融入气候适应的构造实习教学实践

融入气候适应的构造实习教学实践

刘永鑫，唐征征，刘蕾，周志波，孟琪

哈尔滨工业大学建筑学院 150090

【文章摘要】：作为认识实践教学的重要内容，构造实习在建筑学专业课程体系中一直占有重要地位。受限于传统教学模式，实践成果不宜融入建筑设计环节。通过亲身教学经历，以哈尔滨工业大学建筑学专业学生为授课对象，实践了融入气候适应性设计理念的构造实习教学方法。通过前期理论知识授课、实践教学以及建筑设计方案改造等环节的设置，实现有效地将气候适应性设计融入建筑学专业设计教学的目的。

【关键词】：建筑构造；融入式教学；气候适应性

英文摘要：As an important content of practical teaching, building construction practice has always played an important role in the curriculum system of architecture discipline. Limited by the traditional teaching mode, the practice results should not be integrated into the architectural design. Through personal teaching experience, taking the students of architecture major of Harbin Institute of Technology as the teaching objects, the construction practice teaching method incorporating the concept of climate adaptation design was practiced. The purpose of effectively integrating climate adaptation design into the design teaching of architecture specialty is realized through the setting of the links such as early theoretical knowledge teaching, practical teaching and architectural design scheme transformation.

英文关键词：building construction; integrated teaching; climate adaptation

1 课程的背景及其重要性

1.1建筑气候适应性的发展

气候适应性理论起源于生物学。人类对建筑环境的关注与建筑本身始终相伴，对气候的适应性设计也由来已久。从早期的基本庇护到对气候、环境、资源的利用，气候适应性设计的理论和实践实际从未停止。近年来，随着节能、绿色、生态、健康理念的提出，人们对建筑的要求也日趋提高。期望建筑可以如同生物体一样，能够与所处环境和谐共生，可以通过自身状态调整来适应环境变化。在保证建筑使用功能和舒适性的前提下能够最大限度地减小其对生态环境的影响、降低能源消耗，达到建筑与环境的和谐共生。

1.2从气候适应性到建筑构造设计

建筑构造是建筑学专业的经典基础课。课程所涉及的内容较多，主要包括：建筑设计基础、建筑材料、建筑结构、建筑物理以及建筑施工技术等。建筑构造设计的主要内容涉及材料选择、功能实现、造型工艺以及施工安装等，确保建筑构造本身可满足技术功能要求，并具有合理性和经济性。

哈尔滨工业大学地处黑龙江省哈尔滨市，属于严寒地区，该地区建筑气候适应性方面的需求尤为突出。将气候适应性设计理念融入建筑构造设计中，不仅可以提升设计方案的实用性，同时也有助于“双碳”目标在微观层面的实现。

1.3构造实习教学的重要意义

正是由于建筑气候适应性的关注度日渐提高以及相关技术的迅速发展，一些高层次建筑类专业逐渐将建筑气候适应性这一技术热点和难点植入建筑构造教学实践中，以进一步体现构造实习的实践价值以及其在建筑学专业教育中的重要意义，可概括为以下四方面。

知行合一：在对实践素质要求普遍提升的行业背景下，使建筑学专业学生的认知和实践能力得到进一步提升。

专业需求：面向专业需求，拓展建筑学专业人才的知识广度，为学生能够独立、高效地主持担当设计项目夯实实践基础。

能力全面：使建筑学专业学生掌握建筑设计基本原理和方法的同时了解建筑的建造方式和流程，以及多样化的建筑使用需求和设计、施工手法。

深造基础：为专业学生本科毕业后进一步深造奠定理论基础和研究准备。

2 教学设计

2.1传统教学体系

传统构造实习课程定位于建筑学专业教学内容的重要组成部分，是高层次建筑学专业人才必须学习的认识实践类课程。通过理论与认识实践的结合，使学生深入掌握建筑构造的基础知识和典型构造做法，通过建筑施工现场实地参观学习，与现场工程人员进行学习和交流，强化学生对常用建筑构造的直观认识，同时，了解建筑结构的形式和施工流程。

