生态建筑学在高层建筑设计中的应用

杨洋

摘要：生态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，但建筑项目的初期投资却可能增加，增加的钱用于能源循环系统、水循环系统、太阳能系统等必需的投资，因此会花去一部分“将来的钱”。这部分钱增加了建筑的使用价值，节约了将来建筑的运转费用。生态设计，显然是日后高层建筑发展的一个重要方向。

关键词：生态建筑学；高层建筑设计；应用

1.生态建筑概述

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。

2.生态建筑学研究的基本内容

生态建筑学对人和建筑环境并重。在人工生态系统中，自然环境和社会环境构成了人与建筑环境存在与发展的生态系统，其中，完善的自然生态环境不但是人工生态系统发展的物质基础，而且自然生态系统的平衡规律又为维持人工生态系统的稳定与平衡提供了一般性原理。同时，优美的自然景观环境又是一种 “ 文化资源”，具有生理的、心理的和审美等多种社会价值，是建筑环境 “ 人工美”离不开的。自然环境这种“ 双重价值”，构成生态建筑环境的重要因素，因此，生态建筑学所要研究的基本内容首先是在人与自然协调发展的基本原则下，运用生态学原理和方法，协调人、建筑与自然环境间的关系，寻求创造生态建筑环境的途径和设计方法。体现人、建筑环境与自然生态在 “ 功能” 方面的关系，即生态平衡与生态建筑环境设计和 “ 美学”方面的关系，即人工美与自然美的结合。

社会环境因素对生态建筑环境在功能和形态等方面的影响很大，生态建筑环境设计必须考虑经济、技术、美学和人文等方面的要求以及传统文化与风俗习惯的综合影响，表现建筑的社会文化内涵。人、建筑和社会环境诸要素之间也存在着平衡关系，社会进步意味着社会环境变迁，必然推动建筑环境的变化和发展，都离不开特定的时代和文化。生态建筑学的发展也需要生态美学的同步发展、评价生态建筑环境的形象美则是生态美学的重大课题。

人工生态系统的主体是人，建立对人有利的平衡是有关生态建筑理论和实践重要的问题。生态建筑学的研究就是要运用生态规律协调人、建筑、自然环境和社会环境的相互关系，使生态建筑环境达到 “ 全能”的目标。

3.我国生态建筑发展存在的问题

3.1 缺乏对农村生态建筑的系统研究

目前各个学科研究的重点大多局限在比较发达的城市，缺乏对农村居住环境的系统研究，特别是东北地区。大部分的研究都从本学科（生态学、环境学、城市规划学、建筑学、农业建筑学、能源学）的专业角度出发，虽然研究的内容较为丰富，但是各个学科之间没有很好的结合起来进行深入的研究，特别是如何在特定地区将人居环境与植物环境工程结合起来是函待解决的课题。

3.2 缺乏生态建筑的广泛实践

目前，我国建筑界发表了许多关于生态建筑的论文，这些论文对于宣传可持续发展的思想、推动生态建筑的发展起到了一定的积极作用，但绝大多数的论文都停留在关于生态建筑设计的理论框架、设计原则及生态学理论对建筑学的指导、国外先进生态建筑的经验介绍，缺乏实际工程实践模式、计算机模拟、环境效果的测试分析。

3.3缺乏对生态建筑的正确理解

生态建筑的概念国内外学术界有许多不同的解释，但核心的内容是根据当地的自然环境，运用建筑学、生态学的基本原理，合理安排组织建筑与其他相关因素的关系，使建筑物与其周围环境成为一个有机的结合体，同时具有良好的室内气候条件和建筑物的自我调节能力，并具有节地、节水、节能、减少污染、延长建筑寿命、改善生态环境等优点。但是有人认为只要将建筑物周围加一些绿化就是生态建筑，在建筑物内部点缀一些植物就是生态建筑，建筑物单纯的节能就是生态建筑，还有人认为建筑的平面将来有重新划分的可能就是生态建筑等等。

4.生态高技建筑设计探讨

生态高技建筑的设计，对建筑师的综合素质要求很高，需要建筑师熟悉被动式生态设计手法，对相关领域的最新生态型技术的发展方向有大致的了解，并按照地域的自然生态环境特征，积极推广和使用高新技术，优化配置建筑的物理性质（光线控制、通风控制、温湿度控制以及建筑新材料特性等），正确处理建筑与其周边环境之间的联系，使其发展为一个有机、统一的整体。

4.1提倡尽量采用自然采光

光线主要通过屋顶进入室内，因此，屋顶形式采用了多种光线收集和反射构件。比如戴姆勒、克莱斯勒汽车公司新设计中心，它是出于建筑师皮亚诺之手，由七个或长或短的扇形体量交叠，将屋顶的交界处设计为倾斜的天窗，以利于室内采光。另外，比较新颖的采光设计还有柏林国会大厦改建的穹顶。大部分光线通过中庭进入中高层建筑，很多生态高技建筑也采用了中庭的设计来采光。光线通过中庭进入到建筑中，再利用阳光收集和反射装置进入到建筑内部。和中庭相连的房间能减少一半的热量流失，还可以降低制冷能耗。

4.2最大限度获得自然通风

生态高技建筑师尽量通过热压、风压、机械辅助等方式获得自然通风。在基宝文化中心的设计中，皮亚诺完成了一套被动通风系统的设计，并取得了很好的效果。因为当地常年多风，气候潮湿炎热。所以通过自然通风来降低湿度和温度的设计与当地的气候和生态环境相吻合，并成为了一项核心技术。其原理是运用双层结构，使空气能够在垂直表面和弓形表面之间自由对流，建筑外壳上的开口用来吸纳海风，或引导建筑所需的对流。根据不同的风向及风速对百叶窗的开合做出调整，配以方向不同的百叶实现对室内气流的控制。

4.3引入绿色植物创造宜人景观

根据建筑构造技术以及先进的电脑操控技术，生态高技建筑内部也可以拥有绿色生态体系，使建筑内部的室内气候条件良好，增强生物气候调节能力，营造田园般的宜人建筑。坐落在法兰克福的商业银行总部大厦是诺曼？福斯特事务所的作品，该建筑属于超高层集中式办公建筑，在其设计中适当引入了自然景观，有全世界第一座“生态型”超高层建筑的称号。

5.结束语

人们的生活水平在逐渐提升的同时，对于生活环境以及生活质量的要求也在逐渐的提升，尤其是对生态环境的要求变得越来越高，可持续发展的观念已经得到了人们的认识。未来的世界是一个重视生态环境，追求人与自然的协调发展。高层建筑设计是现代城市建设中发展的方向，能够很好的解决土地紧缺的问题。不过高層建筑在建设的时候也存在着一定的问题，像是能源的消耗等等，因此将生态建筑学应用在高层建筑设计中是很重要的意义，从而促进建筑业的发展迈向一个崭新的阶段。

参考文献

[1]曹伟.生态建筑，生态建材，发展战略[J].新建筑，2015（05）.

[2]戴维.大且绿：走向21世纪的可持续建筑[M].天津：天津科技翻译出版公司，2012.

[3]周浩明，张晓东.生态建筑：面向未来的建筑[M].南京：东南大学出版社，2010.

（作者身份证号码：110224198609204227）