《 绿色建筑设计及数字化分析》 教案大纲

绿色建筑设计及数字化分析课程教学大纲一、课程基本信息1.课程名称：绿色建筑设计及数字化分析GreenBuildingDesignandDigitalAnalysis3.课程类别：专业选修课4.学分、学时：2学分，32学时5.先修课程：建筑物理、建筑设计（一、二、三、四）、建筑材料与构造（一、二）、城乡规划原理、城市设计原理、建筑设备6.适用学科专业：建筑学7.教学手段与方法：多媒体教学、集体讨论、课堂汇报、课外调研等多种方法。8.课程大纲撰写人：王丽、吴杰、杨修二、课程简介本课程是建筑学专业的一门专业选修课，紧密围绕当下备受瞩目的绿色建筑可持续发展议题，结合建筑行业专业背景，系统且全面地介绍可持续建筑相关知识。内容涵盖我国可持续建筑的发展历程、概念内涵、实现目标、评价方法以及实际案例分析等。从各研究方法与体系入手，培养学生的理解能力和分析能力，为建筑设计与可持续设计架起合理的桥梁，为进行可持续建筑设计奠定必要的专业基础；拓展学生知识面助力其及时掌握生态建筑领域的前沿动态。在课程教学的过程中，以立德树人为根本任务，注重培养学生的专业基础能力和职业素养，培育学生的核心价值观，激发学生科教兴国的爱国主义情怀，培养绿水青山就是金山银山的可持续设计观。三、课程目标通过本课程的课堂教学、课外调研的学习，使学生掌握可持续建筑设计的基本理论及基本知识，为后继进行绿色建筑设计及从事技术工作、科学研究等提供坚实的基础。课程目标及能力要求具体如下：课程目标及能力要求具体如下：（一）知识目标课程目标1．描述可持续建筑发展的历史脉络及关键阶段特征，解析被动式设计原理与地域气候的适配关系；理解可持续建筑设计的基本理论和设计方法；掌握绿色建筑节能设计、建筑采光设计、建筑通风设计等相关知识、规范。（二）能力目标课程目标2．掌握应用建筑空间生成与环境能耗数值模拟分析交互驱动的性能化设计方法。能够在总平面布置、体形设计、空间形态组织、围护结构设计以及构件与构造设计等各个设计环节中，灵活应用并深入探索该交互驱动设计方法，以实现建筑空间设计与环境能耗性能的协同优化。（三）思政与素质目标课程目标3树立人与环境和谐相处的设计意识，能够领会从空间、形体、材料及构造等与环境的关系出发，考量整体环境中综合资源可持续性的必要性，构建起一种基本认知：绿色建筑设计是在有限的空间与资源条件下，致力于营造一个均衡、整体、可持续且富有美感的环境。四、课程目标与毕业要求对应矩阵表1课程目标与毕业要求对应关系课程目标毕业要求1毕业要求2毕业要求3毕业要求4毕业要求5毕业要求6毕业要求7毕业要求8毕业要求9毕业要求10毕业要求11目标1MMM目标2MMLML目标3L注：用H（高）、M（中）、L（低）表示作用程度。五、课程目标及其对毕业要求指标点的支撑表2课程目标与毕业要求指标点的对应关系序号课程目标支撑的毕业要求二级指标毕业要求一级指标1课程目标1．描述可持续建筑发展的历史脉络及关键阶段特征，解析被动式设计原理与地域气候的适配关系；理解可持续建筑设计的基本理论和设计方法；了解如何通过模拟分析不同设计策略对建筑能耗的影响；掌握绿色建筑节能设计、建筑采光设计、建筑通风设计等相关知识、规范。1.3掌握建筑学的专业理论知识，并能正确运用专业知识解决复杂建筑设计问题。4.2掌握与建筑学科学研究的实验基本原理和操作方法，并能够对实验结果进行分析，解释实验现象。6.1熟悉建筑设计及相关领域有关的健康、安全、环境、法律以及经济和社会可持续发展等方面的知识；1.工程知识4.研究6.工程与可持续发展2课程目标2．（1）掌握应用建筑空间生成与环境能耗数值模拟分析交互驱动的性能化设计方法。能够在总平面布置、体形设计、空间形态组织、围护结构设计以及构件与构造设计等各个设计环节中，灵活应用并深入探索该交互驱动设计方法，以实现建筑空间设计与环境能耗性能的协同优化。