宋晔皓/SONG Yehao 资料整理_唐晓虎 符传庆/Data sorted by TANG Xiaohu, Fu Chuanqing
清华大学建筑学院自1946年梁思成先生创建以来,一直致力于培养中国城市与建筑的优秀人才,为中国和谐人居环境建设贡献自己的力量,并为达成培养“专业帅才”的目标而不懈努力着。在清华大学百年历史中间,建筑学院作为重点一级学科的学院,秉承母校“厚德载物,自强不息”之校训,在涉及国计民生的问题研究上,略尽了自己绵薄之力。绿色建筑的研究便是其中的一个方面,虽成就微薄,如沧海中一粟,然拳拳赤子之心,尽在其中矣。
仅以此文恭贺母校清华大学百年校庆。通过此文将清华大学建筑学院展开的绿色建筑研究特点,做一简略的概述,以飨读者,并与国内外专注于生态城市和绿色建筑研究的同仁共勉。由于篇幅所限,同时更囿于笔者的认知水平,挂一漏万甚至谬误之处在所难免,敬请读者海涵指正。
如果用今天绿色建筑研究的范畴来看,清华大学建筑学院与绿色建筑相关的研究历史,几乎可以上溯到1960年代,当时系里从事技术研究的老师开始着手研究工业化预制墙板、楼板,进行了工业标准化探索。随后与国际同步,清华大学建筑系老师开始了太阳能住宅研究以多层住宅和被动式太阳房为案例,进行了经济优化、室内热环境及能耗分析、温度分区能耗计算与节能的研究、窗—水墙式被动太阳房及其计算机模拟。而当时的研究成果同样与国际接轨,在京郊建设了太阳能示范房,并应邀赴德国交流。
相当长一段时间以来,绿色建筑相关的研究集聚在清华大学建筑系建筑技术二级学科,并主要在建筑物理环境方面,做了很多研究工作。
进入1990年代以来,清华大学建筑学院与国际绿色建筑研究仍然具有同步的特点,完成了国内建筑设计及其理论二级学科第一篇绿色建筑领域研究的博士论文——“结合自然 整体设计:注重生态的建筑设计研究”。
绿色建筑评估研究与实践
1999年经清华大学校务会讨论通过,原热能系暖通空调教研组转入清华大学建筑学院,2000年校庆正式进入学院。此次合并,正好契合了国际和国内开始关注建筑节能的大潮流,可谓领风气之先。建筑环境领域的教授们也籍此与建筑、城市环境的关系更加紧密,在建筑节能领域结出硕果,亦推进了建筑学学科在绿色建筑研究领域的进展。例如,自1999年始,共同完成了一系列关于绿色建筑评估标准和体系的研究,提出了独到的评估原则和方法,其中“绿色奥运建筑评估体系”获得2005年北京市科学技术奖一等奖。很多建筑学教授获得的建筑设计创作奖励以及国家纵向课题研究,均同样得益于交叉学科的最新成果应用。
而2005年3月竣工的清华大学超低能耗示范楼,作为一个展示节能技术的国内首个技术示范平台,同样是建筑学和建筑环境教授们共同努力的结晶。
部分评估案例
在实验设备基础方面,近年来清华大学建筑学院全力打造国际先进的实验研究硬件支撑体系,形成了较为完备的声、光、热物理环境测试及其计算机模拟系统以及建筑材料与工艺研究实验室。
建筑光环境实验室包含照明效果模拟主演示区,含升降灯台、垂直钢结构灯架、帘幕系统;自然光环境模拟及展示教学区含国内唯一的镜面人工天空、人造太阳。
建筑热环境的研究主要依托建筑环境测试平台和材料构件热工性能测试平台。它集成了建筑测绘的传统手段和热物理环境测量的现代手段,此外就传统建筑进行的实地考察研究对建筑师在地方气候下的可持续性建筑设计有极大的借鉴意义。
