生態建筑學在高層建筑設計的滲透

計海榜

(浙江搏鴻建設工程有限公司，浙江 溫州 325000)

引言

生態建筑學在高層建筑設計中的滲透，與我國可持續發展的核心理念相符，故而廣大從業者應對此予以重視，并立足于實際展開不斷的研究和探索。為實現生態建筑學的價值最大化，下文針對在高層建筑設計中的應用做出了詳細的介紹，以供相關人員參考。

1 生態建筑學的相關概述

從根本上來講，生態建筑學主要是以生態學和建筑學為理論基礎，通過調節建筑與其他自然因素之間的關系，使建筑物和周邊環境形成一個有機系統，避免建筑在建設和使用過程中產生過多的生態問題，實現人與自然的和諧發展。從這一方面來看，生態建筑學在高層建筑設計中的使用，必須要考慮到整個工程項目的運營有可能對周邊環境所產生的影響，包括環境作用于工程本身的因素。期間還應注重加強綠色新型材料、清潔能源、節能技術等的使用，以最大限度發揮出各類資源的實用價值，減少資源浪費和成本浪費，從而全面提升高層建筑項目的經濟效益和生態效益。由此可見，應用生態建筑學的核心目標是打造出更多節能環保的高層建筑，使伴隨著我國建筑工程領域發展的環境問題得到有效的緩解，同時也為廣大用戶提供一個健康舒適的居住環境。

2 基于生態建筑學的高層建筑設計原則

2.1 健康安全

在建筑工程領域，永遠要將安全擺在首位。在社會經濟穩步提升的同時，現代人的居住觀念也逐漸開始轉變，對建筑物的安全性、舒適性和美觀性提出了更高的要求。在高層建筑的設計階段，把控好整個建筑工程的宏觀因素是一項至關重要的任務，在此基礎上還要考慮到建筑后期的使用情況，確保建筑物在投入使用后不存在安全隱患，而這一點也正體現了生態建筑學的基本理論。根據現有的經驗來看，現階段的工作中主要借助計算機數字化技術，對生態建筑設計進行模擬和仿真測試，由此來識別設計方面是否存在不合理之處，并利用算法程序將各類隱患消除，從而保證用戶居住的健康安全。

2.2 環境互動

近年來，我國各地區正在積極推進生態文明建設，在這種背景下，在高層建筑設計中融入生態建筑學理念也成為了一種必然現象。為了增加人與生態自然的互動性，實際設計中高度倡導節能環保的設計方案，并進一步強調了無污染、可再生等綠色環保材料的實用價值。如當前高層建筑設計中包含的廢氣、廢水循環再利用處理技術，便淋漓盡致地體現了生態建筑學的應用，這種設計方式有效避免了工程本身對周邊自然環境的破壞，也極大地縮減了對物料、電能、水資源等的使用量，符合國家提出的可持續發展的戰略號召。因此基于生態建筑學的高層建筑設計，應該也必須遵循環境互動的原則。

2.3 條件最優

要想真正發揮出生態建筑學在高層建筑設計中的作用，首先要確保對建筑工程的各項條件有一個全方位的把控，如現場的環境情況、施工中各類材料的實際需求以及當地的經緯度、氣候要件等，據此才能更合理地設計建筑物的朝向，對太陽能、風能等自然能源加以利用，提高各類資源的利用率。在此基礎上，還應嚴格控制人工費的支出和使用，尤其要對采購環節進行重點把控和監督，一方面保證原材料的數量、品質等完全符合工程設計的要求；另一方面也規避經費超出預算的問題，以促進高層建筑設計經濟性的提升。

2.4 合理穩定

在高層建筑設計中，合理穩定同樣是設計人員應該考慮的重點。雖然近年來我國建筑工程技術獲得了迅速發展，但因結構設計不當所造就的安全隱患和安全事故仍然數不勝數，這就要求我們應該以高度專業、高度嚴謹和高度警惕的態度做好建筑設計這項工作，保證建筑設計的可行性。根據這一點，生態建筑學理論與高層建筑設計的融合，要以合理性和穩定性為基礎，然后才是思考如何發揮建筑的生態環保價值。通過引進新技術、新材料的使用適應新時期下我國建筑行業的發展需求，實現對綠色建筑設計的全方位管控。

