探討生態(tài)建筑學(xué)在高層建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

李朝偉

摘要：隨著人們經(jīng)濟(jì)能力的逐步提升，對(duì)于住宅的追求逐步提高。生態(tài)建筑學(xué)的推廣逐步實(shí)現(xiàn)了人們對(duì)于高品質(zhì)生活的追求。本文闡述了生態(tài)建筑學(xué)對(duì)于高層建筑設(shè)計(jì)的意義，并闡述了其應(yīng)用原則，最后詳細(xì)講述了生態(tài)建筑學(xué)在高層建筑設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：生態(tài)建筑學(xué)；高層設(shè)計(jì)；應(yīng)用

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的環(huán)境下，人們的生活質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)水平日益提高，但同時(shí)環(huán)境污染的問(wèn)題也越來(lái)越嚴(yán)重，不斷涌現(xiàn)新的能源，造成能源大量浪費(fèi)的現(xiàn)象。在當(dāng)前現(xiàn)代城市建設(shè)中，普遍存在高層建筑占地面積少與土地資源緊缺的問(wèn)題，因此，生態(tài)建筑學(xué)應(yīng)運(yùn)而生。在高層建筑中，應(yīng)用生態(tài)建筑學(xué)，對(duì)現(xiàn)有空間進(jìn)行綠化設(shè)計(jì)，提高空間的利用率與現(xiàn)有資源的使用率，是改善城市環(huán)境的重要保障。因此，生態(tài)建筑學(xué)受到各行各業(yè)的廣泛關(guān)注。

1研究高層建筑設(shè)計(jì)中生態(tài)建筑學(xué)應(yīng)用的重要意義

住宅舒適化設(shè)計(jì)、生態(tài)環(huán)保設(shè)計(jì)、環(huán)境友好設(shè)計(jì)是生態(tài)建筑學(xué)在高層建筑設(shè)計(jì)中的主要體現(xiàn)方式。運(yùn)用舒適化建筑設(shè)計(jì)原則實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)的住宅設(shè)計(jì)，滿足人們對(duì)高品質(zhì)住宅的要求。生態(tài)環(huán)保設(shè)計(jì)是運(yùn)用潔凈能源和可二次使用的建筑材料來(lái)降低建筑整體的能耗，提升建筑材料的利用率。環(huán)境友好設(shè)計(jì)是基于建筑主體和周邊環(huán)境和諧統(tǒng)一的前提下進(jìn)行設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)建筑與周邊環(huán)境的共同美化的目的。

2高層建筑的發(fā)展現(xiàn)狀

從高層建筑的生命周期上看，高層建筑工程項(xiàng)目的各個(gè)開展階段都會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成一定的負(fù)面影響。在前期準(zhǔn)備階段，原材料開采會(huì)造成地表破壞、影響當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)平衡，形成粉塵污染；材料加工會(huì)產(chǎn)生大量的廢氣、廢液、粉塵、化學(xué)垃圾以及固體垃圾；材料運(yùn)輸中會(huì)形成廢氣排放，消耗大量能源。在建筑施工階段，在材料設(shè)備的采購(gòu)、運(yùn)輸和儲(chǔ)藏中，會(huì)有材料損耗和能源消耗問(wèn)題；建筑結(jié)構(gòu)選型和不同施工方式也會(huì)形成噪音、交通堵塞以及粉塵污染問(wèn)題，施工管理也會(huì)在不同程度上影響環(huán)境。在建筑使用中，會(huì)由于能源消耗而產(chǎn)生建筑垃圾，形成建筑二次污染問(wèn)題，其生活垃圾、污水排放或是保溫隔熱措施，在造成不同程度的資源浪費(fèi)。由此可見，在高層建筑整個(gè)生命周期中，會(huì)給生態(tài)環(huán)境造成不同程度的危害，為了促進(jìn)建筑行業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展，要尋求高層建筑和生態(tài)環(huán)境之間的契合點(diǎn)，構(gòu)建和諧共處的方式，在滿足人們居住需求的同時(shí)，不斷降低高層建筑對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞，這就凸顯出生態(tài)建筑學(xué)應(yīng)用在高層建筑設(shè)計(jì)中的必要性。

