基于綠色建筑理念的超高層建筑設計

王 力 顏舒婷

(1.中機國際工程設計研究院有限責任公司，湖南 長沙 410007； 2.中南大學，湖南 長沙 410075)

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基于綠色建筑理念的超高層建筑設計

王 力1顏舒婷2

(1.中機國際工程設計研究院有限責任公司，湖南 長沙 410007； 2.中南大學，湖南 長沙 410075)

介紹了綠色建筑在國內外的研究現狀，并基于綠色建筑的設計理念，從仿生形態、建筑基底、建筑自遮陽等方面，闡述了綠色建筑設計在超高層建筑設計中的優化策略，有利于降低建筑能耗，保護城市環境。

綠色建筑，超高層建筑，仿生形態，光照

1 研究背景

隨著城市化進程的不斷推進，越來越多的人口向城市聚集，伴隨著城市經濟發展所帶來的負面影響是土地資源供應的緊張，超高層建筑也隨之應運而生，這很好的解決了土地資源供不應求的現狀。超高層建筑被視為城市的地標，體現著現代技術、材料的最新成就，同時也是形式美，結構技術，地域文化等綜合的體現。但是隨著城市超高層建筑的增加，其負面影響也越來越突出，例如建筑層高，交通擁堵，環境破壞，人與自然的隔絕，建筑微環境較差等等，這開始使得人們越來越重視超高層建筑的綠色化，如何減少建筑成本，減少對環境的影響等等，成為十分值得研究的課題，因此將綠色建筑理念融入到超高層設計當中是十分必要的。

2 國內外研究現狀

2.1 國外的相關研究

在國外對于綠色建筑的研究相對于比較完善，馬來西亞建筑師楊經文，他是生態建筑的倡導者和生態建筑理論的創立者，出版了大量關于綠色建筑的文獻及專著，其中《設計結合自然》《綠色摩天大廈》等專著都十分有針對性的對綠色建筑的理論及其設計要點做出了研究和分析。在他的建筑作品中也從多方面體現了他對綠色建筑的理念。除此之外，許多發達國家建立了自己國家特色的綠建評價體系：美國能源部建筑技術《聯邦零能耗高性能綠色建筑研究發展規劃》《能源安全與獨立法案》《聯邦零能耗高性能綠色建筑研究發展規劃》《建筑技術項目2008—2012規劃》；瑞典能源署自助機構(FEBY)頒布低能耗方面法規文件；日本建筑無綜合環境評價體系等。

2.2 國內的相關研究

相較于國外在這方面的研究，國內的相關研究起步較慢，始于20世紀80年代左右，雖然提出了一系列關于此類的法規、評價體系、標準以及經營模式，但研究依舊處于初級階段。隨著研究的不斷深入，我國在綠色建筑方面做了很多深入的研究和分析，并借鑒和引用了大量國外的理念和實踐。并陸續的出臺了適應于我國氣候條件等各方面因素的評價體形，包括《中國生態住宅技術評估手冊》《綠色奧運建筑評估體系》《綠色建筑技術導則》等等。另外我國也有許多專家學者對于該課題也進行了研究，2010年沈馳發表的《“建筑”行為——綠色建筑的空間策略》以我國南方地區為例，通過案例的分析詳細的概括了5種綠色設計策略。劉煜發表的《青海省地域適宜性綠色建筑設計標準的構建研究》通過對青海氣候、資源、文化等方面的分析，并結合實例，探索了適合青海地域特點的綠建標準。

3 綠色建筑的設計理念

所謂的綠色建筑，是指在建筑的使用周期之內，在能源、用地、用水、用材等方面進行節約處理，建造出對于環境污染較少、利于人健康以及高效使用，并且能可持續與自然共處的建筑。設計出來的綠色建筑更符合人類目前的生存狀態，它不但減少了建筑物對自然環境的影響，提高了建筑的節能減排，同時也可以使得使用者更貼近自然。

4 綠色建筑設計理論對于超高層建筑設計的優化策略

4.1 仿生形態優化策略

在現代科技的飛速發展下，許多設計師已經將仿生形態理論實踐于許多造型以及結構復雜的高層建筑。對于那些復雜扭曲的建筑形態以及對于常規結構的挑戰，他們能通過電腦模擬分析出合理的結構形態以及如何更加與當地環境相適宜，從而設計并建造出更多綠色生態以及造型新穎的建筑出來。

