基于C-House建造、性能、人文與設(shè)計(jì)的建筑學(xué)拓展研究

羅 磊，汪 斌

（1.黃山學(xué)院建筑工程學(xué)院，安徽黃山 245041；2.澳門城市大學(xué)創(chuàng)新設(shè)計(jì)學(xué)院，澳門 999078）

隨著時(shí)代的進(jìn)步，加大了對(duì)房地產(chǎn)建筑建設(shè)要求，除了建筑物綜合性能的提升以外，還要融入人文設(shè)計(jì)思想，打造智能化建筑體系，創(chuàng)造更好的房屋環(huán)境，以滿足人們對(duì)建筑空間、建筑審美等多方面建設(shè)需求[1]。以往實(shí)施的房屋建設(shè)項(xiàng)目建設(shè)理念比較陳舊，未添加現(xiàn)代化建設(shè)元素及科學(xué)技術(shù)，導(dǎo)致建設(shè)水平未達(dá)到理想建設(shè)目標(biāo)[2]。C-House 項(xiàng)目的提出，改變了當(dāng)前房屋建設(shè)局面?，F(xiàn)選取C-House 項(xiàng)目作為建筑學(xué)擴(kuò)展教育核心理念，對(duì)教學(xué)內(nèi)容的布設(shè)及實(shí)施展開深入探究。

1 C-House建造設(shè)計(jì)概述

1.1 設(shè)計(jì)理念

C-House 建造是一個(gè)綠色低碳產(chǎn)能的建設(shè)項(xiàng)目，該項(xiàng)目將建筑設(shè)計(jì)和節(jié)能聯(lián)系到一起，引入人文建設(shè)文化理念，從居民對(duì)房屋的居住需求出發(fā)，分析建筑項(xiàng)目建設(shè)需求，以此打造一套比較適合居住，并且環(huán)境舒適、功能齊全，滿足可持續(xù)發(fā)展的建筑住宅。此建筑項(xiàng)目融入了未來房屋建設(shè)理念，擴(kuò)寬了建筑設(shè)計(jì)思路，利用產(chǎn)能建造技術(shù)、一體化建造技術(shù)、高速建造技術(shù)、BIM 工程管理技術(shù)、能源共享與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化住宅項(xiàng)目建設(shè)。延長建筑使用壽命的同時(shí)，為居民提供智能化服務(wù)，與建筑周圍的環(huán)境設(shè)施融為一體，實(shí)現(xiàn)一站式服務(wù)平臺(tái)，讓居民享受更加舒適的居住環(huán)境[3]。C-House 項(xiàng)目建設(shè)實(shí)景圖如圖1。

圖1 C-House項(xiàng)目建設(shè)實(shí)景圖

1.2 應(yīng)用技術(shù)

1.2.1 產(chǎn)能建造技術(shù)

產(chǎn)能建造是C-House建設(shè)的一大特色，通過布設(shè)能源開發(fā)設(shè)備，充分利用太陽能、風(fēng)能，將其轉(zhuǎn)換為電能，為住宅居民提供綠色能源，以降低環(huán)境污染[4]。目前，該項(xiàng)目使用到的是太陽能產(chǎn)能建造技術(shù)，在樓頂布設(shè)了太陽能板。為了進(jìn)一步提高能源利用率，采用獨(dú)立式光伏開發(fā)模式，能源開發(fā)裝置與建筑成為一體，使得資源開發(fā)得以最大化。

1.2.2 一體化建造技術(shù)

一體化建造技術(shù)是以人們在住宅內(nèi)部和周圍活動(dòng)需求為依據(jù)，將住宅服務(wù)功能集中到一起，根據(jù)各項(xiàng)功能開發(fā)需求，為其配備相應(yīng)裝置，從而形成一個(gè)完整的建筑框架結(jié)構(gòu)[5]。

1.2.3 高速建造技術(shù)

通常情況下，建筑施工耗時(shí)隨著建筑結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性提升而延長。為了壓縮C-House 項(xiàng)目建設(shè)時(shí)間，引入高速建造技術(shù)[6]。該項(xiàng)技術(shù)主要是將多個(gè)組件集中到一起，按照裝配等級(jí)的不同，在工地工廠、現(xiàn)場工位進(jìn)行組合，而后投入使用。該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，大大提高了施工現(xiàn)場的安全性和作業(yè)效率，縮短了施工周期，成為了C-House 項(xiàng)目施工核心技術(shù)。

