周詣 宋雪飛
摘要:中國建筑行業(yè)即將進入信息化、綠色低碳化時代,本文從建筑行業(yè)的時代背景出發(fā),分析了現(xiàn)代建筑設計教育的滯后性以及存在的問題,提出了基于BIM的綠色建筑設計的教學理論,并從設計思維到BIM應用,再到協(xié)同設計進行了系統(tǒng)的教育實踐,取得了較好的研究效果,為信息化綠色建筑設計教育教學累計了一定的經(jīng)驗。
關鍵詞:BIM;綠色建筑設計;教學
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2018)28-0160-02
一、引言
習近平總書記在“十九大”報告中指出:“加快建設制造強國,加快發(fā)展先進制造業(yè),推動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能和實體經(jīng)濟深度融合,在中高端消費、創(chuàng)新引領、綠色低碳、共享經(jīng)濟、現(xiàn)代供應鏈、人力資本服務等領域培育新增長點、形成新動能。”[1]其中的“互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能”以及“綠色低碳”指出了建筑行業(yè)將來的發(fā)展方向。我國建筑行業(yè)到2017年初,“全國城鎮(zhèn)綠色建筑面積達12.5億平方米,其中2016年城鎮(zhèn)新增綠色建筑面積5億平方米,城鎮(zhèn)新建民用建筑比例超過29%”[2]早在2015年在住建部所印發(fā)的《關于推進建筑信息模型應用的指導意見》文件中就已明確指出在未來的五年內(nèi)建筑行業(yè)的發(fā)展目標為行業(yè)中具有甲級資質(zhì)的設計、施工等企事業(yè)單位應在項目的設計、施工中做到最大范圍應用BIM,實現(xiàn)BIM在建筑行業(yè)中的全面覆蓋[3]。中國建筑行業(yè)已然正在步入“信息化”、“綠色低碳化”的時代,但我國的建筑教育存在滯后性,跟不上時代的步伐。作為建筑學的重要課程——建筑設計的信息化、綠色化進程刻不容緩。
二、我國信息化、綠色化建筑設計教育現(xiàn)狀分析
1.缺乏科學的設計思維。建筑教育中傳統(tǒng)的建筑設計思維是“建筑設計主義”,即考慮空間、功能、造型、美觀等建筑本身的因素較多,往往很少會考慮綠色建筑中節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材以及與環(huán)境和諧共生等因素。在設計過程中較少考慮結(jié)構(gòu)設計、給排水設計、暖通設計、電氣設計等問題,更不會去考慮造價以及后期運營等問題。在方案設計階段也不會考慮細節(jié)的數(shù)據(jù)信息,如窗的傳熱系數(shù)、墻的構(gòu)造層次等。在課程作業(yè)評分中,效果表達好的學生更占優(yōu)勢。這種教育狀況對于綠色建筑設計人才的培養(yǎng)及其不利。
2.設計手段缺乏信息化?,F(xiàn)今建筑行業(yè)建筑設計手段多為電腦設計,“北京、上海、廣州、深圳等地區(qū)的設計單位以及施工企業(yè)較多運用了BIM進行設計及施工,但我國大部分地區(qū)還是應用二維電腦繪圖進行設計。高校更是滯后,90%的高校在低年級建筑設計課程中是手繪設計,80%的高校在高年級時是用二維(CAD系列軟件)進行設計,較少有高校利用建筑信息模型來進行建筑設計。
3.“獨立”工作方式與綠色建筑復雜且多方面設計存在矛盾。傳統(tǒng)建筑學教育提倡培養(yǎng)學生設計作品具有個性化以及在設計過程中學會獨立思考、分析與解決問題的能力。每個人的設計都不一樣,教師輔導時也需要進行一對一地修改,培養(yǎng)了學生獨立設計的能力,但卻忽視了團隊協(xié)作解決問題的能力,這對于綠色建筑設計人才培養(yǎng)極為不利。
