博物馆自然采光设计

博物馆自然采光设计（2篇）

1.博物馆自然采光设计 篇一

近年来, 在我国不论是大城市, 还是小城镇, 其建筑规模都在不断扩大。城市化进程的加快, 占用了大量土地资源, 这已成为制约城市进一步发展的关键因素之一, 越来越多的城市身处窘境, 迫使人们的眼光逐渐由地上转向地下, 以寻求一个更加广阔的发展空间。

1 地下建筑设计的意义

在人口数量飞速膨胀的今天, 城市化进程也是一日千里, 广袤的田野被鳞次栉比的钢筋混凝土“森林”所取代, 一座座繁华的都市拔地而起。在人们充分享受人类社会文明发展的同时, 一场残酷的博弈也在悄然展开。人类赖以生存的耕地与人类最求舒适的居所正在进行搏杀, 土地资源遭强掠, 直逼地价飞涨, 城市环境日益恶化, 人们的生存空间拥挤不堪, 已然成为时下最值得关注的问题。

建筑是人类文明的固化载体。不断升级的人类欲望与不可再生的土地资源直接对撞, 使得地下建筑得以开发, 同时, 地下建筑也架构起人类地上地下新的立体生存空间。既节约了耕地, 又能满足人类生活的多样性、丰富性, 且符合绿色低碳的理念。迄今为止, 这还是一个尚未被充分认识与开发的广阔领域。

地下建筑是指建造在岩层或土层中的建筑。它是现代城市高速发展的产物, 起到缓解城市居所紧张的作用, 地下建筑还为人类开拓出新的生活方式。在积极探讨人类面临或即将面临的困难时, 更应对人与自然的和谐共处、建筑的本质进行严肃思考。从这一意义来讲, 地下建筑设计理念的探讨是非常有价值、有必要的。

2 地下建筑与地上建筑的环境因素比较

任何建筑物体都置身于具体的自然环境之中, 因地域不同、季节不同呈现出不同的环境特色。在一般情形下, 地下建筑与地上建筑分别表现出不同的特点, 如表1所示。

通过比较可以看出, 地下建筑除采光、通风有些局限外, 其他项目内容甚至优于地上建筑。所以, 采光、通风设计的优劣, 是评价一个地下建筑设计成功与否的重要因素之一。

3 地下建筑自然采光设计

建筑的采光一般分为自然采光与人工照明两种。在地下建筑中, 通常采用人工照明的手法, 虽然解决了照明问题, 不过费用较高, 还难以达到自然光带给人的良好感受。如果能通过建筑设计和采光技术手段, 将自然光引入地下建筑, 不但可以节约一大笔人工照明费, 而且还能创造出舒适的自然环境, 如同置身于地上建筑中。

常见的地下建筑自然采光方式, 主要分为直接式采光与间接式采光两大类。

直接式采光是指将自然光直接引入地下的设计方法, 主要应用于浅层的地下建筑中。直接式采光通常是在建筑大厅或中庭的顶棚处, 设置与地面直接连通的天窗。直接式采光所营造的空间氛围在地下建筑中也是最接近自然的。对于层数少、平面体量相对较大的地下建筑, 需要一个开敞空间来改善地下建筑方位感。著名的法国卢浮宫的玻璃金字塔, 设计师贝聿铭大胆构思, 采用古老的金字塔形式, 将透明玻璃金字塔和周围三个小玻璃金字塔作为地下建筑的采光天窗。即使在1 h内有15 000名参观者进入自然采光的大厅与回廊中, 仍然可以尽情地享受地下宫殿的迷人艺术, 毫无不适之感。该设计近乎完美地运用了自然光, 创造性地解决了地下建筑的自然采光难题。

间接式采光是利用一些辅助设备将自然光输送到地下建筑中, 常在深一些的地下建筑中采用。常用的方法有镜面反射、光导纤维等几种方式。

镜面反射采光是利用平面镜、曲面镜和透镜等, 将自然光通过一次或多次反射到地下建筑中, 从而解决了地下建筑采光的问题。如美国明尼苏达州立大学的土木采矿工程大楼, 这栋建筑95%的部分处于地面以下, 为了能将阳光引入其中, 设计师采用潜望镜的原理, 将自然光传送到地下33.5 m处。