1.2.4 BIM工程管理技術(shù)

為了保證C-House項(xiàng)目得以順利實(shí)施，在設(shè)計(jì)階段使用BIM 技術(shù)對(duì)建筑設(shè)計(jì)方案進(jìn)行抽象化處理，通過構(gòu)建建筑模型，深入探究工程方案可靠性，利用軟件工具加以完善。該項(xiàng)目在應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)時(shí)，利用繪圖工具設(shè)計(jì)項(xiàng)目框架結(jié)構(gòu)，而后輸入?yún)?shù)范圍或者具體數(shù)值，從而形成比較直觀的工程建筑模型。

1.2.5 能源共享與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

C-House 建設(shè)引入能源共享建設(shè)理念，通過為建筑配備一些能源開發(fā)裝置，可以減少不可再生能源使用對(duì)建筑周圍環(huán)境的影響，在一定程度上延長建筑使用壽命，大大提高了能源利用率，通過引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開發(fā)新能源，使得住宅服務(wù)功能得以豐富。另外，在建筑能源分配上，分別為每一戶提供少量能源，幫助居民降低居住能源費(fèi)用。

因?yàn)橹悄芸刂萍夹g(shù)逐漸進(jìn)入人們的生活，豐富了服務(wù)功能，所以提出了建筑智能建設(shè)要求。CHouse 建設(shè)選取物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為建設(shè)工具，為住宅建設(shè)添加智能化功能模塊，以此豐富住宅功能，如自動(dòng)開閉窗簾控制等。

2 C-House 建造在新型建筑學(xué)拓展教育中的應(yīng)用

2.1 教育指導(dǎo)思想與目標(biāo)

為了滿足時(shí)代發(fā)展對(duì)建筑設(shè)計(jì)的要求，將CHouse 建造思想引入建筑學(xué)教育中勢在必行。在開展建筑設(shè)計(jì)課程時(shí)，著重講解C-House 建造思想，引導(dǎo)學(xué)生拓寬建筑設(shè)計(jì)思路，從而為社會(huì)培養(yǎng)更多優(yōu)秀的建筑學(xué)人才。

關(guān)于拓展教育工作的開展，以添加新元素、植入新能源開發(fā)、綠色建設(shè)等思想作為教學(xué)指導(dǎo)思想，通過吸取C-House項(xiàng)目建設(shè)優(yōu)點(diǎn)，幫助學(xué)生拓寬設(shè)計(jì)思路。在接下來的拓寬教育工作開展中，以培養(yǎng)學(xué)生智能建造、共享建造、產(chǎn)能建造、使用壽命延長建造等多項(xiàng)設(shè)計(jì)理念為教育目標(biāo)，讓學(xué)生的建筑設(shè)計(jì)思路得以拓寬。

2.2 實(shí)驗(yàn)教育設(shè)計(jì)

教學(xué)實(shí)驗(yàn)采用普通教學(xué)方法和C-House 教學(xué)方法開展教學(xué)工作。前者以課堂知識(shí)傳授方式為主，選取教材中的案例作為擴(kuò)展能力培養(yǎng)題材，很少提及課外知識(shí)；后者引入智能化等建筑設(shè)計(jì)理念展開教學(xué)工作。C-House 教學(xué)方法的各項(xiàng)理念在拓展教學(xué)中的應(yīng)用設(shè)計(jì)如下所述。

2.2.1 基于智能化理念的拓展教育

選取智能化理念作為教學(xué)工具，幫助學(xué)生拓展建筑設(shè)計(jì)思想。教師可以選取生活中的題材作為智能化概念講解材料，讓學(xué)生理解智能化，而后分析智能化給人們生活帶來了哪些改變，引出此項(xiàng)理念在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用的重要性。最后，列舉一些智能化裝置在建筑建設(shè)中的應(yīng)用案例，并探究合理的裝置布設(shè)方案。

上述教學(xué)過程是為了幫助學(xué)生理解和加深對(duì)智能化概念的理解，開拓設(shè)計(jì)思維，使得建筑設(shè)計(jì)更加現(xiàn)代化，在功能上得以改進(jìn)。接下來，以C-House 項(xiàng)目建設(shè)實(shí)物圖和設(shè)計(jì)圖作為課程講解材料，為學(xué)生介紹該項(xiàng)目智能化建設(shè)應(yīng)用方法，讓學(xué)生獨(dú)立思考采用此設(shè)計(jì)思路打造出的住宅與普通住宅之間的差別，列出智能化建設(shè)路徑，大膽提出建設(shè)思想，由教師進(jìn)行鼓勵(lì)和點(diǎn)評(píng)。