三、基于BIM的綠色建筑設計教學研究與實踐
1.思維訓練——基于BIM的建筑設計思維。建筑設計課程在中國建筑學本科教育中占有重要地位,課程貫穿始終,由低年級的小型單一功能建筑設計到高年級的復雜多功能空間設計,難度遞增,深度遞加。綠色建筑的設計思維與傳統(tǒng)設計完全不同,考慮模式與方法也不盡相同,所以在進行綠色建筑設計教學中,注意發(fā)散性設計思維的訓練[4]。采用基于BIM的建筑設計思維在設計過程中事半功倍,首先要求學生掌握基本的BIM知識及相應的軟件,在設計過程中利用BIM軟件進行分析、模擬,進行綠建分析,放射性邏輯思維,考慮綠色建筑的不同方面,在綜合考慮找到最適合的解決方案。圖1為大二學生就“節(jié)能減排小住宅設計”的集裝箱建筑設計思維,對于集裝箱的選擇緊扣節(jié)能減排,同時考慮到環(huán)境和節(jié)能技術,最后得到了適合的建筑設計成果。
2.BIM技術與專業(yè)知識相輔相成。在綠色建筑設計中,扎實的專業(yè)知識是前提,熟練的BIM技術是條件,二者缺一不可。專業(yè)知識體系包括規(guī)劃、建筑、結(jié)構(gòu)、暖通、給排水、電氣、運營管理等多方面的知識,隨著年級的增高,相關知識體系不斷完善,學生們的專業(yè)知識更加豐富,設計中考慮的問題也隨之增多。隨著設計題目難度的加大,思考與設計過程更加復雜。BIM技術提高了設計的效率,在BIM相關軟件的輔助下,很多問題迎刃而解,可以通過建筑信息模型模擬分析功能優(yōu)化設計,所以在綠色建筑設計教學中,BIM技術的應用必不可少。
3.綜合能力與協(xié)同能力培養(yǎng)。綠色建筑設計涵蓋了多個專業(yè),并非建筑專業(yè)獨立完成。在進行綜合綠色建筑設計時,要涉及規(guī)劃、建筑、結(jié)構(gòu)、供熱、給水、電氣、管理等專業(yè)的綠色設計,并且要將各方面因素統(tǒng)籌考慮、綜合設計,各個專業(yè)要協(xié)同設計,共同完成,因此培養(yǎng)學生的綜合能力與協(xié)同能力非常重要。在畢業(yè)設計階段,我們進行了基于BIM的多專業(yè)聯(lián)合綠色建筑畢業(yè)設計,如圖2所示。建筑專業(yè)為項目的總負責,通過Revit軟件中的工作集或鏈接來完成協(xié)同設計,既鍛煉了學生的協(xié)同能力,又鍛煉了他們的綜合能力和組織交流能力。
四、結(jié)語
綠色低碳、可持續(xù)發(fā)展、大數(shù)據(jù)、集成化是建筑行業(yè)未來發(fā)展的趨勢,社會對BIM人才及綠色建筑設計師求才若渴,高校應緊跟時代步伐,適應市場要求培養(yǎng)人才。在基于BIM的綠色建筑設計研究的過程中,學生的進步明顯,收獲頗豐,并獲得了全國綠色建筑設計大賽三等獎以及全國廣聯(lián)達聯(lián)合畢業(yè)設計的一等獎、二等獎等獎項。雖然此次教學研究還存在許多不足之處,但可以為今后的綠色建筑教研教改之路打下堅實的基礎。
參考文獻:
[1]習近平.決勝全面建成小康社會奪取新時代中國特色社會主義偉大勝利——在中國共產(chǎn)黨第十九次全國代表大會上的報告[M].北京:人民出版社,2017.
[2]住房城鄉(xiāng)建設部辦公廳.關于2016年建筑節(jié)能與綠色建筑工作進展專項檢查情況的通報[OL].建辦科函[2017]491號.2017-07-17.
http://www.mohurd.gov.cn
[3]住房城鄉(xiāng)建設部.關于推進建筑信息模型應用的指導意見[J].中國勘察設計,2015,(10):22-26.
[4]周詣.基于BIM的建筑設計思維模式培養(yǎng)——以別墅建筑設計教學實踐為例[J].長春工程學院社科版,2017,18(1):32-38.