生態(tài)建筑學(xué)在高層建筑設(shè)計的滲透

尹天航

摘要：當(dāng)今時代，隨著人類文明的發(fā)展，雖然社會經(jīng)濟(jì)得到了飛速提高，人們的生活發(fā)生了翻天地覆的變化，然而環(huán)境污染問題和能源不足問題等也越來越嚴(yán)重，人們不得不正視生存環(huán)境日益惡劣這一不爭的事實。因此，在現(xiàn)今的建筑設(shè)計中，都逐漸開始注重對生態(tài)建筑學(xué)的應(yīng)用。因為建筑的能耗是相當(dāng)大的，尤其是現(xiàn)代高層建筑的能耗更是十分巨大，所以只有將生態(tài)建筑學(xué)理論及技術(shù)應(yīng)用在高層建筑設(shè)計當(dāng)中，打造綠色節(jié)能的生態(tài)建筑，才能夠緩解人類的生存環(huán)境問題，促進(jìn)建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。本文主要探討了生態(tài)建筑學(xué)在高層建筑設(shè)計中的滲透

關(guān)鍵詞：生態(tài)建筑;生態(tài)設(shè)計;高層建筑;設(shè)計方法

高層建筑是現(xiàn)代世界經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的產(chǎn)物，并且經(jīng)過100多年的發(fā)展，技術(shù)手段和設(shè)計方法已經(jīng)得到了很大的進(jìn)步。為了達(dá)到將人類建筑活動對自然生態(tài)的負(fù)面影響減少到最低，因此建筑的綠色生態(tài)設(shè)計已成為中國提高建筑質(zhì)量和可持續(xù)發(fā)展建筑的重要發(fā)展方向，是中國可持續(xù)發(fā)展的綠色生態(tài)建筑道路的主要發(fā)展目標(biāo)。本文試圖通過對高層建筑生態(tài)方面的綜合研究，尋找到一條適合中國高層建筑的發(fā)展道路。

作者在考慮到高層建筑周生態(tài)環(huán)境的前提下，研究了生態(tài)設(shè)計方法。為了強(qiáng)調(diào)建筑物整體生態(tài)設(shè)計的重要性并實現(xiàn)生態(tài)平衡，需要著重注意原始的生態(tài)保護(hù)以及生態(tài)恢復(fù)補(bǔ)償。根據(jù)當(dāng)?shù)氐囊巴鈼l件，氣候，尊重人文文化，創(chuàng)造健康舒適的內(nèi)部環(huán)境，合理有效地利用資源。

1關(guān)于生態(tài)建筑學(xué)

1.1生態(tài)建筑學(xué)的產(chǎn)生。全世界的環(huán)境問題引起了廣泛的關(guān)注，并且業(yè)內(nèi)人士已經(jīng)開始研究和評估大型人造建筑物結(jié)構(gòu)對地球，和自然環(huán)境的影響。建筑物的建造和使用中會產(chǎn)生有害物質(zhì)（表1.1）。此時，設(shè)計師必須將人類活動整合到生態(tài)系統(tǒng)中，并重新評估人，建筑與環(huán)境之間的關(guān)系。

1.2生態(tài)建筑的劃分。一般來說，新的生態(tài)建筑是通過對建筑整體外觀和內(nèi)部空間布局的特殊設(shè)計、整體規(guī)劃和施工來改善自然環(huán)境和資源的利用。它不僅最大限度地利用可再生能源，而且在保護(hù)生態(tài)環(huán)境的同時減少浪費(fèi)。此外，新型生態(tài)建筑還可以利用一些綠色技術(shù)措施來促進(jìn)生態(tài)建筑的發(fā)展。按照傳統(tǒng)的生態(tài)理念，采取適當(dāng)?shù)牡胤郊夹g(shù)，主要手段為改善其空間和結(jié)構(gòu)技術(shù)，保護(hù)原有的自然地形的，我們稱之為傳統(tǒng)的鄉(xiāng)村生態(tài)建筑。

1.3生態(tài)化設(shè)計。高層建筑的生態(tài)設(shè)計是本文的主題，旨在研究有效的可持續(xù)發(fā)展高層建筑設(shè)計策略的資源保護(hù)和環(huán)境改善，以及可持續(xù)高層建筑設(shè)計的技術(shù)方法。生態(tài)高層建筑的設(shè)計實踐大致可以分為兩個方向：一是注重技術(shù)的建筑實踐，主要是挖掘傳統(tǒng)農(nóng)村建筑在節(jié)能、通風(fēng)、使用生態(tài)建筑材料等方面的技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)。這些類型的實際操作大多數(shù)在城市外進(jìn)行，并強(qiáng)調(diào)本土和區(qū)域特征?；痉椒ㄈ缦拢?.挖掘傳統(tǒng)地方的建筑技術(shù)，加以改造。2.生態(tài)建筑材料如生土、木材3.強(qiáng)調(diào)傳統(tǒng)風(fēng)格與大地景觀的融合。這種方法更符合“綠色”建筑標(biāo)準(zhǔn)。利用自然條件保持人類舒適的居住環(huán)境，使用無害無污染的建筑材料，使用清潔能源，減少建筑能源和資源的消耗。第二是技術(shù)的開發(fā)和發(fā)展，以提高生態(tài)效率并促進(jìn)能源和材料的有效利用。建筑物與環(huán)境互動設(shè)計的生態(tài)目標(biāo)是通過尖端技術(shù)，利用可再生能源與自然和諧相處并滿足人體的生理舒適性需求來實現(xiàn)的。

