淺談高層建筑設(shè)計(jì)中生態(tài)建筑的運(yùn)用

王西峰

【摘 要】隨著我國(guó)城市經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，環(huán)境的污染也越來(lái)越嚴(yán)重，能源消耗過(guò)大，土地資源也嚴(yán)重緊缺，然而高層建筑占地較少，可以節(jié)省更多的空間用來(lái)改善城市環(huán)境，為解決人類生存環(huán)境、節(jié)約土地資源，高層建筑也越來(lái)越多的出現(xiàn)在各大城市，并將生態(tài)建筑學(xué)逐步應(yīng)用于高層建筑設(shè)計(jì)之中。

【關(guān)鍵詞】生態(tài)建筑；建筑設(shè)計(jì)；高層建筑

生態(tài)建筑強(qiáng)調(diào)節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境，強(qiáng)調(diào)建筑在整個(gè)壽命周期內(nèi)要減少資源能源的消耗和降低環(huán)境污染，從而使人、建筑與自然生態(tài)環(huán)境之間形成一個(gè)良性循環(huán)系統(tǒng)，這大大節(jié)約了建造過(guò)程中的能源消耗，也同時(shí)減少了污染物和廢棄物的排放。本文主要介紹了生態(tài)建筑學(xué)、生態(tài)建筑學(xué)的設(shè)計(jì)目標(biāo)、生態(tài)建筑系在高層建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，其中生態(tài)建筑系在高層建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用包括生態(tài)建筑學(xué)在高層建筑設(shè)計(jì)中的設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)思路。

一、 生態(tài)建筑學(xué)概述

（一）生態(tài)建筑學(xué)

生態(tài)建筑學(xué)是建立在生態(tài)學(xué)的基礎(chǔ)之上，生態(tài)學(xué)與建筑學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物，是以自然生態(tài)系統(tǒng)為本，來(lái)構(gòu)筑建筑的人工生態(tài)系統(tǒng)。具體來(lái)說(shuō)就是根據(jù)當(dāng)?shù)氐淖匀簧鷳B(tài)環(huán)境，運(yùn)用生態(tài)學(xué)、建筑技術(shù)科學(xué)的基本原理和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)手段等，合理安排并組織建筑與其它相關(guān)因素之間的關(guān)系，使建筑和環(huán)境之間成為一個(gè)有機(jī)的結(jié)合體，同時(shí)具有良好的室內(nèi)氣候條件和較強(qiáng)的生物氣候調(diào)節(jié)能力，以滿足人們居住生活環(huán)境的舒適，使人、建筑與自然生態(tài)環(huán)境之間形成一個(gè)良性循環(huán)系統(tǒng)。生態(tài)高層建筑設(shè)計(jì)是將高層建筑這一人工物置于自然環(huán)境當(dāng)中時(shí)，組成建筑與生態(tài)環(huán)境之間相互作用的生態(tài)系統(tǒng)，從而充分考慮建筑對(duì)自然環(huán)境的適應(yīng)和影響，以及建筑與自然環(huán)境之間物質(zhì)能量的交換。

（二）生態(tài)建筑設(shè)計(jì)目標(biāo)

隨著建筑能耗逐年上升，加之高層建筑本身在建造過(guò)程中就消耗大量的資源和材料，在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中也耗費(fèi)大量的能源并排出大量的廢棄物，設(shè)計(jì)中從節(jié)能角度開(kāi)始考慮高層建筑節(jié)能設(shè)計(jì)，并在建筑設(shè)計(jì)的開(kāi)始即加以考慮是生態(tài)建筑設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。生態(tài)建筑學(xué)應(yīng)用于高層建筑設(shè)計(jì)，是指充分利用環(huán)境和資源所提供的條件，將生態(tài)策略應(yīng)用到建筑設(shè)計(jì)中，采取相應(yīng)的建筑技術(shù)和措施，創(chuàng)造出符合生態(tài)規(guī)律的建筑形態(tài)，從而創(chuàng)造一種嶄新的、健康的、富于生氣的辦公或居住的建筑模式。總之，在高層建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用生態(tài)建筑學(xué)的目標(biāo)就是盡可能減少資源能源的消耗、多利用可再生或可循環(huán)利用的材料和資源；減少有害有毒物資和廢棄物排放、并通過(guò)各種手段在排放之前進(jìn)行無(wú)害化處理，從而把環(huán)境和建筑的污染降到最低；保護(hù)自然生態(tài)環(huán)境，避免生態(tài)環(huán)境的破壞，保持人類住區(qū)的可持續(xù)發(fā)展；創(chuàng)造健康舒適的室內(nèi)外環(huán)境；使建筑功能質(zhì)量目標(biāo)統(tǒng)一，使人們享受一個(gè)高質(zhì)量的建筑環(huán)境；使建筑生態(tài)；經(jīng)濟(jì)效益取得平衡。

