《房屋建筑學(xué)》之設(shè)計(jì)基本原理的教學(xué)方法思考

劉巧玲 劉保華

（1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙410128；2.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙410128）

《房屋建筑學(xué)》是一門針對(duì)土建類非建筑學(xué)專業(yè)學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)課，包括建筑設(shè)計(jì)原理和建筑構(gòu)造兩方面內(nèi)容。如果將建筑視為藝術(shù)與技術(shù)的綜合體，建筑設(shè)計(jì)原理就是對(duì)藝術(shù)創(chuàng)作規(guī)律及方法的研究，這部分內(nèi)容表述方法常以定性描述和歸納總結(jié)為主，常規(guī)教學(xué)過程總是過于抽象和枯燥，這對(duì)于以理科生為主的土建類專業(yè)學(xué)生來說，難以激發(fā)出他們的學(xué)習(xí)興趣，不能實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)和理解的教學(xué)效果。本文以建筑體型設(shè)計(jì)為例，探究《房屋建筑學(xué)》之設(shè)計(jì)基本原理的教學(xué)方法改革。

傳統(tǒng)教學(xué)中，在講授“建筑體型設(shè)計(jì)”時(shí)，幾乎都是通過觀察多張不同的建筑效果圖后直接總結(jié)出體型組合方式，讓學(xué)生識(shí)記；或者，直接擺出體型組合方式，再輔以對(duì)應(yīng)的實(shí)例，兩者都忽略了對(duì)建筑體型的選擇，及其三維尺寸大致確定過程等內(nèi)容的講解。這樣的教學(xué)設(shè)計(jì)沒有將抽象的、藝術(shù)化的教學(xué)內(nèi)容具體化、技術(shù)化，讓學(xué)生感覺突兀晦澀，不便于掌握建筑設(shè)計(jì)的基本規(guī)律，教學(xué)效果差，使得教學(xué)過程流于形式。

2020~2021學(xué)年第二學(xué)期，在湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué)院2019級(jí)土木工程本科專業(yè)對(duì)該內(nèi)容的課堂教學(xué)中，摒棄傳統(tǒng)教學(xué)設(shè)計(jì)，進(jìn)行了教學(xué)過程的重新組織。

1 內(nèi)容導(dǎo)入

先通過多媒體展示優(yōu)秀建筑作品效果圖，提出問題“如何進(jìn)行建筑體型設(shè)計(jì)”，并強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)貫徹執(zhí)行我國(guó)建筑設(shè)計(jì)基本方針“安全、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀、環(huán)保節(jié)能”，學(xué)生存疑，順勢(shì)引入新課。

2 教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

介紹建筑體型設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容，包括選擇基本幾何體型、確定體型三維尺寸及對(duì)所選基本幾何體型進(jìn)行組合三個(gè)方面，然后逐一展開講述。

2.1 基本幾何體型的選擇

用“幾何體型的變化直接影響建筑設(shè)計(jì)的外觀效果”開門見山提及即將要涉及的內(nèi)容。再通過引入?yún)?shù)S（建筑體型系數(shù)）[1]，說明建筑物與室外大氣接觸的外表面積F和建筑節(jié)能環(huán)保之間的關(guān)系，并以建筑常用幾何體型（含底面為長(zhǎng)方形、正方形和圓形三種柱體）為例計(jì)算S（如圖1所示）。闡述不同建筑體型的體型系數(shù)各異，提出問題引導(dǎo)學(xué)生思考“從節(jié)能角度分析，特別是對(duì)于采暖地區(qū)的居住建筑而言如何選擇建筑體型”和“從經(jīng)濟(jì)適用角度分析如何選擇建筑體型”。自然過渡到“設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)非單一、唯一的標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)不同則選擇不同，實(shí)際設(shè)計(jì)就是對(duì)矛盾統(tǒng)一的各方綜合處理”，得出結(jié)論：如果選擇圓柱體，雖最為節(jié)能環(huán)保，但由于建筑內(nèi)其他家具設(shè)施基本為四方體，無法與建筑墻體內(nèi)側(cè)貼合，會(huì)降低建筑空間利用率，不經(jīng)濟(jì)；如果選擇底為正方形的，建筑總長(zhǎng)與總寬相等，不利于建筑內(nèi)部功能空間排布，造成建筑平面設(shè)計(jì)不緊湊，同樣不經(jīng)濟(jì)。綜上，首選底為長(zhǎng)方形的長(zhǎng)方體，再通過其他方式，例如選擇合適的外部保護(hù)結(jié)構(gòu)的材料和厚度，增加熱阻兼顧節(jié)能。

