淺談高層建筑設計中生態建筑的運用

王西峰

【摘 要】隨著我國城市經濟的不斷發展，環境的污染也越來越嚴重，能源消耗過大，土地資源也嚴重緊缺，然而高層建筑占地較少，可以節省更多的空間用來改善城市環境，為解決人類生存環境、節約土地資源，高層建筑也越來越多的出現在各大城市，并將生態建筑學逐步應用于高層建筑設計之中。

【關鍵詞】生態建筑；建筑設計；高層建筑

生態建筑強調節約資源和保護環境，強調建筑在整個壽命周期內要減少資源能源的消耗和降低環境污染，從而使人、建筑與自然生態環境之間形成一個良性循環系統，這大大節約了建造過程中的能源消耗，也同時減少了污染物和廢棄物的排放。本文主要介紹了生態建筑學、生態建筑學的設計目標、生態建筑系在高層建筑設計中的應用，其中生態建筑系在高層建筑設計中的應用包括生態建筑學在高層建筑設計中的設計理念和設計思路。

一、 生態建筑學概述

（一）生態建筑學

生態建筑學是建立在生態學的基礎之上，生態學與建筑學相結合的產物，是以自然生態系統為本，來構筑建筑的人工生態系統。具體來說就是根據當地的自然生態環境，運用生態學、建筑技術科學的基本原理和現代科學技術手段等，合理安排并組織建筑與其它相關因素之間的關系，使建筑和環境之間成為一個有機的結合體，同時具有良好的室內氣候條件和較強的生物氣候調節能力，以滿足人們居住生活環境的舒適，使人、建筑與自然生態環境之間形成一個良性循環系統。生態高層建筑設計是將高層建筑這一人工物置于自然環境當中時，組成建筑與生態環境之間相互作用的生態系統，從而充分考慮建筑對自然環境的適應和影響，以及建筑與自然環境之間物質能量的交換。

（二）生態建筑設計目標

隨著建筑能耗逐年上升，加之高層建筑本身在建造過程中就消耗大量的資源和材料，在運營過程中也耗費大量的能源并排出大量的廢棄物，設計中從節能角度開始考慮高層建筑節能設計，并在建筑設計的開始即加以考慮是生態建筑設計的關鍵。生態建筑學應用于高層建筑設計，是指充分利用環境和資源所提供的條件，將生態策略應用到建筑設計中，采取相應的建筑技術和措施，創造出符合生態規律的建筑形態，從而創造一種嶄新的、健康的、富于生氣的辦公或居住的建筑模式?？傊?，在高層建筑設計中應用生態建筑學的目標就是盡可能減少資源能源的消耗、多利用可再生或可循環利用的材料和資源；減少有害有毒物資和廢棄物排放、并通過各種手段在排放之前進行無害化處理，從而把環境和建筑的污染降到最低；保護自然生態環境，避免生態環境的破壞，保持人類住區的可持續發展；創造健康舒適的室內外環境；使建筑功能質量目標統一，使人們享受一個高質量的建筑環境；使建筑生態；經濟效益取得平衡。

二、 生態建筑學在高層建筑設計中的應用

（一）生態建筑學的設計理念

基于生態建筑學在高層建筑設計中的目標，為人們提供一個功能全面、環境優美、健康舒適的建筑環境，在高層建筑設計中，設計者的具體設計理念是：

（1）舒適化設計理念

隨著時代的發展和技術的進步，人們對生活和工作環境的品質要求也逐步提高，越來越關注建筑功能的舒適性，因此可以不斷的改善人們的生活工作環境，提高人們的生命質量是生態建筑設計的發展趨勢和設計者們努力的方向。在設計時，應盡可能使用對人體健康無害的材料，減少揮發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，充足的空調換氣，對環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尷尬通視，建筑防噪聲干擾，吸聲材料的應用等等。

