生態(tài)建筑學(xué)在高層建筑設(shè)計(jì)的滲透

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(浙江搏鴻建設(shè)工程有限公司，浙江 溫州 325000)

引言

生態(tài)建筑學(xué)在高層建筑設(shè)計(jì)中的滲透，與我國可持續(xù)發(fā)展的核心理念相符，故而廣大從業(yè)者應(yīng)對(duì)此予以重視，并立足于實(shí)際展開不斷的研究和探索。為實(shí)現(xiàn)生態(tài)建筑學(xué)的價(jià)值最大化，下文針對(duì)在高層建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用做出了詳細(xì)的介紹，以供相關(guān)人員參考。

1 生態(tài)建筑學(xué)的相關(guān)概述

從根本上來講，生態(tài)建筑學(xué)主要是以生態(tài)學(xué)和建筑學(xué)為理論基礎(chǔ)，通過調(diào)節(jié)建筑與其他自然因素之間的關(guān)系，使建筑物和周邊環(huán)境形成一個(gè)有機(jī)系統(tǒng)，避免建筑在建設(shè)和使用過程中產(chǎn)生過多的生態(tài)問題，實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧發(fā)展。從這一方面來看，生態(tài)建筑學(xué)在高層建筑設(shè)計(jì)中的使用，必須要考慮到整個(gè)工程項(xiàng)目的運(yùn)營有可能對(duì)周邊環(huán)境所產(chǎn)生的影響，包括環(huán)境作用于工程本身的因素。期間還應(yīng)注重加強(qiáng)綠色新型材料、清潔能源、節(jié)能技術(shù)等的使用，以最大限度發(fā)揮出各類資源的實(shí)用價(jià)值，減少資源浪費(fèi)和成本浪費(fèi)，從而全面提升高層建筑項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。由此可見，應(yīng)用生態(tài)建筑學(xué)的核心目標(biāo)是打造出更多節(jié)能環(huán)保的高層建筑，使伴隨著我國建筑工程領(lǐng)域發(fā)展的環(huán)境問題得到有效的緩解，同時(shí)也為廣大用戶提供一個(gè)健康舒適的居住環(huán)境。

2 基于生態(tài)建筑學(xué)的高層建筑設(shè)計(jì)原則

2.1 健康安全

在建筑工程領(lǐng)域，永遠(yuǎn)要將安全擺在首位。在社會(huì)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步提升的同時(shí)，現(xiàn)代人的居住觀念也逐漸開始轉(zhuǎn)變，對(duì)建筑物的安全性、舒適性和美觀性提出了更高的要求。在高層建筑的設(shè)計(jì)階段，把控好整個(gè)建筑工程的宏觀因素是一項(xiàng)至關(guān)重要的任務(wù)，在此基礎(chǔ)上還要考慮到建筑后期的使用情況，確保建筑物在投入使用后不存在安全隱患，而這一點(diǎn)也正體現(xiàn)了生態(tài)建筑學(xué)的基本理論。根據(jù)現(xiàn)有的經(jīng)驗(yàn)來看，現(xiàn)階段的工作中主要借助計(jì)算機(jī)數(shù)字化技術(shù)，對(duì)生態(tài)建筑設(shè)計(jì)進(jìn)行模擬和仿真測試，由此來識(shí)別設(shè)計(jì)方面是否存在不合理之處，并利用算法程序?qū)⒏黝愲[患消除，從而保證用戶居住的健康安全。

2.2 環(huán)境互動(dòng)

近年來，我國各地區(qū)正在積極推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)，在這種背景下，在高層建筑設(shè)計(jì)中融入生態(tài)建筑學(xué)理念也成為了一種必然現(xiàn)象。為了增加人與生態(tài)自然的互動(dòng)性，實(shí)際設(shè)計(jì)中高度倡導(dǎo)節(jié)能環(huán)保的設(shè)計(jì)方案，并進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了無污染、可再生等綠色環(huán)保材料的實(shí)用價(jià)值。如當(dāng)前高層建筑設(shè)計(jì)中包含的廢氣、廢水循環(huán)再利用處理技術(shù)，便淋漓盡致地體現(xiàn)了生態(tài)建筑學(xué)的應(yīng)用，這種設(shè)計(jì)方式有效避免了工程本身對(duì)周邊自然環(huán)境的破壞，也極大地縮減了對(duì)物料、電能、水資源等的使用量，符合國家提出的可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略號(hào)召。因此基于生態(tài)建筑學(xué)的高層建筑設(shè)計(jì)，應(yīng)該也必須遵循環(huán)境互動(dòng)的原則。

