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淺談高層建筑設計中的生態建筑學:高層建筑設計中生態建筑學的運用探討

【摘要】隨著市場經濟的快速發展，我國的城市建設發生著日新月異的變化。同時伴隨著生活水平的提高，城市居民人口數量的不斷膨脹，城市的生存空間被壓縮，土地資源變得十分緊張。為了節約城市居民用地資源，解決人們的生存環境問題，高層建筑的設計理念越來越被許多城市所采用，逐漸成為現代城市的標志。但是隨著高層建筑規模的不斷擴大，出現了一系列的問題，嚴重影響了人們的生活。本文在基于生態建筑學概念分析的基礎上，指出生態建筑學的設計原則和設計目標，分析生態建筑學在高層建筑設計中的運用，為現代高層建筑設計提供新的思考。

【關鍵詞】高層建筑；生態建筑學；建筑設計；應用

引言

伴隨著城市化進程的不斷推進，高層建筑成為城市發展的重要標志。雖然高層建筑有效的緩解了城市居民用地的緊張氛圍，充分合理的利用了土地資源，但是高層建筑卻為人們的生活帶來了許多問題，嚴重影響了生態和環境等的平衡。一方面，由于高層建筑所占空間的特殊性，在周邊建筑的局部范圍內，會對光照和空氣質量產生很大的影響，而且當高層建筑的高度達到一定高度時，會造成空氣氣流的變化，風速也會發生急劇變化，引起局部氣候的改變。另一方面，高層建筑由于自身結構的多樣性，例如，電梯、空調機組以及自然風等的作用會產生噪音，這種噪音在高層建筑之間傳播會顯得特別突出，嚴重對人們的生活產生了影響；與此同時，高層建筑大多運用玻璃作為外墻的裝飾，這種布局會產生大量的光污染，對人們的視覺造成影響。因此，將生態建筑學運用到高層建筑設計中，不僅能保護生態環境，提高人們的生活質量，而且開拓了高層建筑的設計的思路和視角。

一、生態建筑學概述

所謂生態建筑學，就是在生態學的基礎上，將其與建筑學相結合，以自然生態結構為體系，來構建建筑的人工生態體系。在生態建筑設計過程中，要根據實際的情況，結合當地的自然生態環境和生態結構體系進行分析，并且將建筑、生態、現代科技等多方面的技術相融合，充分全面的對建筑與生態環境的相互影響關系進行分析，最終把建筑與生態合為一體，構建一個環保、安全、健康的居住環境，讓居民、生態環境和建筑三者形成一個良性循環系統。

在高層建筑設計中融入生態建筑學的理念，不僅能充分利用周圍的環境資源，有機的將自然生態戰略運用到高層建筑設計中，而且還能創造一種健康、富有生氣活力的居住氛圍，有效的提高了城市居民的居住環境質量。對于高層建筑，在建筑過程中，會消耗非常多的資源，很容易造成浪費，而且高層建筑對環境和生態穩定都有一定的影響，密集的高層建筑還會增加人們的心理壓力等等。為此，在高層建筑設計中加入生態建筑學，不僅實現了資源的可循環利用，減少了污染物的排放，保護了自然生態結構體系，使得高層建筑在保證經濟效益的同時，還提高了居民居住環境的質量水平。

二.生態建筑學設計原則和目標

在高層建筑設計中加入生態建筑學的設計理念，將人工建筑與自然環境進行有機的結合，所以在高層建筑設計過程中，要充分考慮高層建筑與自然生態環境之間的相互影響關系，以及相關的物質能量轉化形式。下面將從生態建筑學設計的原則和設計的目標兩方面對高層建筑的設計進行闡述，讓生態建筑學在高層建筑設計中充分發揮其優勢。