圖1 建筑常用幾何體型

附注：假定三種體型等底（底面積均為A）等高（高均為h），如圖1所示。分別計(jì)算外表面積F長(zhǎng)方形、F正方形、F圓形如下并進(jìn)行大小比較，

同理，可證得F長(zhǎng)方形>F圓形，F(xiàn)正方形>F圓形

綜上，F(xiàn)長(zhǎng)方形>F正方形>F圓形，S長(zhǎng)方形>S正方形>S圓形

2.2 體型三維尺寸的確定

通過引導(dǎo)學(xué)生發(fā)散性思考“體型三維尺寸的影響因素”，從內(nèi)因和外因兩方面分別分析總結(jié)，讓學(xué)生系統(tǒng)了解確定建筑三維尺寸的依據(jù)。再以建筑體型三維尺寸對(duì)周圍氣流的影響[1]為例（如圖2所示），詳細(xì)介紹建筑三維尺寸對(duì)其周圍小氣候的影響，進(jìn)而影響特別是寒冷地區(qū)建筑使用者的舒適體驗(yàn)感，最后得出結(jié)論：建筑物進(jìn)深越大，面寬越小，高度越小，建筑物背風(fēng)面產(chǎn)生的渦流區(qū)越小，反之則越大，形成的流場(chǎng)越紊亂，對(duì)風(fēng)速、風(fēng)壓的降低越有利，設(shè)計(jì)建筑時(shí)，應(yīng)設(shè)計(jì)有利的建筑形態(tài)以減少風(fēng)速、風(fēng)壓，減少建筑耗能、熱損失量，即在滿足規(guī)劃、規(guī)范等要求的前提下盡量將面寬、建筑高度增大，同時(shí)減少建筑進(jìn)深；另外，高層建筑將冬季迎風(fēng)面作成一系列臺(tái)階式，有利于緩沖下行風(fēng)。

圖2 建筑體型三維尺寸對(duì)周圍氣流的影響

2.3 體型組合方式

通過PPT展示多組“不同體型組合方式對(duì)同一建筑作品的視覺影響”對(duì)比圖，直觀反映“單一、單個(gè)的幾何體型難以實(shí)現(xiàn)豐富的建筑造型”，讓學(xué)生了解實(shí)際設(shè)計(jì)更趨于選擇組合體型。

接著介紹建筑體型組合的基本方式及各種方式對(duì)應(yīng)的建筑給人造成的視覺體驗(yàn)感，比如紀(jì)念性建筑、行政辦公建筑通常采用對(duì)稱體型，以營(yíng)造莊重嚴(yán)謹(jǐn)、勻稱和穩(wěn)定的感覺[2]；再如某些商業(yè)用途的建筑在垂直方向進(jìn)行切割、加減，使建筑物獲得類似“雕塑”的形式美。

2.3 體型設(shè)計(jì)實(shí)例

以湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)圖書館為例具體解說其體型設(shè)計(jì)過程，從幾何體型的選擇到三維尺寸的確定，最后如何進(jìn)行體型組合。

通過對(duì)熟悉的建筑進(jìn)行分析，讓學(xué)生對(duì)所學(xué)理論知識(shí)產(chǎn)生共鳴，擁有更強(qiáng)的學(xué)習(xí)體驗(yàn)感，記憶、理解也更為深刻。

3 教學(xué)效果

課后對(duì)此次所授班級(jí)共64名學(xué)生進(jìn)行問卷調(diào)查，結(jié)果一致顯示學(xué)生對(duì)新的教學(xué)設(shè)計(jì)高度肯定，其中李祎鑫同學(xué)文字評(píng)價(jià)“這節(jié)課讓我第一次體驗(yàn)到純文字?jǐn)⑹鲂浴⒊橄笊值睦碚撜n也可以具體化為生動(dòng)有趣的教學(xué)過程”。隨后的課程設(shè)計(jì)按往屆課程設(shè)計(jì)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)評(píng)判，55名學(xué)生的課程設(shè)計(jì)成績(jī)均在“中等”以上，其中27名學(xué)生達(dá)到了“良好”以上，9名學(xué)生獲得優(yōu)秀，這一結(jié)果更顯示了新的教學(xué)設(shè)計(jì)取得了良好的教學(xué)效果。