绿色建筑设计课程中的能源与环境教育探讨
2025-04-17
作者：
来源：
大众日报
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□牟天 张瑛格
当前，全球能源转型迈入新阶段，在“双碳”目标驱动下，建筑领域正经历一场广泛而深刻的变革，建筑领域的人才需求也随之悄然发生变化。当光伏发电与建筑有机结合，建筑，不再是传统意义上的能源消耗者，而是成为具有绿色低碳属性的“建筑生命体”，我们称之为光伏建筑一体化（BIPV），它开启了一场绿色建筑与能源革命的深度融合，为我们带来新的绿色低碳理念，也将为培养未来建筑领域人才的教育教学带来新的挑战和机遇。
气候危机与能源革命下的教育使命：绿色低碳理念推动课程转型
第一次工业革命以来，大量化石能源的利用在推动人类社会进步的同时也造成了严重的环境问题，气候危机成为全人类面临的严峻挑战之一。调整能源结构、寻找新的能源形式成为全人类的共同课题。建筑行业是碳排放的主要源头行业，气候危机和能源结构的革命性变化为建筑转型提供了历史性机遇。在此背景下，高校正成为培养绿色低碳建筑人才的核心阵地，也为人才教育提出了新的使命和要求。
光伏建筑一体化（BIPV）成为实现建筑低碳化的有效途径，它通过将光伏组件与建筑围护结构的完美结合实现了从简单直接的“光伏+建筑”到深度融合的“光伏即建筑”的质变。这在一定程度上反映出，传统建筑教育以功能美学与工程技艺为核心，而BIPV的兴起表明建筑学科在向建筑角色与价值赋予的形式进行转变，这种质的转变要求建筑教育从源头重构知识体系。
促进跨学科知识整合。以BIPV为例，它涉及建筑学、能源工程、环境科学、材料科学等多领域的知识交叉，需要在教学中突破单一学科知识传授、打破不同学科间的知识壁垒。比如在建筑设计中引入光热耦合分析、建筑能耗分析等内容，在室内设计中引入室内光环境分析等，使学生在设计初期便对建筑性能、能源效益、环境营造等方面综合考虑。教学需强化建筑全生命周期思维，可以通过剖析实际案例项目，分析建筑全生命周期的节能效益与碳减排潜力，让学生感受技术创新带来的多重效益。强化价值观引导，绿色低碳的理念不仅强调技术问题，更注重价值责任培养，可以通过“碳足迹”“气候扰动”等课堂活动内容，让学生生动感受建筑对生态环境的直接影响，强化绿色低碳的价值观念。
政策导向与教学体系重构：动态培养与资源整合
政策是推动BIPV发展与教育转型的双重引擎。教育部发布的《绿色低碳发展国民教育体系建设实施方案》中明确提出加强绿色低碳相关专业学科建设、支持高等学校开展碳达峰碳中和科研攻关等内容，将绿色低碳理念融入国民教育体系之中。高校教学中应提升校内课程动态化与灵活性，高校教学内容需要及时与政策导向及行业变化同步。比如，《建筑节能与可再生能源利用通用规范》为2022年颁布的强制性工程建设规范，其中表明“新建建筑必须同步设计光伏系统”，此类条文规范应及时同步更新到理论与设计课程中，确保学生了解并掌握最新动态。高校应根据行业动态和技术发展灵活调整课程内容，例如增设“BIPV与氢能系统集成”等前沿内容保持教学内容的先进性，同时需要打破校园边界，不断推动与其他高校、科研机构及领先企业的深度合作交流，从传统的静态教学转向跟随时代的动态培养。
BIPV价值解码：绿色低碳思维的教学渗透