能够运用能耗模拟软件，通过环境能耗模拟实验，收集分析数据，验证空间设计策略的合理性，形成基于实验证据的设计优化结论。2.3能运用文献、规范、标准等并综合考虑可持续发展的要求，对建筑学专业的复杂工程问题进行分析，进而获得有效的结论。3.2根据建筑设计特殊需求，能够综合考虑社会、健康、安全、法律、伦理、文化、全生命周期成本与净零碳要求等因素，开发和设计出确实可行的解决方案。4.3能够针对实际工程问题借助实验、数据处理、信息综合等进行理论研究，得到合理有效的结论。5.2针对建筑领域复杂工程问题（包括其预测与模拟），能够选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具。6.2能够运用环境保护与可持续发展相关的规范条文评价建筑学专业的复杂工程问题的工程实践对环境、社会可持续发展的影响；2.问题分析3.设计/开发解决方案4.研究5.使用现代工具6.工程与可持续发展3课程目标3树立人与环境和谐相处的设计意识，能够领会从空间、形体、材料及构造等与环境的关系出发，考量整体环境中综合资源可持续性的必要性，构建起一种基本认知：绿色建筑设计是在有限的空间与资源条件下，致力于营造一个均衡、整体、可持续且富有美感的环境。6.2能够运用环境保护与可持续发展相关的规范条文评价建筑学专业的复杂工程问题的工程实践对环境、社会可持续发展的影响；6.工程与可持续发展六、课程教学内容与教学设计表3课程教学内容与教学设计表序号教学内容（含重点、难点、课程思政、科教融合内容）学习预期成果课内学时教学方式支撑课程目标1绿色建筑概述讲解绿色建筑的核心概念、发展脉络及其与可持续发展的内在联系；介绍建筑碳排放的核算框架与分析碳排放的关键因素；绿色建筑技术在降碳减排中的实际应用案例。重点、难点：（2）课程思政内容：随着“双碳”目标升级为国家战略，绿色低碳节能已成为建筑业的新风向，建筑业的减碳已成为我国实现“碳达峰、碳中和”目标的关键一环。掌握绿色建筑的概念、了解碳排放计算的基本框架。2课堂讲授和案例教学1、32绿色建筑设计策略（一）系统解释绿色建筑设计的定义与特定，及设计原则。重点、难点：绿色建筑的设计原则课程思政内容：深入剖析绿色建筑对资源循环利用、生态环境保护的作用。结合全球气候变化、资源短缺等现实危机，引导学生树立全球责任意识，认识到自己作为未来建筑行业从业者，在应对全球性环境问题上肩负的责任，激发学生以绿色建筑设计助力实现人与自然和谐共生的决心，将可持续发展观融入专业学习与未来职业规划中。熟悉绿色建筑设计的定义与核心特点，掌握可持续性、资源效率、环境健康等设计原则的内涵；理解策划、方案设计、施工图设计、施工及运维各阶段的关键任务，掌握被动式与主动式设计策略的协同逻辑。2课堂讲授和案例教学1、33绿色建筑设计策略（二）从能源效率设计、水系统设计、室内环境质量设计、碳排放测量、生命周期评估等方面，系统阐述绿色建筑设计的基本理念、原则与全流程方法，聚焦可持续性目标下的技术集成与优化策略。重点、难点：绿色建筑的碳排放评估框架课程思政内容：引导学生理解绿色建筑是“天人合一”思想的现代实践，摒弃“人定胜天”的掠夺式开发观念，建立“建筑作为生态系统一部分”的整体思维科教融合内容：引入绿色建筑设计最新的技术解读，了解当前的前沿成果。熟悉能源效率优化及水系统设计的技术路径；掌握室内环境质量的综合设计方法；了解绿色建筑全生命周期碳排放评估工具（LCA）的应用框架，并能结合材料选择、能源结构、技术集成分析绿色建筑性能的优化方向。2课堂讲授和案例教学1、34夏热冬暖地区适宜绿色建筑设计策略讲解结合夏热冬暖气候条件与地区建筑案例，着重讲解生态适应性建筑设计策略、节能技术与材料选择。