3高層建筑設(shè)計(jì)中生態(tài)建筑學(xué)的應(yīng)用原則

3.1最優(yōu)原則

在高層建筑設(shè)計(jì)工作開展的過(guò)程中，對(duì)生態(tài)建筑學(xué)進(jìn)行利用，應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持設(shè)計(jì)方案最優(yōu)化的原則，在設(shè)計(jì)工作開展前，需要進(jìn)行全面的調(diào)查，對(duì)建筑的情況進(jìn)行了解。如在建筑選擇地址的過(guò)程中，需要對(duì)地質(zhì)條件進(jìn)行明確，了解建筑區(qū)域的位置以及氣候等，對(duì)建筑的朝向進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，同時(shí)能夠?qū)νL(fēng)技術(shù)以及太陽(yáng)能資源進(jìn)行有效的利用。加強(qiáng)建筑區(qū)域綠化情況的設(shè)計(jì)，做好相應(yīng)的規(guī)劃工作，保證高層建筑更加的科學(xué)、合理。

3.2合理化原則

在高層建筑設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要注重建筑的安全和穩(wěn)定。實(shí)際設(shè)計(jì)工作開展時(shí)，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行精確的計(jì)算，采取合理化、數(shù)字化的方式對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行處理，保證建筑設(shè)計(jì)的安全性和可靠性。以生態(tài)建筑學(xué)作為基礎(chǔ)的高層建筑設(shè)計(jì)，能夠?qū)Ω鞣N節(jié)能、環(huán)保的技術(shù)和材料進(jìn)行利用，設(shè)計(jì)人員對(duì)生態(tài)建筑理念和高層建筑設(shè)計(jì)進(jìn)行融合，加強(qiáng)建筑設(shè)計(jì)的控制工作，實(shí)現(xiàn)綠色、生態(tài)的建筑設(shè)計(jì)。

3.3互動(dòng)性原則

高層建筑設(shè)計(jì)的過(guò)程中，對(duì)生態(tài)建筑學(xué)進(jìn)行利用，需要以人作為核心，對(duì)用戶的要求和需求進(jìn)行考慮，開展人性化的設(shè)計(jì)，提供更加方便、舒適的居住環(huán)境，促使高層建筑能夠提供更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。設(shè)計(jì)人員對(duì)節(jié)能、環(huán)保技術(shù)進(jìn)行合理利用，能夠促進(jìn)環(huán)境和建筑的有效融合。

4生態(tài)建筑學(xué)在高層建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用途徑

4.1朝向設(shè)計(jì)

在高層建筑設(shè)計(jì)中，為了將生態(tài)建筑學(xué)引入到高層建筑設(shè)計(jì)中，要重點(diǎn)設(shè)計(jì)建筑朝向，從根本上看，高層建筑朝向與生態(tài)建筑學(xué)密切相關(guān)，主要是太陽(yáng)輻射與經(jīng)緯度的影響，通過(guò)科學(xué)的朝向設(shè)計(jì)，可以使建筑爭(zhēng)取到足夠的采光和通風(fēng)，減少空調(diào)的使用，提高自然資源的利用率，達(dá)到節(jié)能減排的效果。因此，在朝向設(shè)計(jì)中，要調(diào)查和分析建筑物周邊環(huán)境和施工情況，確定建筑物最佳朝向，滿足建筑物內(nèi)部環(huán)境的采光需求，提高窗戶的面積，設(shè)計(jì)豎向遮陽(yáng)格柵，進(jìn)而提高高層建筑設(shè)計(jì)的綜合水平。

4.2采用生態(tài)表皮設(shè)計(jì)