彩色光伏玻璃、光伏瓦片等创新形式让光伏组件逐渐褪去“工业标签”，让光伏组件逐渐融入建筑美学体系，真正体现出绿色生态属性。上海G60科创云廊将铝合金结构与太阳能光伏组件结合，不仅具有美观实用的外表，更体现了绿色环保的设计理念。这些创作落地的实际项目被纳入大学生课程教学案例库，成为学生理念培养与设计提升的典型案例，让学生真实感受建筑师笔下光伏组件与建筑美学的融合逻辑。
光伏建筑一体化是建筑、能源、环境、建材等多学科领域研究成果的集合体，其核心理念在于让建筑参与能源生产，以美观建筑的姿态成为“能源生产者”，这一理念需通过教学设计转化为学生的底层思维。光伏组件从“工业零件”到“建筑表皮”的转变，要求设计教育重视美学表达与技术性能的统一，应该引导并鼓励学生探索光伏玻璃等新材料的艺术魅力；BIPV参与城市能源网络构建，也可以通过能量图谱，让学生感受BIPV如何成为城市能量节点，让学生的绿色低碳思维超越技术层面，升华为对生态自然对美学潜力的不断探讨。
未来教育图景：面向零碳城市的价值培养
除了建筑自身能源系统的变革之外，更宏大的变革在于城市能源系统的重构，城市将形成去中心化的能源网络，每座建筑都将成为城市能源系统的参与者和贡献者，在BIPV的发展推动下，城市也将迈向零碳未来。
教师需跳出单一专业视角，关注建筑与城市、能源、社会的协同关系，更应该注重引导学生思考学习与研究的根本性问题，建立生态自觉、以人为本、绿色低碳的价值观念，助他们在今后的职业生涯及人生道路上走得更远。
在这场绿色革命中，BIPV成为“建筑生命体”，让城市“在阳光下呼吸”。这不仅是一场技术革命，更是一次教育范式的重构。它要求建筑教育从单一学科向学科交叉融合、从知识传授转向价值塑造、从静态教学向动态培养进行转变。对于当代大学生，参与这场变革既是使命，也是机遇，未来他们将用所学知识和实践行动推动未来绿色零碳的蓬勃发展。
（作者单位：山东建筑大学）
当前，全球能源转型迈入新阶段，在“双碳”目标驱动下，建筑领域正经历一场广泛而深刻的变革，建筑领域的人才需求也随之悄然发生变化。当光伏发电与建筑有机结合，建筑，不再是传统意义上的能源消耗者，而是成为具有绿色低碳属性的“建筑生命体”，我们称之为光伏建筑一体化（BIPV），它开启了一场绿色建筑与能源革命的深度融合，为我们带来新的绿色低碳理念，也将为培养未来建筑领域人才的教育教学带来新的挑战和机遇。
气候危机与能源革命下的教育使命：绿色低碳理念推动课程转型
第一次工业革命以来，大量化石能源的利用在推动人类社会进步的同时也造成了严重的环境问题，气候危机成为全人类面临的严峻挑战之一。调整能源结构、寻找新的能源形式成为全人类的共同课题。建筑行业是碳排放的主要源头行业，气候危机和能源结构的革命性变化为建筑转型提供了历史性机遇。在此背景下，高校正成为培养绿色低碳建筑人才的核心阵地，也为人才教育提出了新的使命和要求。
光伏建筑一体化（BIPV）成为实现建筑低碳化的有效途径，它通过将光伏组件与建筑围护结构的完美结合实现了从简单直接的“光伏+建筑”到深度融合的“光伏即建筑”的质变。这在一定程度上反映出，传统建筑教育以功能美学与工程技艺为核心，而BIPV的兴起表明建筑学科在向建筑角色与价值赋予的形式进行转变，这种质的转变要求建筑教育从源头重构知识体系。
