高层建筑设计中生态建筑学分析

徐旭波

【摘要】生态建筑简称ECO，是Eco-build的缩写，简单来说就是以需建设场地的生态环境为参考依据，并充分运用生态学与建筑学的相关原理，充分发挥现代高新技术的作用，对建筑物进行科学合理的规划设计与建设，组织（设计）建筑内外空间中的各种物态因素，获得一种高效、低耗、无废、无污、生态平衡的建筑环境。

【关键词】生态建筑学；高层建筑设计；节能减排；可持续发展

随着城市建设化的不断发展，高层建筑物日益增多，伴随着其自身的缺陷（光污染，内部噪声，能源浪费，以及产生更多的废弃物，对生态环境极易造成严重破坏等）业日益突出。因此，为有效实现高层建筑与生态环境的和谐发展，本文就高层建筑设计中生态建筑学的应用进行探究。

1、生态建筑学概述

1.1生態建筑学的含义

从字面意思来看，生态建筑学即生态学与建筑学有机相融而形成的一门学科，其旨在以自然生态为根本和依据，在建筑物建设过程中融入人工生态构建[1]。由此不仅能使建筑物与当地生态环境形成一個有机整体，而且还可有利于营造出良好的气候环境，使人们的生活质量更上一步。

1.2生态建筑学的特点

①生态建筑学各方面的设计均存在超强的体系性和完整性[2]。

②不管是天然的生态资源还是现代建筑资源均可在充分发挥生态建筑设计科学理念的基础上同时实现资源的最大化利用以及实现生态环境污染的最小化。

③除了在建筑中的作用之外，生态建筑理念亦能够充分体现出人类逐渐进步和提升的发展意识与价值观，从而能够更好地体现并发挥出生态建设的社会性。

1.3生态建筑学的原则

①节能减排原则。为了实现全人类的可持续发展，必须在对各项资源的利用中形成科学循环模式，由此并能够提高各类资源的使用率，有效减少对身体环境的污染。

②生态环境共同发展原则。生态建筑学作用的最大化发挥离不开生态环境这一广大平台的维持。所以，要想从真正意义上发挥生态建筑学的作用，维护好建筑周围的生态环境很有必要。

③以人为本原则。在进行生态建设过程中，务必要遵循“以人为本[3]”的客观发展原则，以能够在满足生态发展需求的同时不断提升人们的生活品质。

2、生态建筑学在设计方面的应用

2.1生态建筑学所体现的设计理念

①舒适化理念。在生态建筑学的建筑设计选材方面，多以对人体没有危害或危害极小的绿色材料为首选，以有效避免有毒物质对人体的侵害。另外，所选建材可根据环境温湿度进行自动调节，必须具备良好的透气性以及防噪声性能。

②自然体系理念。比如，在设计过程中充分利用太阳能、风能等自然资源，可同时减少环境污染和建筑投入。

③自我调节理念。比如，在设计时，设计师应对建筑物的采光、通风性以及温湿度进行合理规划，以尽可能地减少污染物的产生。

2.2生态型高层建筑的多样性设计思路

①空间组合。在为高层建筑设计空间时，必须要考虑到高层建筑的空间组合以及空间经济性和可利用率，并且还要顾及到空间分布的节能性与舒适度。例如，在设计平面空间时，应首选南北朝向，以设计出最有效的平面空间。

②结构体系。生态环境是高层建筑设计的发展基础，所以，要想从真正意义上实现整个设计的生态化，将整个设计的结构与生态环境相融合是最佳的设计形式。

③生态与节能。设计中充分考虑到对建筑地周围生态环境的维护，尽可能地实现建筑与生态环境的和谐发展。例如，充分发挥各类可再生资源（太阳能、风能等）的作用，利用自然要素对高层建筑设计进行改善。

3、经典案例的分析

①马来西亚米那亚大厦

1. 空中花园从一个三层高的植物绿化护堤开始，沿建筑表面螺旋上升。 （平面中每三层凹进一次，设置空中花园，直至建筑屋顶）

2. 中庭 使凉空气能通过建筑的过度空间。

3. 绿化种植为建筑提供阴影和富氧环境空间

4. 曲面玻璃墙在南北两面为建筑调整日辐射得热量。构造细部使浅绿色的玻璃成为通风滤过器，从而使室内不至于完全被封闭

5. 每层办公室都设有外阳台和通高的推拉玻璃门以便控制自然通风的程度

6. 所有楼 电梯和卫生间都是自然采光和通风

7. 屋顶露台由钢和铝的支架结构所覆盖，它同时为屋顶游泳池及顶层体育馆的曲屋顶（远期有安装太阳能电池的可能性）提供遮阳 和自然采光

8. 被围和的房间形成一个核心桶，通过交流空间的设置消除了黑暗空间

9. 一套自动检测系统被用于减少设备和空调系统的能耗

②上海中心大厦

1.上海中心采用双层玻璃幕墙设计，两层幕墙之间宽阔的中庭形成了独立的生物气候区，使得整座摩天大楼的绿化率达到33%，丰富的绿化设计改善了大厦内部的空气质量，也创造了宜人的休息环境，展示了上海这个国际化大都市对维护生态环境的责任和承诺。

2.“上海中心”的螺旋造型也极大程度地满足了节能的需要。它一改高层建筑传统的外部结构框架，以旋转、不对称的外部立面使风的动压力降低24%，减少了大楼结构的风力负荷，节省了工程造价；同时，与传统的直线型建筑相比，“上海中心”的内部圆形立面使其炫光度降低了14%，既降低了环境对工作效率的影响，又减少了对能源的消耗。

3.大厦主楼顶层也暗藏了“绿色”玄机。按照既定设计，大厦顶楼将布置72台10千瓦的风力涡轮发电设备，为大厦提供绿色能源；大厦螺旋的顶端可以收集雨水，进行回收利用。

结语：

以建筑设计为着眼点，生态建筑主要表现为：利用太阳能等可再生能源，注重自然通风，自然采光与遮阴，为改善小气候采用多种绿化方式，为增强空间适应性采用大跨度轻型结构，水的循环利用，垃圾分类、处理以及充分利用建筑废弃物等。

所以作为建筑师，更起着统领作用，以生态的观念、整合的出发点，从整体上进行构思，带领各个工种，通力协作，努力为建筑物，尤其是高层建筑的生态环境做出应有的贡献。

参考文献：

[1]黄长文.简析高层建筑设计中生态建筑学的应用及其注意事项[J].建材与装饰，2017，（24）：78-79.

[2]李桦.关于生态建筑学在高层建筑设计中的运用探讨[J].低碳世界，2016，（15）：117-118.

[3]张波.关于生态建筑学在高层建筑设计中的运用探讨[J].价值工程，2015，（21）：215-216.