建筑表皮生態(tài)設(shè)計(jì)主要是指外圍護(hù)結(jié)構(gòu)

而建筑的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)又包括樓板、屋面、外墻等。因高層建筑外圍墻體能量消耗占據(jù)總能源消耗量的30%以上，故在實(shí)際設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員必須充分考慮建筑裝置的功能，同時(shí)對(duì)建筑表皮的支撐功能進(jìn)行全面的分析與研究，可以從輻射對(duì)人的影響與人的生理舒適度這兩個(gè)方面考慮，為人們提供一個(gè)健康舒適的環(huán)境，而不斷努力[3]。比如，在某地區(qū)的高層建筑表面覆蓋系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)建立雙層結(jié)構(gòu)，在建筑表皮上設(shè)計(jì)多孔通風(fēng)層與隔熱玻璃，雙層表皮在實(shí)際應(yīng)用中，表現(xiàn)出的良好散熱與通風(fēng)性，為凈化建筑內(nèi)部空氣，提供有效的保障，同時(shí)也進(jìn)一步提高了建筑內(nèi)部的環(huán)境質(zhì)量，減少了天氣變化對(duì)建筑正常使用的影響。

4.3實(shí)現(xiàn)與周圍生態(tài)環(huán)境的友好協(xié)調(diào)

為了協(xié)調(diào)高層建筑設(shè)計(jì)與周圍生態(tài)環(huán)境之間的關(guān)系，平實(shí)現(xiàn)友好共處，在高層家住設(shè)計(jì)中，要充分利用生態(tài)環(huán)境資源，使生態(tài)建筑學(xué)的效用得到充分的發(fā)揮。在不影響生態(tài)環(huán)境健康發(fā)展的情況下，充分利用現(xiàn)有的環(huán)境資源。比如在高層建筑采光設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，經(jīng)常受客觀因素的影響，需要制定不同的設(shè)計(jì)方案，以供后續(xù)方案的評(píng)選，其設(shè)計(jì)多種方案的主要目的是可以在降低電能消耗量的同時(shí)，又可以獲得較多的光照，突出生態(tài)建筑學(xué)的特點(diǎn)。在建筑空間朝向與空間格局設(shè)計(jì)的過(guò)程中，可以通過(guò)增加通風(fēng)面積的方式，降低人們對(duì)空調(diào)的依賴度，進(jìn)而達(dá)到減少能源消耗的目的。要在高層建筑中創(chuàng)造出自然通風(fēng)的形式，需要應(yīng)用到雙層通風(fēng)幕墻與幕墻開窗，這兩種通風(fēng)設(shè)備的開啟方式都不相同。比如在開啟幕墻窗的過(guò)程中，是以平行外推與固定窗的方式完成墻窗的開啟[2]。而雙層通風(fēng)幕墻的開啟方式主要有開放式、外與內(nèi)循環(huán)這三種。與傳統(tǒng)幕墻相比，雙層幕墻在實(shí)際應(yīng)用中可以最少節(jié)約能源消耗比例的50%，且功能也比傳統(tǒng)幕墻要多。

5結(jié)束語(yǔ)

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，高層建筑的數(shù)量和規(guī)模在不斷增加。高層建筑設(shè)計(jì)的過(guò)程中對(duì)生態(tài)建筑學(xué)進(jìn)行利用是必然的趨勢(shì)，能夠緩解居住困難的問(wèn)題，改善城市化進(jìn)程中的環(huán)境污染。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳鴻池.簡(jiǎn)析高層建筑設(shè)計(jì)中生態(tài)建筑學(xué)的應(yīng)用及其注意事項(xiàng)[J].居舍，2018（12）：90.

[2]王玉.生態(tài)建筑學(xué)在高層建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].居舍，2018（12）：94.

（作者單位：沈陽(yáng)華夏易都建筑設(shè)計(jì)有限公司）