促进跨学科知识整合。以BIPV为例，它涉及建筑学、能源工程、环境科学、材料科学等多领域的知识交叉，需要在教学中突破单一学科知识传授、打破不同学科间的知识壁垒。比如在建筑设计中引入光热耦合分析、建筑能耗分析等内容，在室内设计中引入室内光环境分析等，使学生在设计初期便对建筑性能、能源效益、环境营造等方面综合考虑。教学需强化建筑全生命周期思维，可以通过剖析实际案例项目，分析建筑全生命周期的节能效益与碳减排潜力，让学生感受技术创新带来的多重效益。强化价值观引导，绿色低碳的理念不仅强调技术问题，更注重价值责任培养，可以通过“碳足迹”“气候扰动”等课堂活动内容，让学生生动感受建筑对生态环境的直接影响，强化绿色低碳的价值观念。
政策导向与教学体系重构：动态培养与资源整合
政策是推动BIPV发展与教育转型的双重引擎。教育部发布的《绿色低碳发展国民教育体系建设实施方案》中明确提出加强绿色低碳相关专业学科建设、支持高等学校开展碳达峰碳中和科研攻关等内容，将绿色低碳理念融入国民教育体系之中。高校教学中应提升校内课程动态化与灵活性，高校教学内容需要及时与政策导向及行业变化同步。比如，《建筑节能与可再生能源利用通用规范》为2022年颁布的强制性工程建设规范，其中表明“新建建筑必须同步设计光伏系统”，此类条文规范应及时同步更新到理论与设计课程中，确保学生了解并掌握最新动态。高校应根据行业动态和技术发展灵活调整课程内容，例如增设“BIPV与氢能系统集成”等前沿内容保持教学内容的先进性，同时需要打破校园边界，不断推动与其他高校、科研机构及领先企业的深度合作交流，从传统的静态教学转向跟随时代的动态培养。
BIPV价值解码：绿色低碳思维的教学渗透
彩色光伏玻璃、光伏瓦片等创新形式让光伏组件逐渐褪去“工业标签”，让光伏组件逐渐融入建筑美学体系，真正体现出绿色生态属性。上海G60科创云廊将铝合金结构与太阳能光伏组件结合，不仅具有美观实用的外表，更体现了绿色环保的设计理念。这些创作落地的实际项目被纳入大学生课程教学案例库，成为学生理念培养与设计提升的典型案例，让学生真实感受建筑师笔下光伏组件与建筑美学的融合逻辑。
光伏建筑一体化是建筑、能源、环境、建材等多学科领域研究成果的集合体，其核心理念在于让建筑参与能源生产，以美观建筑的姿态成为“能源生产者”，这一理念需通过教学设计转化为学生的底层思维。光伏组件从“工业零件”到“建筑表皮”的转变，要求设计教育重视美学表达与技术性能的统一，应该引导并鼓励学生探索光伏玻璃等新材料的艺术魅力；BIPV参与城市能源网络构建，也可以通过能量图谱，让学生感受BIPV如何成为城市能量节点，让学生的绿色低碳思维超越技术层面，升华为对生态自然对美学潜力的不断探讨。
未来教育图景：面向零碳城市的价值培养
除了建筑自身能源系统的变革之外，更宏大的变革在于城市能源系统的重构，城市将形成去中心化的能源网络，每座建筑都将成为城市能源系统的参与者和贡献者，在BIPV的发展推动下，城市也将迈向零碳未来。
教师需跳出单一专业视角，关注建筑与城市、能源、社会的协同关系，更应该注重引导学生思考学习与研究的根本性问题，建立生态自觉、以人为本、绿色低碳的价值观念，助他们在今后的职业生涯及人生道路上走得更远。
在这场绿色革命中，BIPV成为“建筑生命体”，让城市“在阳光下呼吸”。这不仅是一场技术革命，更是一次教育范式的重构。它要求建筑教育从单一学科向学科交叉融合、从知识传授转向价值塑造、从静态教学向动态培养进行转变。对于当代大学生，参与这场变革既是使命，也是机遇，未来他们将用所学知识和实践行动推动未来绿色零碳的蓬勃发展。
（作者单位：山东建筑大学）