探討綠色生態(tài)型高層建筑設(shè)計(jì)

方凱 汪理

【摘要】綠色生態(tài)建筑設(shè)計(jì)已然成為現(xiàn)代高層建筑設(shè)計(jì)的一種潮流和發(fā)展趨勢(shì)。本文詳細(xì)闡述了現(xiàn)代城市綠色生態(tài)型高層建筑設(shè)計(jì)理念和具體思路，從多方面對(duì)綠色生態(tài)型高層建筑設(shè)計(jì)要點(diǎn)探析進(jìn)行了探析和說明。

【關(guān)鍵詞】高層建筑 綠色生態(tài)；建筑設(shè)計(jì)

1 概述

高層建筑發(fā)展到今天已成為業(yè)內(nèi)外人士爭(zhēng)論的焦點(diǎn)，因?yàn)楦邔咏ㄖ谑┕そㄔ爝^程中的確消耗大量的資源和材料，在運(yùn)行過程中也耗費(fèi)大量的能源并排出大量的廢棄物，從節(jié)能的角度存在較大的弊端。但是在當(dāng)前土地資源緊缺情況下，因?yàn)楦邔咏ㄖ嫉馗?，可以?jié)省更多空間進(jìn)行綠化，并改善城市環(huán)境，尤其是高層建筑在城市的標(biāo)志性和象征性使人們對(duì)它難以忘懷，它的作用是其它建筑形式無法取代的，因此，有利的一面也相當(dāng)明顯。

2 綠色生態(tài)型高層建筑設(shè)計(jì)理念

筆者認(rèn)為，所謂綠色生態(tài)型高層建筑設(shè)計(jì)是充分利用環(huán)境和資源所提供的條件，將生態(tài)策略應(yīng)用到建筑設(shè)計(jì)中，采取相應(yīng)的建筑技術(shù)和措施，創(chuàng)造出符合生態(tài)規(guī)律的建筑形態(tài)，從而創(chuàng)造一種嶄新的、健康的、富于生氣的辦公或居住的建筑模式。因此，現(xiàn)代城市綠色生態(tài)型建筑設(shè)計(jì)應(yīng)具備以下設(shè)計(jì)理念：

2.1 舒適化的設(shè)計(jì)理念

隨著時(shí)代的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，人們對(duì)生活和工作環(huán)境的品質(zhì)要求也逐步提高，關(guān)注建筑功能的舒適性，以改善人們的生活工作環(huán)境，提高人們的生命質(zhì)量成為建筑智能化的主要發(fā)展方向。高質(zhì)量和高效率建筑環(huán)境的創(chuàng)造，始終應(yīng)當(dāng)是建筑創(chuàng)作的目標(biāo)。當(dāng)代建筑學(xué)、生態(tài)學(xué)及其它科學(xué)技術(shù)成果的綜合，為建筑創(chuàng)作提供了新的設(shè)計(jì)思維。健康舒適的環(huán)境概念是指：優(yōu)良的空氣質(zhì)量，優(yōu)良的溫濕度環(huán)境，優(yōu)良的光、視線環(huán)境，優(yōu)良的聲環(huán)境；應(yīng)對(duì)的建筑設(shè)計(jì)方法：使用對(duì)人體健康無害的材料，減少 VOC（揮發(fā)性有機(jī)化合物）的使用，對(duì)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(diào)換氣，對(duì)環(huán)境溫濕度的自動(dòng)控制，充足合理的桌面照度，防止建筑間的對(duì)視以及室內(nèi)尷尬通視，建筑防噪聲干擾，吸聲材料的應(yīng)用等等。