2.2.2 基于高速建造理念的拓展教育

建筑施工作為建筑設(shè)計(jì)的一個(gè)重要組成部分，需要計(jì)算分析施工工期和特殊情況下延長工期，依據(jù)較為精準(zhǔn)的計(jì)算結(jié)果部署施工任務(wù)。由于施工時(shí)間有限，為特殊情況預(yù)留出足夠的時(shí)間，引入高速建造理念尤為重要，這也是教師向?qū)W生灌輸此項(xiàng)理念的主要原因。建筑施工高速化是未來建筑設(shè)計(jì)的主要方向，教師在強(qiáng)調(diào)此項(xiàng)教學(xué)內(nèi)容后，為學(xué)生介紹高速建造理念，以C-House項(xiàng)目施工不同級(jí)別構(gòu)件安裝和應(yīng)用方案為例進(jìn)行分析，使得學(xué)生得以開拓一些快速建造設(shè)計(jì)思路。

2.2.3 基于可變產(chǎn)能共享建造理念的拓展教育

能源是居民生活不可缺少的一部分，如何在消耗能源的同時(shí)減少對(duì)環(huán)境的污染是建筑設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。教師在講解C-House 項(xiàng)目時(shí)，幫助學(xué)生分析該項(xiàng)目用到的設(shè)備種類及作用，讓其根據(jù)當(dāng)前建筑設(shè)計(jì)需求，設(shè)計(jì)一套可以改變能源、實(shí)現(xiàn)能源共享的建筑框架結(jié)構(gòu)。C-House 項(xiàng)目產(chǎn)能共享建造方案如圖2。

圖2 C-House項(xiàng)目產(chǎn)能共享建造方案

在教師的引導(dǎo)下學(xué)生自行思考各類設(shè)備在產(chǎn)能共享中的作用，從而拓寬學(xué)生的設(shè)計(jì)思路。產(chǎn)能及用能統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表1。

表1 各類設(shè)備產(chǎn)/耗能統(tǒng)計(jì)/(kW·h)

學(xué)生根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，了解到產(chǎn)能對(duì)于居民生活的重要性，以此加深對(duì)產(chǎn)能共享印象，使其在設(shè)計(jì)建筑方案時(shí)可以想到此項(xiàng)設(shè)計(jì)指標(biāo)。而后教師引導(dǎo)學(xué)生思考C-House 項(xiàng)目產(chǎn)能建設(shè)總體思路，提出疑問“是否可以將某些智能化操控設(shè)備也應(yīng)用到建筑項(xiàng)目中來開發(fā)更多能源呢？”學(xué)生帶著此類問題陷入沉思。

2.2.4 基于BIM工程管理技術(shù)的拓展教育

對(duì)于建筑學(xué)專業(yè)學(xué)生來說，掌握仿真軟件很重要，C-House項(xiàng)目設(shè)計(jì)就用到了BIM 工具。教師以此項(xiàng)目為例，講解BIM 軟件工具使用方法，讓學(xué)生在教師的指導(dǎo)下完成項(xiàng)目部分圖紙模型的構(gòu)建。為了加深學(xué)生對(duì)此軟件功能的理解，教師在給定參數(shù)時(shí)錯(cuò)改2～3處數(shù)值，讓學(xué)生在建模時(shí)自行挖掘。

當(dāng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)問題時(shí)，認(rèn)識(shí)到BIM 軟件對(duì)建筑設(shè)計(jì)的重要性，將該軟件默認(rèn)為建筑設(shè)計(jì)檢驗(yàn)工具，使得設(shè)計(jì)方案可行性得以保障。圖3為學(xué)生利用項(xiàng)目部分圖紙構(gòu)建的BIM 模型，能夠更加直觀地幫助用戶完成建筑方案的創(chuàng)作。