重点、难点：遮阳、通风等设计策略。课程思政内容：睿智的民间大匠们在与自然共生的过程中认识自然、利用自然，发展出适应不同自然条件的地域性适宜建筑技术来改善居住条件，如冷巷、竹筒屋、捕风塔、荫房等通风降温方式，天井、骑楼铺屋等遮阳降温方式，窑洞、水巷水街等利用材料特性获得舒适温度的方式，这些为应对地域自然条件而产生的建筑技术对当地传统建筑空间的组合与优化都起到非常重要的作用。科教融合内容：结合科研项目，引导学生充分意识到南宁地区高温高湿高静风率气候特殊性，在设计时需充分结合这一特殊性选择绿色建筑设计策略。掌握夏热冬暖气候条件以及适应的设计策略。2课堂讲授和案例教学1、35翻转课堂分组讨论自己南宁的可采用的建筑适应性设计策略。能够通过自主查找资料，掌握生态适应性设计策略2翻转课堂26绿色续建筑评价体系绿色建筑、健康建筑、低碳建筑评价体系、评价标准及其实施细则。重点、难点：绿色建筑评价标准。课程思政内容：《绿色建筑评价标准》是为贯彻落实绿色发展理念，推进绿色建筑高质量发展，节约资源，保护环境，满足人民日益增长的美好生活需要保驾护航。了解绿色建筑、健康建筑、低碳建筑评价方法与关键细则。2课堂讲授和案例教学1、37绿色建筑模拟分析建筑日照、风环境、声环境模拟建筑节能、光环境、碳排放模拟（完成至少四项模拟任务）重点、难点：建筑模拟与评价体系的对应关系，根据分析结果调整建筑设计方案，并满足绿色建筑评价标准的要求课程思政内容：引导学生深刻认识绿色建筑对生态环境保护、资源节约的重要意义。通过具体模拟实践，让学生明白自身专业学习与国家生态文明建设、可持续发展战略紧密相连，激发学生以专业知识服务国家、改善人居环境的家国情怀，培养学生成为绿色建筑理念的践行者与传播者。能够用相关软件出日照区域分析图、风环境模拟彩图、声环境模拟彩图、光环境模拟彩图、建筑节能模拟结果、碳排放模拟结论。4课堂讲授和软件操作教学28翻转课堂分组讨论自己家乡所在城市的可采用的建筑适应性设计策略。能够通过自主查找资料，掌握生态适应性设计策略2翻转课堂29绿色建筑设计方法通过综合运用被动节能策略、高性能围护结构与可再生能源集成，实现建筑全生命周期内能耗最优化与环境友好型协同发展。重点：被动式节能：朝向优化、自然通风与日照控制围护结构性能：保温、隔热、绿化屋顶设计可再生能源：光伏发电与太阳能热水系统集成难点：多参数耦合优化：在热环境、日照、通风等多指标间权衡取舍经济性与性能平衡：高性能材料与系统的成本效益分析课程思政内容弘扬“绿水青山就是金山银山”理念，培养对生态文明建设的历史使命感；结合“双碳”目标，引导学生树立低碳生活与责任担当意识；强调区域特色——立足广西气候与资源优势，服务乡村振兴与区域可持续发展。掌握被动式节能策略与可再生能源系统的基本原理及其在绿色建筑中的协同应用。了解不同高性能围护结构材料的热工性能及其对建筑能耗影响的机理。熟悉能耗模拟与日照、通风等多指标耦合分析方法，能够在模拟平台上完成基本验证。理解绿色建筑设计中的经济性与生态效益平衡，树立低碳责任与区域可持续发展意识。8课堂讲授和案例教学1、310人工智能在绿色建筑中的应用人工智能在绿色建筑全生命周期中的创新应用，涵盖智能设计优化、低碳运维管理及与智慧城市的多维协同，前瞻集成化、生态友好与跨领域技术融合的未来发展路径，为建筑行业绿色智能化转型提供系统性理论与实践支撑重点、难点：（1）课程思政内容设计时尊重当地气候，培养学生人与环境和谐相处的设计意识理解AI算法在绿色建筑设计、运维中的原理与应用场景；学习数字孪生技术实现建筑全生命周期管理，区块链技术保障材料溯源与能源交易透明性；通过研究案例，分析技术落地的经济效益与环境效益。2课堂讲授和案例教学1、311主题课堂：绿色建筑中的声学设计课程思政内容：引导学生深刻认识绿色建筑对生态环境保护、资源节约的重要意义。