2025-2026学年旧楼改造大学教学楼设计

上课时间上课时间2025-2026学年旧楼改造大学教学楼设计2025年12月任课老师任课老师魏老师教学内容教学内容一、教学内容本课程对应《建筑设计原理》第十二章“既有建筑改造设计”，内容包括：旧教学楼结构安全检测与评估方法、空间功能重构（教学区、实验区、公共区优化布局）、节能改造技术（围护结构保温、自然采光通风设计）、无障碍与智能化升级（符合现代教学需求）、改造中的文物保护与文化传承（若涉及历史元素），结合实例分析改造难点与解决方案。核心素养目标核心素养目标二、核心素养目标通过旧教学楼改造设计，培养学生对既有建筑空间结构的认知能力与功能重构思维，提升围护结构保温、自然采光等节能技术及智能化应用的设计素养，强化历史元素保护与文化传承的责任意识，形成以现代教学需求为导向、兼顾安全性与可持续性的创新设计能力，发展解决实际工程问题的综合学科素养。教学难点与重点教学难点与重点1.教学重点：

-既有建筑结构安全检测与评估方法，如混凝土碳化深度测量、钢筋锈蚀检测技术；

-空间功能重构逻辑，例如教学区与实验区的动静分区设计、公共空间流线优化；

-节能改造关键技术，包括围护结构保温层构造设计、自然采光通风系统整合。

2.教学难点：

-结构安全评估中的荷载计算与抗震加固方案制定，例如旧框架梁柱承载力校核；

-功能改造中的规范冲突处理，如消防疏散距离与教学空间布局的平衡；

-节能改造中的技术可行性验证，例如中庭采光系数模拟与能耗模拟软件应用。教学方法与手段教学方法与手段1.教学方法：讲授法（结构安全检测与节能改造基础理论）、讨论法（分组研讨教学区功能重构方案）、案例分析法（结合典型旧楼改造实例解析技术难点）。

2.教学手段：多媒体设备（展示改造前后图纸及实景对比）、BIM软件（模拟空间布局与节能效果）、虚拟仿真平台（体验结构检测与施工流程）。教学过程设计教学过程设计**导入环节（5分钟）**

1.**情境创设**：展示某高校旧教学楼实景照片（墙面开裂、采光不足、空间拥挤），配以文字说明：“该校计划改造此楼以适应现代化教学需求，预算有限且需保留历史元素”。

2.**问题驱动**：提问：“作为设计师，你如何平衡安全、功能、节能与文化传承？改造中最大的挑战是什么？”学生自由发言，教师记录关键词（如结构加固、流线优化、成本控制）。

**讲授新课（15分钟）**

1.**结构安全检测与评估（5分钟）**

-讲解混凝土碳化深度检测原理，展示钢筋锈蚀检测仪操作示意图。

-重点：荷载计算公式（例：旧框架梁承载力校核需考虑新增设备荷载）。

-互动：随机抽取学生计算某教室新增空调后的梁荷载变化。

2.**空间功能重构（6分钟）**

-分析教学区与实验区动静分区案例（如将实验室置于楼层端部，减少噪音干扰）。

-难点突破：演示消防疏散距离与教学空间布局冲突的BIM模拟（如走廊宽度不足导致疏散超时）。

-互动：分组讨论如何通过调整门洞位置解决疏散问题。

3.**节能改造技术（4分钟）**

-讲解中庭采光系数计算方法（例：天窗面积与层高比例关系）。

-手段：播放节能改造前后能耗对比动画（如加装Low-E玻璃后年节电30%）。

**巩固练习（15分钟）**

1.**小组任务**：以4人小组为单位，完成“旧楼改造方案设计”，要求：

-解决1个结构安全难点（如抗震加固）

-优化1个功能布局（如公共空间流线）

-提出1项节能技术（如自然通风系统）

2.**教师指导**：巡回各组，针对BIM建模参数错误（如保温层厚度不足）、规范冲突（如疏散距离超标）进行即时纠偏。

**课堂提问（8分钟）**

1.**师生互动**：

-基础层提问：“结构检测中回弹法与超声法的适用场景差异？”（对应教学重点）

-拓展层提问：“若改造中发现不可移动的文物墙，如何平衡保护与功能需求？”（对应核心素养）

2.**学生互评**：各组展示方案，其他组用“可行性-创新性-规范性”三维度评分。

**课堂小结（2分钟）**

1.教师总结：提炼“安全是底线、功能是核心、节能是趋势、文化是灵魂”的设计逻辑。

2.布置拓展任务：收集本地1处旧建筑改造案例，分析其技术亮点与不足。

**双边互动设计亮点**

-**技术难点可视化**：通过BIM动态演示荷载计算与疏散模拟，抽象概念具象化。

-**真实问题驱动**：以高校实际改造需求为情境，学生角色代入为“虚拟改造师”。

-**即时反馈机制**：小组任务中教师现场纠偏，错误数据实时修正（如将保温层从5cm调整至8cm）。

-**跨学科融合**：在节能环节融入物理光学知识（采光系数计算），在结构环节融入数学建模。

**核心素养渗透**

-**科学精神**：通过荷载计算与能耗模拟培养严谨实证态度。

-**实践创新**：小组方案设计要求提出至少1项原创性技术组合（如光伏玻璃与遮阳系统一体化）。

-**社会责任**：文物墙保护任务引导学生思考历史传承与现代功能的辩证关系。拓展与延伸拓展与延伸1.拓展阅读材料：

-《既有建筑改造技术规范》（GB50367-2013）：重点阅读第3章结构加固设计与第5章节能改造技术，理解混凝土碳化深度检测标准、围护结构保温层构造要求及节能改造验收规范。

