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绿色屋顶设计

你需要什么

材料

  • 访问具有互联网连接的计算机
  • 图纸纸
  • 彩色铅笔草图和效果图
  • 3圈粘合剂,用于将每个团队对RFP的答案合并,包括2页书面文本;他们绘制的项目地图,以及1个数据图形,它们创建了表达量化关系,例如建筑物的当前能量条件,并且由于绿色屋顶而投射的节省。这些可以使用PowerPoint演示文稿,翻转图表或海报板来增强。
绿色屋顶设计照片Credit:Clipart.com

目的

让学生制定模拟影响建筑物和外部环境之间的能量转移的决策。为了帮助学生识别并考虑改善建筑能力概况所涉及的决策类型。分析经济和社区条款中的绿色屋顶选项。


语境

在这个以学生为中心的学习模式中,学生在小组中协同工作,为城市公寓楼的植物材料进行热水和水保存的“绿色屋顶”。这是一个涉及Web和图书馆研究,手绘的多媒体项目,手绘,具有文本,照片和数据图形的展览会,以及最终演示结果。它基于专业工程师赢得绿色屋顶客户端的真实流程。作为教师,您将要求学生在开发部分中向绿色屋顶“请求”(RFP)提交对绿色屋顶“请求”的回复。

完成后,学生小组将通过向班级/学校展示他们的计划来改进表达技巧。这可以是连续的,在房间前面的会议形式,如果有的话包括powerpoint,或者同时在“科学展览”的展览设置中进行,学生们通过这个展览来评估彼此的董事会。最后,评估要求您与全班一起设计一个评价表来评估提案。为了使用它,每个学生都要写下两个不同的报告的摘要,注意每个报告是如何满足标题要求的。

在这个项目的执行过程中,学生们将:

  • 了解绿色屋顶设计作为能源管理系统的基础知识,而不仅仅是建筑或意识形态建设
  • 通过探索能源相互作用和转变,以及科学在短期和长期以来的谈判社会权衡的作用,掌握四个基准的内容
  • 从早期等级的先前知识构建,包括探索通过空间的传递受到材料性质的影响,以及热量形式的能量几乎总是一个能量变换的产品之一(科学素养基准85页。)。

研究表明,中学和高中生并不总是将热交换视为互动。(科学素养基准84页。。)克服这一点,你可以做到这一点解决对能量转移的误解老师给学生们一张纸——无论是作为一个“思想”实验,还是要求你提供一桶冰块和一副厚手套的体育锻炼。

在进行本课程之前,学生应该有足够的识字技能来从书面网络材料中提取和综合有意义的概念和数据,并构建从多个来源的证据引用证据的书面论点。他们还需要分析和辨别技能来评估证据作为文本,图像,原理图和数据图形。在团体工作方面,他们需要成熟的成熟度,以小组合作,并积极促使成员建立最终产品及其演示。

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提前计划

可选:计划到当地大学/学院/学院/植物园的实地考察,拥有设计/园艺/环境科学库,在那里检查书籍和期刊。要求在研究生和教授的图书馆和实验室参观局部主题。


动机

在这节课中,学生们将为城市建筑设计一个“绿色屋顶”。向学生解释,绿色屋顶通常是建筑的平屋顶,种植各种植物,因此颜色是绿色的。它可能看起来像一个屋顶花园。在德国,估计有10%的建筑采用了绿色屋顶技术。在美国,绿色屋顶虽然赏心悦目,但也有其他原因引起人们对绿色屋顶的关注。

  1. 该植物的生物质使热量从环境转移到建筑物内部,因此用于隔离和保护热量 - 这是能源危机时代的主要财务问题。
  2. 绿色植物覆盖也有助于保持水质,吸收60%到100%的雨水落在它们身上。这减少了雨水径流,雨水径流会将建筑物屋顶上的污染物冲刷到水系统中,从而导致污染。当湍急的水流离开无遮挡的屋顶并分流到土壤库或雨水下水道系统时,雨水可能会导致侵蚀或洪水。
  3. 绿色屋顶通过保护屋顶不受风化和烈日的影响,或反复的冻融循环(这些循环会使屋顶覆盖物开裂,需要比植物保护的屋顶更频繁地修复或更换)来保护建筑材料。