2高層建筑生態(tài)化設(shè)計原則

2.1節(jié)約用地。中國的面積很大，但人均土地面積很小。鑒于在高層建筑的可持續(xù)設(shè)計中創(chuàng)造了理想的居住場所，有效節(jié)約資源和提高資源利用率的方法對人類生存和發(fā)展具有重要意義和影響。2.2降低干擾。建筑物應(yīng)減少對該區(qū)域自然環(huán)境的干擾，并且可以在地面和自然地板之間留出空間，維持自然生態(tài)。為了增強(qiáng)空間的連通性并將綠化帶入地面，可以使用綠化中庭和水景等方法。2.3場地生態(tài)。在高層建筑上種植綠色植物的公共空間設(shè)計可以在高層建筑上營造出舒適的微氣候，垂直綠化可以凈化空氣，改善微氣候，

3高層建筑生態(tài)設(shè)計策略

3.1建筑物構(gòu)件的參數(shù)。高層建筑消耗大量能源，因此高層建筑設(shè)計的重要目標(biāo)是節(jié)省能源。在可持續(xù)設(shè)計的早期階段，計劃的調(diào)整主要是基于能量守恒定律，對每個元素的熱量獲取和熱量損失進(jìn)行分析和研究，對建筑物的各個方面進(jìn)行調(diào)整。能量守恒公式為Qf+Qv+Qc+Qs+Qh+Qo+Qi=0，Qf代表建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱量獲取和損失，Qv代表通風(fēng)和墻壁滲透的能量損失，Qc代表制冷設(shè)備的能量損失。損耗Qs主要是由太陽輻射產(chǎn)生的熱量，代表通過外表結(jié)構(gòu)獲得的熱量，并且受保溫壁隔熱性能的影響，Qh是發(fā)熱設(shè)備消耗的能量。由于建筑物位置的差異，開發(fā)的收益，個體差異和人員時間的不同，此參數(shù)是可預(yù)測的變量，Qi表示電氣設(shè)備（例如照明設(shè)備）的能耗。用于處理每個元素的詳細(xì)設(shè)計分類可用于擴(kuò)展和提供高層建筑的可持續(xù)設(shè)計思想。

3.2場地設(shè)計。建筑物和場地的結(jié)合可以最大程度地減少建筑物對環(huán)境的負(fù)面影響，并且場地上良好的植被可以改善場地的微氣候。適當(dāng)?shù)牡匦慰梢栽陉柟饷髅牡南奶旌投斓年柟庀绿峁┝己玫年幱?。維護(hù)并尊重原始場地及其原始外觀，并減少對原始場地的手動干預(yù)。迫不得已的情況下，也應(yīng)充分規(guī)劃和使用該區(qū)域，前提是該區(qū)域應(yīng)充分了解當(dāng)?shù)氐臍夂蛱卣?，以最大程度地減少對生態(tài)系統(tǒng)的破壞。平衡場地內(nèi)各區(qū)域的現(xiàn)有條件，綜合考量后，這樣可以為原始場地的各個組成部分實現(xiàn)全面而平衡的設(shè)置。

3.3空間設(shè)計綠色生態(tài)建筑的設(shè)計是基于通過把握建筑與環(huán)境，人與環(huán)境之間的關(guān)系以及建筑物與人之間的關(guān)系來創(chuàng)造適合人類使用的空間?？梢赃m當(dāng)利用相關(guān)理論和其他學(xué)科的實踐成果，以實現(xiàn)綠色生態(tài)建筑的完整設(shè)計。

1.雖然地下空間正在積極開發(fā)，但一層地下室的面積應(yīng)控制在土地面積的70%以下。

2.必須對地下交通流線，功能區(qū)和城市管線的各個方面進(jìn)行合理設(shè)計和布局，以合理利用深層地下空間，并且為了對地下空間進(jìn)行全面分析，需要對地下建筑進(jìn)行設(shè)計。

3.通過構(gòu)建完整、系統(tǒng)、安全、合理和高效的地下互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，可以將地下空間的現(xiàn)有元素和資源整合到網(wǎng)絡(luò)計劃中。

4.在開發(fā)和利用地下空間時，我們必須密切注意保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)平衡。促進(jìn)地下空間的可持續(xù)開發(fā)利用，創(chuàng)造綠色生態(tài)地下空間。

4簡而言之，基于生態(tài)建筑學(xué)的基本理論，進(jìn)行生態(tài)建筑學(xué)在高層建筑設(shè)計中的基本原則、合理原則、環(huán)境互動原則、最優(yōu)原則等應(yīng)用原則分析，明確了生態(tài)建筑學(xué)在高層建筑設(shè)計中的出發(fā)點(diǎn)、依據(jù)及基本措施，給出了生態(tài)建筑學(xué)在高層建筑設(shè)計中的滲透措施，通過生態(tài)建筑學(xué)在高層設(shè)計理念的滲透，明確設(shè)計流程，開展生態(tài)示范化，并給出了被動式照明及通風(fēng)系統(tǒng)的典型案例。在高層建筑設(shè)計中滲透生態(tài)建筑學(xué)，能夠發(fā)揮生態(tài)建筑學(xué)對于人與社會協(xié)調(diào)發(fā)展、人與自然協(xié)調(diào)發(fā)展、建筑與自然的和諧發(fā)展的重要作用，能夠改善高層建筑設(shè)計效果，滿足使用者的需求，對于高層建筑設(shè)計具有重要意義。生態(tài)建筑學(xué)理論在高層建筑設(shè)計中得到了廣泛的應(yīng)用，發(fā)展前景十分廣闊，當(dāng)前的生態(tài)建筑概念在高層建筑設(shè)計領(lǐng)域正引起人們的關(guān)注。將其應(yīng)用于生態(tài)設(shè)計策略，尤其是高層建筑，需要更多的工程實踐進(jìn)行論證，并且工程實踐和教育中必須包括更先進(jìn)的設(shè)計方法。

參考文獻(xiàn)

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