生態建筑學下的城市高層建筑設計分析

張勇

摘要：高層建筑已成為現代經濟發展的必然產物，現今高層建筑的結構設計與搭建技術已經得到了極大的改善。隨著可持續發展理念逐步深入人心，生態環保成為了未來建筑設計的發展方向。然而現階段的生態建筑仍然由于設計片面性、結構單一性等原因未達到理想的設計效果。本文以生態建筑理論作為切入點，分析高層建筑在生態設計方面的改進策略，以此促進社會與環境的和諧發展。

關鍵詞：生態建筑學;高層建筑設計

引言

隨著生態文明建設方案的持續實施，綠色建筑理念的提出及應用，一方面，推進了建筑行業轉型;另一方面，綠色建筑設計在高層建筑設計中的應用，提升了建筑的功能性，弱化了對自然生態環境的進一步破壞，擴展了人與自然、人工建筑與自然生態環境之間的均衡發展理念。另外，通過綠色建筑設計使整體上的建筑產品在設計環節，與社會、經濟、生態效益實現了融合，借助建筑生產方式與管理方案優化，促進了生態文明建設，為我國后續的建筑產業可持續發展奠定了基礎。

1、綠色節能的設計原理

所謂的綠色節能建筑的基本設計原理，就是有效的協調自然生態和建筑環境之間的和諧統一，最大程度的減少施工期間對自然環境造成的如噪聲，粉塵等諸類環境污染。還應該有效減少能源及建筑原料的浪費。還有減少一些建筑后期對自然環境造成的不可逆轉的負面影響。所以，建筑工程施工的設計方案中必須體現出生態化、綠色化、節能化等建筑特點。綠色節能的原理在于，有效合理的將生態環境和生態資源進行全方位整合利用。從而使建筑工程設計能夠更合理化，綠色節能化，比如，可以將綠色植物的生態設計添加到建筑設計中，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和生活環境，實現了人與自然的和諧共處。另一方面也提高了建筑物的藝術性和美觀性，提升了建筑物的層次和品質。

2、高層建筑設計中的生態應用策略

2.1、朝向設計

高層建筑設計中的朝向與生態建筑設計有著極大的關聯，因此在結構設計中要重點關注建筑物的朝向設計。根據不同地域的經緯度與太陽直射角度，進行精密的數據計算，科學合理規劃建筑物的朝向問題。合理的朝向可以保證高層建筑內有充足的光照和良好的通風，這樣可以減少屋內電燈以及空調的使用，保證空氣流通還可以加速衣物的風干，減少烘干設備的使用，使自然資源利用最大化，從而達到節能減排的目的。在實際施工過程中，仔細調查建筑物的周邊環境，合理測量建筑物群的間距，滿足室內各個房間的采光需求。比如增大窗戶的面積，增設豎向的遮陽格柵欄，提升建筑物的光能及風能利用率。

2.2、排水設計

綠色建筑設計中的排水設計屬于系統性設計，要求將降雨量、自然雨水收集系統、建筑區域綠化區域進行系統設計。一方面，在屋面設計中要求通過控制坡度與排水孔，使雨水收集具有漸進性特征。另一方面，要將排水管與地下排水進行關聯設計，滿足降雨量大時的排水需求。另外，要結合建筑所屬小區的綠化需求，按照地下排水量、地面雨水收集量、綠化面積、綠化需水量、蓄水池容積等進行具體計算，進而使建筑排水設計與整體上的綠色建筑系統形成一個完整的綠色設計。

2.3、建筑門窗的結構設計

建筑門窗的結構設計是所有建筑設計中的重要組成之一，對于綠色生態建筑設計而言，門窗的設計更為重要，因為其材質位置結構的設計情況會直接導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計工作進行嚴格的要求和把控。首先，在保證室內采光和通風的情況下，有效降低建筑物的窗墻占據的面積比。其次，保證門窗的材質用料，必須采用進行精密熱處理的金屬材質，如鋁合金，不銹鋼等。對門窗的玻璃也要選用其結構材質符合建筑工程要求的有機玻璃，有效的保證玻璃的隔熱性和堅固耐用性。第三，根據當地的氣候條件，風向和建筑朝向，正確考慮門窗安裝的具體位置，進行科學合理的設計，避免穿堂風等情況的出現。最后一點，基于室內采光的因素，夏季為了能夠有效避免陽光直射，造成室內溫度不易調節，可以設計一個自動伸縮的窗簾來遮擋陽光。

2.4、綠化設計

要注重對高層建筑周邊的綠化體系設計，提高建筑周邊綠化環境可以提升空氣潔凈度，形成微生態循環，更能夠合理調節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境。在屋外采用美觀的綠植設計，小區內的高層建筑被綠植所圍繞，并且加入噴泉、涼亭、籃球場等人性化設計，在改善環境的同時增強建筑的宜居性。同時，屋內也可以搭建露天的陽臺，建造陽臺區域的花草植被，室內也可以加入植物電視墻等設計元素。

2.5、注意事項

高層建筑產品除具備物質特性外，對于精神特性的需求也相對較高，其中包括設施設備的使用感受、配套物業的管理服務質量、生活中能夠節約的事項等。因此，在應用綠色建筑設計理念時，應該遵循預設的基本原則，積極從平面設計與單體建筑設計層面，借助物理學、數學、信息技術三種學科，盡可能選擇自然力易發揮作用的建筑結構設計，如門與窗的對位設計、臥室與陽臺關聯的采光設計、雨水收集與利用系統設計、建筑景觀設計等;再如，如采用BIM技術系統，為建筑設計提供可視化預期模型產品設計;以及在整體上增加綠色建筑中的各項信息技術應用，其中包括傳感器的分布、溫濕度的控制系統、節能材料與節能電氣的使用等。當前應用綠色建筑設計理念，應該注重它在每一個環節的運用，尤其是建筑設計環節應該具備提綱絜領的功能，為后續各個環節做好綠色設計方案規劃。

結束語

對于能耗指標以及舒適性而言，在此研究中對比相關指標中所規定的嚴寒地區主要城市建筑物耗熱量指標和近零能耗建筑指標，與一般的建筑相對比，近零能耗建筑在保證人處于室內熱舒適的基礎上，從能源消耗方面來看，有著突出的優勢。此次研究過程中，近零能耗建筑的平均室內空氣溫度為25.21℃。在室溫處于該狀態下時，冬季整個建筑的就會出現室內溫度高于熱舒適溫度的現象，所以在降低供暖溫度的基礎上，可以實現對室溫的降低，最終達到節省能源的目的。

參考文獻：

[1]周華軍.生態建筑學視角下城市高層建筑設計研究[J].智能城市，2017，3（11）：97.

[2]周佳.生態建筑學視角下城市高層建筑設計研究[J].門窗，2017（06）：128.