浅谈高层建筑设计中生态建筑的运用

王西峰

【摘 要】随着我国城市经济的不断发展，环境的污染也越来越严重，能源消耗过大，土地资源也严重紧缺，然而高层建筑占地较少，可以节省更多的空间用来改善城市环境，为解决人类生存环境、节约土地资源，高层建筑也越来越多的出现在各大城市，并将生态建筑学逐步应用于高层建筑设计之中。

【关键词】生态建筑；建筑设计；高层建筑

生态建筑强调节约资源和保护环境，强调建筑在整个寿命周期内要减少资源能源的消耗和降低环境污染，从而使人、建筑与自然生态环境之间形成一个良性循环系统，这大大节约了建造过程中的能源消耗，也同时减少了污染物和废弃物的排放。本文主要介绍了生态建筑学、生态建筑学的设计目标、生态建筑系在高层建筑设计中的应用，其中生态建筑系在高层建筑设计中的应用包括生态建筑学在高层建筑设计中的设计理念和设计思路。

一、 生态建筑学概述

（一）生态建筑学

生态建筑学是建立在生态学的基础之上，生态学与建筑学相结合的产物，是以自然生态系统为本，来构筑建筑的人工生态系统。具体来说就是根据当地的自然生态环境，运用生态学、建筑技术科学的基本原理和现代科学技术手段等，合理安排并组织建筑与其它相关因素之间的关系，使建筑和环境之间成为一个有机的结合体，同时具有良好的室内气候条件和较强的生物气候调节能力，以满足人们居住生活环境的舒适，使人、建筑与自然生态环境之间形成一个良性循环系统。生态高层建筑设计是将高层建筑这一人工物置于自然环境当中时，组成建筑与生态环境之间相互作用的生态系统，从而充分考虑建筑对自然环境的适应和影响，以及建筑与自然环境之间物质能量的交换。

（二）生态建筑设计目标

随着建筑能耗逐年上升，加之高层建筑本身在建造过程中就消耗大量的资源和材料，在运营过程中也耗费大量的能源并排出大量的废弃物，设计中从节能角度开始考虑高层建筑节能设计，并在建筑设计的开始即加以考虑是生态建筑设计的关键。生态建筑学应用于高层建筑设计，是指充分利用环境和资源所提供的条件，将生态策略应用到建筑设计中，采取相应的建筑技术和措施，创造出符合生态规律的建筑形态，从而创造一种崭新的、健康的、富于生气的办公或居住的建筑模式。总之，在高层建筑设计中应用生态建筑学的目标就是尽可能减少资源能源的消耗、多利用可再生或可循环利用的材料和资源；减少有害有毒物资和废弃物排放、并通过各种手段在排放之前进行无害化处理，从而把环境和建筑的污染降到最低；保护自然生态环境，避免生态环境的破坏，保持人类住区的可持续发展；创造健康舒适的室内外环境；使建筑功能质量目标统一，使人们享受一个高质量的建筑环境；使建筑生态；经济效益取得平衡。

二、 生态建筑学在高层建筑设计中的应用

（一）生态建筑学的设计理念

基于生态建筑学在高层建筑设计中的目标，为人们提供一个功能全面、环境优美、健康舒适的建筑环境，在高层建筑设计中，设计者的具体设计理念是：

（1）舒适化设计理念

随着时代的发展和技术的进步，人们对生活和工作环境的品质要求也逐步提高，越来越关注建筑功能的舒适性，因此可以不断的改善人们的生活工作环境，提高人们的生命质量是生态建筑设计的发展趋势和设计者们努力的方向。在设计时，应尽可能使用对人体健康无害的材料，减少挥发性有机化合物的使用，对危害人体健康的有害辐射、电波、气体的有效抑制，充足的空调换气，对环境温湿度的自动控制，充足合理的桌面照度，防止建筑间的对视以及室内尴尬通视，建筑防噪声干扰，吸声材料的应用等等。