2.1 生態建筑學設計的原則

隨著經濟的快速發展，對資源的需求也越來越大，在資源短缺的形勢下，在高層建筑設計中生態建筑學設計的原則就是要注重資源的再生利用，即五個原則：Revalue再評價、Renew更新、reuse重復利用、reduce減少消耗和recycle循環利用。第一，Revalue是再評價、再思考的意思，即在高層建筑的建造過程中，大多是從藝術的角度對高層建筑進行評價的，而完全沒有考慮建筑對周邊環境的影響，所以在設計時，要對高層建筑采用發展的眼光進行再思考和評價，才能得到最佳的設計方案。第二，Renew是更新改造的意思，對于陳舊的高層建筑，在安全性滿足的前提下，對其進行更新改造，實現廢棄資源的重復利用，這樣就能減少人力財力的浪費，而且還能保護生態環境。第三，reuse是重新利用和重新使用的意思，對于高層建筑，可以重新利用和回收那些剩余可用的資源，減少對自然的索取，爭取最大程度的保持自然生態體系的平衡。第四，recycle是回收循環利用的意思，對于生態系統中一些稀有、緊缺和不可再生的資源，要對其進行回收，反復進行使用，或者進行再次加工進而再次使用，與此同時，也要注意使用的方式，以便增加材料資源的使用壽命，實現資源的重復利用。

2.2 生態建筑學設計的目標

對于高層建筑的施工，都需要消耗大量的資源，在這個過程中，會產生許多的污染廢棄物，對周圍的自然生態環境和施工環境造成很大的影響。將生態建筑學的設計理念引入到高層建筑設計中，充分發揮了其優勢，因此，生態建筑學設計的目標就是要降低高層建筑中對資源的使用量，減少資源的消耗，盡可能的降低有害物質的排放，并且要對有害有毒物質進行無害處理，保護環境，堅持走可持續發展的道路，提高高層建筑居民的生活環境，在提高經濟效益的同時，維護自然生態環境體系的平衡。

三.生態建筑學在高層建筑設計中的應用

在高層建筑設計中，應把握生態建筑學的設計目標和原則，為構建一個安全、健康、舒適的居住環境而努力。下面對生態建筑學在高層建筑設計中的應用進行探討，分析其中的優勢方面。

3.1舒適化的設計思路

伴隨社會的不斷發展，人們對生活環境的要求越來越高，更加注重居住建筑的舒適性。因此在高層建筑設計過程中，要盡可能的采用對人們的身體沒有危害的建筑材料，盡量不適用具有揮發性的物質，同時要保證高層建筑室內的空氣流通，建立防干擾的設備。另一方面，要充分利用建筑周邊的自然資源，營造一個舒適、健康的環境，降低建筑設備的使用率，利用可再生資源，例如自然采光、通風等。

3.2 注重生態型高層建筑空間的組合設計

在高層建筑的設計過程中，設計者要充分考慮建筑空間之間的相互組合和搭配，例如，院落的設計、休閑場所的布局和建筑空間的經濟成本等問題。在結合生態建筑學的理念后，還要進一步對高層建筑的能源消耗和舒適度等的需求進行充分的考慮。由于高層建筑不同空間對溫度、風景和采光的要求的不同，因此在設計時要從居住環境的要求進行合理的設計。此外，在建筑平面設計時，高層建筑的朝向主要以南北朝向為主，同時，要把樓梯、衛生間等空間布置在采光和通風較好的場所。最后，在空間組合設計時，要從整體上進行考慮，對于外部生態環境的結構要進行合理的優化，不能破壞其空間層次結構，要構建多方面的綠化系統。對高層建筑的局部環境進行凈化，改善周邊的氣候環境，并且進行景觀設計，把室外的綠色生態系統融入到高層建筑的內部，充分將自然與建筑相結合，讓居民感受到自然的清新。

總結

在高層建筑設計中融入生態建筑學的設計理念，不僅能充分利用周圍的環境資源，有機的將自然生態戰略運用到高層建筑設計中，而且還能創造一種健康、富有生氣活力的居住氛圍，有效的提高了城市居民的居住環境質量，為現代高層建筑設計提供了新的視角。

淺談高層建筑設計中的生態建筑學:高層建筑設計中生態建筑學的應用

摘要：針對生態建筑學在高層建筑設計中的應用，做了簡單的論述。生態建筑設計，要以人為核心，注重建筑節能設計，充分融合建筑環保節能理念，提升高層建筑設計的合理性與科學性。在實際應用的過程中，要注重實現生態環境和節能的一致性，采用生態表皮設計，以打造舒適的建筑環境。