传统课程知识体系能够较好地完成构造实习课程知识点的传授。但仍然存在以下两方面需要改进之处：1）已设置的构造认识板块较多，但尚未体现实际建造阶段的参与性；2）尚未将建筑的地域性特征认识应用于建筑设计。

2.2融入气候适应性的教学实践

为提升实践教学质量，本文作者立足于寒地建筑特点，将建筑气候适应性设计理念，特别是地域性建筑设计理念融入构造实习课程教学。通过典型构造案例项目的选取，使学生了解地域性特征建筑构造的特点和做法，便于学生在今后建筑设计中采用。对于冰雪建筑这种新颖的建筑类型，适当地参与其建造过程也是对认识实践整体性和全面性的有效补充。

具体与地域性、参与性相关的建筑构造认识项目和学习内容包括：前往哈尔滨森鹰窗业股份有限公司认识新型节能门窗；前往哈尔滨鸿盛集团认识新型保温墙体；前往黑龙江东方学院工法楼认识典型外墙构造层次；在哈尔滨工业大学土木楼参与冰雪建筑建造等。

2.3课程任务

教学目的：在现场认识巩固建筑构造基本原理和典型构造的基础上，进一步掌握地域性建筑构造的技术特点和典型建造方式和过程，主要引导学生将体现构造技术的设计内容应用于实际建筑设计方案中，并提升建筑设计方案在建造施工流程的合理性。

教学内容：构造实习课程学时为2周认识实践。学生应了解建筑结构选型基础知识、地域性建筑主流建造方法和基本技术要求，掌握建筑构造的技术特点和典型构造作法，基本掌握现代的施工技术组织方法和管理方法，掌握满足地域性建筑使用要求的新型建筑材料基本特性，同时了解当前主流的绿色建筑构造设计方法。

3 教学成果分析

构造实习认识实践课程虽然一定程度上受限于先修课程，但作为建筑构造的后续实践课程，要求掌握的知识内容相对独立。在完成构造实习基本认识任务的基础上，对气候适应性技术在建筑设计中的应用应得到进一步重视。从考核结果上来看，理论知识点掌握较好。但如果能够进一步关注气候适应性技术的应用则可以大幅度提升建筑设计方案的技术水平和应用价值。

本文以某学生作业成果为例介绍说明课程教学实践效果。该方案选取一托幼类建筑（该学生在先修设计课程中独立设计完成）为改造设计对象。改造内容主要涉及以下方面：根据项目所在地区的地域和气候特点，首先对建筑平面布置进行调整，其主要目的是改善冬季热环境质量，扩充冬季活动场地，更好地保障儿童户外活动要求；同时，减小建筑体形系数，以进一步降低建筑能耗水平；在门窗设置方面，优化窗墙面积比、设置可开启的竖向天窗以改善采光和通风效果；在建筑外墙方面，采用苯板与空气间层复合技术提升保温、隔热效果的同时优化局部构造以减少热桥区域；此外，还通过在屋顶设置太阳能板提升建筑的可再生能源利用效率。改造后的设计方案体现了气候适应性技术融入建筑本体和构造设计的优势。

总体来看，绝大部分学生作业改造方案都能够在保持建筑设计方案特点的同时兼顾建筑所在地的地域和气候特点，将“适用”和“绿色”理念贯穿于建筑设计中，特别是构造设计阶段，体现出了构造实习课程的教学改革效果。

4 结语

融入寒地建筑气候适应性设计理念的构造实习教学在经历两年的探索和实践后，逐渐形成契合哈尔滨工业大学建筑学专业培养要求的教学模式，课程进程和产出的教学成果表明该教学模式可以被作为一种行之有效的教学改革成果。针对建筑构造设计这项不可或缺的设计任务，寻求最合适的手段使建筑气候适应性设计理念融入其中。通过建筑设计方案对比分析，进一步印证了将气候适应性设计理念融入构造实习的必要性和优越性。

作者简介：刘永鑫  1982.12.06，男，黑龙江省哈尔滨市人，汉族，博士，副研究员，主要从事建筑构造、建筑热环境等教学与科研工作

基金项目：黑龙江省高等教育教学改革研究项目“面向绿色建筑与建成环境交叉方向的实践/实验类课程教学改革”（SJGY20200229）