二、 生態(tài)建筑學(xué)在高層建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

（一）生態(tài)建筑學(xué)的設(shè)計(jì)理念

基于生態(tài)建筑學(xué)在高層建筑設(shè)計(jì)中的目標(biāo)，為人們提供一個(gè)功能全面、環(huán)境優(yōu)美、健康舒適的建筑環(huán)境，在高層建筑設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)者的具體設(shè)計(jì)理念是：

（1）舒適化設(shè)計(jì)理念

隨著時(shí)代的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，人們對(duì)生活和工作環(huán)境的品質(zhì)要求也逐步提高，越來(lái)越關(guān)注建筑功能的舒適性，因此可以不斷的改善人們的生活工作環(huán)境，提高人們的生命質(zhì)量是生態(tài)建筑設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)和設(shè)計(jì)者們努力的方向。在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡可能使用對(duì)人體健康無(wú)害的材料，減少揮發(fā)性有機(jī)化合物的使用，對(duì)危害人體健康的有害輻射、電波、氣體的有效抑制，充足的空調(diào)換氣，對(duì)環(huán)境溫濕度的自動(dòng)控制，充足合理的桌面照度，防止建筑間的對(duì)視以及室內(nèi)尷尬通視，建筑防噪聲干擾，吸聲材料的應(yīng)用等等。

（2）運(yùn)用自然體系設(shè)計(jì)理念

充分利用外界自然環(huán)境因素，將土壤、綠化、水及空氣組成的外部環(huán)境和其它建筑組合成的現(xiàn)實(shí)環(huán)境為建筑設(shè)計(jì)提供了多種可能性，不僅可以創(chuàng)造一個(gè)健康舒適的環(huán)境，還可以減少建筑設(shè)備的數(shù)量，從而節(jié)約能源節(jié)省費(fèi)用。在高層建筑設(shè)計(jì)中采用太陽(yáng)能等可再生資源，不僅無(wú)污染還可以節(jié)約建筑費(fèi)用，所以在高層建筑設(shè)計(jì)中為減少照明對(duì)建筑環(huán)境產(chǎn)生的負(fù)面影響，采用自然光、自然通風(fēng)和高新技術(shù)手段的結(jié)合，為人們創(chuàng)造健康環(huán)保的環(huán)境。

（3）自我調(diào)節(jié)“生命體特征”理念

從高層建筑的“生命周期”來(lái)看，從決策過(guò)程→設(shè)計(jì)過(guò)程→建造過(guò)程→使用過(guò)程→拆除過(guò)程，表現(xiàn)出類似生命體的那樣的產(chǎn)生、生長(zhǎng)、成熟和衰亡的過(guò)程。高層建筑也應(yīng)設(shè)計(jì)自我調(diào)節(jié)的能力、自我凈化的能力和完善的整體功能。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)合理設(shè)計(jì)建筑的采光、通風(fēng)、溫度和濕度，盡量減少自身污染物的排放等。

（二）生態(tài)型高層建筑設(shè)計(jì)思路

在生態(tài)設(shè)計(jì)理念的指導(dǎo)下，高層建筑設(shè)計(jì)不僅應(yīng)考慮建筑節(jié)能，同時(shí)還要營(yíng)造完整的生態(tài)系統(tǒng)，注重建筑與自然生態(tài)的平衡，具體設(shè)計(jì)思路是：

（1）注重生態(tài)型高層建筑空間組合設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)高層建筑空間時(shí)，要綜合考慮到建筑空間的組合，庭院空間利用，工作場(chǎng)所的布局特征和空間的經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題。而生態(tài)設(shè)計(jì)要求空間分區(qū)應(yīng)進(jìn)一步考慮節(jié)能和舒適度的需求。建筑內(nèi)部不同的空間對(duì)溫度、自然光和景觀的要求是不同的。因此在高層建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用生態(tài)建筑學(xué)時(shí)應(yīng)從功能分區(qū)、動(dòng)靜分區(qū)進(jìn)一步擴(kuò)展到光、氣、舒適度的環(huán)境分區(qū)及緩沖。在設(shè)計(jì)交通核位置時(shí)，不僅要考慮到經(jīng)濟(jì)性和結(jié)構(gòu)均勻性，還要考慮熱工效應(yīng)和環(huán)境舒適性。在設(shè)計(jì)平面空間布置時(shí)，盡量以南北朝向?yàn)橹?，從而使平面空間布置達(dá)到最有效。并且，在保證主要空間生態(tài)型性的同時(shí)，盡可能保證電梯廳、樓梯和衛(wèi)生間等重要輔助空間的自然的采光和通風(fēng)及朝外的視野。

