探討綠色生態(tài)型高層建筑設(shè)計

方凱 汪理

【摘要】綠色生態(tài)建筑設(shè)計已然成為現(xiàn)代高層建筑設(shè)計的一種潮流和發(fā)展趨勢。本文詳細闡述了現(xiàn)代城市綠色生態(tài)型高層建筑設(shè)計理念和具體思路，從多方面對綠色生態(tài)型高層建筑設(shè)計要點探析進行了探析和說明。

【關(guān)鍵詞】高層建筑 綠色生態(tài)；建筑設(shè)計

1 概述

高層建筑發(fā)展到今天已成為業(yè)內(nèi)外人士爭論的焦點，因為高層建筑在施工建造過程中的確消耗大量的資源和材料，在運行過程中也耗費大量的能源并排出大量的廢棄物，從節(jié)能的角度存在較大的弊端。但是在當(dāng)前土地資源緊缺情況下，因為高層建筑占地更少，可以節(jié)省更多空間進行綠化，并改善城市環(huán)境，尤其是高層建筑在城市的標(biāo)志性和象征性使人們對它難以忘懷，它的作用是其它建筑形式無法取代的，因此，有利的一面也相當(dāng)明顯。

2 綠色生態(tài)型高層建筑設(shè)計理念

筆者認為，所謂綠色生態(tài)型高層建筑設(shè)計是充分利用環(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。因此，現(xiàn)代城市綠色生態(tài)型建筑設(shè)計應(yīng)具備以下設(shè)計理念：

2.1 舒適化的設(shè)計理念

隨著時代的發(fā)展和技術(shù)的進步，人們對生活和工作環(huán)境的品質(zhì)要求也逐步提高，關(guān)注建筑功能的舒適性，以改善人們的生活工作環(huán)境，提高人們的生命質(zhì)量成為建筑智能化的主要發(fā)展方向。高質(zhì)量和高效率建筑環(huán)境的創(chuàng)造，始終應(yīng)當(dāng)是建筑創(chuàng)作的目標(biāo)。當(dāng)代建筑學(xué)、生態(tài)學(xué)及其它科學(xué)技術(shù)成果的綜合，為建筑創(chuàng)作提供了新的設(shè)計思維。健康舒適的環(huán)境概念是指：優(yōu)良的空氣質(zhì)量，優(yōu)良的溫濕度環(huán)境，優(yōu)良的光、視線環(huán)境，優(yōu)良的聲環(huán)境；應(yīng)對的建筑設(shè)計方法：使用對人體健康無害的材料，減少 VOC（揮發(fā)性有機化合物）的使用，對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，對環(huán)境溫濕度的自動控制，充足合理的桌面照度，防止建筑間的對視以及室內(nèi)尷尬通視，建筑防噪聲干擾，吸聲材料的應(yīng)用等等。

2.2 運用自然體系設(shè)計理念

高層建筑設(shè)計中運用自然體系的目的是為了最大限度地獲取和利用自然采光和通風(fēng)，創(chuàng)造一個健康、舒適的人工環(huán)境。陽光和空氣始終是人類賴以生存的物質(zhì)條件。但照明和空調(diào)人工技術(shù)的普及和發(fā)展，使得自然體系的運用受到忽視，同時也對建筑環(huán)境產(chǎn)生了負面的影響。人們?nèi)绻L期處于人工環(huán)境中易出現(xiàn)“病態(tài)建筑綜合癥”及“建筑關(guān)聯(lián)癥”，如疲勞、頭痛、全身不適、皮膚及黏膜干燥等等。因此，在現(xiàn)代高層建筑設(shè)計中，應(yīng)注重自然采光和自然通風(fēng)與高新技術(shù)手段的結(jié)合。自然通風(fēng)可利用現(xiàn)代空氣動力學(xué)原理，采用風(fēng)壓與熱壓及二者結(jié)合等多種途徑實現(xiàn)；在自然采光方面，保證良好的光環(huán)境同時，為避免直射眩光和過量的輻射熱，可采取多種創(chuàng)新方式。

2.3 自我調(diào)節(jié)“生命體特征”理念

從高層建筑的“生命周期”來看，從決策過程→設(shè)計過程→建造過程→使用過程→拆除過程，表現(xiàn)出類似生命體的那樣的產(chǎn)生、生長、成熟和衰亡的過程。同所有生命體一樣，高層建筑應(yīng)當(dāng)具備自我調(diào)節(jié)和組織能力以利于自身整體功能的完善。這種自調(diào)節(jié)一方面是指建筑具有調(diào)節(jié)自身采光、通風(fēng)、溫度和濕度等的能力，另一方面建筑又應(yīng)具有自我凈化能力，盡量減少自身污染物的排放，包括污水、廢氣、噪音等。

3 綠色生態(tài)型高層建筑設(shè)計思路

誠然，建立生態(tài)的建筑系統(tǒng)是一項綜合的復(fù)雜的任務(wù)，實際上 ， 建筑與自然環(huán)境的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，一直都是建筑師探討的課題。因此，在生態(tài)設(shè)計理念下，建筑設(shè)計時應(yīng)注重營造完整的生態(tài)系統(tǒng)，注重建筑與自然生態(tài)的平衡，同時最大限度考慮建筑節(jié)能，具體思路如下：

