关于生态建筑学在高层建筑设计中的运用浅述

张耕辉

身份证号：130185198305120017

【摘 要】随着全球环境的恶化，世界各国对生态建筑的关注程度正日益增加。以生态建筑学为基础的建筑形式倡成为未来建筑的发展趋势。本文重点探讨了生态建筑学在高层建筑设计中的运用。

【关键词】生态建筑学；高层建筑；材料

一、生态建筑学

生态建筑学是由于生态危机和建筑学发展危机而被推向历史舞台的，目标是通过平衡自然、社会、经济的发展来创造整体有序、协调共生的人工生态环境。整体有序、永续利用、循环利用、反馈平衡、有偿使用可以概括生态设计的基本指导原则。

近年来，关于绿色生态建筑的话题在国内大都市和一些新兴城市越来越热。美国一家旅游杂志曾采用问卷的方式，从世界各地搜索出十大令人惊叹的绿色生态建筑，而大家对其定义也是众说纷纭。业内普遍认为，绿色生态建筑从本质上说是节能型建筑，或称高效益的建筑。用美国建筑师富勒的话说就是“少费多用”；德国建筑师英恩霍文更具体地明确为：“用较少的投入取得较大的成果，用较少的资源消耗，获得较大的使用价值。”根据国家《绿色建筑评价标准》的定义，绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源（节能、节地、节水、节材）、保护环境和减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。

笔者认为应用了生态建筑学的高层建筑应该是这样一种生态建筑：首先，节约资源。在建筑设计、建造和建筑材料的選择中，要减少资源的使用，力求使资源可再生利用。其次，回归自然。绿色建筑强调与周边环境相融合，动静互补，做到保护自然生态环境。绿色建筑应尽量采用天然材料，确保对人体无害。再次，要从人性化去考虑，创造出舒适、健康的栖息空间；建筑要尽量减少对自然的破坏与索取，减少浪费、考虑可持续使用、节能环保。

二、生态建筑学在高层建筑设计中的运用

（一）建筑形态

节能的高层建筑形态不仅要求体型系数（外表面积/体积）小，同时需要冬季日辐射得热多，还需要对避寒风有利，但满足此三项需要的建筑形体常不一致，因此应考虑多种因素的制约，包括当地冬季气温和日辐射照度、建筑朝向、各围护结构的保温状况和局部的风环境情况，需要具体权衡得热和失热的具体情况，优化组合各项因素后得出结论。仅从冬季得热的角度，建筑应有合适的长宽比。加大进深由8M增加到14M，可以使建筑耗热指标降低11%-33%，因此对于1000-8000平米的住宅，进深控制在12-14M有利于建筑节能。同时冬季严寒地区的节能住宅，平面设计应尽力追求简洁、平整，比如直线型、折线型和曲线型。在节能规划中，不适宜大规模采用单元式楼体错位拼接，建议尽量减少外墙临空长度，降低能耗。

（二）使用环保材料

生态建筑离不开环保材料的支持，高层建筑设计选用的材料应当具有超高防火性能、超高硬度、超高耐磨特性、耐盐雾抗酸腐、绝缘抗静电、自洁不沾可清洗、生产运输使用废弃过程无污染无排放、抗紫外线抗老化、抗撞击可弯曲的柔性等特点。在选择不同的绿色材料上，不仅仅要考虑它的作用，还要符合当地的气候、温度、经济和各种因素。只有这样才能把绿色建筑的作用发挥出来，为我们的环境保护做出一份贡献。

