試論高層建筑的生態(tài)設(shè)計(jì)及對(duì)形態(tài)的影響

張楊

摘要：隨著生態(tài)設(shè)計(jì)理念的不斷深入，現(xiàn)代城市高層建筑在設(shè)計(jì)時(shí)全面引入生態(tài)環(huán)保理念，引進(jìn)生態(tài)節(jié)能技術(shù)，將實(shí)現(xiàn)生態(tài)建筑作為追求目標(biāo)，向其不斷奮斗。對(duì)比傳統(tǒng)的建筑外觀造型，現(xiàn)代高層建筑形態(tài)有了很大程度上的改變，這主要是因?yàn)榻ㄖ鷳B(tài)設(shè)計(jì)理念的引入。結(jié)合現(xiàn)代高層建筑的形態(tài)特點(diǎn)，本文從生態(tài)設(shè)計(jì)在建筑施工建設(shè)中的應(yīng)用入手，對(duì)高層建筑生態(tài)設(shè)計(jì)對(duì)建筑形態(tài)的影響進(jìn)行論述，得出結(jié)論，僅供參考。

關(guān)鍵詞：高層建筑；生態(tài)設(shè)計(jì)；建筑形態(tài)；影響

生態(tài)環(huán)保理念在目前已經(jīng)愈發(fā)的深入人心，尤其是在建筑業(yè)界中。為了減少建筑能耗，響應(yīng)國(guó)家節(jié)能減排的號(hào)召，建筑業(yè)引進(jìn)生態(tài)設(shè)計(jì)理念，將生態(tài)設(shè)計(jì)作為最基本的建筑設(shè)計(jì)手法，利用這一手法來(lái)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)、空間布局、室內(nèi)配置等進(jìn)行設(shè)計(jì)，以期實(shí)現(xiàn)節(jié)能建筑、生態(tài)建筑的施工建設(shè)。由于生態(tài)設(shè)計(jì)堅(jiān)持綠色、生態(tài)、節(jié)能、環(huán)保等設(shè)計(jì)原則，所以在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，期間所采用的設(shè)計(jì)方法、系統(tǒng)安裝工藝、結(jié)構(gòu)造型打造等材料方法都與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)不同，這就很容易導(dǎo)致建筑形態(tài)發(fā)生改變，進(jìn)而影響建筑外觀。下面就生態(tài)設(shè)計(jì)對(duì)高層建筑形態(tài)的影響進(jìn)行論述。

一、生態(tài)設(shè)計(jì)在高層建筑施工建設(shè)中的應(yīng)用

自生態(tài)理念在建筑業(yè)廣泛流行之后，與之相對(duì)應(yīng)的生態(tài)技術(shù)便受到的了建筑施工的大力追捧。截止目前，生態(tài)設(shè)計(jì)已經(jīng)被納為建筑施工建設(shè)中最常用的一種設(shè)計(jì)技術(shù)，其設(shè)計(jì)水平的高低對(duì)建筑功能的完善度、整體造型的美觀度有著重要影響。具體來(lái)說，建筑業(yè)中的生態(tài)設(shè)計(jì)主要是指，在建筑施工前期，以降低建筑能耗為目的，采取多種節(jié)能方式和技術(shù)手段來(lái)完成建筑設(shè)計(jì)，比如生活中常見的建筑物保溫問題便牽涉帶建筑生態(tài)設(shè)計(jì)。

生態(tài)設(shè)計(jì)應(yīng)用于高層建筑的主要原因是因?yàn)椋邔咏ㄖ谶\(yùn)行使用時(shí)會(huì)出現(xiàn)很多問題，如熱島效應(yīng)、采暖系統(tǒng)運(yùn)行噪音、室內(nèi)新鮮空氣不充足、能源消耗過大等等。想要解決這些問題就必須從建筑設(shè)計(jì)著手，通過建筑生態(tài)設(shè)計(jì)方法來(lái)對(duì)合理解決以上問題，完善高層建筑功能，并減小建筑能源消耗，保護(hù)地球環(huán)境，實(shí)現(xiàn)環(huán)境、建筑和自然三者之間的協(xié)調(diào)發(fā)展。