3 生態建筑學在高層建筑設計中的滲透路徑

3.1 生態建筑學在建筑空間布局中的滲透

在生態建筑學視角下，高層建筑的空間布局要結合生態環境的特點，對周邊的自然環境和自然條件加以利用，從而在保證建筑整體效果的同時，維護工程建設與生態環境間的協調性。在具體的設計階段，首先要對庭院、過道、生活空間、工作空間等進行科學劃分，然后根據不同區域的特點構建相對應的景觀；其次，對于電梯、樓梯等的輔助空間，設計人員應對通風條件進行周密地考量，不僅要保證內部空間的通風效果良好，也要為用戶提供清晰開拓的視野，從而提高用戶的滿意度；然后，要考察好建筑場地內的土壤條件、植被狀態等，據此來完善高層建筑工程的綠化景觀設計，確保其能與周邊的建筑和環境融為一體，有效提高高層建筑整體的美觀性和宜居性；最后，針對高層建筑內外墻等的施工材料的選擇，應多使用新型環保材料，盡可能地減少對周邊環境的破壞，為廣大用戶的居住安全提供可靠的保障。

3.2 生態建筑學在內部管道設計中的滲透

現代高層建筑的建設難度相當之大，工程設計中涉及到的內容和環節較之從前也有了明顯的增加。在這種情況下，生態建筑學的應用就需要考慮到更多的問題，如窗戶的面積怎樣設置最合理、建筑形狀系數和散熱比例的設計等，其中內部管道作為高層建筑中不可缺少的一類基礎設施，同樣是設計過程中應密切關注的一個重點。在現代高層建筑中，管道系統主要包括給排水管道、熱力管道、燃氣管道、空氣管道和電線管道等，這些管道共同構建成了一個錯綜復雜的管道網絡，若設計存在一定的問題，那么后續施工中將很有可能出現管道錯位、管道交叉等的情況，影響到建筑的正常使用。而基于生態建筑學的管道設計，工作人員應積極引入BIM技術、CAD等信息化手段，用來構建整個管道系統的模型圖，據此審核管道設計中是否存在不合理之處，從而保證接下來施工活動的順利推進，使高層建筑的整體性能得到進一步的優化。

3.3 生態建筑學在通風系統設計中的滲透

通過分析以往的工程案例，大部分高層建筑設計實現節能環保的路徑，主要是通過采用相應的手段使建筑幕墻形成一個封閉式微型結構，由此降低建筑物的耗能總量。但這樣就出現了一個問題，在密閉性空間中，用戶想要生活得更舒適，就不得不依賴于空調，然而經常使用空調導致空間內的空氣質量越來越差，從而直接威脅到了用戶的身體健康。針對這一現象，生態建筑學在高層建筑設計中的滲透，需要著重研究被動照明系統和通風系統設計的優化，全面改造炎熱條件下高層建筑的通風條件。例如，當下高層建筑中使用比較頻繁的天窗、百葉窗等，均體現了對自然條件的充分利用，以達到自熱通風的效果，既能保證室內的溫度、風量適宜，也能避免長期使用空調對人體帶來的危害。除此之外，還可以生態建筑學理論為基礎，對高層建筑工程進行綠化包裝，以便在改善空氣質量的基礎上，美化建筑的整體空間環境，運用更科學自然的手法實現對高層建筑環境特性的改造，使其高度貼合用戶的使用需求。

3.4 生態建筑學在平面設計中的滲透

平面設計也是高層建筑設計非常重要的一部分，通過靈活應用平面設計，能夠使建筑物理工程發生相應的改變，如建筑物的外墻、樓板等關鍵結構。然而根據實際調查發現，基于當代人對建筑物美觀性要求日益提高的現狀，很多設計單位一味地強調對建筑物的美觀性設計，忽略了展現高層建筑的生態價值，該問題亟待得到進一步的改善。高層建筑平面設計與生態建筑學的融合，應該體現因地制宜的設計原則，如由于我國南北方地區在氣候條件上存在較大的差異，此時設計人員就需要基于這種差異實施平面設計。在北方：當地四季分明，冬季較長，并且氣溫極低，所以北方居民對墻體厚度、熱輻射的需求更大，這種情況下設計人員就應該思考如何最大程度減少熱量的流失，可通過優化管道和電梯朝向設計、合理安排建筑設施、在電梯間加裝房門等措施，減緩因漏風帶來的熱量流失；而在南方：南方夏季的日常時間長，所以需要進行適當的遮陽處理，以大大降低熱量。因此在實際設計階段，就需要合理規劃室內外的遮陽區域，可通過設計節能窗、采用遮陽系數高的建筑材料等方式提高遮光效果，如此既能滿足南方居民的居住要求，也減少了因頻繁使用空調所產生的能源消耗，對維護生態循環均衡具有一定作用。

