设计展览馆,令人印象深刻。人们在古老矿场的原有空间中穿梭也是一种乐趣与特别的体验。类似的例子还有瑞士苏黎世面粉厂综合改建和德国柏林苏尔太啤酒厂多层酿酒厂房改造等等,在保存其古典风格外立面的同时,将内部改建为办公楼及老人居住单元,厂区则将新旧建筑有机组合,开发为综合性的住宅小区。通过对废旧工业设施的开发利用,大大激活了该地区的人气及活力,改善了环境。吸引人们的不仅仅是这些优秀旧工业建筑改造作品以及工业建筑改造的典范,更重要的是融在其中可持续的发展的“再生设计”理念。
近年来,由于大量吸收借鉴国外旧工业建筑改造再利用的成功案例,中国大陆也出现了不少成功改造再利用旧工业建筑的案例。通过笔者对目前国内部分老工业城市的实地考察来看,出现对于旧工业建筑应用再生设计理念的案例主要集中在原来工业较为发达而当今经济又较为发达的城市和地区,例如北京、上海、广州、深±川、杭州、无锡、唐山、沈阳等市区。这些城市和地区的政府部门也较早形成工业遗产保护和合理运用的意识。下文将以上海、北京、深圳这三个城市为例,介绍一些旧工业建筑改造再生利用较为成功的案例。由于上海一直是处于中国经济发展领军第一集团,快速的城市建设使得以旧换新的问题较早出现在人们的面前。虽然上海是中国历史名城,同时也是中国近代重要工业城市,但是较好的开放心态和积极吸收外来思想和文化理念,在如何利用改造旧建筑的问题上与其他城市相比较,上海处于中国的前列,拥有丰富的改造旧工业建筑的经验和成果。上海市区内对于旧工业建筑利用和改造成功的案例既有像苏州河沿岸以M50为中心的旧厂区改造利用而成的现代艺术区和以田子坊为中心的旧厂房改造而成的艺术和商业区,也有像“八号桥”那样由旧厂房建筑改造而成的小型现代文化社区。上海人对于旧上海怀旧的情结在对待旧工业建筑的利用和改造上得到了淋漓尽致的发挥,这些项目既能保留旧工业建筑特有的气息,如厂房中木质地板、立柱及相关建筑结构被使用过的的历史痕迹,将陈年的粗糙的裂痕、斑驳的锈迹甚至是经年不能擦除的油漆印迹重新出来,显得既古朴而时尚。在上海很多对旧建筑利用和改造的项目中,设计师常常巧妙地将现代建筑特有的简洁和对于材质质感的利用结合到一起放到旧工业建筑再生的形式和功能中,让人在明晰的对比中既感受到旧工业建筑原本的味道也能感受到当代的时尚。旧工业建筑由此得到新生,它们既属于过去,也属于现在。
在北京旧工业建筑改造的实践中,最先介入的不是设计师而是艺术家。虽然艺术家最初的目的不是为了保护工业遗产而介入旧工业建筑的改造,但是他们的介入确实为北京工业遗产起到了很重要的保护作用。而后的影响力更是推动了整个国家对于旧工业区的关注和保护意识。北京798创意产业园区是北京市区内对于旧工业建筑改造的典型。当时特殊的社会环境造就了一批艺术家和相关文化机构入驻原国营798等厂区空置的厂房,由于艺术家创作和生活的需要,这些旧工业建筑都被较好地利用和改造,旧工业建筑的外观和内部结构得到有效的保留,艺术品展示在旧厂房偌大的空间里,旧厂房特有的墙面映衬着艺术作品,呈现出在美术馆和博物馆无法达到的效果。798艺术区内的旧工业建筑整体上是单元简单重复排列而成,每个单元通风和采光条件的一致性和六米多高的室内空间高度为改造提供的多种可能。经过改造后,画廊、艺术家工作室、设计公司办公空间、餐饮酒吧等各种空间聚合,形成了具有国际化色彩的“soho式艺术聚落”和“loft生活方式”。798艺术区中的室内和室外空间被不同的艺术家和设计师或有意识或无意识的创造,不同于由某个设计师或设计机构悉心规划设计的,因此展现出一种另类的、全新的空间环境,在短期内彰显一种新的生命力。
一、设计案例选择与教学要求
在课程的人才培养方面,教学大纲对各个知识点的教学要求是分层次的,如有的要求学生了解,有的要求学生识记,有的要求学生掌握,有的要求学生运用,不同要求层次的知识点对案例的选择往往有所不同。
