生態建筑學在高層建筑設計中的應用途徑研究

劉梓寅，毛 應

（1.貴陽學院城鄉規劃與建筑工程學院，貴州 貴陽 550005；2.貴州建設職業技術學院，貴州 貴陽 551400）

在城市現代化建設快速發展的背景下，逐漸產生了較多的負面影響。為了最大程度地發揮城市土地的利用價值，城市高層建筑數量越來越多，既對人們的生活環境產生了較大污染，同時也容易引發能源危機問題[1]。所以，在開展高層建筑設計工作時，必須要注重引入生態建筑學，為人們提供良好的生活環境，最大程度降低能源與土地資源的使用，為改善城市居民生活品質提供有力支持。從當下城市發展現狀來看，高層建筑已經成為城市建設中非常重要的項目，一方面可以有效提高土地資源的利用率，另一方面有助于保護城市生態環境，推動城市健康穩定發展。盡管在進行高層建筑生態設計時的初期投資較高，然而從長遠來看，其是一個可以降低能源消耗并獲得可持續發展效益的建筑類型[2]。

基于此，文章重點闡述了生態建筑學的一般理論，分析了當下高層建筑發展現狀，提出了將生態建筑學應用到高層建筑設計中的有效途徑，為實現我國城市化建設健康高效發展提供幫助。

1 生態建筑學概述

生態建筑學結合了生態性知識與建筑學知識，將生態學作為根本，依照建筑的實際需求開展相應的設計工作[3]。在實際進行建筑設計時，通常將建筑視為一個完整的生態系統，使人們能夠居住在建筑中，合理運用建筑內外的各項因素，確保建筑生態系統可以穩定有效運行，進而構建出一個節能減排的高品質建筑環境[4]。隨著城市人口規模的不斷壯大，導致大量資源浪費，生態環境也受到了較大影響，人們賴以生存的生活環境正面臨巨大挑戰。為了能夠切實改善這一現狀，生態建筑學逐漸在建筑領域獲得快速發展，要求設計人員依照建筑所在區域的實際環境，依托生態性與建筑學相關知識，做到統籌規劃，使得建筑能夠和附近環境形成一個有機的整體，最終達到人與自然友好共處的理想效果。

在進行高層建筑設計過程中，要想實現可持續發展，必須要高度重視附近的生態環境[5]。在開展各施工環節中，優先選用綠色節能材料，對各個施工材料進行合理規劃，最大程度縮減工程支出。在確保工程品質的基礎之上，還應當采取有效措施加強對建筑周邊環境的保護，從而確保生態建筑學能夠真正融入高層建筑施工中，切實提高高層建筑的生態屬性。在進行高層建筑設計過程中，要最大程度避免對附件環境產生不良影響，要重視將附近環境與建筑緊密結合起來，積極選用一些能夠循環應用的能源，改善高層建筑的環保性，使得人們能夠擁有一個舒心的生活環境。

2 高層建筑發展現狀分析

從高層建筑應用周期層面來分析，高層建筑施工會對附近生態環境產生較大不良影響。比如在進行基坑開挖、砂石料材料開采與運輸、水泥材料使用等，會出現噪聲、廢氣與粉塵等。砂石材料開采會對附近生態環境產生一定的損害，并且在進行混凝土攪拌中，水泥與水在充分融合后會出現水化熱，在進行細骨料與粗骨料混合攪拌工作時，若施工人員未對現場進行及時清掃，會對周邊環境產生非常大的危害。另外，在各個施工環節中還會出現材料損耗與浪費等各種不良現象[6]。

不同于一般建筑，高層建筑有著自身的特殊性，具體表現在以下幾個方面：第一，室內通風性不佳、噪聲偏大。一般來說，超高層建筑的高度大于100 米，使得高層建筑擁有較為可觀的容積率。當高層建筑高度越來越高時，風載荷對其的影響也會同步增大，所以在進行高層建筑設計過程中要特別關注風載荷的影響。在建筑高處風速一般較大，會導致居住人員產生一定的不適感，同時隨著風速的不斷增高還會伴隨明顯的噪聲，所以在選用高層建筑外墻材料時需要注重材料的隔音效果。高層建筑較大的噪聲也會對居住人員的生活體驗產生不良影響，所以在實際設計中注重改善這一問題。一般來說，高層建筑中14 層以上的噪聲較為明顯。第二，鳥籠式建筑。該種建筑一般表示為人們的居住空間較為局促。在進行高層建筑設計過程中，為了能夠進一步擴大土地面積利用率，提高各層的房屋數量，并且在增大公攤面積后，會導致有效的居住空間較為狹小，使得高層建筑的室內空間封閉性較強，不利于提高居住人員的身心健康。