2.3 條件最優(yōu)

要想真正發(fā)揮出生態(tài)建筑學(xué)在高層建筑設(shè)計(jì)中的作用，首先要確保對(duì)建筑工程的各項(xiàng)條件有一個(gè)全方位的把控，如現(xiàn)場的環(huán)境情況、施工中各類材料的實(shí)際需求以及當(dāng)?shù)氐慕?jīng)緯度、氣候要件等，據(jù)此才能更合理地設(shè)計(jì)建筑物的朝向，對(duì)太陽能、風(fēng)能等自然能源加以利用，提高各類資源的利用率。在此基礎(chǔ)上，還應(yīng)嚴(yán)格控制人工費(fèi)的支出和使用，尤其要對(duì)采購環(huán)節(jié)進(jìn)行重點(diǎn)把控和監(jiān)督，一方面保證原材料的數(shù)量、品質(zhì)等完全符合工程設(shè)計(jì)的要求；另一方面也規(guī)避經(jīng)費(fèi)超出預(yù)算的問題，以促進(jìn)高層建筑設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)性的提升。

2.4 合理穩(wěn)定

在高層建筑設(shè)計(jì)中，合理穩(wěn)定同樣是設(shè)計(jì)人員應(yīng)該考慮的重點(diǎn)。雖然近年來我國建筑工程技術(shù)獲得了迅速發(fā)展，但因結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不當(dāng)所造就的安全隱患和安全事故仍然數(shù)不勝數(shù)，這就要求我們應(yīng)該以高度專業(yè)、高度嚴(yán)謹(jǐn)和高度警惕的態(tài)度做好建筑設(shè)計(jì)這項(xiàng)工作，保證建筑設(shè)計(jì)的可行性。根據(jù)這一點(diǎn)，生態(tài)建筑學(xué)理論與高層建筑設(shè)計(jì)的融合，要以合理性和穩(wěn)定性為基礎(chǔ)，然后才是思考如何發(fā)揮建筑的生態(tài)環(huán)保價(jià)值。通過引進(jìn)新技術(shù)、新材料的使用適應(yīng)新時(shí)期下我國建筑行業(yè)的發(fā)展需求，實(shí)現(xiàn)對(duì)綠色建筑設(shè)計(jì)的全方位管控。

3 生態(tài)建筑學(xué)在高層建筑設(shè)計(jì)中的滲透路徑

3.1 生態(tài)建筑學(xué)在建筑空間布局中的滲透

在生態(tài)建筑學(xué)視角下，高層建筑的空間布局要結(jié)合生態(tài)環(huán)境的特點(diǎn)，對(duì)周邊的自然環(huán)境和自然條件加以利用，從而在保證建筑整體效果的同時(shí)，維護(hù)工程建設(shè)與生態(tài)環(huán)境間的協(xié)調(diào)性。在具體的設(shè)計(jì)階段，首先要對(duì)庭院、過道、生活空間、工作空間等進(jìn)行科學(xué)劃分，然后根據(jù)不同區(qū)域的特點(diǎn)構(gòu)建相對(duì)應(yīng)的景觀；其次，對(duì)于電梯、樓梯等的輔助空間，設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)通風(fēng)條件進(jìn)行周密地考量，不僅要保證內(nèi)部空間的通風(fēng)效果良好，也要為用戶提供清晰開拓的視野，從而提高用戶的滿意度；然后，要考察好建筑場地內(nèi)的土壤條件、植被狀態(tài)等，據(jù)此來完善高層建筑工程的綠化景觀設(shè)計(jì)，確保其能與周邊的建筑和環(huán)境融為一體，有效提高高層建筑整體的美觀性和宜居性；最后，針對(duì)高層建筑內(nèi)外墻等的施工材料的選擇，應(yīng)多使用新型環(huán)保材料，盡可能地減少對(duì)周邊環(huán)境的破壞，為廣大用戶的居住安全提供可靠的保障。