光导纤维采光是利用光纤维传到地下建筑的一种采光方式。它充分利用光的全反射原理, 光线几乎全部在纤芯里传播, 基本上没有任何损耗。清华大学的超低耗楼就使用了一种被称为“向日葵”的光纤维采光技术, 在对地下室进行采光时, 取得了很好的效果。光导纤维虽然价格较高, 但由于其采光效率高, 占用空间小, 且能灵活弯曲, 因此, 在一些光环境要求较高的地下建筑中被广泛采用。

4 地下建筑自然通风设计

在封闭性强、空气质量差的建筑物中, 人们会出现不适的症状。为了改善地下建筑室内的环境质量, 目前大多采用机械通风的方式, 稀释空气污染物, 以保持室内空气洁净。不过, 这导致地下建筑在通风时, 必须耗费大量的能量。如1座两层6 500 多m2的人防工程, 其中地下1层经常使用, 其通风除湿机械的功率约为150 kW, 仅此一项, 1个月就消耗电费上万元。过高的使用成本限制了人们对地下建筑的利用。在提倡可持续发展的今天, 地下建筑如何通过自然通风的方式来节能, 也是一个亟需研究、解决的问题。自然通风是指在风压和热压作用下的空气运动, 根据自然通风的形成原理, 设计时需要考虑设置直通到顶的中庭、天井、烟囱及进风、排风口, 来促进并控制建筑物内部的自然通风。对于大进深的地下建筑, 为其设计自然通风时, 从建筑的一端到另一端传统的穿堂风设计, 往往无法实现自然通风的效果。例如, 英国考文垂大学的图书馆就分别设计了4个通风天井进行送风, 废气则通过中庭和分设在建筑四周的排气烟囱排出, 这是一个靠热力驱动的置换式的通风设计。设计中, 通过减少进气口与出气口之间的距离, 加之良好的通风细节设计, 从而实现了无需机械通风的可持续性自然通风。

地下建筑具有良好的热稳定性, 与地面形成一定的温度差, 即夏季比外界温度低, 冬季比室外温度高, 它们之间的温度差能够促使地下建筑的热空气上升, 冷空气下沉, 形成自然通风。掌握自然通风的规律, 可以有效地控制自然通风, 以达到自然通风与节能的目的。对不允许兴建高耸通风烟囱的建筑, 为了达到通风的效果, 可利用机械设备辅助实现自然通风, 如美国芝加哥图书馆就采用了这两种通风形式相结合的方式。实践证明, 地下建筑采用可调控的混合式机械装置与自然通风相结合的系统, 节能效果非常好。

5 结语

拓展生存空间, 回归生态建筑, 使人类更加贴近自然。当改善环境、保护环境成为全球共同的声音, 可持续发展成为所有领域的主旋律时, 作为建筑业界人士, 对占世界总耗能三分之一的建筑产业, 更应积极探讨节能、绿色、低碳、可持续性的建筑设计方法。

摘要：阐述了地下建筑设计引入生态理念的意义, 通过分析比较, 对地下建筑的自然采光、通风设计进行了探讨。

关键词：地下建筑,自然采光,通风,建筑设计

参考文献

[1]陈衍庆, 王玉容.建筑新技术[M].北京:中国建筑工业出版社, 2006.

[2]王立雄.建筑节能[M].北京:中国建筑工业出版社, 2009.

2.自然学习设计在博物馆的应用初探 篇二

关键词：自然学习设计     博物馆学习

博物馆学习作为学校学习的延伸和补充越来越受到研究者的关注，然而国内关于博物馆学习的研究还处于起步阶段，缺乏相关教育理论与实践的研究。自然学习设计是麦卡锡提出来的一种教学策略，目前在学校教育中已经取得了一定的成效，有广泛的影响，但还未应用于博物馆。本研究将探索如何将自然学习设计应用于博物馆场景中，探索博物馆自然学习设计模式。

一、博物馆学习

（一）博物馆学习的概念

博物馆学习是一种基于物件的学习（Object-based learning）。这种学习是通过对物件的探索以及物件与其他物件、人、文化等相互关系的探索而达成的。吴国淳认为，在对博物馆的参观体验中，意义的诠释与理解应成为核心工作，也是博物馆学习的内在本质。