（2）強(qiáng)調(diào)建筑物結(jié)構(gòu)體系的生態(tài)化

生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)， 為人類創(chuàng)造了需要的自然資源和生物資源。人類文明也是基于自然環(huán)境和生態(tài)規(guī)律才發(fā)展起來(lái)的，高層建筑設(shè)計(jì)也應(yīng)基于自然環(huán)境和生態(tài)環(huán)境而不斷發(fā)展。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)強(qiáng)調(diào)建筑物結(jié)構(gòu)體系生態(tài)化，采用與生長(zhǎng)環(huán)境相適應(yīng)的結(jié)構(gòu)是最佳的結(jié)構(gòu)形式。尊重設(shè)計(jì)地段內(nèi)的土地、環(huán)境及植被的特點(diǎn)，整體全面地考慮設(shè)計(jì)區(qū)域內(nèi)部與外部環(huán)境關(guān)系，強(qiáng)調(diào)人與環(huán)境和諧共存。

（3）做好建筑物的“表皮”生態(tài)設(shè)計(jì)

“建筑表皮”是指具有改變建筑室內(nèi)外物理環(huán)境功能的建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，包括外墻、屋面和底層架空的樓板以及與其共同作用改變建筑室內(nèi)外物理環(huán)境的附屬構(gòu)件等。在傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)中較多的關(guān)注放在了表皮的裝飾功能、視野和表面視覺(jué)機(jī)理等建筑因素上。而結(jié)合了生態(tài)建筑學(xué)知識(shí)的現(xiàn)代高層建筑設(shè)計(jì)則還對(duì)表皮的控制與支撐功能投入了較多的關(guān)注，比如關(guān)注太陽(yáng)的輻射熱、自然光、風(fēng)、人的生理舒適度、煙霧和有機(jī)化合物氣體污染等要素，更多方位的為使用者提供了健康舒適的建筑環(huán)境。

（4）在建筑形態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)著重考慮生態(tài)與節(jié)能

在設(shè)計(jì)高層建筑時(shí)應(yīng)基于協(xié)調(diào)共生原則、能源利用最優(yōu)化原則、廢物生產(chǎn)最小化原則、循環(huán)再生原則、持續(xù)自生原則等五大原則設(shè)計(jì)節(jié)能環(huán)保的綠色生態(tài)型建筑。盡可能多地利用自然環(huán)境中資源和要素以及周圍其它建筑和設(shè)施，挖掘新材料和新技術(shù)的潛力，為人類充分利用自然環(huán)境、節(jié)約能源、保護(hù)生態(tài)環(huán)境提供最大可能性，充分利用太陽(yáng)能等可再生資源，注重自然通風(fēng)，用自然要素改善環(huán)境。

結(jié)語(yǔ)：隨著社會(huì)的進(jìn)步和人們生活水平的日益提高，對(duì)生活環(huán)境的要求和生活質(zhì)量的要求也越來(lái)越高?？沙掷m(xù)發(fā)展戰(zhàn)略越來(lái)越多的被人們所認(rèn)識(shí)，未來(lái)的新世紀(jì)是一個(gè)注重生態(tài)、環(huán)保，追求人與自然科學(xué)整體協(xié)調(diào)發(fā)展的社會(huì)。雖然高層建筑的出現(xiàn)可以節(jié)約土地資源，但是高層建筑的建筑卻非常消耗能源，為了保證人與自然整體協(xié)調(diào)發(fā)展、環(huán)保與生態(tài)共同發(fā)展。將生態(tài)建筑學(xué)應(yīng)用于高層建筑設(shè)計(jì)，從長(zhǎng)期看來(lái)是經(jīng)濟(jì)、節(jié)省并能獲得可持續(xù)的社會(huì)效益的建筑設(shè)計(jì)方法，這種設(shè)計(jì)也使人、建筑與自然生態(tài)環(huán)境之間形成一個(gè)良性循環(huán)系統(tǒng)，為建筑業(yè)的發(fā)展提供了新的思路。