基于C-House建造、性能、人文与设计的建筑学拓展研究
罗 磊，汪 斌
（1.黄山学院建筑工程学院，安徽黄山 245041；
2.澳门城市大学创新设计学院，澳门 999078）
随着时代的进步，加大了对房地产建筑建设要求，除了建筑物综合性能的提升以外，还要融入人文设计思想，打造智能化建筑体系，创造更好的房屋环境，以满足人们对建筑空间、建筑审美等多方面建设需求[1]。以往实施的房屋建设项目建设理念比较陈旧，未添加现代化建设元素及科学技术，导致建设水平未达到理想建设目标[2]。C-House 项目的提出，改变了当前房屋建设局面。现选取C-House 项目作为建筑学扩展教育核心理念，对教学内容的布设及实施展开深入探究。
1.1 设计理念
C-House 建造是一个绿色低碳产能的建设项目，该项目将建筑设计和节能联系到一起，引入人文建设文化理念，从居民对房屋的居住需求出发，分析建筑项目建设需求，以此打造一套比较适合居住，并且环境舒适、功能齐全，满足可持续发展的建筑住宅。此建筑项目融入了未来房屋建设理念，扩宽了建筑设计思路，利用产能建造技术、一体化建造技术、高速建造技术、BIM 工程管理技术、能源共享与物联网技术，实现现代化住宅项目建设。延长建筑使用寿命的同时，为居民提供智能化服务，与建筑周围的环境设施融为一体，实现一站式服务平台，让居民享受更加舒适的居住环境[3]。C-House 项目建设实景图如图1。
图1 C-House项目建设实景图
1.2 应用技术
1.2.1 产能建造技术
产能建造是C-House建设的一大特色，通过布设能源开发设备，充分利用太阳能、风能，将其转换为电能，为住宅居民提供绿色能源，以降低环境污染[4]。目前，该项目使用到的是太阳能产能建造技术，在楼顶布设了太阳能板。为了进一步提高能源利用率，采用独立式光伏开发模式，能源开发装置与建筑成为一体，使得资源开发得以最大化。
1.2.2 一体化建造技术
一体化建造技术是以人们在住宅内部和周围活动需求为依据，将住宅服务功能集中到一起，根据各项功能开发需求，为其配备相应装置，从而形成一个完整的建筑框架结构[5]。
1.2.3 高速建造技术
通常情况下，建筑施工耗时随着建筑结构的复杂性提升而延长。为了压缩C-House 项目建设时间，引入高速建造技术[6]。该项技术主要是将多个组件集中到一起，按照装配等级的不同，在工地工厂、现场工位进行组合，而后投入使用。该项技术的应用，大大提高了施工现场的安全性和作业效率，缩短了施工周期，成为了C-House 项目施工核心技术。
1.2.4 BIM工程管理技术
为了保证C-House项目得以顺利实施，在设计阶段使用BIM 技术对建筑设计方案进行抽象化处理，通过构建建筑模型，深入探究工程方案可靠性，利用软件工具加以完善。该项目在应用此项技术时，利用绘图工具设计项目框架结构，而后输入参数范围或者具体数值，从而形成比较直观的工程建筑模型。
1.2.5 能源共享与物联网技术
C-House 建设引入能源共享建设理念，通过为建筑配备一些能源开发装置，可以减少不可再生能源使用对建筑周围环境的影响，在一定程度上延长建筑使用寿命，大大提高了能源利用率，通过引入物联网技术开发新能源，使得住宅服务功能得以丰富。另外，在建筑能源分配上，分别为每一户提供少量能源，帮助居民降低居住能源费用。
因为智能控制技术逐渐进入人们的生活，丰富了服务功能，所以提出了建筑智能建设要求。CHouse 建设选取物联网技术作为建设工具，为住宅建设添加智能化功能模块，以此丰富住宅功能，如自动开闭窗帘控制等。
2.1 教育指导思想与目标
为了满足时代发展对建筑设计的要求，将CHouse 建造思想引入建筑学教育中势在必行。在开展建筑设计课程时，着重讲解C-House 建造思想，引导学生拓宽建筑设计思路，从而为社会培养更多优秀的建筑学人才。
关于拓展教育工作的开展，以添加新元素、植入新能源开发、绿色建设等思想作为教学指导思想，通过吸取C-House项目建设优点，帮助学生拓宽设计思路。在接下来的拓宽教育工作开展中，以培养学生智能建造、共享建造、产能建造、使用寿命延长建造等多项设计理念为教育目标，让学生的建筑设计思路得以拓宽。
2.2 实验教育设计