4 對高層建筑生態建筑設計的幾點建議

4.1 合理利用空間組合，優化建筑布局

高層建筑的設計需要考慮多方面的因素，既要突出建筑物本身的特點，也要確保建筑設計能夠適應外界環境的變化，使其功能性得到充分發揮。從這一方面來看，設計人員一定要利用好空間組合，基于高層建筑設計在生態方面的要求，以及居民對住宅建筑設計的實際訴求，進行建筑設計的優化。從我國房地產行業近幾年的發展形勢來看，大多數消費者都非常關注房屋建筑的朝向問題，此時設計人員便需要以此為切入點，根據太陽輻射、經緯度等因素對建筑朝向的影響，思考如何實現對自然資源的最大化利用。在具體落實階段，為了達成建筑物最佳朝向的設計，設計人員應該深入調查周圍的自然環境，根據環境特點對空間結構做出合理化的改進調整，一來要確保建筑與周圍的植被相適應，從而提高建筑內外的協調感；二來要提高對窗戶空間的利用率，以更好滿足用戶在采光通風等方面的需求，以實現建筑整體布局的全面優化。

4.2 突出綠化設計，提高建筑綠化效果

對于高層建筑而言，在融合生態建筑學理論的過程中，我們不僅需要考慮到建筑本身的生態價值，還應該結合當前城市規劃的整體方向去調整設計內容。根據近年來我國城鎮化建設的要求，全面推進園林景觀綠化工程的建設是眼下的重要任務之一，所以高層生態建筑中也必須突出綠化設計，盡可能地提高住宅小區內部以及建筑物周邊的植被覆蓋率，使區域內的微氣候逐步得到改善，凈化空氣污染，為廣大居民提供一個更安全安心的生活環境。在此基礎上，也可在高層建筑的陽臺處設置一些具有觀賞性的綠化景觀，一方面能夠為居民帶來一個良好的視野；另一方面能構建一個內外環境結合的綠化循環結構，改善高層建筑局部過熱的問題，迎合新時期下綠色環保要求。

4.3 提高環保意識，嚴格控制能耗問題

高層建筑工程的建設往往伴隨著大量資源的浪費，生態環境也會遭到嚴重污染，這種現象不僅極大限制了建筑行業的可持續發展，也進一步加劇了我國能源緊張的問題，所以廣大從業者必須重視起來。以生態建筑學理論作為指導，設計人員應該深刻認識到以上問題的嚴重性，強化自身的節能環保意識，在高層建筑設計中要體現對能源的循環利用，嘗試有效方法減少污染物的排放，同時合理開發天然資源的利用價值。首先，應該積極引入新型環保材料代替傳統建材，從而緩解環境污染，避免對人體健康造成威脅。其次，加強高層建筑中的水循環設計，通過收集和過濾雨水資源，實現對水資源的二次利用，從而提高水資源利用率。利用雨水處理供應系統收集到的雨水，可用于灌溉、沖刷廁所等方面，滿足人們的多元化需求。最后，根據對我國高層建筑發展現狀的調查，發現在高層建筑設計領域經常出現“鳥籠式”建筑，這種建筑的顯著特征是能夠為人們提供的公共交流空間較小，容易產生二次污染，非常不利于人們的長期居住。因而這項問題同樣要與建筑的節能環保設計結合起來，協調好公攤面積設計與居民生活空間設計之間的關系。

5 結 語

建筑工程行業快速發展的同時，由工程建設本身帶來的環境污染和能耗問題也逐漸暴露出來，嚴重阻礙了我國可持續發展戰略的推進。在此背景下，對生態建筑學進行深入的研究，并加快該理論在高層建筑設計中的應用，是解決以上問題的一個科學、有力的辦法。在實際的設計階段，應堅持健康安全、環境互動、條件最優的重要原則，利用生態建筑學來實現高層建筑的節能環保設計，促進設計水平的有效提升。從現階段的實踐成果來看，生態建筑學在高層建筑的空間布局、管道設計、通風設計等環節均得到了較好地使用，極大地提高了高層建筑工程中自然資源的利用率，工程項目的經濟效益和生態效益均有了大幅度的提升，這對于推動我國高層建筑設計行業的健康發展具有至關重要的意義，故而值得被關注和倡導。