3.1 注重生態(tài)型高層建筑空間組合設(shè)計

高層建筑空間設(shè)計，要綜合考慮到建筑空間的組合，庭院空間利用，工作場所的布局特征和空間的經(jīng)濟性問題。而生態(tài)設(shè)計要求空間分區(qū)應(yīng)進一步考慮節(jié)能和舒適度的需求。建筑內(nèi)部不同的空間對溫度、自然光和景觀的要求是不同的。如普通辦公室對溫度要求苛刻，其次是會議室和多功能廳，門廳、走道和樓梯交往空間等對溫度的要求相對較低。因此交往空間可以作為內(nèi)外環(huán)境的緩沖區(qū)，它的設(shè)定溫度可以更接近室外，從而形成了室內(nèi)外溫差的梯度轉(zhuǎn)換。這不但可以優(yōu)化能源消耗，亦能減輕人們對室內(nèi)外劇烈的溫度變化造成的不適感。生態(tài)設(shè)計對傳統(tǒng)設(shè)計實踐的發(fā)展是：從功能分區(qū)、動靜分區(qū)進一步擴展到光、氣、舒適度的環(huán)境緩沖分區(qū)。生態(tài)化設(shè)計在確定交通核位置時，不僅僅出于經(jīng)濟性和結(jié)構(gòu)均勻性的考慮，也出于熱工效應(yīng)和環(huán)境舒適性的考慮。最有效的平面空間布置是東西向雙核，南北為主朝向的模式。這樣，電梯廳、樓梯和衛(wèi)生間有了自然的采光和通風(fēng)及朝外的視野。

3.2 強調(diào)建筑物結(jié)構(gòu)體系的生態(tài)化

人類的建筑活動自古以來就在有意識或無意識地涉及生態(tài)問題，人類文明是在模仿自然和適應(yīng)自然規(guī)律的基礎(chǔ)上不斷發(fā)展起來的，因此建筑創(chuàng)作需要不斷地從自然界中汲取靈感。建筑結(jié)構(gòu)形態(tài)對自然界的模仿不僅蘊含著高超的技術(shù)含量，而且還體現(xiàn)出極富張力的美學(xué)特性，采用與生長環(huán)境相適應(yīng)的結(jié)構(gòu)是最佳的結(jié)構(gòu)形式。

1）樹的結(jié)構(gòu)形式：根、樹干、樹枝組成的支撐體系，不但可以支撐起植物的重量，抵抗水平荷載，以最合理的方式傳遞力，同時，還保證了植物的健康成長，在錯落有致的樹枝、樹桿間保證每個部分充足的日照。樹的形式一直在被不斷地反復(fù)探索。如西班牙建筑師卡拉特拉瓦追求的是運用理性的手段傳達出結(jié)構(gòu)的動勢，他設(shè)計的加拿大多倫多 BCE 文化廣場中庭采用優(yōu)雅的剛結(jié)構(gòu)，他通過模擬樹干分叉的生長肌理，創(chuàng)造出兩邊的支柱與頂棚的弧形肋

架。結(jié)構(gòu)構(gòu)件傳力的特點通過特定的樹形組合被清晰地表達出來。使觀賞者憑借著常識和經(jīng)驗，可以自然而然地產(chǎn)生這種類比的心理。

2）竹的結(jié)構(gòu)形式：竹子具有外直中空、勁節(jié)挺拔的外形。從生物力學(xué)的角度來說，竹子直徑與高度之比如此懸殊，而能在勁風(fēng)中不屈不撓，原因是其中空和節(jié)段的結(jié)構(gòu)。李祖源把從竹子“節(jié)節(jié)相生之形”“空為大川的竹之本質(zhì)”應(yīng)用到 101 大樓設(shè)計中。101 大樓由 8 層段組成，外形似塔，更似節(jié)節(jié)相生的竹子。正如“中空”的竹節(jié)，大樓內(nèi)部挑空處理，使其結(jié)構(gòu)可承受 2500 年回歸周期的大地震，并可承受 17級 60m/s 以上的風(fēng)速。

3.3 做好建筑物的“表皮”生態(tài)設(shè)計

“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，如遮陽設(shè)施、表面綠化等。建筑表皮作為內(nèi)外空間的轉(zhuǎn)換介質(zhì)，通過室內(nèi)外物質(zhì)、能量、信息等交流對物理環(huán)境因子具有反射、吸收、透射和轉(zhuǎn)換等作用，不同程度地改變建筑室內(nèi)外物理環(huán)境的品質(zhì)。建筑表皮所使用的材料及其構(gòu)造方式不同，會對室內(nèi)外聲、光、熱等物理環(huán)境產(chǎn)生積極或消極的影響。傳統(tǒng)的建筑設(shè)計多關(guān)注表皮的裝飾功能、視野以及表面視覺機理等的建筑學(xué)因素。而具有生態(tài)環(huán)境的建筑設(shè)計也會同時關(guān)注表皮的控制和支撐功能：關(guān)注太陽輻射熱、自然光、風(fēng)、人的生理舒適度、煙霧和有機化合物氣體的污染等要素。

位置上起到遮陽作用。

4 結(jié)語

綜上所述，綠色生態(tài)型高層建筑設(shè)計是建筑實現(xiàn)未來可持續(xù)發(fā)展的一種設(shè)計方向。除了從“綠”字下手，建立了包括屋頂綠化、室內(nèi)綠化在內(nèi)的立體多層次綠化體系，我們還應(yīng)從能源、材料等方面研究生態(tài)原則的運用，試圖實現(xiàn)建筑學(xué)更廣泛意義上的生態(tài)化，從而趨利避弊，使高層或超高層建筑得到進一步發(fā)展。