以要求学生了解的知识点为例,只要学生有基本相关概念便达到教学要求,这种知识点往往是一些单一的知识点,案例选择时常常采用具有典型特征的案例,且不能采用单一案例说明。例如在《建筑学概论》中要求学生认识框架结构体系,根据框架结构体系的定义,框架结构体系是由梁和柱来承受与传递荷载,墙只起维护和隔离作用的结构体系。仅仅根据文字定义,学生很难在头脑中形成图像并将实际案例与其直接联系,而且很有可能同框剪、框筒等结构体系混淆。此时运用几个典型框架结构的设计平面图和实物照片可以很快使学生认识到什么是框架结构,并且知道框架结构只有梁和柱来传递荷载,没有剪力墙,也没有加密柱形成的“筒”。
要求学生识记或掌握的知识点,教学要求较高,案例选择要有代表性且要方便深入讲解。如为了说明建筑设计不仅仅要考虑人类的物质需求还要考虑人们的心理需求时,学生可以通过机械记忆方式掌握该知识点,但认识并不深刻。如果在课堂教学时较深入地分析栏杆的设计高度与人们惧高心理的联系,银行和餐厅座位的设计与人们私密性和交往性需求的关系等案例,学生会自然而然地认识到建筑设计中需要考虑到人的心理需求。此外,此种代表案例的选择为了方便深入讲解,要尽可能地贴近生活中常见的设计,如若不能,则可选择较著名的设计作品进行说明。这样容易调动学生的积极性,激发学生的学习兴趣。但案例的数量不宜过多,一两个经典的足矣,否则将过多的课堂教学时间用于分析案例,反而喧宾夺主了。
教学要求最高层次是知识的运用,运用知识的过程不仅可以体现学生对某些知识点的掌握情况,而且可以反映学生的综合素质。为培养学生的综合素养,案例选择要有启发性,并值得讨论。如让学生讨论法国蓬皮杜国家艺术文化中心的美学问题,学生既可以从好的方面分析这个案例,又可以从不好的方面分析。这种案例的选择可使得学生在思考问题时从多个角度进行,并使学生各抒己见,活跃课堂气氛。
二、设计案例选择的方式
在课堂教学中案例选择的方式也非常讲究,最常采用的方式当然是用设计案例直接证实观点或说明知识点,这种案例列举的方式平铺直叙,对解说容易理解的知识点而言简单明了。当某些知识点难以描述时还可以通过反例法或对比法来说明,如谈到建筑设计会受到经济条件的约束时,如果要直接说明问题,案例必须讲清楚建筑造价,建筑造价对于初次接触建筑学的学生而言很难理解,且大量的造价数据等列举出来也非常枯燥。为了便于说明问题,可以列举朝鲜的柳京大饭店作为反面教材,或者找出中国古代同一地区大户人家和小户人家的建筑对比来说明问题。
除了上述三种案例列举方法,为提高学生的综合分析能力,往往还要用到综合案例法,这种案例包含诸多知识点,在举例过程中由教师引导学生对各个知识点进行讨论,如要求学生对某设计好的房屋进行结构、功能分析等。这种案例的选择要具有启发性,不宜选用太典型的案例,而要选用日常生活中常见,但信息较复杂的案例,以引起学生较深入的思考。
在进行设计案例教学时还有一种教学模式经常被采用,便是由学生自主选择案例,由学生说明案例,并在教师的引导下让班级同学讨论某些问题,最常见的就是学生的Powerpoint汇报。虽然这种方式使得学生有更强的参与感,但对说明案例的学生和教师能力要求较高,随机性较大,课堂教学时由于教学任务的需要不适合过多采用,但在以研讨会形式进行的实践教学时教学效果较好。
三、设计案例引入后的教学效果
将设计案例大量引入课堂教学并合理安排,其教学效果是显而易见的。首先是学生对很多案例中体现的概念理解较文字教学而言更清晰,如框架结构与框剪框筒结构的区分;其次是对某些知识点的认识更深刻,如建筑是怎样满足人们心理需求的;再次是让学生通过对综合案例的讨论将各个分散的知识点融会贯通,形成较完整的知识体系;最后是通过大量案例的说明可以潜移默化地加深学生对整个专业学习的认识。
总之,课堂是传授知识的舞台,教师是舞台上剧目的编剧、导演外加演员,在课堂教学中无论是设计案例的选择还是设计案例的说明,合理地组织课堂教学,适当地调整教学方式,都会使学生受益匪浅。
参考文献:
[1]刘红霞.案例教学中选择案例存在的问题及对策[J].教育与职业,2008,(10):117.