關鍵詞：生態建筑學;高層建筑設計;節能性;環保性

湖南省將森林覆蓋率、綠色建筑覆蓋率等生態環境指標，納入到規劃體系中，加大生態建筑建設力度。在構建可持續化發展城市形態時，嚴格保護生態資源，實現城市規劃和生態保護有效連接。在環境保護方面，實施生態控制線規劃，明確禁止開發區域與限制開發區域，因此對生態建筑設計，提出了更高的要求。

1生態建筑學概述

生態建筑學設計理念提倡節能效應與環保效應，將生態環境和建筑相互融合，利用自然生態理念與模式，開展高層建設設計，要從實際出發，充分利用科技與生態等的優勢，融合各類因素，形成綠色、安全的人居環境。高層建筑建設資源消耗量較大，對自然環境造成的壓力也較大，引入生態建筑學，可以實現資源循環利用，確保高層建筑建設的效益。

2生態建筑學在高層建筑設計中的應用原則

2.1最優原則

基于生態建筑學，開展高層建筑設計，堅持結構方案最優原則，需要做好全面的調查工作，明確建筑區域情況。以建筑選址為例，要明確地質條件，了解建筑區域的經緯度與氣候條件等，以合理設計建筑朝向，進而保障自然通風技術與太陽能資源的利用率。除此之外，要明確建筑區域周圍的綠化情況，在前期規劃設計時，做好后期規劃設計，確保高層建筑設計的合理性。

2.2合理化原則

高層建筑結構設計時，要注重建筑的穩定性與安全性設計。為確保建筑設計的安全可靠，需要精確計算建筑結構參數，對結構設計方案，進行合理化、數字化處理。因為基于生態建筑學的高層建筑，多應用各類節能技術與材料等，設計人員若能將節能理念，有機的融合到高層建筑設計，做好建筑設計的把控，則能夠實現綠色生態建筑設計[1]。2.3環境互動性原則基于生態建筑學，高層建筑設計要以人為核心，考慮到建筑使用者的需求，采取人性化設計，堅持舒適性與方便性，使得建筑能夠更好的為使用者服務。設計人員可以充分的利用節能技術，實現環境與建筑友好相處。譬如：高層建筑水資源消耗量較大，若將污水全部排放，會造成水資源浪費，甚至會污染環境，因此要加強水資源回收利用，收集雨水和生活用水，利用處理技術，用作廁所沖水與景觀水體。可以設置分質排水系統，例如圖1所示，實現水循環利用。

3生態建筑學在高層建筑設計中的應用方法

3.1實現和周圍生態環境的友好協調

開展高層建筑設計，實現和周圍生態環境的友好協調，要充分利用生態環境資源。在保護環境的前提下，充分吸取環境資源，譬如：高層建筑采光設計，需要制定多種方案，做好方案評選，以確保建筑能夠獲得較多的光照，減少電能的使用；對于高層建筑空間格局以及朝向設計，增加通風面積，減少對空調的依賴程度，降低能源消耗。高層建筑自然通風形式，主要包括幕墻開窗、雙層通風幕墻。其中幕墻窗開啟方式主要包括固定窗、平行外推窗等。雙層通風幕墻主要包括內循環、外循環、開放式雙層幕墻。雙層幕墻和傳統幕墻相比，能夠實現節能50%，可以達到較高的性能[2]。

3.2采用生態表皮設計

建筑表皮生態設計，指的是建筑外圍護結構，包括外墻、屋面、樓板等，高層建筑外圍護墻體能量消耗較大，可以占據整個建筑能源消耗的1/4左右，因此設計人員不僅要注重建筑裝飾功能，還需要注重建筑表皮的支撐功能，從人的生理舒適度與輻射熱等因素考慮，營造健康舒適的環境。譬如：某建筑表皮覆蓋系統設計，采取了雙層結構，包括隔熱玻璃與多孔通風層，利用雙層表皮，確保建筑內部氣流保持正常，避免受到天氣變化的影響。外部空氣可以通過建筑外皮進入到通風層，建筑內部設置控制板，來控制自然通風系統，形成緩沖氣流，輸送到建筑主體，以減弱外部風的影響，制造出自然風。