（2）运用自然体系设计理念

充分利用外界自然环境因素，将土壤、绿化、水及空气组成的外部环境和其它建筑组合成的现实环境为建筑设计提供了多种可能性，不仅可以创造一个健康舒适的环境，还可以减少建筑设备的数量，从而节约能源节省费用。在高层建筑设计中采用太阳能等可再生资源，不仅无污染还可以节约建筑费用，所以在高层建筑设计中为减少照明对建筑环境产生的负面影响，采用自然光、自然通风和高新技术手段的结合，为人们创造健康环保的环境。

（3）自我调节“生命体特征”理念

从高层建筑的“生命周期”来看，从决策过程→设计过程→建造过程→使用过程→拆除过程，表现出类似生命体的那样的产生、生长、成熟和衰亡的过程。高层建筑也应设计自我调节的能力、自我净化的能力和完善的整体功能。在设计时应合理设计建筑的采光、通风、温度和湿度，尽量减少自身污染物的排放等。

（二）生态型高层建筑设计思路

在生态设计理念的指导下，高层建筑设计不仅应考虑建筑节能，同时还要营造完整的生态系统，注重建筑与自然生态的平衡，具体设计思路是：

（1）注重生态型高层建筑空间组合设计

设计高层建筑空间时，要综合考虑到建筑空间的组合，庭院空间利用，工作场所的布局特征和空间的经济性问题。而生态设计要求空间分区应进一步考虑节能和舒适度的需求。建筑内部不同的空间对温度、自然光和景观的要求是不同的。因此在高层建筑设计中应用生态建筑学时应从功能分区、动静分区进一步扩展到光、气、舒适度的环境分区及缓冲。在设计交通核位置时，不仅要考虑到经济性和结构均匀性，还要考虑热工效应和环境舒适性。在设计平面空间布置时，尽量以南北朝向为主，从而使平面空间布置达到最有效。并且，在保证主要空间生态型性的同时，尽可能保证电梯厅、楼梯和卫生间等重要辅助空间的自然的采光和通风及朝外的视野。

（2）强调建筑物结构体系的生态化

生态系统的能量流动和物质循环， 为人类创造了需要的自然资源和生物资源。人类文明也是基于自然环境和生态规律才发展起来的，高层建筑设计也应基于自然环境和生态环境而不断发展。在设计时应强调建筑物结构体系生态化，采用与生长环境相适应的结构是最佳的结构形式。尊重设计地段内的土地、环境及植被的特点，整体全面地考虑设计区域内部与外部环境关系，强调人与环境和谐共存。

（3）做好建筑物的“表皮”生态设计

“建筑表皮”是指具有改变建筑室内外物理环境功能的建筑外围护结构，包括外墙、屋面和底层架空的楼板以及与其共同作用改变建筑室内外物理环境的附属构件等。在传统的建筑设计中较多的关注放在了表皮的装饰功能、视野和表面视觉机理等建筑因素上。而结合了生态建筑学知识的现代高层建筑设计则还对表皮的控制与支撑功能投入了较多的关注，比如关注太阳的辐射热、自然光、风、人的生理舒适度、烟雾和有机化合物气体污染等要素，更多方位的为使用者提供了健康舒适的建筑环境。

（4）在建筑形态设计时应着重考虑生态与节能

在设计高层建筑时应基于协调共生原则、能源利用最优化原则、废物生产最小化原则、循环再生原则、持续自生原则等五大原则设计节能环保的绿色生态型建筑。尽可能多地利用自然环境中资源和要素以及周围其它建筑和设施，挖掘新材料和新技术的潜力，为人类充分利用自然环境、节约能源、保护生态环境提供最大可能性，充分利用太阳能等可再生资源，注重自然通风，用自然要素改善环境。

结语：随着社会的进步和人们生活水平的日益提高，对生活环境的要求和生活质量的要求也越来越高。可持续发展战略越来越多的被人们所认识，未来的新世纪是一个注重生态、环保，追求人与自然科学整体协调发展的社会。虽然高层建筑的出现可以节约土地资源，但是高层建筑的建筑却非常消耗能源，为了保证人与自然整体协调发展、环保与生态共同发展。将生态建筑学应用于高层建筑设计，从长期看来是经济、节省并能获得可持续的社会效益的建筑设计方法，这种设计也使人、建筑与自然生态环境之间形成一个良性循环系统，为建筑业的发展提供了新的思路。