通过具体模拟实践，让学生明白自身专业学习与国家生态文明建设、可持续发展战略紧密相连，激发学生以专业知识服务国家、改善人居环境的家国情怀，培养学生成为绿色建筑理念的践行者与传播者。了解绿色建筑设计中声学设计策略。2案例教学1、312翻转课堂：分组讨论：“AI驱动绿色建筑革新：全生命周期创新实践与传统生态智慧的传承共振。能够通过自主查找资料，了解人工智能设计前沿，与低技绿色建筑设计策略。2翻转课堂2七、课程考核和标准（一）考核方式本课程总评成绩由平时成绩和期末考试成绩组成，课程总评成绩=平时练习*30%+期末考试成绩*70%，其中平时成绩=翻转课堂*0.4+平时作业*0.5+课堂考勤与平时表现*0.1(其中平时成绩的构成及对应权重可由任课教师根据实际需要酌情设定)，具体构成如下：表4课程考核内容与课程目标对应关系序号课程目标考核内容评价依据及成绩权重平时成绩（百分制）考试成绩（百分制）在总评成绩的权重：（根据实际情况填写）在总评成绩的权重：平时考核项目在课程目标中的权重（考核项目仅供参考，可根据情况修改，所有权重合计应等于1）期末考核课程目标权重（所有权重合计应等于1）翻转课堂建筑性能模拟课堂考勤与平时表现课程目标平时成绩权重合计课程目标在平时成绩中的分值各程目标分值课程目标考试成绩权重合计1课程目标1．描述可持续建筑发展的历史脉络及关键阶段特征，解析被动式设计原理与地域气候的适配关系；理解可持续建筑设计的基本理论和设计方法；掌握绿色建筑节能设计、建筑采光设计、建筑通风设计等相关知识、规范。（1）了解可持续建筑的发展历史及发展趋势；（2）理解可持续建筑设计的基本理论和设计方法；（3）掌握绿色建筑节能设计、建筑采光设计、建筑通风设计等相关知识、规范。0.10.40.550600.62课程目标2．掌握应用建筑空间生成与环境能耗数值模拟分析交互驱动的性能化设计方法。能够在总平面布置、体形设计、空间形态组织、围护结构设计以及构件与构造设计等各个设计环节中，灵活应用并深入探索该交互驱动设计方法，以实现建筑空间设计与环境能耗性能的协同优化。（1）能够通过自主学习，掌握生态适应性设计策略与案例解读。（2）掌握被动式节能策略与可再生能源系统的基本原理及其在绿色建筑中的协同应用.（3）能够用相关软件出日照区域分析图、风环境模拟彩图、声环境模拟彩图、光环境模拟彩图、建筑节能模拟结果、碳排放模拟结论。0.20.220200.23课程目标3树立人与环境和谐相处的设计意识，能够领会从空间、形体、材料及构造等与环境的关系出发，考量整体环境中综合资源可持续性的必要性，构建起一种基本认知：绿色建筑设计是在有限的空间与资源条件下，致力于营造一个均衡、整体、可持续且富有美感的环境。培养学生具有人与环境和谐相处的设计意识。0.10.10.10.330200.2合计0.40.50.111001001（二）考核评分标准1平时成绩评价标准表5-1建筑性能作业评分标准教学目标要求评分标准91-10080-9060-790-59课程目标1．了解可持续建筑的发展历史及发展趋势；理解可持续建筑设计的基本理论和设计方法；掌握绿色建筑节能设计、建筑采光设计、建筑通风设计等相关知识、规范。按时交作业，作业完成质量好，作业工整、正确。按时交作业，作业完成质量较好，大部分正确，还存在少量错误。按时交作业，作业不工整，质量较差，错误较多或但缺交部分习题。不能按时完成作业或缺作业较多，完成作业情况差。课程目标2掌握应用建筑空间生成与环境能耗数值模拟分析交互驱动的性能化设计方法。能够在总平面布置、体形设计、空间形态组织、围护结构设计以及构件与构造设计等各个设计环节中，灵活应用并深入探索该交互驱动设计方法，以实现建筑空间设计与环境能耗性能的协同优化。