教学实验采用普通教学方法和C-House 教学方法开展教学工作。前者以课堂知识传授方式为主，选取教材中的案例作为扩展能力培养题材，很少提及课外知识；
后者引入智能化等建筑设计理念展开教学工作。C-House 教学方法的各项理念在拓展教学中的应用设计如下所述。
2.2.1 基于智能化理念的拓展教育
选取智能化理念作为教学工具，帮助学生拓展建筑设计思想。教师可以选取生活中的题材作为智能化概念讲解材料，让学生理解智能化，而后分析智能化给人们生活带来了哪些改变，引出此项理念在建筑设计中应用的重要性。最后，列举一些智能化装置在建筑建设中的应用案例，并探究合理的装置布设方案。
上述教学过程是为了帮助学生理解和加深对智能化概念的理解，开拓设计思维，使得建筑设计更加现代化，在功能上得以改进。接下来，以C-House 项目建设实物图和设计图作为课程讲解材料，为学生介绍该项目智能化建设应用方法，让学生独立思考采用此设计思路打造出的住宅与普通住宅之间的差别，列出智能化建设路径，大胆提出建设思想，由教师进行鼓励和点评。
2.2.2 基于高速建造理念的拓展教育
建筑施工作为建筑设计的一个重要组成部分，需要计算分析施工工期和特殊情况下延长工期，依据较为精准的计算结果部署施工任务。由于施工时间有限，为特殊情况预留出足够的时间，引入高速建造理念尤为重要，这也是教师向学生灌输此项理念的主要原因。建筑施工高速化是未来建筑设计的主要方向，教师在强调此项教学内容后，为学生介绍高速建造理念，以C-House项目施工不同级别构件安装和应用方案为例进行分析，使得学生得以开拓一些快速建造设计思路。
2.2.3 基于可变产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时减少对环境的污染是建筑设计的关键。教师在讲解C-House 项目时，帮助学生分析该项目用到的设备种类及作用，让其根据当前建筑设计需求，设计一套可以改变能源、实现能源共享的建筑框架结构。C-House 项目产能共享建造方案如图2。
图2 C-House项目产能共享建造方案
在教师的引导下学生自行思考各类设备在产能共享中的作用，从而拓宽学生的设计思路。产能及用能统计结果见表1。
表1 各类设备产/耗能统计/(kW·h)
学生根据统计结果，了解到产能对于居民生活的重要性，以此加深对产能共享印象，使其在设计建筑方案时可以想到此项设计指标。而后教师引导学生思考C-House 项目产能建设总体思路，提出疑问“是否可以将某些智能化操控设备也应用到建筑项目中来开发更多能源呢？”学生带着此类问题陷入沉思。
2.2.4 基于BIM工程管理技术的拓展教育
对于建筑学专业学生来说，掌握仿真软件很重要，C-House项目设计就用到了BIM 工具。教师以此项目为例，讲解BIM 软件工具使用方法，让学生在教师的指导下完成项目部分图纸模型的构建。为了加深学生对此软件功能的理解，教师在给定参数时错改2～3处数值，让学生在建模时自行挖掘。
当学生发现数据问题时，认识到BIM 软件对建筑设计的重要性，将该软件默认为建筑设计检验工具，使得设计方案可行性得以保障。图3为学生利用项目部分图纸构建的BIM 模型，能够更加直观地帮助用户完成建筑方案的创作。
图3 调整后的建筑BIM模型
2.2.5 基于物联网建造的拓展教育
物联网技术的出现，为现代建筑设计开辟了新的思路。教师在讲解C-House项目时，将物联网布设方案向学生展示，让建筑学专业学生接触一些物联网知识，认识到物联网与建筑设计之间的关系，在其脑海中形成应用思想，作为建筑功能完善工具。因为学生对物联网专业知识并不了解，所以在短时间内很难掌握应用技巧。为了拓宽学生的建筑设计思路，教师在分析C-House 项目物联网建设思路后，为学生介绍其他功能的物联网设备，引导学生根据设备作用联想应用方案，从而达到帮助学生拓宽设计思路目的。
2.2.6 易维护长寿命建造理念的拓展教育
以“一体化建设”“建筑寿命”“易维护”作为课程讲解关键词，将这些关键词与建筑设计联系到一起，探究易维护长寿命建造理念。在掌握基础理论以后，以C-House 项目独立式光伏建筑为例，提出新的一体化建设思路，着重讲解构件之间连接关系，让学生明确该建设方法是如何避开构件之间相互的影响，以此开拓学生建筑结构布设思路；