2.2 運(yùn)用自然體系設(shè)計(jì)理念

高層建筑設(shè)計(jì)中運(yùn)用自然體系的目的是為了最大限度地獲取和利用自然采光和通風(fēng)，創(chuàng)造一個(gè)健康、舒適的人工環(huán)境。陽(yáng)光和空氣始終是人類賴以生存的物質(zhì)條件。但照明和空調(diào)人工技術(shù)的普及和發(fā)展，使得自然體系的運(yùn)用受到忽視，同時(shí)也對(duì)建筑環(huán)境產(chǎn)生了負(fù)面的影響。人們?nèi)绻L(zhǎng)期處于人工環(huán)境中易出現(xiàn)“病態(tài)建筑綜合癥”及“建筑關(guān)聯(lián)癥”，如疲勞、頭痛、全身不適、皮膚及黏膜干燥等等。因此，在現(xiàn)代高層建筑設(shè)計(jì)中，應(yīng)注重自然采光和自然通風(fēng)與高新技術(shù)手段的結(jié)合。自然通風(fēng)可利用現(xiàn)代空氣動(dòng)力學(xué)原理，采用風(fēng)壓與熱壓及二者結(jié)合等多種途徑實(shí)現(xiàn)；在自然采光方面，保證良好的光環(huán)境同時(shí)，為避免直射眩光和過量的輻射熱，可采取多種創(chuàng)新方式。

2.3 自我調(diào)節(jié)“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(shè)計(jì)過程→建造過程→使用過程→拆除過程，表現(xiàn)出類似生命體的那樣的產(chǎn)生、生長(zhǎng)、成熟和衰亡的過程。同所有生命體一樣，高層建筑應(yīng)當(dāng)具備自我調(diào)節(jié)和組織能力以利于自身整體功能的完善。這種自調(diào)節(jié)一方面是指建筑具有調(diào)節(jié)自身采光、通風(fēng)、溫度和濕度等的能力，另一方面建筑又應(yīng)具有自我凈化能力，盡量減少自身污染物的排放，包括污水、廢氣、噪音等。

3 綠色生態(tài)型高層建筑設(shè)計(jì)思路

誠(chéng)然，建立生態(tài)的建筑系統(tǒng)是一項(xiàng)綜合的復(fù)雜的任務(wù)，實(shí)際上 ， 建筑與自然環(huán)境的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，一直都是建筑師探討的課題。因此，在生態(tài)設(shè)計(jì)理念下，建筑設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注重營(yíng)造完整的生態(tài)系統(tǒng)，注重建筑與自然生態(tài)的平衡，同時(shí)最大限度考慮建筑節(jié)能，具體思路如下：

3.1 注重生態(tài)型高層建筑空間組合設(shè)計(jì)

高層建筑空間設(shè)計(jì)，要綜合考慮到建筑空間的組合，庭院空間利用，工作場(chǎng)所的布局特征和空間的經(jīng)濟(jì)性問題。而生態(tài)設(shè)計(jì)要求空間分區(qū)應(yīng)進(jìn)一步考慮節(jié)能和舒適度的需求。建筑內(nèi)部不同的空間對(duì)溫度、自然光和景觀的要求是不同的。如普通辦公室對(duì)溫度要求苛刻，其次是會(huì)議室和多功能廳，門廳、走道和樓梯交往空間等對(duì)溫度的要求相對(duì)較低。因此交往空間可以作為內(nèi)外環(huán)境的緩沖區(qū)，它的設(shè)定溫度可以更接近室外，從而形成了室內(nèi)外溫差的梯度轉(zhuǎn)換。這不但可以優(yōu)化能源消耗，亦能減輕人們對(duì)室內(nèi)外劇烈的溫度變化造成的不適感。生態(tài)設(shè)計(jì)對(duì)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)踐的發(fā)展是：從功能分區(qū)、動(dòng)靜分區(qū)進(jìn)一步擴(kuò)展到光、氣、舒適度的環(huán)境緩沖分區(qū)。生態(tài)化設(shè)計(jì)在確定交通核位置時(shí)，不僅僅出于經(jīng)濟(jì)性和結(jié)構(gòu)均勻性的考慮，也出于熱工效應(yīng)和環(huán)境舒適性的考慮。最有效的平面空間布置是東西向雙核，南北為主朝向的模式。這樣，電梯廳、樓梯和衛(wèi)生間有了自然的采光和通風(fēng)及朝外的視野。

3.2 強(qiáng)調(diào)建筑物結(jié)構(gòu)體系的生態(tài)化

人類的建筑活動(dòng)自古以來就在有意識(shí)或無意識(shí)地涉及生態(tài)問題，人類文明是在模仿自然和適應(yīng)自然規(guī)律的基礎(chǔ)上不斷發(fā)展起來的，因此建筑創(chuàng)作需要不斷地從自然界中汲取靈感。建筑結(jié)構(gòu)形態(tài)對(duì)自然界的模仿不僅蘊(yùn)含著高超的技術(shù)含量，而且還體現(xiàn)出極富張力的美學(xué)特性，采用與生長(zhǎng)環(huán)境相適應(yīng)的結(jié)構(gòu)是最佳的結(jié)構(gòu)形式。