3.2 生態(tài)建筑學(xué)在內(nèi)部管道設(shè)計(jì)中的滲透

現(xiàn)代高層建筑的建設(shè)難度相當(dāng)之大，工程設(shè)計(jì)中涉及到的內(nèi)容和環(huán)節(jié)較之從前也有了明顯的增加。在這種情況下，生態(tài)建筑學(xué)的應(yīng)用就需要考慮到更多的問題，如窗戶的面積怎樣設(shè)置最合理、建筑形狀系數(shù)和散熱比例的設(shè)計(jì)等，其中內(nèi)部管道作為高層建筑中不可缺少的一類基礎(chǔ)設(shè)施，同樣是設(shè)計(jì)過程中應(yīng)密切關(guān)注的一個(gè)重點(diǎn)。在現(xiàn)代高層建筑中，管道系統(tǒng)主要包括給排水管道、熱力管道、燃?xì)夤艿?、空氣管道和電線管道等，這些管道共同構(gòu)建成了一個(gè)錯(cuò)綜復(fù)雜的管道網(wǎng)絡(luò)，若設(shè)計(jì)存在一定的問題，那么后續(xù)施工中將很有可能出現(xiàn)管道錯(cuò)位、管道交叉等的情況，影響到建筑的正常使用。而基于生態(tài)建筑學(xué)的管道設(shè)計(jì)，工作人員應(yīng)積極引入BIM技術(shù)、CAD等信息化手段，用來構(gòu)建整個(gè)管道系統(tǒng)的模型圖，據(jù)此審核管道設(shè)計(jì)中是否存在不合理之處，從而保證接下來施工活動(dòng)的順利推進(jìn)，使高層建筑的整體性能得到進(jìn)一步的優(yōu)化。

3.3 生態(tài)建筑學(xué)在通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的滲透

通過分析以往的工程案例，大部分高層建筑設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的路徑，主要是通過采用相應(yīng)的手段使建筑幕墻形成一個(gè)封閉式微型結(jié)構(gòu)，由此降低建筑物的耗能總量。但這樣就出現(xiàn)了一個(gè)問題，在密閉性空間中，用戶想要生活得更舒適，就不得不依賴于空調(diào)，然而經(jīng)常使用空調(diào)導(dǎo)致空間內(nèi)的空氣質(zhì)量越來越差，從而直接威脅到了用戶的身體健康。針對(duì)這一現(xiàn)象，生態(tài)建筑學(xué)在高層建筑設(shè)計(jì)中的滲透，需要著重研究被動(dòng)照明系統(tǒng)和通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)化，全面改造炎熱條件下高層建筑的通風(fēng)條件。例如，當(dāng)下高層建筑中使用比較頻繁的天窗、百葉窗等，均體現(xiàn)了對(duì)自然條件的充分利用，以達(dá)到自熱通風(fēng)的效果，既能保證室內(nèi)的溫度、風(fēng)量適宜，也能避免長期使用空調(diào)對(duì)人體帶來的危害。除此之外，還可以生態(tài)建筑學(xué)理論為基礎(chǔ)，對(duì)高層建筑工程進(jìn)行綠化包裝，以便在改善空氣質(zhì)量的基礎(chǔ)上，美化建筑的整體空間環(huán)境，運(yùn)用更科學(xué)自然的手法實(shí)現(xiàn)對(duì)高層建筑環(huán)境特性的改造，使其高度貼合用戶的使用需求。

