低碳经济下建筑结构设计教育观

【摘 要】人类在经历的环境和经济危机后,催生一个新时代的诞生,这就是低碳时代,低碳时代呼唤节能减排,建筑业是全球气候变迁的重要因素,一定要面向未来,建筑师作为建筑设计者要身体力行,培养建筑师的教育者,教育者更要有使命感.如何培养建筑师全新的设计理念,就建筑结构教学的层面上,本人认为在空间设计、新型建筑材料、资源循环利用等七个几方面是值得探求.

【关 键 词】低碳经济；建筑结构设计；教育观

2008年世界发生近百年遇的全球经济危机,反映了全球经济的严重失衡,雪上加霜的是、今年的日本地震,人类面对环境和经济双重危机,不禁反思曾经走过的工业时代的道路,寻求一个新的人与自然共存、和谐相处的新发展道路.历史的经验告诉人们,人类危机预示着一发新的科技革命和发展机遇,催生一个新时代的诞生．这个新时代应该就是低碳经济时代.低碳经济实质是能源高效利用,低碳经济呼唤建筑结构低碳,这就要求建筑师在设计建筑结构要时要追求低碳,学会开发清洁能源,利用新节能技术与方法.正因如此,2010年建筑日的主题是“以建筑师的能力应对全球危机”.本人认为在低碳经济时代背景下,就建筑结构教学的层面上,如何培养建筑师全新的设计理念,应该从几下几方面入手.

一、教师要倡导简约型建筑空间设计

建筑师是建筑空间的设计者,建筑师每设计一平方米的的空间,就要讲究每一平方米的空间效率,空间效率不仅关系着经济效率．也同样关累着环境效率和社会效率,每节约一平方米的空间,就意味着节约了材料、节约了资源,节约了能源,从而也就减少了碳的排放量.因此教师在建筑结构规划教学时,注意培养学生的“简约型”建筑设计观念,在满足功能适用的前提下,尽量将平面布局做到紧凑．提高建筑面积有效使用率.切忌一味求大,大宾馆、大商场、大游乐园背后有可能就是大浪费,改变追求奢侈豪华的设计风格,走向简约型、朴实型的设计之道.

二、建筑材料教学重视新型节能建筑材料利用

建筑业是导致气候变暖、环境恶化的一个重要因素,因为眼下的建设模式它所采用的都是高耗能不可再生的建筑材科——钢铁、水泥、粘土砖、加平板玻璃等,建成后的运行方式也都依靠人工照明、人工空调、机械通风,这些都是高耗能高污染和高排放的,这点建筑结构教师必须有充分的认识,因此在建筑材料教学中,教师要关注新型节能材料的利用,大力推广使用外墙保温技术,大量使用中空玻璃、热反射镀膜玻璃、新型防水密封等材料,依靠科技创新,用的智慧技艺和先进设计理念,实现最大限度的节能减排.

三、建筑结构设计要顺应自然

过去时代人们强调人定胜天,征服自然、改造自然,因此人们付出了沉重的代价.举例来讲,有谁敢证实三峡工程与一点关系都没有,那么大面积的的水积压在一个固定的地壳表面,有谁能证明对地球的正常运转没有任何影响.古罗马时期《建筑十书》的作者维鲁威就提出：“对自然的模仿和研究应为建筑师最重要的追求等.,自然法则可导致建筑专业基本的美感”,建筑结构设计教师首先要转变观念,实现从掠夺性的消耗自然资源向珍惜自然资源观念的转变,强调“遵从自然、保护自然、和万物共存”的原则,要利用自然的资源进行设计,包括风、光、热、水、气、土、林等气象及天然资源.在建筑结构设计中,一定要坚持立足于自然采光和自然通风为主的设计原则；建筑的总平面设计要有利于冬季日照,并避开冬季主导风向,夏季利于自然通风；场地总平面设计要不破坏当地的文物、自然水系、湿地森林其它保护区,要根据当地气候和自然资源条件,充分利用太阳能地热能等可再生资源；在方案设计和规划阶段,要统筹利用好各种水资源,利用雨水洗车,灌溉、绿化景观等,以达到到节水的目的；建筑布局要根据当地的气候条件地质地貌进行设计,根据地域不同气候、地形、地质地貌特点,顺应自然进行设计,不要见山就开,见水就填,尽量减少对地形地貌的破坏.

