绿色建筑工程技术教学探索

绿色建筑工程技术教学探索

一、绿色建筑理念融入教学的必要性

“节约资源”与“保护环境”已成为我国的基本国策,建筑业占我国全社会总能耗的1/3,浪费极其严重,随着我国城镇化进程的加快和人们生活水平的不断提高,建筑耗能比例还将上升。为实施可持续发展战略,实现我国对减少温室气体排放的承诺,在建筑业必须大力推广“绿色建筑”。2013年国家发改委、住建部制定了《绿色建筑行动方案》,标志着绿色建筑已成为最高级别的战略共识。绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内,最大限度地节约资源(节能,节地,节水,节材)、保护环境和减少污染、为人们提供健康、舒适、适用和高效的居住、工作、生活的使用空间、与自然和谐共生的建筑。绿色建筑行动方案明确了未来我国建筑业的发展将遵循绿色、循环、低碳的思路,以促进全社会在更高层面的协调和可持续发展。绿色建筑的推广和应用标志着我国建筑业将面临一场新的革命,它不仅对建筑的规划、建筑设计、工程施工、建筑材料、建筑结构等方面提出了新的要求,也对从事建筑工程的人员提出了更高的要求。绿色建筑的发展方向包括:发展工程总承包、发展建筑信息模型(BIM)、发展建筑工业化和绿色建材等几个方面。绿色建筑要求学生有跨学科的知识和技能,既要懂结构工程和施工技术的专业知识和专业技能,又要掌握建筑设计方面的知识,同时具备通过信息化手段将建筑全过程进行整合的能力。加强建筑工程专业课程的探索、开发与研究,将绿色建筑理念及相关知识融入专业教学中,让学生理解绿色建筑的内涵,树立节约资源、保护环境的意识,在专业层面上学习绿色建筑的相关知识,结合建筑业发展前沿和绿色建筑的生产实践,掌握先进的专业技能,将对绿色建筑的发展、学生的就业以及职业发展起到积极的作用。

二、绿色建筑理念与专业教学融合的探索

广州番禺职业技术学院建筑工程技术专业是广东省第一批高职重点建设专业,为满足广东省建筑产业转型升级、企业绿色节能技术创新及走向国际建筑市场的需要,以绿色建筑为特色,将绿色建筑的重要组成部分——建筑信息模型(BIM)技术、建筑工业化、绿色建材的理念及知识和绿色建筑节能构造及施工技术推广有机地融入到了人才培养计划及专业课程的教学中,不断推进课程和教学方法的改革,取得了良好的效果。

1.将建筑信息模型技术(BIM)融入专业教学过程

建筑信息模型技术(BIM)的核心的理念是各阶段的技术信息共享,贯通建筑设计、工程施工以及运营维护等阶段,是全生命周期的管理技术,在可持续设计方面有着巨大的优势,并对提升绿色施工的设计和施工效率,改进绿色施工项目的管理模式有着举足轻重的作用。BIM技术的应用可缩短约8成的造价估算所需时间,且使造价估算的精度控制大幅提高,消除约4成预算外的更改。通过BIM的三维模型技术,在施工前发现并解决冲突,可以有效降低合同价格,使项目工期缩短,尽快实现投资回报。学院在2011年即与企业签订了合作协议,由学校提供场地、设备,企业方提供软件和技术,建成BIM校外实训基地,开发了建筑信息模型技术课程。BIM教学资源库及实训基地的建设,完成了将BIM技术与《建筑制图》《房屋建筑构造》等课程的融合式教学,结合学生的专业能力、兴趣爱好安排建筑设计、结构设计、设备设计、虚拟建造、工程造价确定等实践项目,并通过完成虚拟的BIM咨询项目,使学生体验到BIM咨询服务的全过程工作方法,为今后真实项目的参与和实施打下基础。在顶岗实习阶段,学生在校企双方的指导教师共同指导下参与真实的BIM咨询项目,至今共完成39项,包括“慈溪大剧院”“蚌埠博物馆”等,共同培养具备“工程能力+BIM能力”的人才。BIM教学基地建成至今也培养了一批具有BIM技术的骨干教师,多次为设计院、施工企业进行BIM技术培训同时完成BIM省培项目2次,收到了良好的效果。