（2）運用自然體系設計理念

充分利用外界自然環境因素，將土壤、綠化、水及空氣組成的外部環境和其它建筑組合成的現實環境為建筑設計提供了多種可能性，不僅可以創造一個健康舒適的環境，還可以減少建筑設備的數量，從而節約能源節省費用。在高層建筑設計中采用太陽能等可再生資源，不僅無污染還可以節約建筑費用，所以在高層建筑設計中為減少照明對建筑環境產生的負面影響，采用自然光、自然通風和高新技術手段的結合，為人們創造健康環保的環境。

（3）自我調節“生命體特征”理念

從高層建筑的“生命周期”來看，從決策過程→設計過程→建造過程→使用過程→拆除過程，表現出類似生命體的那樣的產生、生長、成熟和衰亡的過程。高層建筑也應設計自我調節的能力、自我凈化的能力和完善的整體功能。在設計時應合理設計建筑的采光、通風、溫度和濕度，盡量減少自身污染物的排放等。

（二）生態型高層建筑設計思路

在生態設計理念的指導下，高層建筑設計不僅應考慮建筑節能，同時還要營造完整的生態系統，注重建筑與自然生態的平衡，具體設計思路是：

（1）注重生態型高層建筑空間組合設計

設計高層建筑空間時，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濟性問題。而生態設計要求空間分區應進一步考慮節能和舒適度的需求。建筑內部不同的空間對溫度、自然光和景觀的要求是不同的。因此在高層建筑設計中應用生態建筑學時應從功能分區、動靜分區進一步擴展到光、氣、舒適度的環境分區及緩沖。在設計交通核位置時，不僅要考慮到經濟性和結構均勻性，還要考慮熱工效應和環境舒適性。在設計平面空間布置時，盡量以南北朝向為主，從而使平面空間布置達到最有效。并且，在保證主要空間生態型性的同時，盡可能保證電梯廳、樓梯和衛生間等重要輔助空間的自然的采光和通風及朝外的視野。

（2）強調建筑物結構體系的生態化

生態系統的能量流動和物質循環， 為人類創造了需要的自然資源和生物資源。人類文明也是基于自然環境和生態規律才發展起來的，高層建筑設計也應基于自然環境和生態環境而不斷發展。在設計時應強調建筑物結構體系生態化，采用與生長環境相適應的結構是最佳的結構形式。尊重設計地段內的土地、環境及植被的特點，整體全面地考慮設計區域內部與外部環境關系，強調人與環境和諧共存。

（3）做好建筑物的“表皮”生態設計

“建筑表皮”是指具有改變建筑室內外物理環境功能的建筑外圍護結構，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外物理環境的附屬構件等。在傳統的建筑設計中較多的關注放在了表皮的裝飾功能、視野和表面視覺機理等建筑因素上。而結合了生態建筑學知識的現代高層建筑設計則還對表皮的控制與支撐功能投入了較多的關注，比如關注太陽的輻射熱、自然光、風、人的生理舒適度、煙霧和有機化合物氣體污染等要素，更多方位的為使用者提供了健康舒適的建筑環境。

（4）在建筑形態設計時應著重考慮生態與節能

在設計高層建筑時應基于協調共生原則、能源利用最優化原則、廢物生產最小化原則、循環再生原則、持續自生原則等五大原則設計節能環保的綠色生態型建筑。盡可能多地利用自然環境中資源和要素以及周圍其它建筑和設施，挖掘新材料和新技術的潛力，為人類充分利用自然環境、節約能源、保護生態環境提供最大可能性，充分利用太陽能等可再生資源，注重自然通風，用自然要素改善環境。

結語：隨著社會的進步和人們生活水平的日益提高，對生活環境的要求和生活質量的要求也越來越高?？沙掷m發展戰略越來越多的被人們所認識，未來的新世紀是一個注重生態、環保，追求人與自然科學整體協調發展的社會。雖然高層建筑的出現可以節約土地資源，但是高層建筑的建筑卻非常消耗能源，為了保證人與自然整體協調發展、環保與生態共同發展。將生態建筑學應用于高層建筑設計，從長期看來是經濟、節省并能獲得可持續的社會效益的建筑設計方法，這種設計也使人、建筑與自然生態環境之間形成一個良性循環系統，為建筑業的發展提供了新的思路。