生態(tài)建筑學(xué)下的城市高層建筑設(shè)計(jì)分析

張勇

摘要：高層建筑已成為現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然產(chǎn)物，現(xiàn)今高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與搭建技術(shù)已經(jīng)得到了極大的改善。隨著可持續(xù)發(fā)展理念逐步深入人心，生態(tài)環(huán)保成為了未來建筑設(shè)計(jì)的發(fā)展方向。然而現(xiàn)階段的生態(tài)建筑仍然由于設(shè)計(jì)片面性、結(jié)構(gòu)單一性等原因未達(dá)到理想的設(shè)計(jì)效果。本文以生態(tài)建筑理論作為切入點(diǎn)，分析高層建筑在生態(tài)設(shè)計(jì)方面的改進(jìn)策略，以此促進(jìn)社會(huì)與環(huán)境的和諧發(fā)展。

關(guān)鍵詞：生態(tài)建筑學(xué);高層建筑設(shè)計(jì)

引言

隨著生態(tài)文明建設(shè)方案的持續(xù)實(shí)施，綠色建筑理念的提出及應(yīng)用，一方面，推進(jìn)了建筑行業(yè)轉(zhuǎn)型;另一方面，綠色建筑設(shè)計(jì)在高層建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，提升了建筑的功能性，弱化了對自然生態(tài)環(huán)境的進(jìn)一步破壞，擴(kuò)展了人與自然、人工建筑與自然生態(tài)環(huán)境之間的均衡發(fā)展理念。另外，通過綠色建筑設(shè)計(jì)使整體上的建筑產(chǎn)品在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，與社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)效益實(shí)現(xiàn)了融合，借助建筑生產(chǎn)方式與管理方案優(yōu)化，促進(jìn)了生態(tài)文明建設(shè)，為我國后續(xù)的建筑產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

1、綠色節(jié)能的設(shè)計(jì)原理

所謂的綠色節(jié)能建筑的基本設(shè)計(jì)原理，就是有效的協(xié)調(diào)自然生態(tài)和建筑環(huán)境之間的和諧統(tǒng)一，最大程度的減少施工期間對自然環(huán)境造成的如噪聲，粉塵等諸類環(huán)境污染。還應(yīng)該有效減少能源及建筑原料的浪費(fèi)。還有減少一些建筑后期對自然環(huán)境造成的不可逆轉(zhuǎn)的負(fù)面影響。所以，建筑工程施工的設(shè)計(jì)方案中必須體現(xiàn)出生態(tài)化、綠色化、節(jié)能化等建筑特點(diǎn)。綠色節(jié)能的原理在于，有效合理的將生態(tài)環(huán)境和生態(tài)資源進(jìn)行全方位整合利用。從而使建筑工程設(shè)計(jì)能夠更合理化，綠色節(jié)能化，比如，可以將綠色植物的生態(tài)設(shè)計(jì)添加到建筑設(shè)計(jì)中，這樣做一方面可以起到凈化空氣，減少空氣污染，為人們的生活起居建造出良好的生態(tài)和生活環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了人與自然的和諧共處。另一方面也提高了建筑物的藝術(shù)性和美觀性，提升了建筑物的層次和品質(zhì)。

2、高層建筑設(shè)計(jì)中的生態(tài)應(yīng)用策略

2.1、朝向設(shè)計(jì)

高層建筑設(shè)計(jì)中的朝向與生態(tài)建筑設(shè)計(jì)有著極大的關(guān)聯(lián)，因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要重點(diǎn)關(guān)注建筑物的朝向設(shè)計(jì)。根據(jù)不同地域的經(jīng)緯度與太陽直射角度，進(jìn)行精密的數(shù)據(jù)計(jì)算，科學(xué)合理規(guī)劃建筑物的朝向問題。合理的朝向可以保證高層建筑內(nèi)有充足的光照和良好的通風(fēng)，這樣可以減少屋內(nèi)電燈以及空調(diào)的使用，保證空氣流通還可以加速衣物的風(fēng)干，減少烘干設(shè)備的使用，使自然資源利用最大化，從而達(dá)到節(jié)能減排的目的。在實(shí)際施工過程中，仔細(xì)調(diào)查建筑物的周邊環(huán)境，合理測量建筑物群的間距，滿足室內(nèi)各個(gè)房間的采光需求。比如增大窗戶的面積，增設(shè)豎向的遮陽格柵欄，提升建筑物的光能及風(fēng)能利用率。

2.2、排水設(shè)計(jì)

綠色建筑設(shè)計(jì)中的排水設(shè)計(jì)屬于系統(tǒng)性設(shè)計(jì)，要求將降雨量、自然雨水收集系統(tǒng)、建筑區(qū)域綠化區(qū)域進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)。一方面，在屋面設(shè)計(jì)中要求通過控制坡度與排水孔，使雨水收集具有漸進(jìn)性特征。另一方面，要將排水管與地下排水進(jìn)行關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)，滿足降雨量大時(shí)的排水需求。另外，要結(jié)合建筑所屬小區(qū)的綠化需求，按照地下排水量、地面雨水收集量、綠化面積、綠化需水量、蓄水池容積等進(jìn)行具體計(jì)算，進(jìn)而使建筑排水設(shè)計(jì)與整體上的綠色建筑系統(tǒng)形成一個(gè)完整的綠色設(shè)計(jì)。