1）樹的結(jié)構(gòu)形式：根、樹干、樹枝組成的支撐體系，不但可以支撐起植物的重量，抵抗水平荷載，以最合理的方式傳遞力，同時(shí)，還保證了植物的健康成長(zhǎng)，在錯(cuò)落有致的樹枝、樹桿間保證每個(gè)部分充足的日照。樹的形式一直在被不斷地反復(fù)探索。如西班牙建筑師卡拉特拉瓦追求的是運(yùn)用理性的手段傳達(dá)出結(jié)構(gòu)的動(dòng)勢(shì)，他設(shè)計(jì)的加拿大多倫多 BCE 文化廣場(chǎng)中庭采用優(yōu)雅的剛結(jié)構(gòu)，他通過模擬樹干分叉的生長(zhǎng)肌理，創(chuàng)造出兩邊的支柱與頂棚的弧形肋

架。結(jié)構(gòu)構(gòu)件傳力的特點(diǎn)通過特定的樹形組合被清晰地表達(dá)出來。使觀賞者憑借著常識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，可以自然而然地產(chǎn)生這種類比的心理。

2）竹的結(jié)構(gòu)形式：竹子具有外直中空、勁節(jié)挺拔的外形。從生物力學(xué)的角度來說，竹子直徑與高度之比如此懸殊，而能在勁風(fēng)中不屈不撓，原因是其中空和節(jié)段的結(jié)構(gòu)。李祖源把從竹子“節(jié)節(jié)相生之形”“空為大川的竹之本質(zhì)”應(yīng)用到 101 大樓設(shè)計(jì)中。101 大樓由 8 層段組成，外形似塔，更似節(jié)節(jié)相生的竹子。正如“中空”的竹節(jié)，大樓內(nèi)部挑空處理，使其結(jié)構(gòu)可承受 2500 年回歸周期的大地震，并可承受 17級(jí) 60m/s 以上的風(fēng)速。

3.3 做好建筑物的“表皮”生態(tài)設(shè)計(jì)

“建筑表皮”是指具有改變建筑室內(nèi)外物理環(huán)境功能的建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，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(nèi)外物理環(huán)境的附屬構(gòu)件，如遮陽(yáng)設(shè)施、表面綠化等。建筑表皮作為內(nèi)外空間的轉(zhuǎn)換介質(zhì)，通過室內(nèi)外物質(zhì)、能量、信息等交流對(duì)物理環(huán)境因子具有反射、吸收、透射和轉(zhuǎn)換等作用，不同程度地改變建筑室內(nèi)外物理環(huán)境的品質(zhì)。建筑表皮所使用的材料及其構(gòu)造方式不同，會(huì)對(duì)室內(nèi)外聲、光、熱等物理環(huán)境產(chǎn)生積極或消極的影響。傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)多關(guān)注表皮的裝飾功能、視野以及表面視覺機(jī)理等的建筑學(xué)因素。而具有生態(tài)環(huán)境的建筑設(shè)計(jì)也會(huì)同時(shí)關(guān)注表皮的控制和支撐功能：關(guān)注太陽(yáng)輻射熱、自然光、風(fēng)、人的生理舒適度、煙霧和有機(jī)化合物氣體的污染等要素。

位置上起到遮陽(yáng)作用。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，綠色生態(tài)型高層建筑設(shè)計(jì)是建筑實(shí)現(xiàn)未來可持續(xù)發(fā)展的一種設(shè)計(jì)方向。除了從“綠”字下手，建立了包括屋頂綠化、室內(nèi)綠化在內(nèi)的立體多層次綠化體系，我們還應(yīng)從能源、材料等方面研究生態(tài)原則的運(yùn)用，試圖實(shí)現(xiàn)建筑學(xué)更廣泛意義上的生態(tài)化，從而趨利避弊，使高層或超高層建筑得到進(jìn)一步發(fā)展。