探究高層建筑設計中的生態建筑設計

張 倩 戴 維

（中南建筑設計院股份有限公司，湖北 武漢 430071）

由于我國城市土地資源十分的有限，而高層建筑可以有效地對土地資源進行節約，為城市綠化留出更多空間、改善居民生活環境,因此要加大高層建筑建設。但是，高層建筑在施工過程當中，會消耗大量的材料以及資源，還可能造成環境污染，在這樣的背景下，為了幫助高層建筑更好地節約資源保護環境，生態建筑應運而成。

1 影響高層建筑設計中生態建筑設計的因素

影響高層建筑中生態建筑設計的因素主要有三個方面。第一方面因素是環境因素。環境因素主要受自然環境以及人工環境影響。不同的環境與高層建筑中生態建筑設計相結合，會對周邊的環境造成不同的影響。例如熱島現象，建筑陰影等，并且這些影響還會對建筑產生一定反作用，因此要注意環境對高層生態建筑的影響；第二方面交通因素，在一定的程度上會影響高層生態建筑的建設與運營效率，為城市活動以及交通組織帶去壓力。因此在實際的高層生態建筑建設當中，要注意交通因素的影響；第三方面，室內的舒適度，也會對高層生態建筑產生影響。高層生態建筑舒適度，主要受到空間尺度、采光度、物理環境等因素的影響。其會直接影響使用者的心里環境，因此可以將舒適度視為評判高層生態建筑的可持續條件。大多數情況下，建筑的自振幅度以及自振頻率，會隨著建筑的增高而加大，并且建筑頂部還會出現一定的位移以及擺動，這些問題都會直接影響使用者對建筑舒適度的評判。

2 高層建筑設計中的生態建筑設計要點

2.1 建筑形態上的優化

高層建筑設計中的生態建筑設計第一要點，就是對高層生態建筑形態設計上的優化。所謂的高層生態建筑形態，就是高層生態建筑的造型、建筑的空間以及建筑的環境等一系列綜合因素。其中建筑造型指的是構成高層生態建筑外部形態的美學形式，它往往會受到設計者審美觀念、建筑的結構以及材料、平面組織要求等因素影響。基于綠色環保的理念，高層生態建筑形態的優化設計，要在保證經濟性的前提下，通過一定的自然生態規律，對高層當中的自然光、風、地震力等要素進行結構上、參數上以及立體上的優化，這樣才能使得高層生態建筑設計真正實現形態美。例如，在高層生態建筑的立體綠化形態設計方面，新加坡的WOHA 建筑事務所，在對新加坡的某個高層建筑進行設計時，主要倡導綠色城市因素。因此相關的設計人員，在對建筑整體進行設計時，將強烈的熱帶元素貫徹整個高層建筑，建筑外圍纏繞大量熱帶植物，內部還在不同樓層當中設計了大量熱帶樹木。一方面營造出一個良好的通風效果以及景觀形象；另一方面，在大樓的首層結構當中作抬高處理，使得土地能夠被更加高效的利用。除此之外大樓外圍的熱帶植物，還提高了建筑的綠色生態性[1]。

2.2 建筑場地以及建筑內部空間的優化

對建筑場地以及建筑內部空間的優化可以分為三個步驟。第一步，對建筑基底進行設計。高層生態建筑基底設計主要包括對地面裙房、地下空間、廣場、道路等建筑環境進行設計。其設計需要不斷地與相關基礎設施有機結合、將貫通大樓的多層裙房作為快速通道、并且可以由兩個或者以上的大樓構成集群、切實的減少公眾對汽車的依賴、提高公共交通利用率；第二步，對建筑進行豎向設計。通常情況之下，為了更好地提高空間效率，高層生態建筑要將建筑內部的各種功能進行整合與劃分，并且要在垂直方向進行疊放，從而減少建筑內部耗能，做到節約資源的目的。例如某建筑把垂直高度功能劃分為五種，分別為商業區、辦公室、酒店式公寓、星級酒店以及高級會所。并且在各個區段整合了設備層、結構層和避難空間。由于建筑高度的增加會造成核心筒的面積減小，而設計人員對核心筒結構進行頂部收分處理時，對于多出來的中心空間，其將原本裙房當中的部分電機轉移到頂部，降低了垂直運輸耗能問題、釋放了頂層空間、提高了建筑空間利用率；第三步，對高層生態建筑的垂直通風進行設計。垂直通風環境是影響高層生態建筑形態、結構的關鍵因素。其最為常見的策略就是設置中庭。設置中庭可以有效的實現自然通風，但是還要注意空氣流的影響問題，對此可以通過逐段布置的方式對中庭分隔進行處理，更加方便人工對風量和風速進行調節。

2.3 外部圍護系統的設計

高層生態建筑外部圍護的設計系統主要包括，傳統立面設計以及窗戶設計、墻體、屋頂等外圍護構件等。在高層生態建筑設計當中，外部圍護系統的設計將會直接影響建筑形式美、建筑舒適度以及建筑耗能情況等。例如在建筑的遮陽系統當中，可以采用新技術以及新材料為建筑遮陽的同時提供美學保障。如果考慮安全性以及經濟性因素，可以在外部安裝遮陽構件，自遮陽、LOW-E 玻璃、室內遮陽系統等。而且這種三角形的玻璃幕墻會呈現出齒輪狀，為了保證建筑通風情況，在齒輪的短邊采用外部固定透空鋼網，這樣的幕墻系統，可以有效地節約建筑材料、進一步強化建筑的通風以及采光和遮陽效果[2]。

3 結語

綜上所述，在高層建筑設計當中不斷地運用生態建筑設計可以提升建筑設計效果。經過上文分析，生態建筑設計可以營造出一個良好的通風效果以及景觀形象、減少公眾對汽車的依賴、提高公共交通利用率、使得土地能夠被更加高效的利用、提高建筑的綠色生態性、強化建筑的通風以及采光和遮陽效果。因此在未來的高層建筑當中，要進一步加強生態建筑設計，保護城市環境。