（二）博物馆学习的特点

1.基于真实情境的学习

博物馆是一种直接与学习者经验相关联的场景，让学习者直接体验与问题相关的情境，帮助学习者体验到知识在真实情境中是如何运用的。

2.主动探究

博物馆情境下的学习是基于学生的自主探究的学习，是一种发现式的学习，是参观者根据自己的兴趣和经验选择展品而进行的主动的探究学习。

3.多元产出结果

博物馆学习的结果并不是单一的知识层面的增长，而是在知识、情感、态度、行为等方面的提高，学习结果是多元化的。

二、自然学习设计

（一）自然学习设计的概念

自然学习设计（Nature Learning Design）也叫做“四元循环圈”或者4MAT方法、4MAT模式等。这种设计的特点是关注学习者的特点与偏好，提供恰当明晰的信息和练习机会，允许学习者创造性地调整所学内容。

（二）自然学习模型

自然学习模型是在David Kolb的启发下形成的。David Kolb认为经验学习过程是由四个适应性学习阶段构成的环形结构，包括具体经验、反思性观察、抽象概念化、主动实践。受到David Kolb的启发，麦卡锡提出了自然学习设计模型，认为人的学习包括两个维度，一个维度是学习者如何感知信息或感受情境，另一个维度是学习者如何加工信息与处理内容。每个维度包含两个对立的特点，对信息的感知包括经验直觉和抽象概念两极，加工信息与处理内容包括反思与行动两极。两个维度相对独立，形成一个循环圈，起点为从感受中学习（具体经验），然后从观察中学习（反思性观察），再到从思考中学习（抽象概念），最后是从行动中学习（主动探究），如此循环往复，构成一个学习的过程。

（三）自然学习设计在博物馆中的应用

自然学习设计在博物馆中的应用可以将博物馆的特点融入到设计的过程中去。麦卡锡将自然学习设计分为八个教学环节。第一步：连接（connect），右脑方式。博物馆是种体验性场馆，学习设计应当注重将博物馆资源与学习者自身的生活经验结合起来。第二步：关注（attend），左脑方式。教师要提供机会让学习者与新的学习任务进行对话。第三步：想象（imagine），右脑方式。博物馆本身对于学生就是一个比较新异的场所，学习设计不应该把学生局限于知识的学习，而应借助场馆的优势让学生尽力发挥想象。第四步：告知（inform），左脑方式。此时，学生的任务是接受和检验“专家“的知识，教师的任务则是告知学习者需要理解哪些知识。第五步：练习（practice），左脑方式。要在博物馆环境中实现练习的环节是不大可行的，反复性会降低学生对博物馆的兴趣，体验可以从广度和深度上展开，但不能进行重复的训练。第六步：扩展（extend），右脑方式。这是革新开始的阶段，学习者已经掌握了不少新知识，已经有能力去思考，有材料可以去改造，有整体的图景可以去把握，可以设计相应的问题让学生进行拓展。第七步：提炼（refine），左脑方式。学习者已经将他们学到的东西扩展到了生活中，他们需要适应、调整、修改、评价这种扩展。第八步：表现（perform），右脑方式。最后，要让学生表现自己，请学生对学过的东西进行灵活运用，学会提出新的问题，将其同更广泛的知识联系起来。学习圈进入了新一轮循环。

三、结语

本文介绍了自然学习设计的基本内容以及博物馆学习的相关内容，探讨了自然学习设计在博物馆中的应用。将自然学习设计引入博物馆学习，有利于丰富博物馆学习的理论，也为实践操作者提供科学的实践指导，促进博物馆学习的发展。本研究仍存在不足，只是基于理论的探索，并未将其实施并检验效果，今后应当在实践中不断探索此研究的可行性。

参考文献：

[1]鲍贤清.博物馆场景中的学习设计研究[D].华东师范大学，2013.

[2]Dierking，L.D.，Falk，J.H.，Storksdieck，M.（2005）.UsingtheContextualModelofLearningtoUnderstandVisitorLearningfromaScienceCenterExhibition.ScienceEducadon，89（5）.

[3]Leinhardt，G.&Crowley，K.（2002）.ObjectsofLearning，ObjectsofTalkrChangingMindsinMuseums.InS.Paris（Ed.），MultiplePerspectivesonChildren'sObject-CenteredLearning.MahwahNJ：LawrenceErlbaumAssociates.