在實際進行高層建筑設計過程中，應當全面把握生態環境因素，盡可能地減小高層建筑對附近生態環境的影響，確保人與自然能夠友好共處。

3 生態建筑學在高層建筑設計中的應用途徑

3.1 正確認識生態建筑學

在將生態建筑學應用到高層建筑設計中時，可能在短時間內無法獲得較高的經濟效益，然而從長遠來看可以得到持續性的生態效果[7]。盡管如此，許多單位并不能夠正確認識生態建筑學，沒能深刻領悟生態建筑學的應用價值與前景，只是簡單地以為引入生態建筑學難以取得良好的生態建筑學效果，同時無法實現生態建筑學與高層建筑設計的有效結合。為此，有關部門應當采用多種途徑與方式提高生態建筑學的宣傳力度，讓更多的企業正確認識到生態建筑學的應用價值與意義，同時能夠在建筑產業中積極推廣與應用生態建筑學。除此之外，還要逐步健全生態建筑學的培訓體系，讓建筑設計人員擁有較多的學習機會，對生態建筑學理念產生更加深刻的認知，使得高層建筑在全生命周期內都能夠長久展現出生態建筑學的優勢。政府相關部門要發揮自身的監督管理職能，促進生態建筑學不斷發展，對建筑產業進行宏觀調控，進一步增強建筑市場的規范性，在嚴格遵守各項產業政策與法律法規的基礎之上，科學管理建筑單位的不規范行為。

3.2 基于空間組合設計高層建筑

在實際開展高層建筑設計過程中，要和建筑附近的生態環境與自然環境建立緊密的聯系，密切關注附近環境的變化，充分展現建筑物的結構特征[8]。在設計高層建筑時，要盡可能地避免對周邊環境產生影響，同時兼顧到內部環境與外部環境，確保人和自然能夠友好相處。在進行高層建筑設計過程中，設計工作者要高度重視空間組合問題，將生態作為導向，使得設計的空間能夠切實滿足居住人員的需求。在建筑設計中，不同房屋由于其功能、定位的不同，其對溫度、光線的要求也是不同的，要依照施工地點的具體情況進行相應的設計。例如，在高層建筑設計過程中，大部分居民都十分在意建筑的朝向，所以設計人員應當要注重將生態建筑學融入設計工作中。高層建筑的朝向一般取決于太陽輻射以及所處位置的經緯度，設計人員要采取有效的方式與方法，最大程度提高建筑的采光性與通風性，使得居住人員能夠得到較多的自然資源，進而降低燈具、空調以及電風扇等設備的使用頻率，實現節能減排的目的。為此，在進行高層建筑設計時，要注重對建筑附近環境的探究，選取適宜的建筑物朝向，契合不同居住人員的采光要求，增強建筑窗戶的利用空間，更好地達成高層建筑設計目標。在進行高層建筑設計時，設計人員要結合附近的自然環境，基于環境特征開展空間結構設計，確保建筑能夠和植被相匹配，使得內部環境與外部環境協調統一。高層建筑設計過程中，要貫徹落實人與自然友好共處的發展思想。

3.3 優化建筑平面設計

在進行高層次建筑設計時，還應當注重建筑的平面設計。高層建筑的表皮會對建筑物理工程產生非常大的影響，如建筑的外墻、樓板等。許多建筑在設計過程中，一味追求外層建筑的美觀程度，而沒有重視提高建筑的生態屬性。將生態建筑學應用到高層建筑設計中時，設計人員要特別關注建筑的生態性能，依照不同建筑的特征與需求進行合理控制。例如，我國南方與北方區域對建筑的要求截然相反，北方冬季時間長，并且冬季氣溫非常低，這就需要建筑要有較厚的外墻、良好的熱輻射，設計人員在進行建筑設計過程中要聯系建筑體型系數進行探討，有效提高建筑的聚熱性能。為了防止建筑室內環境熱量的丟失，設計人員要科學規劃各個建筑設施，確定電梯、管道等的朝向，在每個樓梯口設計房門，從而避免室內出現漏風現象。借助連廊確保建筑擁有良好的自然通風性能，積極融入節能環保理念，改善高層建筑的品質。