二、高層建筑生態(tài)設(shè)計(jì)對(duì)建筑形態(tài)的影響

高層建筑生態(tài)設(shè)計(jì)提倡生態(tài)環(huán)保、節(jié)能減排，如果在實(shí)際設(shè)計(jì)中一定要堅(jiān)持這些設(shè)計(jì)原則，那么所采用的設(shè)計(jì)手法就必然會(huì)與傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)手法不同。比如建筑的外墻設(shè)計(jì)，為了滿足建筑生態(tài)設(shè)計(jì)中墻面的保溫隔熱性能，在設(shè)計(jì)施工時(shí)往往會(huì)選擇雙層墻面結(jié)構(gòu)，比傳統(tǒng)的單層外墻多出一層，改變了傳統(tǒng)的建筑形態(tài)。下面，筆者從屋頂、外墻、綠化平臺(tái)等多個(gè)方面來(lái)論述生態(tài)設(shè)計(jì)對(duì)建筑形態(tài)的影響。

1、屋頂設(shè)計(jì)中的影響

傳統(tǒng)建筑的屋頂形式多為立方體或圓柱體，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)缺少一定的豐富性，并且從外觀看上去還會(huì)存在視覺缺陷，不利于識(shí)別。因此在社會(huì)的不斷發(fā)展中，該類型屋頂設(shè)計(jì)形式開始被人們漸漸淡忘和忽略，反而是以框架結(jié)構(gòu)為主的個(gè)性化屋頂設(shè)計(jì)形式受到了廣泛的關(guān)注。

需要提及的是，屋頂作為建筑物必不可少的組成結(jié)構(gòu)，當(dāng)生態(tài)設(shè)計(jì)理念被引入建筑設(shè)計(jì)中時(shí)，建筑物屋頂所起到的作用就不再只是單純的遮風(fēng)避雨，更多的應(yīng)該考慮進(jìn)生態(tài)、節(jié)能作用，采用新的結(jié)構(gòu)材料來(lái)突出屋頂?shù)膫€(gè)性化設(shè)計(jì)，并嚴(yán)格控制好建筑屋頂?shù)臒嵝阅?，使其滿足建筑熱性能與美觀度的要求。生態(tài)屋頂設(shè)計(jì)中，可通過設(shè)置架空板、屋頂綠化平臺(tái)等方式來(lái)降低屋頂?shù)臒嶝?fù)荷，達(dá)到屋頂生態(tài)設(shè)計(jì)的要求，并在此基礎(chǔ)上形成自己的個(gè)性化設(shè)計(jì)，打造屬于該棟建筑物本身的、新穎獨(dú)特的建筑符號(hào)。

2、建筑外墻設(shè)計(jì)

現(xiàn)代城市高層建筑外墻結(jié)構(gòu)中有一種比較特別的結(jié)構(gòu)形式，即雙層維護(hù)結(jié)構(gòu)。主要設(shè)計(jì)原理是利用雙層墻的設(shè)計(jì)來(lái)促進(jìn)空氣的流動(dòng)，然后利用空氣動(dòng)力學(xué)的原理，將存在于空氣中的熱氣體迅速帶走，使空氣在雙層外墻間形成一種自然對(duì)流的狀態(tài)。在夏季，雙層維護(hù)結(jié)構(gòu)可以通過文丘里管的抽吸作用將飄浮在空中的熱空氣抽走，達(dá)到降溫的目的；而在冬季，雙層墻則可利用自身結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，在建筑外圍形成一個(gè)溫室，達(dá)到建筑采暖的目的。另外，高層建筑外墻設(shè)計(jì)中所采用的雙層維護(hù)結(jié)構(gòu)還可有效降低噪音污染，為建筑室內(nèi)居民提供一個(gè)安全、舒適的居住環(huán)境。

3、外墻遮陽(yáng)板的設(shè)計(jì)

建筑外墻遮陽(yáng)板，在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)需要根據(jù)氣候天氣的不同，以及太陽(yáng)照射角度的不同來(lái)調(diào)整遮陽(yáng)板的角度。在夏季，遮陽(yáng)板的設(shè)計(jì)可幫助建筑更好的躲避陽(yáng)光輻射，而在冬季則可將室外的熱量帶進(jìn)室內(nèi)，達(dá)到建筑保暖的目的。還可采用各種材料、形式的遮陽(yáng)板，以及不同的分格方式，從而形成千姿百態(tài)、各不相同的建筑立面，豐富了建筑的體形并構(gòu)成了建筑細(xì)部，形成建筑的造型語(yǔ)言。