圖3 調(diào)整后的建筑BIM模型

2.2.5 基于物聯(lián)網(wǎng)建造的拓展教育

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)，為現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)開辟了新的思路。教師在講解C-House項(xiàng)目時(shí)，將物聯(lián)網(wǎng)布設(shè)方案向?qū)W生展示，讓建筑學(xué)專業(yè)學(xué)生接觸一些物聯(lián)網(wǎng)知識(shí)，認(rèn)識(shí)到物聯(lián)網(wǎng)與建筑設(shè)計(jì)之間的關(guān)系，在其腦海中形成應(yīng)用思想，作為建筑功能完善工具。因?yàn)閷W(xué)生對(duì)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)知識(shí)并不了解，所以在短時(shí)間內(nèi)很難掌握應(yīng)用技巧。為了拓寬學(xué)生的建筑設(shè)計(jì)思路，教師在分析C-House 項(xiàng)目物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)思路后，為學(xué)生介紹其他功能的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)設(shè)備作用聯(lián)想應(yīng)用方案，從而達(dá)到幫助學(xué)生拓寬設(shè)計(jì)思路目的。

2.2.6 易維護(hù)長壽命建造理念的拓展教育

以“一體化建設(shè)”“建筑壽命”“易維護(hù)”作為課程講解關(guān)鍵詞，將這些關(guān)鍵詞與建筑設(shè)計(jì)聯(lián)系到一起，探究易維護(hù)長壽命建造理念。在掌握基礎(chǔ)理論以后，以C-House 項(xiàng)目獨(dú)立式光伏建筑為例，提出新的一體化建設(shè)思路，著重講解構(gòu)件之間連接關(guān)系，讓學(xué)生明確該建設(shè)方法是如何避開構(gòu)件之間相互的影響，以此開拓學(xué)生建筑結(jié)構(gòu)布設(shè)思路；另外，在提出一體化建設(shè)思想基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展，集中建筑功能的同時(shí)，通過處理構(gòu)件之間的關(guān)系，提高建筑使用壽命，降低維修工作量。

2.3 教育活動(dòng)實(shí)施

（1）收集C-House項(xiàng)目建筑設(shè)計(jì)及施工效果等相關(guān)資料。

（2）為學(xué)生展示項(xiàng)目的整體效果，激發(fā)學(xué)生興趣。

（3）按照技術(shù)不同，分別引導(dǎo)學(xué)生思考各項(xiàng)技術(shù)在項(xiàng)目中應(yīng)用方法。

（4）為學(xué)生布設(shè)一個(gè)居民住宅建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)任務(wù)，要求引入現(xiàn)代化元素、科學(xué)技術(shù)、建設(shè)理念。

（5）學(xué)生按照要求設(shè)計(jì)建筑方案。

（6）教師對(duì)學(xué)生提交的建筑方案設(shè)計(jì)思路進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，以思路拓展情況為主。

2.4 教育效果評(píng)價(jià)分析

通過對(duì)比引入C-House 建造思想教育學(xué)生和接受普通教學(xué)學(xué)生的建筑設(shè)計(jì)方案，從中總結(jié)此項(xiàng)目建設(shè)思想對(duì)學(xué)生設(shè)計(jì)水平有哪些影響，為接下來課程部署奠定基礎(chǔ)，明確拓寬學(xué)生建筑設(shè)計(jì)思路方向。

按照以上教育活動(dòng)方案開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)，以學(xué)生提交的建筑設(shè)計(jì)方案作為評(píng)價(jià)對(duì)象，對(duì)比開展C-House 建造思想教育課程和普通教學(xué)課程學(xué)生建筑設(shè)計(jì)思想拓寬情況?；贑-House 的教學(xué)效果評(píng)價(jià)統(tǒng)計(jì)情況見表2，設(shè)置了人文建設(shè)、環(huán)保建設(shè)、能源開發(fā)、環(huán)境舒適度、智能化建設(shè)、設(shè)計(jì)方案可靠性等共6項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)。

表2 基于C-House的教育效果評(píng)價(jià)統(tǒng)計(jì)表

由表2 可知，C-House 建設(shè)思想對(duì)學(xué)生設(shè)計(jì)思路影響較大，大部分學(xué)生接受該思想的教育，拓寬了設(shè)計(jì)思路，為建筑添加了現(xiàn)代化元素的同時(shí)，豐富了建筑功能，充分利用建筑空間對(duì)住宅房屋格局進(jìn)行規(guī)劃，使得住宅內(nèi)部可用空間更加合理。另外，添加了智能化設(shè)備，為居民日常生活提供便利條件的同時(shí)，完善了物業(yè)服務(wù)體系。因此，與傳統(tǒng)建筑學(xué)課程開展相比，C-House 教育能夠幫助學(xué)生拓寬設(shè)計(jì)思路，使其跟上時(shí)代發(fā)展潮流。