另外，在提出一体化建设思想基础上进行扩展，集中建筑功能的同时，通过处理构件之间的关系，提高建筑使用寿命，降低维修工作量。
2.3 教育活动实施
（1）收集C-House项目建筑设计及施工效果等相关资料。
（2）为学生展示项目的整体效果，激发学生兴趣。
（3）按照技术不同，分别引导学生思考各项技术在项目中应用方法。
（4）为学生布设一个居民住宅建筑项目设计任务，要求引入现代化元素、科学技术、建设理念。
（5）学生按照要求设计建筑方案。
（6）教师对学生提交的建筑方案设计思路进行点评，以思路拓展情况为主。
2.4 教育效果评价分析
通过对比引入C-House 建造思想教育学生和接受普通教学学生的建筑设计方案，从中总结此项目建设思想对学生设计水平有哪些影响，为接下来课程部署奠定基础，明确拓宽学生建筑设计思路方向。
按照以上教育活动方案开展实验教学活动，以学生提交的建筑设计方案作为评价对象，对比开展C-House 建造思想教育课程和普通教学课程学生建筑设计思想拓宽情况。基于C-House 的教学效果评价统计情况见表2，设置了人文建设、环保建设、能源开发、环境舒适度、智能化建设、设计方案可靠性等共6项评价指标。
表2 基于C-House的教育效果评价统计表
由表2 可知，C-House 建设思想对学生设计思路影响较大，大部分学生接受该思想的教育，拓宽了设计思路，为建筑添加了现代化元素的同时，丰富了建筑功能，充分利用建筑空间对住宅房屋格局进行规划，使得住宅内部可用空间更加合理。另外，添加了智能化设备，为居民日常生活提供便利条件的同时，完善了物业服务体系。因此，与传统建筑学课程开展相比，C-House 教育能够帮助学生拓宽设计思路，使其跟上时代发展潮流。
特别指出：在方案设计的最后，接受C-House教育的学生借助BIM软件模拟建筑设计方案，从中发掘了几处不合理之处，经过调整提高了方案可行性；
而传统教学的学生无法验证自己的设计方案，需要教师点评发现问题，导致学生的建筑设计思路受到了限制。
3.1 加强C-House建造理念的灌输
为了保证C-House理念能够为学生理解，巧妙运用项目中的设计思路，并形成自己的设计思想，教师需要做好铺垫工作，使得该理念得以深入灌输至学生大脑中。内容包含：第一，全面收集C-House 项目资料；
第二，从资料中筛选出几张引人注目的图片，以此吸引学生的注意力，让学生因这几张照片感叹此项目设计方案，此环节是课程部署的关键，可以选取建筑俯视图、部分建筑结构图、室内布局图、景观布设图等；
第三，为学生讲解图片中建筑设计理念，由浅至深介绍技术应用手法。
以上要求教师以学生为课堂中心，给出教学材料后，引导学生思考问题，自行挖掘项目建造理念，以此加深对项目设计思路的理解，结合自己的想法转变为属于自己的设计思路。
3.2 培养学生建筑学拓展思维
帮助学生拓展建筑设计思维是拓展教育工作开展的关键。所谓扩展是在当前基础上扩大思考范围，要求思路有据可依。对于建筑设计思维的培养，教师可以选取一些成功的建筑项目作为讲解材料，在介绍项目的同时，引导学生思考功能相同的设备是否也可以应用建筑设计中，经过讨论和模型验证后得出一些结论，从而帮助学生把握建筑设计思路拓展方向。
3.3 挖掘拓展教育不足
通过“点评+反思”，改进拓展教育。教师为学生布设一些新的建设需求，让学生自行思考设计方案，要求学生列出建筑功能，并绘制建筑框架结构。教师针对学生创新思维进行点评，在鼓励学生的同时，利用软件构建模型，帮助学生分析设计思路可靠性。课程结束后，教师对拓展教育方案进行反思，根据学生的反馈，调整拓展教育方案，以此提高教育质量。
C-House 建造是一个绿色低碳产能的建设项目，利用该建设方法打造出的建设项目方案能够满足居民对房屋的居住需求，将成为未来建筑领域发展方向。另外，大学生作为社会发展的主力军，需要掌握这种建设理念。与传统教育方法相比，C-House 项目可以打开和拓宽学生设计思路，在教师的鼓励和点评下，为社会培养更多此专业人才。
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