-《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2015）：结合教材中节能改造内容，掌握自然采光系数计算方法（第4.2.3条）、热工分区设计原则及可再生能源应用技术。

-《建筑结构检测技术规程》（JGJ/T8-2016）：学习回弹法、超声法检测混凝土强度的操作流程（第4.2节）及钢筋锈蚀电位检测技术（第5.3节），明确结构安全评估的量化指标。

-《历史文化名城名镇名村保护条例》：分析第21条关于历史建筑改造的限制性规定，理解文物保护与现代功能需求的平衡逻辑，如上海交通大学徐汇校区老建筑改造案例中的“修旧如旧”技术。

-《建筑学报》2023年第5期《高校旧教学楼改造中的智能化升级路径》：探讨无障碍设计（第3.2节）与BIM技术（第4.1节）在改造中的应用，如智能照明系统与疏散诱导系统的整合方案。

2.课后自主探究：

-任务一：实地调研本地1处20年以上教学楼，运用教材中结构安全检测方法（如混凝土回弹仪实测），分析其墙体裂缝、梁柱变形等隐患，提出加固建议并对比《建筑结构可靠性设计统一标准》（GB50068-2018）的限值要求。

-任务二：针对教材中“空间功能重构”章节，绘制某旧教学楼现状平面图，依据《中小学校设计规范》（GB50099-2011）重新规划教学区与实验区布局，解决原设计中动静分区不明确、流线交叉等问题，提交改造方案及BIM模拟分析报告。

-任务三：研究节能改造中的“被动式设计”技术，结合《民用建筑热工设计规范》（GB50176-2016），计算某教室南向窗墙比优化值（原为0.45），设计可调节外遮阳系统，并利用EnergyPlus软件模拟改造前后全年能耗变化。

-任务四：调查1处改造中涉及文物保护的旧建筑，分析其立面材质、构造细节的保护措施（如砖墙勾缝修复、木构件防腐处理），撰写《历史元素保护与现代功能融合技术报告》，对比《文物建筑工程质量检验评定标准》（MT/T5011-2016）的适用性。教学反思与总结教学反思与总结这节课下来，学生参与度比预想中高，特别是小组讨论环节，大家围绕“旧楼改造中的结构安全与功能平衡”争论得很激烈，说明情境创设确实激发了他们的代入感。不过也发现，部分学生在BIM建模参数设置上容易出错，比如保温层厚度直接套用新建标准，没考虑旧建筑原有结构的局限性，下次得增加对比案例演示。

教学效果方面，基础知识点如结构检测方法、节能技术原理掌握得不错，但遇到综合应用时，比如“文物墙保护与功能升级如何兼顾”，不少学生就卡住了。看来跨学科融合的深度还不够，课后得补充些实际案例视频，让他们直观看到技术方案如何落地。

课堂管理上，分组任务时有个别小组讨论偏离主题，下次要明确每个环节的产出要求，比如“必须提出1项原创性节能技术”，避免空谈。另外，时间分配有点前松后紧，巩固练习环节压缩了方案展示时间，下次得精简理论讲授，把更多时间留给学生实操反馈。

整体来看，学生对“安全是底线、功能是核心、节能是趋势、文化是灵魂”的设计逻辑有了初步认知，但实践能力还需强化。下次可以引入企业真实改造项目，让学生参与方案评审，这样既能检验学习成果，又能培养工程思维。内容逻辑关系内容逻辑关系①结构安全评估是改造前提，核心知识点包括混凝土碳化深度检测、钢筋锈蚀电位测试、荷载计算公式（如新增设备荷载校核），关键词“承载力复核”“抗震加固方案”，对应教材第十二章第一节“既有建筑结构检测与加固”。

②空间功能重构需解决分区矛盾，重点词句“动静分区”“流线优化”“消防疏散距离”，案例中教学区与实验区布局冲突的BIM模拟，关联教材第十二章第二节“空间功能重组设计原则”。

③节能与文化保护需技术适配，核心知识点“围护结构保温构造”“自然采光系数计算”“文物墙保护措施”，关键句“技术手段需符合《历史文化名城保护条例》”，体现教材第十二章第三节“可持续改造与文化传承”的辩证关系。课堂小结，当堂检测课堂小结，当堂检测课堂小结：本节课围绕旧教学楼改造设计，重点掌握结构安全检测方法（如回弹法测混凝土强度、钢筋锈蚀检测）、空间功能重构逻辑（动静分区、流线优化）、节能改造技术（围护结构保温、自然采光设计）及文物保护与功能升级的平衡策略。核心在于理解“安全是底线、功能是核心、节能是趋势、文化是灵魂”的设计逻辑，明确改造需兼顾技术可行性与教学需求。

当堂检测：

1.选择题：旧教学楼结构安全评估中，