作业内容丰富，按任务要求完成建筑日照、风环境、声环境、光环境等模拟分析结果，充分体现可持续发展设计理念。作业内容较丰富，按要求完成建筑日照、风环境、声环境、光环境等模拟分析结果，能体现可持续发展设计理念。作业内容基本满足任务要求，完成建筑日照、风环境、声环境等模拟分析结果，基本能体现可持续发展设计理念。作业内容未满足任务要求，没有完成建筑日照、风环境、声环境等模拟分析内容，不能体现可持续发展设计理念。表5-2翻转课堂评分标准教学目标要求评分标准91-10080-9060-790-59课程目标1．了解可持续建筑的发展历史及发展趋势；理解可持续建筑设计的基本理论和设计方法；掌握绿色建筑节能设计、建筑采光设计、建筑通风设计等相关知识、规范。相关案例的搜集与积累丰富。相关案例的搜集与积累较丰富。相关案例的搜集与积累少。缺乏相关案例的搜集与积累。课程目标2．能够通过自主学习，掌握生态适应性设计策略与案例解读。PPT表达清晰，规范、整洁美观，有特色。汇报观点明确，条理清晰，无科学性错误，结论准确。PPT表达基本清晰，较为规范、整洁、美观。汇报观点较明确，条理较清晰，科学性错误少，结论基本准确。PPT表达欠清晰，规范性不足、图面欠整洁美观。汇报观点不明确，条理欠清晰，有科学性错误，结论欠准确。PPT表达不清晰，不规范，图面不整洁美观。汇报观点不明确，条理不清晰，错误较多，结论不准确。课程目标3培养学生具有人与环境和谐相处的设计意识，理解从空间、形体、材料及构造等与环境的关系中考虑整体环境中的综合资源可持续性的必要性，形成一个基本的认识：绿色建筑设计是在有限的空间和资源总体中，创造一个均衡的、具有整体性的、可持续的、美的环境。汇报内容充分体现可持续发展设计理念。汇报内容能体现可持续发展设计理念。汇报内容基本能体现可持续发展设计理念。汇报内容不能体现可持续发展设计理念。2.期末考核评价标准表6文献综述评价标准表教学目标要求评分标准91-10080-9060-790-59课程目标1．了解可持续建筑的发展历史及发展趋势；理解可持续建筑设计的基本理论和设计方法；掌握绿色建筑节能设计、建筑采光设计、建筑通风设计等相关知识、规范。国内外现状分析简述充分，存在问题分析深入，今后发展方向明确。国内外现状分析简述较充分，存在问题分析较深入，今后发展方向较明确。国内外现状分析简述一般，存在问题分析一般，今后发展方向不明确。国内外现状分析简述有明显错误，不分析存在的问题。课程目标2．能够通过自主学习，掌握生态适应性设计策略与案例解读。综述文献篇数不小于40篇，英文篇数不少于20篇，近5年文献不少于20篇，正文字数不少于4000字。综述文献篇数不小于30篇，英文篇数不少于15篇，近5年文献不少于15篇，正文字数不少于3000字。综述文献篇数不小于20篇，英文篇数不少于10篇，近5年文献不少于10篇，正文字数不少于2000字综述文献篇数小于20篇，英文篇数少于10篇，近5年文献少于10篇，正文字数少于2000字。课程目标3培养学生具有人与环境和谐相处的设计意识，理解从空间、形体、材料及构造等与环境的关系中考虑整体环境中的综合资源可持续性的必要性，形成一个基本的认识：绿色建筑设计是在有限的空间和资源总体中，创造一个均衡的、具有整体性的、可持续的、美的环境。综述内容充分体现可持续发展设计理念。综述内容能体现可持续发展设计理念。综述内容基本能体现可持续发展设计理念。综述内容不能体现可持续发展设计理念。八、课程目标达成度评价方式课程目标达成度评价包括课程分目标达成度评价和课程总目标达成度评价，具体计算方法如下：课程分目标达成=课程总目标达成度=具体计算由学校无纸化阅卷系统中的目标达成情况分析模块自动统计或使用教务处网站的《广西大学课程目标达成情况分析表》统计。九、其他教学要求（一）课程讲授（1）理论与实践结合的教学