4、綠化平臺(tái)

空中庭院的創(chuàng)造通過這些平臺(tái)綠化，可以減輕高層建筑的綠島效應(yīng)。同時(shí)可作為綠化和景觀設(shè)計(jì)，作為休憩和公共空間。雖然建筑的使用空間相對(duì)減少，但這種方法為整座大廈提供了大量的休息和綠色的自由空間，使人更加方便的接近自然，使得大廈成為一個(gè)生態(tài)小城市，同時(shí)也為城市綠地、公共空間減輕了壓力。而人在建筑中產(chǎn)生舒適感，無(wú)形中也提高了建筑的商業(yè)價(jià)值。在立面景觀上，可以避免以往高層建筑那種只能在豎線條、橫線條上做文章的限制。由于局部地挖空，使得建筑由整體的實(shí)而產(chǎn)生巨大的虛實(shí)對(duì)照，并且由于凹凸產(chǎn)生了光影變化，形成獨(dú)特的建筑語(yǔ)言，從而極大豐富了建筑形象。

5、通風(fēng)和采光設(shè)計(jì)

采用自然通風(fēng)的高層建筑，應(yīng)該從形狀上最大限度的面向所需要的風(fēng)向展開，并設(shè)計(jì)成進(jìn)深相對(duì)淺的平面，使流動(dòng)的空氣容易穿過建筑。自然通風(fēng)能依靠空氣的自然流動(dòng)，減少對(duì)機(jī)械通風(fēng)和空調(diào)的需求，節(jié)省不可再生資源的使用，并獲得了新鮮空氣，增加了舒適感。自然采光同樣需要減小樓面的進(jìn)深。如果不能滿足自然通風(fēng)和采光要求，則可采取中庭作為緩沖空間，解決自然通風(fēng)和采光問題?？諝馔ㄟ^沿中庭上升而形成對(duì)流，并可通過中庭進(jìn)行輔助自然采光。同時(shí)中庭設(shè)置也是建筑中的一個(gè)非常吸引人的場(chǎng)所，是一個(gè)富有情趣和魅力的空間。

6、表面綠化設(shè)計(jì)要求

植物能夠吸收二氧化碳，釋放出氧氣，同時(shí)能夠清除甲醛、苯和空氣中的細(xì)菌，遮擋灰塵，形成健康的室內(nèi)環(huán)境。它通過新陳代謝的蒸發(fā)作用可以蒸發(fā)水分，從而控制和保持環(huán)境的溫濕度。如一棵大樹每天增發(fā)450升水，相當(dāng)于5臺(tái)每小時(shí)耗能2500千卡的空調(diào)每天工作19小時(shí)才能完成。而且空調(diào)是將熱量從室內(nèi)轉(zhuǎn)至室外，并且消耗電能，使城市的溫度增加，形成城市熱島，而樹的蒸發(fā)就不會(huì)有這些負(fù)面作用。

由綠色植被的墻體，可以通過葉片的吸收和反射作用降低燥熱。在夏季輻射很強(qiáng)時(shí)，有綠色植被的墻體平均溫度比無(wú)植被的墻體平均溫度可以低12.7℃。

三、結(jié)束語(yǔ)

在高層建筑中運(yùn)用生態(tài)設(shè)計(jì)方法不僅可行，而且有助于建筑的形態(tài)塑造。通過對(duì)生態(tài)設(shè)計(jì)方法及實(shí)例的分析，有助于我們?cè)谠O(shè)計(jì)中加強(qiáng)對(duì)生態(tài)和可持續(xù)發(fā)展的考慮，改善建筑環(huán)境負(fù)荷，減少對(duì)資源和能源的使用。在高層建筑生態(tài)設(shè)計(jì)中考慮的主要理由是建筑生態(tài)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)合理性、一次性投資及管理、運(yùn)行的費(fèi)用，并且在我們中國(guó)這樣的發(fā)展中國(guó)家的適用性問題。建筑生態(tài)設(shè)計(jì)的方法和形式將會(huì)隨自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、資源等條件的變化而發(fā)展，并使2l世紀(jì)的建筑能更好的適應(yīng)社會(huì)和人類生活需要，持續(xù)、健康地向前發(fā)展。

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