试论高层建筑的生态设计及对形态的影响

张杨

摘要：随着生态设计理念的不断深入，现代城市高层建筑在设计时全面引入生态环保理念，引进生态节能技术，将实现生态建筑作为追求目标，向其不断奋斗。对比传统的建筑外观造型，现代高层建筑形态有了很大程度上的改变，这主要是因为建筑生态设计理念的引入。结合现代高层建筑的形态特点，本文从生态设计在建筑施工建设中的应用入手，对高层建筑生态设计对建筑形态的影响进行论述，得出结论，仅供参考。

关键词：高层建筑；生态设计；建筑形态；影响

生态环保理念在目前已经愈发的深入人心，尤其是在建筑业界中。为了减少建筑能耗，响应国家节能减排的号召，建筑业引进生态设计理念，将生态设计作为最基本的建筑设计手法，利用这一手法来对建筑结构、空间布局、室内配置等进行设计，以期实现节能建筑、生态建筑的施工建设。由于生态设计坚持绿色、生态、节能、环保等设计原则，所以在实际设计时，期间所采用的设计方法、系统安装工艺、结构造型打造等材料方法都与传统设计不同，这就很容易导致建筑形态发生改变，进而影响建筑外观。下面就生态设计对高层建筑形态的影响进行论述。

一、生态设计在高层建筑施工建设中的应用

自生态理念在建筑业广泛流行之后，与之相对应的生态技术便受到的了建筑施工的大力追捧。截止目前，生态设计已经被纳为建筑施工建设中最常用的一种设计技术，其设计水平的高低对建筑功能的完善度、整体造型的美观度有着重要影响。具体来说，建筑业中的生态设计主要是指，在建筑施工前期，以降低建筑能耗为目的，采取多种节能方式和技术手段来完成建筑设计，比如生活中常见的建筑物保温问题便牵涉带建筑生态设计。

生态设计应用于高层建筑的主要原因是因为，高层建筑在运行使用时会出现很多问题，如热岛效应、采暖系统运行噪音、室内新鲜空气不充足、能源消耗过大等等。想要解决这些问题就必须从建筑设计着手，通过建筑生态设计方法来对合理解决以上问题，完善高层建筑功能，并减小建筑能源消耗，保护地球环境，实现环境、建筑和自然三者之间的协调发展。

二、高层建筑生态设计对建筑形态的影响

高层建筑生态设计提倡生态环保、节能减排，如果在实际设计中一定要坚持这些设计原则，那么所采用的设计手法就必然会与传统的设计手法不同。比如建筑的外墙设计，为了满足建筑生态设计中墙面的保温隔热性能，在设计施工时往往会选择双层墙面结构，比传统的单层外墙多出一层，改变了传统的建筑形态。下面，笔者从屋顶、外墙、绿化平台等多个方面来论述生态设计对建筑形态的影响。

1、屋顶设计中的影响

传统建筑的屋顶形式多为立方体或圆柱体，在实际应用时缺少一定的丰富性，并且从外观看上去还会存在视觉缺陷，不利于识别。因此在社会的不断发展中，该类型屋顶设计形式开始被人们渐渐淡忘和忽略，反而是以框架结构为主的个性化屋顶设计形式受到了广泛的关注。

需要提及的是，屋顶作为建筑物必不可少的组成结构，当生态设计理念被引入建筑设计中时，建筑物屋顶所起到的作用就不再只是单纯的遮风避雨，更多的应该考虑进生态、节能作用，采用新的结构材料来突出屋顶的个性化设计，并严格控制好建筑屋顶的热性能，使其满足建筑热性能与美观度的要求。生态屋顶设计中，可通过设置架空板、屋顶绿化平台等方式来降低屋顶的热负荷，达到屋顶生态设计的要求，并在此基础上形成自己的个性化设计，打造属于该栋建筑物本身的、新颖独特的建筑符号。

