高層建筑設(shè)計中生態(tài)建筑學分析

徐旭波

【摘要】生態(tài)建筑簡稱ECO，是Eco-build的縮寫，簡單來說就是以需建設(shè)場地的生態(tài)環(huán)境為參考依據(jù)，并充分運用生態(tài)學與建筑學的相關(guān)原理，充分發(fā)揮現(xiàn)代高新技術(shù)的作用，對建筑物進行科學合理的規(guī)劃設(shè)計與建設(shè)，組織（設(shè)計）建筑內(nèi)外空間中的各種物態(tài)因素，獲得一種高效、低耗、無廢、無污、生態(tài)平衡的建筑環(huán)境。

【關(guān)鍵詞】生態(tài)建筑學；高層建筑設(shè)計；節(jié)能減排；可持續(xù)發(fā)展

隨著城市建設(shè)化的不斷發(fā)展，高層建筑物日益增多，伴隨著其自身的缺陷（光污染，內(nèi)部噪聲，能源浪費，以及產(chǎn)生更多的廢棄物，對生態(tài)環(huán)境極易造成嚴重破壞等）業(yè)日益突出。因此，為有效實現(xiàn)高層建筑與生態(tài)環(huán)境的和諧發(fā)展，本文就高層建筑設(shè)計中生態(tài)建筑學的應(yīng)用進行探究。

1、生態(tài)建筑學概述

1.1生態(tài)建筑學的含義

從字面意思來看，生態(tài)建筑學即生態(tài)學與建筑學有機相融而形成的一門學科，其旨在以自然生態(tài)為根本和依據(jù)，在建筑物建設(shè)過程中融入人工生態(tài)構(gòu)建[1]。由此不僅能使建筑物與當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境形成一個有機整體，而且還可有利于營造出良好的氣候環(huán)境，使人們的生活質(zhì)量更上一步。

1.2生態(tài)建筑學的特點

①生態(tài)建筑學各方面的設(shè)計均存在超強的體系性和完整性[2]。

②不管是天然的生態(tài)資源還是現(xiàn)代建筑資源均可在充分發(fā)揮生態(tài)建筑設(shè)計科學理念的基礎(chǔ)上同時實現(xiàn)資源的最大化利用以及實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境污染的最小化。

③除了在建筑中的作用之外，生態(tài)建筑理念亦能夠充分體現(xiàn)出人類逐漸進步和提升的發(fā)展意識與價值觀，從而能夠更好地體現(xiàn)并發(fā)揮出生態(tài)建設(shè)的社會性。

1.3生態(tài)建筑學的原則

①節(jié)能減排原則。為了實現(xiàn)全人類的可持續(xù)發(fā)展，必須在對各項資源的利用中形成科學循環(huán)模式，由此并能夠提高各類資源的使用率，有效減少對身體環(huán)境的污染。

②生態(tài)環(huán)境共同發(fā)展原則。生態(tài)建筑學作用的最大化發(fā)揮離不開生態(tài)環(huán)境這一廣大平臺的維持。所以，要想從真正意義上發(fā)揮生態(tài)建筑學的作用，維護好建筑周圍的生態(tài)環(huán)境很有必要。

③以人為本原則。在進行生態(tài)建設(shè)過程中，務(wù)必要遵循“以人為本[3]”的客觀發(fā)展原則，以能夠在滿足生態(tài)發(fā)展需求的同時不斷提升人們的生活品質(zhì)。

2、生態(tài)建筑學在設(shè)計方面的應(yīng)用

2.1生態(tài)建筑學所體現(xiàn)的設(shè)計理念

①舒適化理念。在生態(tài)建筑學的建筑設(shè)計選材方面，多以對人體沒有危害或危害極小的綠色材料為首選，以有效避免有毒物質(zhì)對人體的侵害。另外，所選建材可根據(jù)環(huán)境溫濕度進行自動調(diào)節(jié)，必須具備良好的透氣性以及防噪聲性能。

②自然體系理念。比如，在設(shè)計過程中充分利用太陽能、風能等自然資源，可同時減少環(huán)境污染和建筑投入。

③自我調(diào)節(jié)理念。比如，在設(shè)計時，設(shè)計師應(yīng)對建筑物的采光、通風性以及溫濕度進行合理規(guī)劃，以盡可能地減少污染物的產(chǎn)生。

2.2生態(tài)型高層建筑的多樣性設(shè)計思路

①空間組合。在為高層建筑設(shè)計空間時，必須要考慮到高層建筑的空間組合以及空間經(jīng)濟性和可利用率，并且還要顧及到空間分布的節(jié)能性與舒適度。例如，在設(shè)計平面空間時，應(yīng)首選南北朝向，以設(shè)計出最有效的平面空間。