看到一个绿色屋顶项目由大学生,作为一个类,麦考莱斯特学院的第一个绿色屋顶,看一个项目设计的大学生在圣保罗,明尼苏达州,10000美元的赠款的帮助他们赢得了美国环境保护署的一个节能比赛。想要了解由学生制作的绿色屋顶的详细图片和文字报道,请访问Macalester学院的第一个绿色屋顶

一旦你和学生一起去过这一点,问他们:

  • 通常有三种类型的绿色屋顶系统。姓名或描述它们,并列出每个关于每个的关键功能。
      (集约化的绿色屋顶系统有更高的成本,维护和结构需求,但提供更多的公共通道,生物多样性,并创造更多的栖息地。广泛的绿色屋顶系统需要较少的生长介质,重量轻,适合草原草,维护低。集装箱式绿色屋顶系统价格低廉,重量轻,使用低矮的植物。)
  • 哪种绿色屋顶做了玛尔斯特选择,为什么?
      (它选择了一个集装箱绿色屋顶,因为它是最便宜的,需要最少的维护(每周需要2次水),只需要轻微的除草,和很少的建筑检查,所以它不需要来自Macalester员工的投入。)
  • 麦卡利斯特的绿色屋顶是一种生活实验室。他们想从中收集数据。通过监控屋顶绿化,他们可以获得什么样的信息?通过什么手段?
      (1.绿色屋顶的绝缘值,看看它是否降低了加热和冷却费用。2.通过进行屋顶检查膜寿命。3.通过测试酸度和颗粒载荷的水质。4.净水速度,看看绿色屋顶减缓径流,这可能会降低水污染。)
  • 一般来说,绿色屋顶的好处有哪些?
      (他们缓慢径流,缓解城市热岛效果,增加建筑绝缘,并增添美。)
  • 姓名三个步骤学生组采取了对授予机构的吸引力,因此他们可以赢得10,000美元。
      (1.与大学设施管理谈判获得许可2.获得的材料捐赠和资金3.与其他绿色屋顶社区团体联网以展示社区参与。)

发展

在本课程中,学生将在纽约市为城市公寓楼设计一个绿色屋顶。他们将通过互联网和图书馆资源来尊重,协作团队和研究主题,然后写下并说明简短的报告以呈现他们的设计。如果客人扬声器可以参与参观教室或排列的场地 - 锻炼的真实性将大大提高。他们的设计将模仿现实世界的工程过程,其中工程师以响应提案请求(RFP)提交设计。RFP的设计要求概述​​了设计绿色屋顶解决方案的动作步骤学生表。

在他们的RFP中,学生将纳入他们了解的绿色屋顶技术,城市热群岛和通过绿色屋顶管理传热。他们将提出以文字,图片和数据图形的城市建筑物中的传热问题解决方案。

在学生开始这个项目之前,他们应该通过使用他们的了解绿色屋顶的知识设计一个绿色屋顶解决方案学生表格去阅读绿色屋顶。一旦学生有机会查看这个资源,就会询问他们这样的问题:

  • 有动力的欧洲人在绿色屋顶技术方面是领导者吗?美国人为什么要适应适应?
      (欧洲的能源成本较高,他们有一个更深入的植物文化传统来保护资源。随着美国的能源成本上升,绿色屋顶技术更具吸引力,更多的企业提供供应材料的供应材料以满足这些需求。)
  • 如果我们把绿色屋顶想象成一个“三明治”,那这三层是什么呢?
      (底部是一个蒸汽屏障;中间为土/砾石/生长介质;顶部由固定在特定位置的植物模块组成,比如瓷砖。)
  • 现在我们知道三层,解释每个角色。
      (底部是蒸汽屏障,以从建筑物到外部的蒸汽屏障;中间是支撑植物的土壤/砾石/种植培养基,含有水以防止径流,顶部由植物模块锁定到位,如瓷砖。植物吸收外部热量以减缓转移并将水传入土壤以缓慢/防止风暴径流。)
  • 宾夕法尼亚州研究人员必须建议哪些数据,绿色屋顶可能有助于管理热传递?完成测量绿色屋顶成功的实验是什么?
      (夏天90ºF的一天,在裸屋顶上的温度探头测得145ºF;屋顶碎石上的温度为119ºF,植物上的温度为82ºF,这表明通过添加绿色屋顶材料可以达到一个逐渐凉爽的环境。)