3.3融合舒適化理念

高層建筑是常見建筑物，人們對高層建筑物的質量要求不斷提升，追求舒適的居住環境，對建筑結構與功能的要求較高。基于生態建筑學，開展高層建筑設計，需要合理選擇原材料，避免使用有害材料，影響居住者的健康與生活質量，因此設計人員需要做好質量把控，合理選擇建筑原材料。在設計建筑空間時，需要做好空間組合的設計，確保空間生態性，保障輔助空間能夠達到自然采光與通風的要求[3]。

3.4遵循生態建筑學設計原則

基于生態建筑學理念，提高資源利用率是建筑設計的主要目標。在開展高層建筑設計時，需要遵循生態建筑學設計原則。堅持再評價、更新、重復利用、減少消耗、循環利用基本原則。建筑設計原則，提倡不僅要考慮建筑的使用功能與美觀程度，還需要做好周圍環境評價工作，包括城市氣候與植被覆蓋，以打造和生態環境相互協調的結構樣式，實現高層建筑和自然環境的永續共存。譬如：某節能環保大廈，充分利用建設區域的水資源與地熱資源優勢，構建了水循環利用系統與地源熱泵系統，同時采取分區設計的方式，充分利用自然資源，以河水和地熱資源，作為冷熱源，提升建筑水源熱泵系統的性能，除此之外，在屋頂還設置了光伏發電機組，極大程度上提高了可再生資源的利用率，降低了非再生能源的利用率，降低了能源消耗，提高了建筑的節能性與環保性。從建筑到室內外裝修材料上都大量采用具有環保與高科技含量的可循環使用材料，如有機涂料、中空夾層玻璃等環保材料，大廈建成后將具有冬暖夏涼的效果。

4結束語

隨著環境污染與能源日益短缺，高層建筑成為發展的主要趨勢。在高層建筑設計時，需要加強對生態建筑學的運用，減少高層建筑建設對自然環境的影響，實現能源節約，維護生態平衡，實現建筑可持續發展。

作者:陳明 單位:郴州市城鄉建設檔案館

淺談高層建筑設計中的生態建筑學:高層建筑設計中生態建筑學的重要性

摘要：

城市化建設的不斷推進，促進了建筑業的發展，為了城市建設發展更加的井然有序，同時也為了土地資源的節約利用，更是為了給人們提供更多的公共活動空間，使得高層建筑不斷增多，但是由于材料和能源消耗大量的浪費，高層建筑建設導致生態環境一定程度的破壞和污染，基于此，本文闡述了高層建筑的負面影響，對高層建筑設計中生態建筑學的應用及其注意事項進行了簡要分析。

關鍵詞：

高層建筑；影響；建筑設計；生態建筑學；應用；注意事項

生態建筑是以生態為基礎的生態與建筑結合的產物，具體而言，是結合當地的自然環境，運用生態學、現代科學技術和手段，從而使建筑與環境有機的結合。以下就高層建筑設計中生態建筑學的應用及其注意事項進行探討。

1高層建筑的負面影響

建筑工程建設的最終目的是為了人們更好的居住，隨著城市化建設的不斷推進，使得高層建筑不斷增多，但是高層建筑會給社會生態、人們的居住環境等帶來一定的負面影響。主要表現為：①對環境造成的影響。高層建筑內往往都伴隨著高科技的運用，電梯、中央空調機組、風的作用等都會產生一定的噪音，在局部空間中尤為明顯，造成了高層建筑的噪音污染，影響著高層建筑的舒適度。同時，高層建筑外墻大多采用的玻璃幕墻，在太陽光、紫外線等光線的作用下，會產生大量的光污染，不僅會對行人的視覺產生干擾，對人體健康構成威脅，還會影響飛行動物，造成許多飛行動物撞擊在建筑上。②對生態氣候的影響。高層建筑高聳入云，密集而又狹窄的空間加快了空氣的流動，從而在高空形成高速氣流，氣流的變化會對建筑周身的天氣帶來一定的影響，尤其在雨雪等天氣狀況不好的情況下，會對人們的出行帶來很多的不便，甚至會改變建筑物周邊的氣候。

