生態建筑學在高層建筑設計中的應用

楊洋

摘要：生態設計從長期看來是經濟、節省并能獲得可持續的社會效益的建筑，但建筑項目的初期投資卻可能增加，增加的錢用于能源循環系統、水循環系統、太陽能系統等必需的投資，因此會花去一部分“將來的錢”。這部分錢增加了建筑的使用價值，節約了將來建筑的運轉費用。生態設計，顯然是日后高層建筑發展的一個重要方向。

關鍵詞：生態建筑學；高層建筑設計；應用

1.生態建筑概述

生態建筑學是建立在生態學的基礎之上，生態學與建筑學相結合的產物，是以自然生態系統為本，來構筑建筑的人工生態系統。具體來說就是根據當地的自然生態環境，運用生態學、建筑技術科學的基本原理和現代科學技術手段等，合理安排并組織建筑與其它相關因素之間的關系，使建筑和環境之間成為一個有機的結合體，同時具有良好的室內氣候條件和較強的生物氣候調節能力，以滿足人們居住生活環境的舒適，使人、建筑與自然生態環境之間形成一個良性循環系統。生態高層建筑設計是將高層建筑這一人工物置于自然環境當中時，組成建筑與生態環境之間相互作用的生態系統，從而充分考慮建筑對自然環境的適應和影響，以及建筑與自然環境之間物質能量的交換。

2.生態建筑學研究的基本內容

生態建筑學對人和建筑環境并重。在人工生態系統中，自然環境和社會環境構成了人與建筑環境存在與發展的生態系統，其中，完善的自然生態環境不但是人工生態系統發展的物質基礎，而且自然生態系統的平衡規律又為維持人工生態系統的穩定與平衡提供了一般性原理。同時，優美的自然景觀環境又是一種 “ 文化資源”，具有生理的、心理的和審美等多種社會價值，是建筑環境 “ 人工美”離不開的。自然環境這種“ 雙重價值”，構成生態建筑環境的重要因素，因此，生態建筑學所要研究的基本內容首先是在人與自然協調發展的基本原則下，運用生態學原理和方法，協調人、建筑與自然環境間的關系，尋求創造生態建筑環境的途徑和設計方法。體現人、建筑環境與自然生態在 “ 功能” 方面的關系，即生態平衡與生態建筑環境設計和 “ 美學”方面的關系，即人工美與自然美的結合。

社會環境因素對生態建筑環境在功能和形態等方面的影響很大，生態建筑環境設計必須考慮經濟、技術、美學和人文等方面的要求以及傳統文化與風俗習慣的綜合影響，表現建筑的社會文化內涵。人、建筑和社會環境諸要素之間也存在著平衡關系，社會進步意味著社會環境變遷，必然推動建筑環境的變化和發展，都離不開特定的時代和文化。生態建筑學的發展也需要生態美學的同步發展、評價生態建筑環境的形象美則是生態美學的重大課題。

人工生態系統的主體是人，建立對人有利的平衡是有關生態建筑理論和實踐重要的問題。生態建筑學的研究就是要運用生態規律協調人、建筑、自然環境和社會環境的相互關系，使生態建筑環境達到 “ 全能”的目標。

3.我國生態建筑發展存在的問題

3.1 缺乏對農村生態建筑的系統研究

目前各個學科研究的重點大多局限在比較發達的城市，缺乏對農村居住環境的系統研究，特別是東北地區。大部分的研究都從本學科（生態學、環境學、城市規劃學、建筑學、農業建筑學、能源學）的專業角度出發，雖然研究的內容較為豐富，但是各個學科之間沒有很好的結合起來進行深入的研究，特別是如何在特定地區將人居環境與植物環境工程結合起來是函待解決的課題。

3.2 缺乏生態建筑的廣泛實踐

目前，我國建筑界發表了許多關于生態建筑的論文，這些論文對于宣傳可持續發展的思想、推動生態建筑的發展起到了一定的積極作用，但絕大多數的論文都停留在關于生態建筑設計的理論框架、設計原則及生態學理論對建筑學的指導、國外先進生態建筑的經驗介紹，缺乏實際工程實踐模式、計算機模擬、環境效果的測試分析。