②結(jié)構(gòu)體系。生態(tài)環(huán)境是高層建筑設(shè)計的發(fā)展基礎(chǔ)，所以，要想從真正意義上實現(xiàn)整個設(shè)計的生態(tài)化，將整個設(shè)計的結(jié)構(gòu)與生態(tài)環(huán)境相融合是最佳的設(shè)計形式。

③生態(tài)與節(jié)能。設(shè)計中充分考慮到對建筑地周圍生態(tài)環(huán)境的維護，盡可能地實現(xiàn)建筑與生態(tài)環(huán)境的和諧發(fā)展。例如，充分發(fā)揮各類可再生資源（太陽能、風能等）的作用，利用自然要素對高層建筑設(shè)計進行改善。

3、經(jīng)典案例的分析

①馬來西亞米那亞大廈

1. 空中花園從一個三層高的植物綠化護堤開始，沿建筑表面螺旋上升。 （平面中每三層凹進一次，設(shè)置空中花園，直至建筑屋頂）

2. 中庭 使涼空氣能通過建筑的過度空間。

3. 綠化種植為建筑提供陰影和富氧環(huán)境空間

4. 曲面玻璃墻在南北兩面為建筑調(diào)整日輻射得熱量。構(gòu)造細部使淺綠色的玻璃成為通風濾過器，從而使室內(nèi)不至于完全被封閉

5. 每層辦公室都設(shè)有外陽臺和通高的推拉玻璃門以便控制自然通風的程度

6. 所有樓 電梯和衛(wèi)生間都是自然采光和通風

7. 屋頂露臺由鋼和鋁的支架結(jié)構(gòu)所覆蓋，它同時為屋頂游泳池及頂層體育館的曲屋頂（遠期有安裝太陽能電池的可能性）提供遮陽 和自然采光

8. 被圍和的房間形成一個核心桶，通過交流空間的設(shè)置消除了黑暗空間

9. 一套自動檢測系統(tǒng)被用于減少設(shè)備和空調(diào)系統(tǒng)的能耗

②上海中心大廈

1.上海中心采用雙層玻璃幕墻設(shè)計，兩層幕墻之間寬闊的中庭形成了獨立的生物氣候區(qū)，使得整座摩天大樓的綠化率達到33%，豐富的綠化設(shè)計改善了大廈內(nèi)部的空氣質(zhì)量，也創(chuàng)造了宜人的休息環(huán)境，展示了上海這個國際化大都市對維護生態(tài)環(huán)境的責任和承諾。

2.“上海中心”的螺旋造型也極大程度地滿足了節(jié)能的需要。它一改高層建筑傳統(tǒng)的外部結(jié)構(gòu)框架，以旋轉(zhuǎn)、不對稱的外部立面使風的動壓力降低24%，減少了大樓結(jié)構(gòu)的風力負荷，節(jié)省了工程造價；同時，與傳統(tǒng)的直線型建筑相比，“上海中心”的內(nèi)部圓形立面使其炫光度降低了14%，既降低了環(huán)境對工作效率的影響，又減少了對能源的消耗。

3.大廈主樓頂層也暗藏了“綠色”玄機。按照既定設(shè)計，大廈頂樓將布置72臺10千瓦的風力渦輪發(fā)電設(shè)備，為大廈提供綠色能源；大廈螺旋的頂端可以收集雨水，進行回收利用。

結(jié)語：

以建筑設(shè)計為著眼點，生態(tài)建筑主要表現(xiàn)為：利用太陽能等可再生能源，注重自然通風，自然采光與遮陰，為改善小氣候采用多種綠化方式，為增強空間適應(yīng)性采用大跨度輕型結(jié)構(gòu)，水的循環(huán)利用，垃圾分類、處理以及充分利用建筑廢棄物等。

所以作為建筑師，更起著統(tǒng)領(lǐng)作用，以生態(tài)的觀念、整合的出發(fā)點，從整體上進行構(gòu)思，帶領(lǐng)各個工種，通力協(xié)作，努力為建筑物，尤其是高層建筑的生態(tài)環(huán)境做出應(yīng)有的貢獻。

參考文獻：

[1]黃長文.簡析高層建筑設(shè)計中生態(tài)建筑學的應(yīng)用及其注意事項[J].建材與裝飾，2017，（24）：78-79.

[2]李樺.關(guān)于生態(tài)建筑學在高層建筑設(shè)計中的運用探討[J].低碳世界，2016，（15）：117-118.

[3]張波.關(guān)于生態(tài)建筑學在高層建筑設(shè)計中的運用探討[J].價值工程，2015，（21）：215-216.