3.4 生態(tài)建筑學(xué)在平面設(shè)計(jì)中的滲透

平面設(shè)計(jì)也是高層建筑設(shè)計(jì)非常重要的一部分，通過靈活應(yīng)用平面設(shè)計(jì)，能夠使建筑物理工程發(fā)生相應(yīng)的改變，如建筑物的外墻、樓板等關(guān)鍵結(jié)構(gòu)。然而根據(jù)實(shí)際調(diào)查發(fā)現(xiàn)，基于當(dāng)代人對(duì)建筑物美觀性要求日益提高的現(xiàn)狀，很多設(shè)計(jì)單位一味地強(qiáng)調(diào)對(duì)建筑物的美觀性設(shè)計(jì)，忽略了展現(xiàn)高層建筑的生態(tài)價(jià)值，該問題亟待得到進(jìn)一步的改善。高層建筑平面設(shè)計(jì)與生態(tài)建筑學(xué)的融合，應(yīng)該體現(xiàn)因地制宜的設(shè)計(jì)原則，如由于我國南北方地區(qū)在氣候條件上存在較大的差異，此時(shí)設(shè)計(jì)人員就需要基于這種差異實(shí)施平面設(shè)計(jì)。在北方：當(dāng)?shù)厮募痉置?，冬季較長，并且氣溫極低，所以北方居民對(duì)墻體厚度、熱輻射的需求更大，這種情況下設(shè)計(jì)人員就應(yīng)該思考如何最大程度減少熱量的流失，可通過優(yōu)化管道和電梯朝向設(shè)計(jì)、合理安排建筑設(shè)施、在電梯間加裝房門等措施，減緩因漏風(fēng)帶來的熱量流失；而在南方：南方夏季的日常時(shí)間長，所以需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼陉柼幚恚源蟠蠼档蜔崃?。因此在?shí)際設(shè)計(jì)階段，就需要合理規(guī)劃室內(nèi)外的遮陽區(qū)域，可通過設(shè)計(jì)節(jié)能窗、采用遮陽系數(shù)高的建筑材料等方式提高遮光效果，如此既能滿足南方居民的居住要求，也減少了因頻繁使用空調(diào)所產(chǎn)生的能源消耗，對(duì)維護(hù)生態(tài)循環(huán)均衡具有一定作用。

4 對(duì)高層建筑生態(tài)建筑設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)建議

4.1 合理利用空間組合，優(yōu)化建筑布局

高層建筑的設(shè)計(jì)需要考慮多方面的因素，既要突出建筑物本身的特點(diǎn)，也要確保建筑設(shè)計(jì)能夠適應(yīng)外界環(huán)境的變化，使其功能性得到充分發(fā)揮。從這一方面來看，設(shè)計(jì)人員一定要利用好空間組合，基于高層建筑設(shè)計(jì)在生態(tài)方面的要求，以及居民對(duì)住宅建筑設(shè)計(jì)的實(shí)際訴求，進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)的優(yōu)化。從我國房地產(chǎn)行業(yè)近幾年的發(fā)展形勢來看，大多數(shù)消費(fèi)者都非常關(guān)注房屋建筑的朝向問題，此時(shí)設(shè)計(jì)人員便需要以此為切入點(diǎn)，根據(jù)太陽輻射、經(jīng)緯度等因素對(duì)建筑朝向的影響，思考如何實(shí)現(xiàn)對(duì)自然資源的最大化利用。在具體落實(shí)階段，為了達(dá)成建筑物最佳朝向的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該深入調(diào)查周圍的自然環(huán)境，根據(jù)環(huán)境特點(diǎn)對(duì)空間結(jié)構(gòu)做出合理化的改進(jìn)調(diào)整，一來要確保建筑與周圍的植被相適應(yīng)，從而提高建筑內(nèi)外的協(xié)調(diào)感；二來要提高對(duì)窗戶空間的利用率，以更好滿足用戶在采光通風(fēng)等方面的需求，以實(shí)現(xiàn)建筑整體布局的全面優(yōu)化。