特別指出：在方案設(shè)計(jì)的最后，接受C-House教育的學(xué)生借助BIM軟件模擬建筑設(shè)計(jì)方案，從中發(fā)掘了幾處不合理之處，經(jīng)過調(diào)整提高了方案可行性；而傳統(tǒng)教學(xué)的學(xué)生無法驗(yàn)證自己的設(shè)計(jì)方案，需要教師點(diǎn)評(píng)發(fā)現(xiàn)問題，導(dǎo)致學(xué)生的建筑設(shè)計(jì)思路受到了限制。

3 建筑學(xué)拓展教育工作實(shí)施建議

3.1 加強(qiáng)C-House建造理念的灌輸

為了保證C-House理念能夠?yàn)閷W(xué)生理解，巧妙運(yùn)用項(xiàng)目中的設(shè)計(jì)思路，并形成自己的設(shè)計(jì)思想，教師需要做好鋪墊工作，使得該理念得以深入灌輸至學(xué)生大腦中。內(nèi)容包含：第一，全面收集C-House 項(xiàng)目資料；第二，從資料中篩選出幾張引人注目的圖片，以此吸引學(xué)生的注意力，讓學(xué)生因這幾張照片感嘆此項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案，此環(huán)節(jié)是課程部署的關(guān)鍵，可以選取建筑俯視圖、部分建筑結(jié)構(gòu)圖、室內(nèi)布局圖、景觀布設(shè)圖等；第三，為學(xué)生講解圖片中建筑設(shè)計(jì)理念，由淺至深介紹技術(shù)應(yīng)用手法。

以上要求教師以學(xué)生為課堂中心，給出教學(xué)材料后，引導(dǎo)學(xué)生思考問題，自行挖掘項(xiàng)目建造理念，以此加深對(duì)項(xiàng)目設(shè)計(jì)思路的理解，結(jié)合自己的想法轉(zhuǎn)變?yōu)閷儆谧约旱脑O(shè)計(jì)思路。

3.2 培養(yǎng)學(xué)生建筑學(xué)拓展思維

幫助學(xué)生拓展建筑設(shè)計(jì)思維是拓展教育工作開展的關(guān)鍵。所謂擴(kuò)展是在當(dāng)前基礎(chǔ)上擴(kuò)大思考范圍，要求思路有據(jù)可依。對(duì)于建筑設(shè)計(jì)思維的培養(yǎng)，教師可以選取一些成功的建筑項(xiàng)目作為講解材料，在介紹項(xiàng)目的同時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生思考功能相同的設(shè)備是否也可以應(yīng)用建筑設(shè)計(jì)中，經(jīng)過討論和模型驗(yàn)證后得出一些結(jié)論，從而幫助學(xué)生把握建筑設(shè)計(jì)思路拓展方向。

3.3 挖掘拓展教育不足

通過“點(diǎn)評(píng)+反思”，改進(jìn)拓展教育。教師為學(xué)生布設(shè)一些新的建設(shè)需求，讓學(xué)生自行思考設(shè)計(jì)方案，要求學(xué)生列出建筑功能，并繪制建筑框架結(jié)構(gòu)。教師針對(duì)學(xué)生創(chuàng)新思維進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，在鼓勵(lì)學(xué)生的同時(shí)，利用軟件構(gòu)建模型，幫助學(xué)生分析設(shè)計(jì)思路可靠性。課程結(jié)束后，教師對(duì)拓展教育方案進(jìn)行反思，根據(jù)學(xué)生的反饋，調(diào)整拓展教育方案，以此提高教育質(zhì)量。

4 結(jié)語

C-House 建造是一個(gè)綠色低碳產(chǎn)能的建設(shè)項(xiàng)目，利用該建設(shè)方法打造出的建設(shè)項(xiàng)目方案能夠滿足居民對(duì)房屋的居住需求，將成為未來建筑領(lǐng)域發(fā)展方向。另外，大學(xué)生作為社會(huì)發(fā)展的主力軍，需要掌握這種建設(shè)理念。與傳統(tǒng)教育方法相比，C-House 項(xiàng)目可以打開和拓寬學(xué)生設(shè)計(jì)思路，在教師的鼓勵(lì)和點(diǎn)評(píng)下，為社會(huì)培養(yǎng)更多此專業(yè)人才。