3.3缺乏對生態建筑的正確理解

生態建筑的概念國內外學術界有許多不同的解釋，但核心的內容是根據當地的自然環境，運用建筑學、生態學的基本原理，合理安排組織建筑與其他相關因素的關系，使建筑物與其周圍環境成為一個有機的結合體，同時具有良好的室內氣候條件和建筑物的自我調節能力，并具有節地、節水、節能、減少污染、延長建筑壽命、改善生態環境等優點。但是有人認為只要將建筑物周圍加一些綠化就是生態建筑，在建筑物內部點綴一些植物就是生態建筑，建筑物單純的節能就是生態建筑，還有人認為建筑的平面將來有重新劃分的可能就是生態建筑等等。

4.生態高技建筑設計探討

生態高技建筑的設計，對建筑師的綜合素質要求很高，需要建筑師熟悉被動式生態設計手法，對相關領域的最新生態型技術的發展方向有大致的了解，并按照地域的自然生態環境特征，積極推廣和使用高新技術，優化配置建筑的物理性質（光線控制、通風控制、溫濕度控制以及建筑新材料特性等），正確處理建筑與其周邊環境之間的聯系，使其發展為一個有機、統一的整體。

4.1提倡盡量采用自然采光

光線主要通過屋頂進入室內，因此，屋頂形式采用了多種光線收集和反射構件。比如戴姆勒、克萊斯勒汽車公司新設計中心，它是出于建筑師皮亞諾之手，由七個或長或短的扇形體量交疊，將屋頂的交界處設計為傾斜的天窗，以利于室內采光。另外，比較新穎的采光設計還有柏林國會大廈改建的穹頂。大部分光線通過中庭進入中高層建筑，很多生態高技建筑也采用了中庭的設計來采光。光線通過中庭進入到建筑中，再利用陽光收集和反射裝置進入到建筑內部。和中庭相連的房間能減少一半的熱量流失，還可以降低制冷能耗。

4.2最大限度獲得自然通風

生態高技建筑師盡量通過熱壓、風壓、機械輔助等方式獲得自然通風。在基寶文化中心的設計中，皮亞諾完成了一套被動通風系統的設計，并取得了很好的效果。因為當地常年多風，氣候潮濕炎熱。所以通過自然通風來降低濕度和溫度的設計與當地的氣候和生態環境相吻合，并成為了一項核心技術。其原理是運用雙層結構，使空氣能夠在垂直表面和弓形表面之間自由對流，建筑外殼上的開口用來吸納海風，或引導建筑所需的對流。根據不同的風向及風速對百葉窗的開合做出調整，配以方向不同的百葉實現對室內氣流的控制。

4.3引入綠色植物創造宜人景觀

根據建筑構造技術以及先進的電腦操控技術，生態高技建筑內部也可以擁有綠色生態體系，使建筑內部的室內氣候條件良好，增強生物氣候調節能力，營造田園般的宜人建筑。坐落在法蘭克福的商業銀行總部大廈是諾曼？福斯特事務所的作品，該建筑屬于超高層集中式辦公建筑，在其設計中適當引入了自然景觀，有全世界第一座“生態型”超高層建筑的稱號。

5.結束語

人們的生活水平在逐漸提升的同時，對于生活環境以及生活質量的要求也在逐漸的提升，尤其是對生態環境的要求變得越來越高，可持續發展的觀念已經得到了人們的認識。未來的世界是一個重視生態環境，追求人與自然的協調發展。高層建筑設計是現代城市建設中發展的方向，能夠很好的解決土地緊缺的問題。不過高層建筑在建設的時候也存在著一定的問題，像是能源的消耗等等，因此將生態建筑學應用在高層建筑設計中是很重要的意義，從而促進建筑業的發展邁向一個嶄新的階段。

參考文獻

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（作者身份證號碼：110224198609204227）