教师在进行范例教学时,要精选范列,例如杨州住宅生态小区具有很好的示范作用,那里住宅设计体现了生态特色,能源自给自足、垃圾自生自灭、水循环利用,是低碳经济建设重要典范.

四、资源利用走向循环模式

在水、电、暖的设计中,要有循环利用设计的理念,对建筑垃圾如灰、粉；生活垃圾中的剩食；农作物秸杆、木技、干叶等废弃物的处理,要有变废为宝的理念.这方面要学习瑞典成功经验.在瑞典能源需求结构中可再生能源比例占40％,尤其是在交通领域可再生能源所占比例甚至超过2/3,其主要原因是垃圾分类系统很发达,他们把垃埋分为3类：可燃的、有机的和废纸,可燃的给热电厂焚烧后,一部分转化为电能,一部分流水吸收,给住宅小区供应热水；有机垃圾被送到沼气池,产生的沼水一部分被小区居民使用,另一部分供小区的动力车使用；废纸给造纸厂回收重新回收使用,这种循环利用在我国也是可行的.

教师可以用动画形式向学生们展示这种先进的设计理念,特别是在建设社会主义新农村的实践中,这种建筑设计对促低碳经济的发展,具有巨大促进作用.

五、利用科技创新,要有智能设计理念

现代物联网技术和信息技术很成发达,在智能建筑结构设计方面,已有成熟的解决方案.智能建筑通过智慧的设计,充分利用光和热的传感技术,实现自动调节,能区分对“工作”和“非工作”时间来满足人们对室内的照度和温湿度的要求,从而减少对能源的消耗.学校要购写或开发类似的教具,向学生直观展示这种智能模型.成立兴趣小组,共同克服技术障碍,将这种先进的设计理念,根植到学生记忆深处,形成独特的设计风格.

六、坚持走产学研发展道路

在探求新型低碳建筑结构设计道路上,仅只是在学校的专门从事教学的教师不是够的,因此要走出校门,与企业合作,坚持工学结合办学模式；现代的科学技术飞速发展,各种技术相互渗透,仅是一个建设行业的工程师也是不够的,因此要跨出行业,与更广泛的行业人士合作,组建跨学科如声控、通信、太阳能利用、建材、给排水、园林设计等多学科的专家团队,将相关技术融入整个低碳经济建筑结构设计之中.改变满堂灌的教学模式,让学生参与到整个项目研发过程,引导学生进行项目调查,样例参考,查阅资料,整理数据,坚持不懈,不断创新,寻找最好的解决方案.

七、坚持人性化设计

人性化设计即是考虑人的各种不同阶段、各种居住者习惯.现在有很多建筑物在它生命期未尽时就早早地被拆了,其中一个原因就是不适用了,这无疑是一个很大的资源浪费.因此要提倡人性化设计,就是要根据人性的需求,灵活适应时代变化,功能变化,创造一个可因人、因时、因事而变的开放的空间系统.这种结构设计的建筑空间具有极大的开放性、包容性和灵活性,设计时既要考虑延长材料的使用寿命,也要考虑系统构件将来的再使用,或者在未来可以在不做大的修改拆除或新建的条件下,让结构能够适应其它各种用途.甚至还要考虑建筑物拆除后,结构构件仍然可以异地再利用,这无疑是有利于节能减排,符合可持续发展建筑原则的.像一般的奥运会建筑,世建筑本身大多都是临时性的,必须考虑今后可以拆除后,异地再建,或建造成其它功能的建筑.另外,在结构设计时,还要充分考虑抗震、防火、防水结构要求,在重大的自然灾害发生后,资源还可以重新使用,也与低碳经济所相适应的.

人类经过了守猎时代、农耕时代、工业时代后,正在走向一个新是低碳时代,全球都在倡导节能减排,建筑是全球气候变迁重要影响因素,更应实现变革的行业,作为培养建筑师教育者,更是责无旁贷,要为这场全球危机后的建筑结构探索一条可持续发展的解决之路.