在南方區域夏季時間較長，光照十分充足，氣溫普遍較高，為了避免建筑內溫度增長過快，必須要采取有效的遮陽措施。在進行高層建筑設計過程中，要依照建筑的實際面積，對部分區域進行遮陽處理，設定相應的遮陽區，最大程度降低居住人員使用空調的頻率與時長，節省更多能源，確保建筑擁有良好的生態循環系統。在高層建筑中，墻體與窗戶所占區域一般較大，設計人員在進行窗戶設計時，應當注重將其設置為節能窗。在南方區域不僅日照時間較長，同時還容易出現連續陰雨天，所以在設計窗戶時還需要使其擁有良好的防風與防噪聲性能，進一步提高居住人員的生活舒適性。在進行高層建筑設計過程中，使用遮陽性能較為優越的材質可以有效改善建筑的光污染問題，合理控制可見光的投射系數，確保建筑節能的限值。當建筑所在區域不同時，應當使用不一樣的建筑材料，在滿足高層建筑需求的基礎之上，進一步改善高層建筑的總體質量。

3.4 構建整體生態環境

在將生態建筑學應用到高層建筑設計中時，還需要從整體視域出發進行綜合分析，科學合理地協調各建筑能源，構建整體生態環境，確保整體建筑友好發展。比如，在一些氣候較為干燥的區域，設計人員在進行高層建筑設計過程中，應當注重水系統的設計與改進，在使用水資源時確保其擁有良好的循環再利用性能，要利用濕氣處理全部的水資源，確保水資源供給的穩定性與長久性，進而使得建筑內部始終保持足夠的水資源。

在進行高層建筑采光設計時，往往需要考慮較多的客觀因素，在此基礎之上提出切實可行的設計策略，一方面要盡可能地減少電能消耗量，另一方面也能夠得到充足的光照，有效展現生態建設學理念。為了有效降低高層建筑的能源消耗，還需要基于自然通風的方式，采用雙層通風幕墻與幕墻開窗等不同的開啟方式，具體來說，幕墻窗開啟主要是使用外推、固定窗的方法，使墻窗開啟，之后再打開雙層通風幕墻，達到內外循環的目的。在進行高層建筑設計中采用這樣的設計方法能夠有效減少能源的消耗。

3.5 重視綠化設計

在將生態建筑學應用到高層建筑設計中時，為了能夠有效提高應用效果，還應當重視綠化設計。利用科學合理的設計確保建筑附近的綠色植被覆蓋率較高，改善建筑周邊的空氣質量，從而達到優化微氣候的目的。使居住人員在室外可以擁有較好的視野，合理規劃植物使其在調節高層建筑氣溫上發揮一定的作用。高層建筑設計人員還要注重引入綠色技術，設計出適宜的綠色景觀，比如在高層建筑陽臺位置規劃綠色景觀，使得室內空間與室外空間的環境緊密聯系到一起，打造一個循環的綠化體系，有效彌補高層建筑溫度過高的弊端，更好地彰顯綠色環保的特征。此外，設計人員在進行高層建筑設計時，還需要注重建筑垂直綠化設計，科學設計灌溉系統，降低水資源的損耗。通過在陽臺種植喬木等植物，既能夠美化建筑，也可以美化城市，在選擇陽臺植物類型時，首先要選擇抗旱能力好、管理粗放、水平根系發達的植物；其次要依照建筑墻面與附近環境相協調的原則來布置陽臺。

4 結語

綜上所述，在高層建筑設計過程中積極引入生態建筑學，可確保人與自然能夠和諧相處，從而更好地滿足可持續性社會的發展要求。現代經濟社會不斷發展，將來必然會更加關注生態與環保，高層建筑在提高土地利用率的同時，也要重視人與自然的協調發展，推動建筑產業整體發展，為城市規劃與設計帶來新的方法與途徑。