淺談生態(tài)建筑學在高層建筑設計中的運用

代坤均

（貴陽市建筑設計院有限公司 550081）

1 前言

隨著社會經濟的不斷發(fā)展，我國建筑行業(yè)經歷了很大的變化，房地產行業(yè)一段時間成為了國家經濟的強大支柱，被譽為朝陽產業(yè)。改革開放后，我國房屋建筑也多向高層、超高層建筑的方向發(fā)展，由于土地資源有限，但要滿足中國14億人口的居住需求，就必須利用地面以上的建筑空間。與傳統(tǒng)建筑相比，超高層建筑的生態(tài)建筑學設計面臨著更多的困難，我們必須對此高度重視。因此，為了使得結構設計的安全度得到提升，就需要加強對于結構的設計人員綜合素質進行提升。

2 高層建筑的發(fā)展現(xiàn)狀

從高層建筑的生命周期來看，高層建筑項目的發(fā)展階段將對生態(tài)環(huán)境產生一定的負面影響。在制備初期，建筑原材料的開采和運輸過程會產生大量的污染物和廢棄物，與此同時，建筑材料加工會產生大量廢氣，廢液，粉塵，化學廢物和固體廢物等物質。像比較常見的是混凝土的攪拌，過程中水泥和水會發(fā)生水熱反應產生大量的熱量，并且粗骨料和細骨料的參合導致現(xiàn)場存在著清潔不夠的問題。在施工階段，很容易發(fā)生材料的損壞浪費等問題。那么超高層建筑具有哪些特點呢？①室內通風較差，噪聲不小。建筑學規(guī)定，超過100m的建筑就是超高層建筑，因此對于超高層建筑來說，容積率是非常大的，隨著樓層高度的上升，豎向荷載不再起到主要的控制作用，在高處，風荷載對建筑物的影響是十分大的，因此超高層建筑必須考慮風荷載的影響。較大的風速對室內環(huán)境造成的影響比較大，會給人一種不舒服的感覺。高風速需要材質更加堅固和隔音性能更加好的材料作為外圍結構，如窗戶，外墻等。對于高風速產生的噪音，需要引起設計人員的重視，避免對居住者帶來生活和休息上的不便。有關研究表面，建筑物層高在15～25層的超高層樓房，噪聲的影響相比于其他樓層更大。②鳥籠式建筑，人們的公共交流空間減小。往往超高層建筑為了更大程度上利用面積，常常一層的住宅設計的非常多，公攤面積增大，居民的活動空間就變得非常小，建筑物內的環(huán)境相對來說也比較密閉，就像一個個鳥籠一樣，非常不利于人們長期生活于此。建筑垃圾會因能耗而產生二次污染。因此，在高層建筑中，整個生命周期，都會對生態(tài)環(huán)境造成不同程度的危害，在構建和諧共存的道路上，高層建筑很有必要減少對生態(tài)環(huán)境的破壞。

3 基于生態(tài)建筑學的高層建筑設計原則

生態(tài)建筑強調建筑設計與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調發(fā)展，改變以往的矛盾關系，依賴于自然生物與環(huán)境共生關系的生態(tài)理論。

安全性原則在生態(tài)建筑學高層設計之根本。隨著人們的居住觀念開始改變，對居住環(huán)境和空間的舒適性和安全性開始增加關注。在高層建筑設計之初，設計人員就應該站在整體的角度上對圖紙進行宏觀的把控。此外，設計人員還需要考慮生態(tài)建筑設計后期是否會給使用者帶來安全隱患。在技術上可以利用計算機對生態(tài)建筑設計過程進行模擬仿真測試，快速的排查安全隱患，并通過算法程序提供可靠的解決策略。生態(tài)建筑設計十分復雜，需要遵循自然生態(tài)平衡，為人們的生存創(chuàng)造生態(tài)建筑環(huán)境。