日建設計公司設計建造的名古屋Mode學園螺旋塔樓，造型借鑒了DNA雙螺旋結構，配合螺旋上升的自然形態，建筑高度達到了170 m。考慮到整體造型要求，建筑的圍護結構是大塊的玻璃幕墻，并采用三維的構架拼接，同時其通流系統為雙開方式。三維構架利用了2 000多塊造型、角度各異的玻璃，并且在風洞中進行周密的實驗，最終選擇出最佳的玻璃構建角度，針對曲面的玻璃設計師采用了可滑動的窗格，以對應不同形態的玻璃幕墻。雙開放式空氣流通系統，外窗框和內窗進行組合，在提升空調能耗的利用率的前提下，還明顯的提高了室內空氣質量。

4.2 建筑基底以及場地優化策略

建筑所在場地是建筑內部的私密空間與城市外部的公共空間的過渡區域，只要將外部城市的各種交通空間通過建筑的場地基底與建筑內部發生聯系，就能部分緩解城市與建筑空間聯系的擁擠問題。超高層建筑的基底可以分為裙房以及地下室兩個部分，通過對這兩個部分進行交叉優化設計，就能有效的提高基地與場地的使用效率，從而讓城市以及建筑更為高效且具有更大的發展潛力。KPF建筑事務所設計的香港環球貿易廣場是一座118層高的綠色綜合式大樓。其可持續性表現在它是與我國香港最大的交通系統之一的九龍地鐵站一起進行設計的，該建筑很好的與周圍場地以及城市空間進行了聯系以及回應，與周圍建筑以及城市交通空間聯系了起來。香港環球貿易廣場擁有龐大復雜的立體交通網絡，通過計算機建立的綠色建筑設計策略體系以及精確地計算將整個交通網絡內部的商業空間和周圍的城市空間有秩序的組織起來，整個立體交通網絡以環球貿易廣場為中心，周圍建筑以及公共空間的人們都能迅速的到達目的地。

4.3 建筑自遮陽優化策略

建筑遮陽的相關理論最早可以起源到古希臘的作家贊諾芬，他的著作里描述了如何通過柱廊的設計來遮擋陽光照射到建筑內部的相關研究。現代建筑的遮陽主要可以分為窗口遮陽、墻面遮陽、屋面遮陽、綠化遮陽等形式。在這些遮陽措施當中，窗口遮陽是無疑起到了最重要的作用。Al Hamra塔是科威特市最高的建筑，建筑設計成一種特殊的向內部進行折疊的空間形式，在增強了建筑內部的視野范圍的前提下，還能降低太陽對于不同樓層的熱輻射。為了使太陽的光照輻射對建筑產生最小的影響，設計師采用了清晰的材料句法，南面的墻被設計得高大而厚重，在開口的設計上，遵循建筑的光照情況來進行具有針對性的設計，這面墻起到了主要的承重作用，還能將建筑與當地惡劣的環境所隔絕開來，極大的降低了太陽對于建筑內部的熱輻射。并通過石材裝飾的處理，讓陽光與墻面產生堅實和厚重的安全感。

5 結語

要實現高層建筑的可持續發展，設計出符合可持續性發展的綠色生態建筑，必須針對建筑的能耗損失進行全面詳細的分析和研究。只有做到了以上幾點才能因地制宜的選擇適合的綠色建筑設計策略與方法進行超高層建筑的設計。本文選取了世界各地一些具有代表性的優秀作品，從各個方面進行了細致的分析，并總結出仿生形態優化策略、融合場地的基底優化策略、建筑自遮陽優化策略三項基于綠色建筑理念的優化策略，為今后的創作提供了思路。希望更多的建筑設計師發揮自己的創造力和想象力，在科學技術發達的今天，將新的綠色的、可持續性的建筑設計理念與傳統的設計方法相結合，設計并建造出更多的綠色超高層建筑，為實現當前社會的可持續性發展做出自己的一份貢獻。

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[2] 萬紫霞.淺談綠色建筑設計在高層民用建筑設計的應用[J].商品與質量,2016,1(18):164.

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[4] 梁曉君.展覽建筑的綠色設計維度研究——基于總體布局、空間塑造、技術集成三個層面[D].南京：南京工業大學,2015.

The super high-rise building design based on the green building concept

Wang Li1Yan Shuting2

(1.ChinaMachineryInternationalEngineeringDesignandResearchInstituteLimitedLiabilityCompany,Changsha410007,China; 2.CentralSouthUniversity,Changsha410075,China)

This paper introduced the research status of green building at home and abroad, and based on the design concept of green building, from the bionic form, building foundation, building self shading and other aspects, elaborated the optimization strategy of green building design in super high-rise building design, to reduce the building energy consumption, protected the city environment.

green building, super high-rise building, bionic form, light

1009-6825(2017)10-0022-02

2017-01-10

王 力(1987- )，男，碩士，助理工程師

TU972

A