2、建筑外墙设计

现代城市高层建筑外墙结构中有一种比较特别的结构形式，即双层维护结构。主要设计原理是利用双层墙的设计来促进空气的流动，然后利用空气动力学的原理，将存在于空气中的热气体迅速带走，使空气在双层外墙间形成一种自然对流的状态。在夏季，双层维护结构可以通过文丘里管的抽吸作用将飘浮在空中的热空气抽走，达到降温的目的；而在冬季，双层墙则可利用自身结构的特点，在建筑外围形成一个温室，达到建筑采暖的目的。另外，高層建筑外墙设计中所采用的双层维护结构还可有效降低噪音污染，为建筑室内居民提供一个安全、舒适的居住环境。

3、外墙遮阳板的设计

建筑外墙遮阳板，在实际设计时需要根据气候天气的不同，以及太阳照射角度的不同来调整遮阳板的角度。在夏季，遮阳板的设计可帮助建筑更好的躲避阳光辐射，而在冬季则可将室外的热量带进室内，达到建筑保暖的目的。还可采用各种材料、形式的遮阳板，以及不同的分格方式，从而形成千姿百态、各不相同的建筑立面，丰富了建筑的体形并构成了建筑细部，形成建筑的造型语言。

4、绿化平台

空中庭院的创造通过这些平台绿化，可以减轻高层建筑的绿岛效应。同时可作为绿化和景观设计，作为休憩和公共空间。虽然建筑的使用空间相对减少，但这种方法为整座大厦提供了大量的休息和绿色的自由空间，使人更加方便的接近自然，使得大厦成为一个生态小城市，同时也为城市绿地、公共空间减轻了压力。而人在建筑中产生舒适感，无形中也提高了建筑的商业价值。在立面景观上，可以避免以往高层建筑那种只能在竖线条、横线条上做文章的限制。由于局部地挖空，使得建筑由整体的实而产生巨大的虚实对照，并且由于凹凸产生了光影变化，形成独特的建筑语言，从而极大丰富了建筑形象。

5、通风和采光设计

采用自然通风的高层建筑，应该从形状上最大限度的面向所需要的风向展开，并设计成进深相对浅的平面，使流动的空气容易穿过建筑。自然通风能依靠空气的自然流动，减少对机械通风和空调的需求，节省不可再生资源的使用，并获得了新鲜空气，增加了舒适感。自然采光同样需要减小楼面的进深。如果不能满足自然通风和采光要求，则可采取中庭作为缓冲空间，解决自然通风和采光问题。空气通过沿中庭上升而形成对流，并可通过中庭进行辅助自然采光。同时中庭设置也是建筑中的一个非常吸引人的场所，是一个富有情趣和魅力的空间。

6、表面绿化设计要求

植物能够吸收二氧化碳，释放出氧气，同时能够清除甲醛、苯和空气中的细菌，遮挡灰尘，形成健康的室内环境。它通过新陈代谢的蒸发作用可以蒸发水分，从而控制和保持环境的温湿度。如一棵大树每天增发450升水，相当于5台每小时耗能2500千卡的空调每天工作19小时才能完成。而且空调是将热量从室内转至室外，并且消耗电能，使城市的温度增加，形成城市热岛，而树的蒸发就不会有这些负面作用。

由绿色植被的墙体，可以通过叶片的吸收和反射作用降低燥热。在夏季辐射很强时，有绿色植被的墙体平均温度比无植被的墙体平均温度可以低12.7℃。

三、结束语

在高层建筑中运用生态设计方法不仅可行，而且有助于建筑的形态塑造。通过对生态设计方法及实例的分析，有助于我们在设计中加强对生态和可持续发展的考虑，改善建筑环境负荷，减少对资源和能源的使用。在高层建筑生态设计中考虑的主要理由是建筑生态设计的经济合理性、一次性投资及管理、运行的费用，并且在我们中国这样的发展中国家的适用性问题。建筑生态设计的方法和形式将会随自然、社会、经济、资源等条件的变化而发展，并使2l世纪的建筑能更好的适应社会和人类生活需要，持续、健康地向前发展。

参考文献：

[1]陈宏；可持续发展与绿色生态住宅初探[J]；福建环境；2003年01期

[2]高振华；王军；关于居住区商业建筑空间设计手法的探讨[A]；土木建筑学术文库（第14卷）[C]；2010年