2.将建筑工业化融入专业教学过程

建筑工业化是绿色建筑发展的必由之路,推动建筑的工业化是绿色建筑行动方案中的十大重点任务之一。建筑工业化是主要指建筑设计的标准化、构配件生产的工厂化、建筑施工机械化和施工组织管理科学化四个方面。建筑工业化是按照大工业的生产方式,通过现代化的制造、运输、安装和科学管理对建筑业进行改造,逐步采用现代科学技术的新成果,使建筑业从分散的、低水平的、低效率的现场人工湿作业及手工业生产方式,过渡到以工厂化生产制造为基础,运用预制混凝土结构(PC)构件在现场以高度机械化的方法施工的大工业生产轨道上,使建筑业从目前的劳动密集型向技术密集型转变,从而实现文明施工、保护环境的目的。建筑工业化区别于传统建筑业设计与建造环节分离的特点,体现出全生命周期的理念,是设计施工一体化的生产方式,具有降低工程成本、提高工程质量、成本可控、进度可控的优势,且工业化建筑施工现场没有传统建筑施工现场的粉尘、噪音、污水等污染。由于目前高职建筑工程技术专业的教材滞后于新的国家设计和施工规范,为此,学校采取了多种方式将建筑工业化融入日常教学中。首先,进行了人才培养方案的修改和补充,在相关课程中增加了建筑工程技术新进展的教学内容,使学生在学校学习期间就可以接触到行业发展的前沿知识,了解到行业发展的前景,从而对建筑工业化有初步的认识。其次,将建筑工业化的相关内容融入相应的课程体系中,如,在《建筑工程概论》课程中对工业化建筑的起源、具体特征、特点、建筑方式和现状及发展前景进行详细的讲解,观看我国建筑工业化住宅视频等,让学生了解新型的结构体系,包括预制装配式结构体系和钢结构体系的特点;在《钢筋混凝土结构》课程中增加了组合式预制混凝土结构的设计、预埋件设计等内容;在《建筑工程施工》课程中增加了预制装配式住宅和装配整体式住宅的建造方式,内容有施工工序的特点、施工中的关键点、预制配件的吊装计算和施土组织设计等内容,还介绍了现场建造的工业化住宅,如,大模板住宅、滑升模板住宅和隧道模板住宅等;此外,在《房屋建筑构造》课程讲授中介绍模数等标准化设计的内容。第三,确定课程教学目标,进行关于建筑工业化理论及实训课程的开发,开设选修课,使学校建筑工程技术学院的学生行业视野更加开阔,能够了解国家对建筑业发展的推广方向,对绿色建筑、绿色施工的认识更进一步,从而主动涉猎相关的专业知识,为今后的工作和深造奠定良好的专业基础;最后,在条件允许时,学院还安排学生在工业化建筑工地进行参观,鼓励学生到相关建筑工地进行实习、实训。

3.将绿色建筑节能构造及绿色建材发展与应用融入教学过程

建筑节能是指在建筑物的选址、规划、设计、建造以及使用过程中,在满足同等需要或达到相同目的的条件下,依照国家的相关法律、法规,采用节能型的技术、工艺、建筑材料、建筑产品和建筑设备,以提高建筑物围护结构的保温隔热性能和给排水管道系统、采暖供热、通风、空调等系统的运行效率,合理有效地利用能源,尽可能降低能耗。庞大的建筑能耗,已经成为我国国民经济的巨大负担,因此,建筑节能是绿色建筑在中国发展的先导和核心。绿色建筑行动方案要求新建建筑必须严格落实建筑节能强制性标准,并逐步形成符合可持续发展要求的绿色建筑设计理念和技术规范。建筑材料是建筑的载体。绿色建材是指少用天然资源和能源,采用清洁生产技术,低能耗制造工艺,有利于人体健康和环境保护的建筑材料,是实现绿色建造的物质基础。绿色建材的推广与应用在绿色建筑的发展过程中不容忽视。学院以绿色建筑特色为导向,通过设置专业群平台课,整合设计,优化专业人才培养方案,在房屋建筑构造课程中增加了墙体节能构造、屋顶节能构造、门窗节能构造等知识,在建筑材料课程中增加了绿色建材的篇幅,让学生了解绿色建材的含义、种类、基本特征、初步评价标准,引入新材料在工程实际应用方面的教学内容。随着绿色建材的不断涌现,学院还布置学生参观建材市场,调研绿色建材在建筑工程中的实际应用、遇到的问题以及发展的前景,撰写绿色建材的课程论文。既丰富了学生的学习内容,又激发了学生的学习兴趣,加强了学生对绿色建材的理解。此外,学院引进企业——荷兰澳柯玛设计公司等合作共建“绿色节能建筑设计”工作室,以新材料、新技术、新工艺及绿色节能材料、工艺、构造为研究重点,开展应用型科学研究和技术攻关,为教师和企业建筑设计师指导学生开展绿色节能材料的创新设计活动提供了实验实训条件。另外,还拓展与省市各类建筑业行业协会的联系合作,借助协会培训平台开展绿色施工技术的推广,打造建工论坛,举办以建筑节能和绿色生态建筑为主题的新技术产品展示会,交流展示行业新技术,形成了既满足企业用人需要又满足学生发展的课程体系。

作者:朱艳峰 路浩东 单位:广州番禺职业技术学院