2高層建筑設計中生態建筑學的應用分析

高層建筑設計中生態建筑學的應用主要表現為：①節能環保設計。有效的節約能源資源是高層建筑設計的目標之一，也是生態建筑學的基本要求，為了達到這一目標，所選擇的能源資源都是一些低能耗和可再生資源，大大降低了對不可再生資源的使用。在進行生態建筑設計中，要充分利用建筑物所在地的可用能源資源，比如在高層建筑設計時，將太陽能作為建筑主要的能源來源，并將其合理運用，不僅能夠大大降低煤炭、電力資源的使用，還能充分利用取之無盡用之不竭的太陽能資源。但同時，過度的使用太陽能資源會帶來一定的光污染，因此在利用太陽能資源時，還必須采用恰當的防護措施，如安裝節能門窗、遮陽擋板等，這種設計充分體現了節能環保的目的。②舒服化設計。為了更好的體現生態建筑理念，在高層建筑設計過程中，在考慮到現有的空間條件下，要對建筑結構進行合理的設計，不僅能夠給人以視覺上的美感，還能達到室內通風情況良好的效果，促進空氣的對流。在建筑材料的選擇上，也應盡量避免采用含有對人體有害物質的材料，為人們的居住提供一個健康的環境。在高層建筑電梯上的選擇，由于樓層太高，電梯是必須的，但是因此也帶來了一定的噪音污染，為了解決這一問題，生態建筑學建議采用國內外研究的先進成果，設計時保證每層樓彼此獨立旋轉，采取格外的形狀和碳素材料以減輕噪音帶來的污染。③環境友好設計。高層建筑的出現會對周邊的環境甚至是地區長期的氣候帶來一定的影響，一定程度上會破壞當地的生態平衡，這就需要在生態建筑時，充分考慮到高層建筑與周邊環境之間的依存關系，對外部環境進行空間上的合理設計，形成立體的合理的多層次美化體系，從而保證高層建筑周邊的生態平衡。

3高層建筑設計中生態建筑學應用的注意事項

高層建筑設計中生態建筑學應用的注意事項主要表現為：①結構平面布置的注意事項。在設計生態型的高層建筑物時，處于水平荷載的作用中結構側移是制約建筑物最主要的因素。布置建筑物的平面時所遵循的原則例如形狀、對稱性等都影響著建筑自身具有的抗側壓力，不對稱和不規則甚至是比較復雜的平面結構都會對建筑本省造成不利的影響。所以，在布置結構平面時應該使建筑物功能作用得到滿足后，還要將建筑物的抗側壓力盡量提高。②建筑物構造的注意事項。由于不同高層建筑物具有的功能和特性不一樣，意味著其內部空間也不一樣，再加之建筑物結構技術的不斷發展，使得不同構造的建筑物具有不一樣的優點。比如懸掛這種結構，是一種允許主框架落地但是其他都可以不落地的結構，而巨型結構則是由大截面其斜、豎桿所構成的擔負豎向力和水平的一種結構。③高層建筑節能的注意事項。a.節能會受到建筑的朝向的影響。但同時也會受到季節的印象，因此在設計生態型的高層建筑時要具體全面的將環境的因素給考慮在內，最好設計出來太陽高度角圖，對不同的季節朝向不一樣的太陽高度進行分析，進而得出在打開窗戶時擁有的最大的采光面積那側，讓室內可以得到最多的太陽光線，使損失的熱量可以有效減少，讓室內的溫度保持穩定。b.在建筑物的外表面最好使用節能材料，依據不一樣用途的建筑物來選取最適合的材料，其中具體的材料主要有透氣、遮光和吸聲等材料。

4結束語

綜上所述，生態建筑最主要的目的是保護環境、節約資源，為人類營造健康的生態環境。但是高層建筑在一定程度上產生了一些負面效應，高層建筑設計中生態建筑學的應用是科學發展觀在建筑領域的具體踐行，因此對高層建筑設計中生態建筑學的應用進行分析具有重要意義。

作者:黃長文 單位:青海省建筑勘察設計研究院有限公司