4.2 突出綠化設(shè)計(jì)，提高建筑綠化效果

對(duì)于高層建筑而言，在融合生態(tài)建筑學(xué)理論的過程中，我們不僅需要考慮到建筑本身的生態(tài)價(jià)值，還應(yīng)該結(jié)合當(dāng)前城市規(guī)劃的整體方向去調(diào)整設(shè)計(jì)內(nèi)容。根據(jù)近年來我國城鎮(zhèn)化建設(shè)的要求，全面推進(jìn)園林景觀綠化工程的建設(shè)是眼下的重要任務(wù)之一，所以高層生態(tài)建筑中也必須突出綠化設(shè)計(jì)，盡可能地提高住宅小區(qū)內(nèi)部以及建筑物周邊的植被覆蓋率，使區(qū)域內(nèi)的微氣候逐步得到改善，凈化空氣污染，為廣大居民提供一個(gè)更安全安心的生活環(huán)境。在此基礎(chǔ)上，也可在高層建筑的陽臺(tái)處設(shè)置一些具有觀賞性的綠化景觀，一方面能夠?yàn)榫用駧硪粋€(gè)良好的視野；另一方面能構(gòu)建一個(gè)內(nèi)外環(huán)境結(jié)合的綠化循環(huán)結(jié)構(gòu)，改善高層建筑局部過熱的問題，迎合新時(shí)期下綠色環(huán)保要求。

4.3 提高環(huán)保意識(shí)，嚴(yán)格控制能耗問題

高層建筑工程的建設(shè)往往伴隨著大量資源的浪費(fèi)，生態(tài)環(huán)境也會(huì)遭到嚴(yán)重污染，這種現(xiàn)象不僅極大限制了建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，也進(jìn)一步加劇了我國能源緊張的問題，所以廣大從業(yè)者必須重視起來。以生態(tài)建筑學(xué)理論作為指導(dǎo)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該深刻認(rèn)識(shí)到以上問題的嚴(yán)重性，強(qiáng)化自身的節(jié)能環(huán)保意識(shí)，在高層建筑設(shè)計(jì)中要體現(xiàn)對(duì)能源的循環(huán)利用，嘗試有效方法減少污染物的排放，同時(shí)合理開發(fā)天然資源的利用價(jià)值。首先，應(yīng)該積極引入新型環(huán)保材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)建材，從而緩解環(huán)境污染，避免對(duì)人體健康造成威脅。其次，加強(qiáng)高層建筑中的水循環(huán)設(shè)計(jì)，通過收集和過濾雨水資源，實(shí)現(xiàn)對(duì)水資源的二次利用，從而提高水資源利用率。利用雨水處理供應(yīng)系統(tǒng)收集到的雨水，可用于灌溉、沖刷廁所等方面，滿足人們的多元化需求。最后，根據(jù)對(duì)我國高層建筑發(fā)展現(xiàn)狀的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)在高層建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域經(jīng)常出現(xiàn)“鳥籠式”建筑，這種建筑的顯著特征是能夠?yàn)槿藗兲峁┑墓步涣骺臻g較小，容易產(chǎn)生二次污染，非常不利于人們的長期居住。因而這項(xiàng)問題同樣要與建筑的節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)結(jié)合起來，協(xié)調(diào)好公攤面積設(shè)計(jì)與居民生活空間設(shè)計(jì)之間的關(guān)系。

5 結(jié) 語

建筑工程行業(yè)快速發(fā)展的同時(shí)，由工程建設(shè)本身帶來的環(huán)境污染和能耗問題也逐漸暴露出來，嚴(yán)重阻礙了我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的推進(jìn)。在此背景下，對(duì)生態(tài)建筑學(xué)進(jìn)行深入的研究，并加快該理論在高層建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，是解決以上問題的一個(gè)科學(xué)、有力的辦法。在實(shí)際的設(shè)計(jì)階段，應(yīng)堅(jiān)持健康安全、環(huán)境互動(dòng)、條件最優(yōu)的重要原則，利用生態(tài)建筑學(xué)來實(shí)現(xiàn)高層建筑的節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)，促進(jìn)設(shè)計(jì)水平的有效提升。從現(xiàn)階段的實(shí)踐成果來看，生態(tài)建筑學(xué)在高層建筑的空間布局、管道設(shè)計(jì)、通風(fēng)設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)均得到了較好地使用，極大地提高了高層建筑工程中自然資源的利用率，工程項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益均有了大幅度的提升，這對(duì)于推動(dòng)我國高層建筑設(shè)計(jì)行業(yè)的健康發(fā)展具有至關(guān)重要的意義，故而值得被關(guān)注和倡導(dǎo)。