目前，國家對生態(tài)文明建設的重視度越來越大。對于高層建筑生態(tài)建筑學設計，需要采用節(jié)能環(huán)保的設計方案，強調使用無污染綠色環(huán)?？稍偕牟牧?，例如，將建設過程產生的廢氣廢水進行循環(huán)再生使用，并設計廢水廢氣處理設備。經濟性的原則也是十分重要的一大因素。對于工程建設項目來說，就是既要保證資金盡可能少，較少成本，又要保證工程在預定工期內完工，并達到預期的設計質量要求。為了達到這一原則上的要求，需要相關人員依據(jù)建筑物的實際情況，合理地選擇相關設備，將強對采購環(huán)節(jié)的把控，對施工人員的費用進行預估，做好合理地安排，嚴格保證經費不超過預算不斷提高能源利用效率，從而達到節(jié)能減排的應用效果。在高層建筑的設計中，應注意保護周圍環(huán)境，防止對周圍環(huán)境的大規(guī)模破壞，保護生態(tài)環(huán)境，并實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境與高層建筑的和諧共存。

4 生態(tài)建筑學在高層建筑設計中的應用途徑

在高層建筑設計中，要密切關注高層建筑朝向與生態(tài)建筑學理念的運用，考慮到可能影響到的因素，通過科學的設計，使得建筑物獲得足夠的采光和通風，提高自然資源的利用率，達到節(jié)能減排的效果。

4.1 生態(tài)建筑學在管道設計中的應用

在設計中，對建筑物的周圍環(huán)境和施工情況進行調查，滿足建筑物內部環(huán)境的要求。改善窗戶的面積，設計垂直遮陽網格，進而提高高層建筑設計的綜合水平。在高層建筑的設計中，設計師應深入分析建筑形狀系數(shù)與散熱的比例。因此，設計師設計需要合理的進行建筑結構和設施布置，電梯，管道，設備室盡可能在建筑西側，以阻擋太陽輻射的影響，在高層建筑的設計中，設計應側重于外部高程。在建設車站施工區(qū)域的同時，應考慮管道設計，在超高層建筑設計離不開眾多的管線道路，不僅在數(shù)量上呈現(xiàn)出多的態(tài)勢，還出現(xiàn)種類上的多態(tài)式，管道主要包括排水管道、給水管道、燃氣管道、熱力管道、中水管道和空氣管道，此外還有電纜和電線管道。多工種管道設計容易發(fā)生的就是管道之間的相互交叉和錯位。在進行超高層生態(tài)建筑設計的時候，就需要對各個管道進行合理的設計，避免它們發(fā)生管道的交叉和錯位的現(xiàn)象，保證整個建筑的生態(tài)學性能。在實際設計過程中將所有的施工管線的順利以及線路的走位。

4.2 生態(tài)建筑學在空調風管中的應用

空調風管的設計。風管的設計需要確定風管吊頂?shù)母叨?，并且依?jù)界面高度方向上的長度，并盡量減少風管的長度，采用短的風管。如果必須采用長的風管，則需要保證不與其他管道發(fā)生錯位交叉的現(xiàn)象。在有限的空間內更大程度上容納更多的居民。

4.3 生態(tài)建筑學在建筑外觀設計上的應用

建筑外表美觀設計。在進行高層建筑設計的時候，應該注意到高層建筑物的特點，對于空調設備的安裝，應盡量統(tǒng)一規(guī)整，保證建筑立面的美觀。此外，統(tǒng)一規(guī)則的空調外機的安裝，可以減小建筑物的承重，保證建筑物的受力合理。

5 結語

綜上所述，在高層建筑生態(tài)建筑學設計中，必須依據(jù)所在項目的高層建筑的特點進行設計，并且考慮到超高層建筑自身存在的一些特點，像室內環(huán)境比較差，聲環(huán)境差，通風不太好，容易給人一種鳥籠式沉悶的感覺的特點進行相應的合理的設計。因此生態(tài)建筑的設計應該盡量減少噪聲污染，合理控制系統(tǒng)產生的噪聲，并且針對相關人員，應該提高他們的職業(yè)素養(yǎng)，建筑不可能憑空產生，最終還是要依靠一支專業(yè)的隊伍進行建造，設計人員的專業(yè)素質的高低直接影響到建筑物的設計質量，也關乎到建筑物的安全性。此外，對于建筑的管線和設備的安裝都應該從建筑整體的角度出發(fā)進行設計，尤其注意管道之間的布置，避免線路之間出現(xiàn)交叉和錯位的現(xiàn)象。