现在学生应该研究城市热群岛的概念。城市热群岛提高了维护建筑的能源成本,是学生将在绿色屋顶设计中解决的问题。为此,他们可以使用他们的学生eshet访问:

一旦他们看了看这些图像并阅读网络故事,他们应该回答这些问题:

  • 您可以从纽约市两个放大陆地图像的比较中得出什么结论?
      (其中植被是密集的,温度较冷。城市热群岛最差,植被很少或没有植被。)
  • 这幅图像的颜色分布与纽约市的温度变化相关。哪里看起来最热?
      (答案可能有所不同)。
  • 什么领域看起来最酷?
      (答案可能有所不同)。
  • 你把这种差异归因于什么?
      (答案可能有所不同)。
  • 关于城市热岛的一般原则是什么?建立一个关于能量相互作用和转移的假设。
      (答案可能有所不同)。
  • 什么信息不是在这个图形上有助于制定一个科学摘要的问题?
      (一个重要的时间点,以英里和公里为单位的国际观众,以及日期,所有这些都有助于从这张图片中提取出最重要的意义。)

现在与学生一起使用绿色屋顶设计项目设计绿色屋顶解决方案的动作步骤学生表。学生应该遵循本纸上的指示,以帮助他们开发他们的RFP,为城市建筑提供绿色屋顶解决方案。它们应该用文字,图片和数据图形描述它。


评估

对于评估,学生应与您一起设计,以设计一个选择标准的书面标准,他们认为建筑物所有者应该用于帮助选择一个设计计划。

一旦确定了大纲并写好了,学生们就有机会修改他们的陈述,使他们更符合大纲。

然后,每个小组向全班展示他们的计划,或者是连续的,以教室前会议的形式,或者是同时在“科学展览”中展示,学生们通过这个展览来评估板子。

评估要求每个学生写下一份至少两份不同报告的摘要,然后交给你。在选择过程中,他们必须根据为建筑所有者设计的类别进行评估。

为了您自己的评估目的,您需要评估他们的演示文稿,了解他们处理基准测试的基本概念的情况。


扩展

现在,您的学生已经对绿色屋顶可以解决的能源管理问题、设计决策和发生这一切的社会背景有了坚实的理解,安排一次绿色屋顶建筑的实地考察,与规划者讨论他们的经验。如果您不能访问该网站,可以安排一个网络研讨会,或者甚至是一个电话会议广播,以交换网站照片。事先将三个问题通过电子邮件发送给你的信息源,以便于讨论的重点。麦卡利斯特学院的学生很乐意帮忙。以下是一些示例问题:

  • 在你的绿色屋顶项目中,驱动因素是什么?你认为主要是预算吗?是履行机构的环境伦理?它是政治的吗,如何/如何不是?他们的营销是为了吸引有环保意识的学生和教授来你的大学吗?其他的动机吗?
  • 是否有标准的成本/平方英尺?你所在地区是什么?
  • 您将如何衡量绿色屋顶的成功,以满足其不同的目标?
  • 如果你能告诉人们在开始一个绿色屋顶项目时一定要做的一件事,它是什么,为什么?什么是绝对不能做的一件事?为什么?

高度动机的学生可以寻求其他网站/数据来映射区域成本或绿色屋顶项目的密度。通过在美国(或世界)不同地区的绿色屋顶创造者会议,学生可以探索绿色屋顶,映射结果,矿山卫星图像和谷歌地球中的热分布的纬度效果。高度动机的学生可以寻求其他网站/数据来映射区域成本或绿色屋顶项目的密度。


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课程详细信息

成绩 主题 项目2061基准 国家科学标准
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