淺談高層建筑的生態設計及對形態的影響

許立俊

摘要：高層建筑發展到今天已成為業內外人士爭論的焦點，因為高層建筑在施工建造過程中的確需要消耗大量的資源和材料，在運行過程中也會耗費大量的能源，從節能的角度看必然存在較大的弊端。本文從生態設計的概念入手，闡述了生態設計對建筑形態的影響，且對現代高層建筑中的生態設計作出了淺要論述。

關鍵詞：高層建筑；生態設計；建筑設計；形態；影響

1、概述

生態環境對人類的生存與生活很是重要的。為了保護日漸惡化的地球環境，減緩生態污染， 社會各行業都開始實施節能減排工作，建筑行業亦是如此。對于現代城市的高層建筑來說，如果其想在建筑設計中實現節能減排，就必須從建筑功能入手，創新設計手法，盡量克服或消除當前高層建筑的設計病態，解決建筑熱島效應、自然光不足以及噪音大、能耗大等問題，以創造更大的建筑生態效益。而所謂的建筑生態設計， 實際就是指設計人員在設計階段， 通過釆取多種方式來降低建筑能耗，全面解決建筑的保溫、隔熱以及綠化等問題，實現建筑節能。

2、生態設計對建筑形態的影響

通過上段內容的論述，我們得知實施生態建筑設計的目的是為了實現建筑節能。而在實際生活中，除了要明確生態設計的目的之外，我們還要對建筑實施生態化設計后可能受到的影響進行探討。客觀來說，建筑生態設計的直接影響對象是建筑形態。這主要是因為如果在建筑設計中引入生態設計，那么以前的傳統設計方式必然會被改進或淘汰，拿建筑屋頂設計來說， 生態設計所堅持的理念是自然化與生態化，所以在是實際設計時除了會改變先前的設計方案之外，還會引入新材料和新工藝，從而改變建筑形態。

3、高層建筑的生態設計

3.1 屋頂設計

屋頂是建筑物的頂層結構，起著遮風避雨，保護建筑室內空間的作用。在建筑設計中，屋頂設計是一個關鍵點。國內現行建筑物在設計施工時常采用富有吸引力的屋頂結構作標志，起到引導和辨認的作用。這樣的屋頂結構不僅可為人們提供認路指引，還能配合建筑色彩， 給人們創造一個良好的視覺空間氛圍，讓其在工作與學習時都能擁有偷快的心情。將生態設計理念引入建筑屋頂設計，具體措施有：首先，控制好建筑屋頂的頂層面積和相對表面積，控制時綜合考慮屋頂的熱性能、美觀度等等；其次，屋頂面板可以采用蓄熱能力差的面板材料，最上層的面層要考慮選擇反射高的材料，以減弱建筑室內強烈的自然光線。

3.2 外墻設計

雙層維護結構，稱為“ 可呼吸的皮膚”， 通過設置雙層外墻，使空氣在“雙層” 間自由流動，并通過空氣動力學的作用，迅速帶走熱空氣，形成自然對流。還可以利用喇叭口的抽吸作用，將熱空氣由下而上抽吸，形成強制對流，達到良好的降溫作用。而在冬季雙層外墻將可以形成一個溫室。有利于節約采暖，同時還可以起到降低噪音的作用。由于高層建筑的直接開窗會造成局部紊流， 不易控制， 而雙層維護結構可以避免這種情況出現。

3.3 外墻遮陽板的設計

遮陽板是在建筑外墻結構設計中常用到的一種結構形式，若能在對外墻的遮陽板進行設計時能夠結合當地不同的日照特點和日照角度進行合理規劃安排，就能夠實現遮陽板的雙覓效用， 即夏季實現遮蔽陽光照射、冬季增大光照時間的效果。另外，還可以通過利用不同材質和不同形狀的遮陽板， 來實現不同形態的建筑立面，這樣不但增大的建筑形態的內容， 也在一定程度上構成建筑細部，豐富了建筑的造型特點

3.4舒適化的設計

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，關注建筑功能的舒適性，以改善人們的生活工作環境，提高人們的生命質量成為建筑智能化的主要發展方向。高質量和高效率建筑環境的創造，始終應當是建筑創作的目標。當代建筑學、生態學及其它科學技術成果的綜合，為建筑創作提供了新的設計思維。健康舒適的環境概念是指：優良的空氣質量，優良的溫濕度環境，優良的光、視線環境，優良的聲環境；應對的建筑設計方法：使用對人體健康無害的材料，減少VOC（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。

3.5 運用自然體系設計

高層建筑設計中運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，創造一個健康、舒適的人工環境。陽光和空氣始終是人類賴以生存的物質條件。但照明和空調人工技術的普及和發展，使得自然體系的運用受到忽視，同時也對建筑環境產生了負面的影響。人們如果長期處于人工環境中易出現“病態建筑綜合癥”及“建筑關聯癥”，如疲勞、頭痛、全身不適、皮膚及黏膜干燥等等。因此，在現代高層建筑設計中，應注重自然采光和自然通風與高新技術手段的結合。自然通風可利用現代空氣動力學原理，采用風壓與熱壓及二者結合等多種途徑實現；在自然采光方面，保證良好的光環境同時，為避免直射眩光和過量的輻射熱，可采取多種創新方式。

3.6 綠化空間設設計

綠化空間設計是建筑生態設計中一項關鍵內容， 它不僅有助于增加建筑的整體美觀度，還能從根本上改善空氣質量，為人們創造一個更加良好、舒適的居住環境。因為植物能夠吸收二氧化碳，釋放出氧氣，同時能夠淸除甲醛、苯和空氣中的細菌，遮擋灰塵，形成健康的室內環境。它通過新陳代謝的蒸發作用可以蒸發水分， 從而控制和保持環境的溫濕度。因此加強建筑表面的綠化設計，多種植一些適合本地生長的植物對于調節本地大氣環境有著重要意義，相對于空調的溫濕度調節而言，空調是將熱量從室內轉至室外，并且消耗能，使城市的溫度增加，形成城市熱島，而樹的蒸發就不會有這些負面作用。

3.7 在建筑形態設計時應著重考慮生態與節能

綠色生態設計建筑的形體應該是有利節能的。建筑師熟悉建筑形體系數與能量損失的關系。球體的形體系數最小，其次是圓柱體，再次是方柱體。形體系數是影響建筑熱量得失的重要因素，建筑形體系數越大，傳熱損失就越大。較小的形體系數不但有利節能，還意味著潛在的圍護結構建材的節約和優化。

4、結語

由此可見，現代城市高層建筑設計引入生態化設計理念之后，不僅可實現建筑節能，為建筑行業創造更大的建筑生態效益，還能通過改變建筑結構、色彩等方法來改觀建筑的整體形態，使建筑形態更加飽和，進一步推動建筑節能工作的發展。為此，在以后的建筑設計中，為了實現社會建筑環境的協調發展，建筑設計人員就必須遵循相關的生態設計原則，采取有針對性的措施，全面做好建筑生態設計，實現生態建筑的長遠發展。

參考文獻：

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