建筑声环境研究主要依托自行设计建造的建筑声学实验室,并引进丹麦、挪威、日本、美国等先进的建筑声学检测仪器,在声学研究测试项目中发挥了极大的作用。
建筑材料与工艺实验室在对建筑材料和加工工艺等科研中扮演重要的角色。该实验室包含金属类、木质类、泥土类、非金属类模型制作间,并配备了大型专业加工设备,如三维数字化设计与建造设备、德国费斯托(Festool)专业木工工具系统、精雕机与其他切割设备。
在模拟软件方面,多家国际著名软件设计公司,均提供自己的软件产品,供教学科研使用。例如,数字建模软件有Rhino,工程制图软件有ArchiCAD、AutoCAD,建筑环境模拟软件有 Phoenics、Fluent、Ecotect等。
清华大学超低能耗示范楼——建筑节能研究中心
这些为将来进一步开展学科交叉型的绿色建筑研究发挥了重要的助推作用。
学术氛围在清华大学建筑学院绿色建筑研究领域,主要是指教师和研究生(含博士生)之间的教学相长,以及国际交流的氛围。
博士生和研究生作为学术共同体中的主要组成部分,始终是推进绿色建筑研究进步的重要力量。尤其以博士生的研究以及以博士论文为体现的最终研究成果,代表了很多基础和应用研究的闪光点。博士生完成博士论文往往需要花费3~5年时间,在这段时间里,通过与导师团队的交流,结合自身承担的科学任务,有的放矢,提出了很多有创见性的成果。如果放在整个建筑学学科领域,我们可以看到,研究绿色建筑相关问题的博士生,其二级学科远超出了建筑设计及其理论此二级学科的范畴,既有建筑技术方向的博士生,也有城市规划及其理论方向的博士生,还有研究景观生态绿地系统的博士生。从这一现象我们可以知道,绿色建筑关心问题的研究,实际上是横跨多个二级学科,甚至超出建筑学一级学科范畴的问题研究,是真正涉及到创造理想和谐人居环境的研究。而正是由于交叉的特点,很多博士论文品质上乘,获得清华大学优秀博士论文称号。
附录中列举了自1984年开始,清华大学建筑学院毕业的与绿色建筑研究相关的建筑学学科的博士生完成的博士论文的相关信息,方便感兴趣的读者检索阅读。
国际交流是清华大学建筑学院一贯坚持的学术关注点,在绿色建筑研究领域不仅聘请了德国托马斯·赫尔佐格(Thomas HERZOG)教授为客座教授,与多所国际著名建筑院校有合作关系,同时延请了诸多国际绿色建筑研究的翘楚来讲学和交流。此外还有国际联合的专门研究绿色和生态的研究生设计课程。
这一切都为学术创新提供了丰沃的土壤。
超低能耗楼室内被动式环境控制
未来清华大学建筑学院的绿色建筑研究仍将保持开放的研究和创新态势,百花齐放,百家争鸣。
如果简单罗列一些可能的成体系化的研究方向,将绿色、生态、低碳理念贯穿建筑设计全过程,开展建筑绿色化和绿色建筑集成化的设计理论、方法、技术体系的研究与应用,会是其中一个比较可能产生成果的方向。具体内容包括:开展绿色建筑全生命周期综合评价指标体系研究;开展适合中国国情的可持续建筑热环境、光环境和声环境性能体系研究;开展基于绿色建筑模拟辅助设计技术体系的集成化研究与应用,开发系列模拟技术软件;开展面向气候和地域特色的绿色建筑设计理论和实施方法研究。
绿色建筑研究正如同10多年前建筑节能研究一样,恰逢风云际会的时代,清华大学建筑学院关心和研究绿色建筑的老师和学生,将期盼着能够与绿色建筑研究的同侪齐心协力,坚持一贯服务国家、服务人民的宗旨,为绿色建筑的发展和研究做些扎实的工作。
附录:1984-2010年清华大学建筑学院建筑学学科方向绿色建筑相关博士论文摘要列表