2.3、建筑門窗的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

建筑門窗的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是所有建筑設(shè)計(jì)中的重要組成之一，對于綠色生態(tài)建筑設(shè)計(jì)而言，門窗的設(shè)計(jì)更為重要，因?yàn)槠洳馁|(zhì)位置結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)情況會(huì)直接導(dǎo)致建筑物的保溫性和隔音降噪能力。所以必須要對建筑物的門窗設(shè)計(jì)工作進(jìn)行嚴(yán)格的要求和把控。首先，在保證室內(nèi)采光和通風(fēng)的情況下，有效降低建筑物的窗墻占據(jù)的面積比。其次，保證門窗的材質(zhì)用料，必須采用進(jìn)行精密熱處理的金屬材質(zhì)，如鋁合金，不銹鋼等。對門窗的玻璃也要選用其結(jié)構(gòu)材質(zhì)符合建筑工程要求的有機(jī)玻璃，有效的保證玻璃的隔熱性和堅(jiān)固耐用性。第三，根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件，風(fēng)向和建筑朝向，正確考慮門窗安裝的具體位置，進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，避免穿堂風(fēng)等情況的出現(xiàn)。最后一點(diǎn)，基于室內(nèi)采光的因素，夏季為了能夠有效避免陽光直射，造成室內(nèi)溫度不易調(diào)節(jié)，可以設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)伸縮的窗簾來遮擋陽光。

2.4、綠化設(shè)計(jì)

要注重對高層建筑周邊的綠化體系設(shè)計(jì)，提高建筑周邊綠化環(huán)境可以提升空氣潔凈度，形成微生態(tài)循環(huán)，更能夠合理調(diào)節(jié)建筑物周邊的空氣濕度與氣溫變化幅度，提升建筑物外部的整體環(huán)境。在屋外采用美觀的綠植設(shè)計(jì)，小區(qū)內(nèi)的高層建筑被綠植所圍繞，并且加入噴泉、涼亭、籃球場等人性化設(shè)計(jì)，在改善環(huán)境的同時(shí)增強(qiáng)建筑的宜居性。同時(shí)，屋內(nèi)也可以搭建露天的陽臺(tái)，建造陽臺(tái)區(qū)域的花草植被，室內(nèi)也可以加入植物電視墻等設(shè)計(jì)元素。

2.5、注意事項(xiàng)

高層建筑產(chǎn)品除具備物質(zhì)特性外，對于精神特性的需求也相對較高，其中包括設(shè)施設(shè)備的使用感受、配套物業(yè)的管理服務(wù)質(zhì)量、生活中能夠節(jié)約的事項(xiàng)等。因此，在應(yīng)用綠色建筑設(shè)計(jì)理念時(shí)，應(yīng)該遵循預(yù)設(shè)的基本原則，積極從平面設(shè)計(jì)與單體建筑設(shè)計(jì)層面，借助物理學(xué)、數(shù)學(xué)、信息技術(shù)三種學(xué)科，盡可能選擇自然力易發(fā)揮作用的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，如門與窗的對位設(shè)計(jì)、臥室與陽臺(tái)關(guān)聯(lián)的采光設(shè)計(jì)、雨水收集與利用系統(tǒng)設(shè)計(jì)、建筑景觀設(shè)計(jì)等;再如，如采用BIM技術(shù)系統(tǒng)，為建筑設(shè)計(jì)提供可視化預(yù)期模型產(chǎn)品設(shè)計(jì);以及在整體上增加綠色建筑中的各項(xiàng)信息技術(shù)應(yīng)用，其中包括傳感器的分布、溫濕度的控制系統(tǒng)、節(jié)能材料與節(jié)能電氣的使用等。當(dāng)前應(yīng)用綠色建筑設(shè)計(jì)理念，應(yīng)該注重它在每一個(gè)環(huán)節(jié)的運(yùn)用，尤其是建筑設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)應(yīng)該具備提綱絜領(lǐng)的功能，為后續(xù)各個(gè)環(huán)節(jié)做好綠色設(shè)計(jì)方案規(guī)劃。

結(jié)束語

對于能耗指標(biāo)以及舒適性而言，在此研究中對比相關(guān)指標(biāo)中所規(guī)定的嚴(yán)寒地區(qū)主要城市建筑物耗熱量指標(biāo)和近零能耗建筑指標(biāo)，與一般的建筑相對比，近零能耗建筑在保證人處于室內(nèi)熱舒適的基礎(chǔ)上，從能源消耗方面來看，有著突出的優(yōu)勢。此次研究過程中，近零能耗建筑的平均室內(nèi)空氣溫度為25.21℃。在室溫處于該狀態(tài)下時(shí)，冬季整個(gè)建筑的就會(huì)出現(xiàn)室內(nèi)溫度高于熱舒適溫度的現(xiàn)象，所以在降低供暖溫度的基礎(chǔ)上，可以實(shí)現(xiàn)對室溫的降低，最終達(dá)到節(jié)省能源的目的。

參考文獻(xiàn)：

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