（三）表皮节能

近年来，高层建筑的表皮设计受到了越来越多的关注。大多数人一谈论表皮，立刻就会把它当成立面或者是建筑表层很薄的覆盖物。的确，以往的建筑给了我们这样一个印象——表皮就是披在建筑物上的一件衣服，但是，近几年出现的生态型高层建筑却赋予了“表皮”不同的含义。建筑被置于表皮的包围之中，但表皮又不仅仅是建筑层面上的东西。为了更好地将“生态”概念引入高层建筑，许多建筑师对“表皮”的设计进行了深入的探讨。由于高层建筑的“表皮”即外墙，对建筑节能有着十分重要的作用。因此，透明性高、保温性好、并允许自然通风便成为高层建筑生态型表皮的重要特征。笔者建议表皮生态设计应从自然通风（自然采光；保温隔热；低能耗）、集成立面（集成立面设计是将立面中具有的各种功能元素互相分离再重新组合，而不同于传统建筑中外表皮的复合功能，如窗具有采光与通风功能） 、新技术应用、积极适应当地气候等方面着手进行设计。

（四）“垂直森林”

“垂直森林”之父、意大利知名建筑设计大师斯坦法诺·博埃里提出的“垂直森林”项目是博埃里及其团队探索生态建筑的一项试验，从2006年开始设计，坐落在米兰，是两幢分别高79米和111米的建筑，建成后外墙层层种下了730棵乔木、5000多株灌木、1.1万株草本植物，相当于城市中多了7000平方米森林。“垂直森林”建筑可以形成微环境，为住户提供氧气，吸收多余的二氧化碳和粉尘。目前我国很多城市在引进“垂直森林”建筑，贵州、重庆等在建设“树屋”，台北的“一户一庭园”、从底层螺旋向上的“陶朱隐园”也将在扬州落地。我们在高层建筑设计时应当合理借鉴，引入“垂直森林”概念，把空气、绿色与生命力带入建筑，让办公空间生机盎然，让高层建筑焕发出新的生命。

（五）引入智能技术

智能建筑技术实现可持续发展的目标外，新兴的生态学，生物工程学，生物电子学，仿生学，新材料学等技术发展，正在渗透到建筑智能化多学科技术领域中，实现人类聚居环境的发展目标。智能建筑是随着信息时代发展起来的新技术，是集计算机，通信，自动控制，土建及装饰，水，电，暖通等专业融为一体的综合性学科。智能建筑技术必然要求建筑设计与其相适应，因此设计人员必须及时调整相应专业知识结构，迎接智能建筑的到来。

深圳万科中心就是一个典型的智能建筑，其设计理念为“漂浮的地平线，躺着的摩天楼”，是一个位于最大化园林景观之上的水平向超高层建筑。漂浮的建筑体创造了自由、灵活有遮盖的景观绿地，并且让海风和陆风穿透基地。利用中水系统运作的矩形水景池将冷能向上辐射到彩色的铝制建筑底面再反射下去。可转动式悬挂立面外遮阳系统不会阻挡窗外的海景及山景。利用太阳能的除湿和冷却系统经由特殊的“屋顶阳伞”形成了有遮阳的屋顶景观。这个盘旋式的建筑创造了一个多孔的微型气候和庇荫自由景观绿地，也成为中国第一个同时获得美国LEED白金级认证和中国绿色建筑三星级标识的公共建筑。

我们在高层建筑设计中可以借鉴这种形式，引入多种智能化技术，建设高层生态建筑。

（六）考量自然环境

在设计中，充分考虑原有的自然生态环境，如某高层建筑平行于河道布置，这样来自江畔的凉风容易吹进来，并且凉风吹过亦可散热，减少了空调的使用数量和使用时间。在滨河地带，保留原有绿化系统，维持河流廊道生态系统的完整性，并在建筑群内多布置绿化，把阳光、空气与风的感觉引入建筑。由于光线充足，白天照明减少，以节约能源；另外，利用当地材料，既可以减少建筑维修所需要的成本，又提高了居民对建筑的亲和性。这样做既降低造价、节约能源又与原有生态系统相协调，参与到原生态系统动态的平衡中去。

参考文献：

[1]刘健， 赵欢. 对生态建筑设计的探讨[J]. 工程技术：全文版， 2017（1）：00003-00003.

[2]李媛媛. 生态建筑设计理念与探讨[J]. 大科技， 2017（6）.

[3]许国奇. 浅论生态建筑设计在房屋建筑设计中的作用探讨[J]. 工程技术：引文版， 2017（2）：00284-00284.