1.2教师教学方法单一,反思调整不及时教师主要是为完成教学任务,在目前各高职院校强化动手能力,采取2+1学习方式,即2年在校内学习理论知识,1年校外实习,这样学生的理论课学习课时数就有所减少,若还按原来传统的教学模式,采用满堂灌的方式,在有限的时间内将全部知识都传授给学生;甚至有些教师试图通过多媒体授课,将大量的知识信息放到课件中,不停给学生展示,学生根本来不及思考就硬性地接受,可想而知,这样得到的知识无法应用到实践中。
1.3重视理论学习,缺乏动手能力建筑结构课程理论性与实践性都很强,传统做法是将全部理论知识讲授给学生,而学生动手参与设计能力的培养较少,很多学生课程学得不错,但不会应用,真正进行结构设计,就无从下手,高分低能现象比较严重。
1.4教学内容更新较慢新时期的高职教学理念是培养高技能人才,因此在教学内容上也应适应技能培养方面的调整,但教材更新还达不到这个要求,很多课本上还没有体现设计理念。
2以设计为导向的建筑结构课程教学方法
2.1引入以设计案例为导向的教学模式根据高职高专以就业为导向的办学理念,改革课程教学体系,突出以实践教学为重点的相关内容,针对不同就业岗位群,将建筑结构各章节内容归纳整理成各具体的、切合实际的工程设计案例。即将课程内容项目化,将项目分解成各任务,针对不同任务对应于实际工程案例,各案例均来自工程设计任务。每当学生完成一个项目课程,就能针对该课程项目完成一项实际工程中的设计任务,将教材中单一算例用工程设计案例来代替,避免学生学习课程时的盲目性,即所学知其所用,真正调动了学生的学习热情,通过真正的工程设计案例,更好地引导学生学习建筑结构课程理论,促进学生主动思维,培养学生以设计为导向的建筑课程教学模式,更好地为学生走向工作岗位提供保障。
2.2以设计案例为向导的教学方法与教学手段改革传统教学方法是以教师课解为中心,学生被动接受知识。课堂上主要是教师唱主角,学生缺乏参与热情,有的学生上课无精打采,甚至上课玩手机,根本听不下去课。以设计为导向的教学方法就是要转变这种状况,授课以学生为中心,学生参与到课堂的教学中,每个学生都是承担设计案例的设计者,完成一堂课的教学需要由学生、主讲教师、设计室及实训中心多个方面配合完成。由于建筑结构课程是以设计为主的,其教学目的也是要让学生掌握工程结构设计理念,达到进行结构设计及能识读工程结构施工图。那么为了达到这上目标,有设计室参与到教学中是最好不过的了,因为可以通过设计室的实际工程项目作为授课的直接案例,这部分列入教师备课教案的一部分,每次课教针对相关内容进行案例布置,当然这需要教师通过事先将学生分组形式,将本次课程内容分组布置成设计任务,学生要完成设计任务需要掌握的理论知识,就是学生要主动探究的内容。教师可以借助于多媒体演示以及建筑结构模型实训室,让学生参与到理论知识学习中来,如设计任务解决需要的理论依据、设计原理、计算公式、公式的适用条件、以及设计规范等,学生都会感兴趣,此时教师讲授这部分知识,恰好与学生探究的知识达到一致,教与学的互动效果也达到了统一。同时充分利用实训室的教学条件,实现讲课、实训一体化。学生所学到的理论知识,通过实训室模型,达到了理论与实践的结合,学生的工程设计成果,交由设计室参与评定,这样能给学生营造出一种真实的工程设计氛围,极大地激发了学生的学习兴趣,学生被动学习变成了主动学习,学习效果也就体现出来了。
2.3以设计案例为导向的学生成绩评定以设计案例为导向的教学方法,需要从根本上改变以往的期末一次考试定成绩的方法。既然强调设计,那么考核方法重在设计过程的考核,通过考核及时了解学生在学习过程中对理论知识的认知程度、对实践知识的掌握程度,每个设计任务完成情况、设计方案的取舍、小组学生的协调配合等都能很好地反映出来,这样通过各小组对比,以及设计任务完成的时间、质量,根据事先确定的学习过程考核细则,可以对学生学习过程进行综合评定。