淺談生態建筑學在高層建筑設計中的運用

代坤均

（貴陽市建筑設計院有限公司 550081）

1 前言

隨著社會經濟的不斷發展，我國建筑行業經歷了很大的變化，房地產行業一段時間成為了國家經濟的強大支柱，被譽為朝陽產業。改革開放后，我國房屋建筑也多向高層、超高層建筑的方向發展，由于土地資源有限，但要滿足中國14億人口的居住需求，就必須利用地面以上的建筑空間。與傳統建筑相比，超高層建筑的生態建筑學設計面臨著更多的困難，我們必須對此高度重視。因此，為了使得結構設計的安全度得到提升，就需要加強對于結構的設計人員綜合素質進行提升。

2 高層建筑的發展現狀

從高層建筑的生命周期來看，高層建筑項目的發展階段將對生態環境產生一定的負面影響。在制備初期，建筑原材料的開采和運輸過程會產生大量的污染物和廢棄物，與此同時，建筑材料加工會產生大量廢氣，廢液，粉塵，化學廢物和固體廢物等物質。像比較常見的是混凝土的攪拌，過程中水泥和水會發生水熱反應產生大量的熱量，并且粗骨料和細骨料的參合導致現場存在著清潔不夠的問題。在施工階段，很容易發生材料的損壞浪費等問題。那么超高層建筑具有哪些特點呢？①室內通風較差，噪聲不小。建筑學規定，超過100m的建筑就是超高層建筑，因此對于超高層建筑來說，容積率是非常大的，隨著樓層高度的上升，豎向荷載不再起到主要的控制作用，在高處，風荷載對建筑物的影響是十分大的，因此超高層建筑必須考慮風荷載的影響。較大的風速對室內環境造成的影響比較大，會給人一種不舒服的感覺。高風速需要材質更加堅固和隔音性能更加好的材料作為外圍結構，如窗戶，外墻等。對于高風速產生的噪音，需要引起設計人員的重視，避免對居住者帶來生活和休息上的不便。有關研究表面，建筑物層高在15～25層的超高層樓房，噪聲的影響相比于其他樓層更大。②鳥籠式建筑，人們的公共交流空間減小。往往超高層建筑為了更大程度上利用面積，常常一層的住宅設計的非常多，公攤面積增大，居民的活動空間就變得非常小，建筑物內的環境相對來說也比較密閉，就像一個個鳥籠一樣，非常不利于人們長期生活于此。建筑垃圾會因能耗而產生二次污染。因此，在高層建筑中，整個生命周期，都會對生態環境造成不同程度的危害，在構建和諧共存的道路上，高層建筑很有必要減少對生態環境的破壞。

3 基于生態建筑學的高層建筑設計原則

生態建筑強調建筑設計與生態環境的協調發展，改變以往的矛盾關系，依賴于自然生物與環境共生關系的生態理論。

安全性原則在生態建筑學高層設計之根本。隨著人們的居住觀念開始改變，對居住環境和空間的舒適性和安全性開始增加關注。在高層建筑設計之初，設計人員就應該站在整體的角度上對圖紙進行宏觀的把控。此外，設計人員還需要考慮生態建筑設計后期是否會給使用者帶來安全隱患。在技術上可以利用計算機對生態建筑設計過程進行模擬仿真測試，快速的排查安全隱患，并通過算法程序提供可靠的解決策略。生態建筑設計十分復雜，需要遵循自然生態平衡，為人們的生存創造生態建筑環境。

目前，國家對生態文明建設的重視度越來越大。對于高層建筑生態建筑學設計，需要采用節能環保的設計方案，強調使用無污染綠色環保可再生的材料，例如，將建設過程產生的廢氣廢水進行循環再生使用，并設計廢水廢氣處理設備。經濟性的原則也是十分重要的一大因素。對于工程建設項目來說，就是既要保證資金盡可能少，較少成本，又要保證工程在預定工期內完工，并達到預期的設計質量要求。為了達到這一原則上的要求，需要相關人員依據建筑物的實際情況，合理地選擇相關設備，將強對采購環節的把控，對施工人員的費用進行預估，做好合理地安排，嚴格保證經費不超過預算不斷提高能源利用效率，從而達到節能減排的應用效果。在高層建筑的設計中，應注意保護周圍環境，防止對周圍環境的大規模破壞，保護生態環境，并實現生態環境與高層建筑的和諧共存。

4 生態建筑學在高層建筑設計中的應用途徑

在高層建筑設計中，要密切關注高層建筑朝向與生態建筑學理念的運用，考慮到可能影響到的因素，通過科學的設計，使得建筑物獲得足夠的采光和通風，提高自然資源的利用率，達到節能減排的效果。

4.1 生態建筑學在管道設計中的應用

在設計中，對建筑物的周圍環境和施工情況進行調查，滿足建筑物內部環境的要求。改善窗戶的面積，設計垂直遮陽網格，進而提高高層建筑設計的綜合水平。在高層建筑的設計中，設計師應深入分析建筑形狀系數與散熱的比例。因此，設計師設計需要合理的進行建筑結構和設施布置，電梯，管道，設備室盡可能在建筑西側，以阻擋太陽輻射的影響，在高層建筑的設計中，設計應側重于外部高程。在建設車站施工區域的同時，應考慮管道設計，在超高層建筑設計離不開眾多的管線道路，不僅在數量上呈現出多的態勢，還出現種類上的多態式，管道主要包括排水管道、給水管道、燃氣管道、熱力管道、中水管道和空氣管道，此外還有電纜和電線管道。多工種管道設計容易發生的就是管道之間的相互交叉和錯位。在進行超高層生態建筑設計的時候，就需要對各個管道進行合理的設計，避免它們發生管道的交叉和錯位的現象，保證整個建筑的生態學性能。在實際設計過程中將所有的施工管線的順利以及線路的走位。

4.2 生態建筑學在空調風管中的應用

空調風管的設計。風管的設計需要確定風管吊頂的高度，并且依據界面高度方向上的長度，并盡量減少風管的長度，采用短的風管。如果必須采用長的風管，則需要保證不與其他管道發生錯位交叉的現象。在有限的空間內更大程度上容納更多的居民。

4.3 生態建筑學在建筑外觀設計上的應用

建筑外表美觀設計。在進行高層建筑設計的時候，應該注意到高層建筑物的特點，對于空調設備的安裝，應盡量統一規整，保證建筑立面的美觀。此外，統一規則的空調外機的安裝，可以減小建筑物的承重，保證建筑物的受力合理。

5 結語

綜上所述，在高層建筑生態建筑學設計中，必須依據所在項目的高層建筑的特點進行設計，并且考慮到超高層建筑自身存在的一些特點，像室內環境比較差，聲環境差，通風不太好，容易給人一種鳥籠式沉悶的感覺的特點進行相應的合理的設計。因此生態建筑的設計應該盡量減少噪聲污染，合理控制系統產生的噪聲，并且針對相關人員，應該提高他們的職業素養，建筑不可能憑空產生，最終還是要依靠一支專業的隊伍進行建造，設計人員的專業素質的高低直接影響到建筑物的設計質量，也關乎到建筑物的安全性。此外，對于建筑的管線和設備的安裝都應該從建筑整體的角度出發進行設計，尤其注意管道之間的布置，避免線路之間出現交叉和錯位的現象。