生态建筑学在高层建筑设计的渗透

计海榜

(浙江搏鸿建设工程有限公司，浙江 温州 325000)

引言

生态建筑学在高层建筑设计中的渗透，与我国可持续发展的核心理念相符，故而广大从业者应对此予以重视，并立足于实际展开不断的研究和探索。为实现生态建筑学的价值最大化，下文针对在高层建筑设计中的应用做出了详细的介绍，以供相关人员参考。

1 生态建筑学的相关概述

从根本上来讲，生态建筑学主要是以生态学和建筑学为理论基础，通过调节建筑与其他自然因素之间的关系，使建筑物和周边环境形成一个有机系统，避免建筑在建设和使用过程中产生过多的生态问题，实现人与自然的和谐发展。从这一方面来看，生态建筑学在高层建筑设计中的使用，必须要考虑到整个工程项目的运营有可能对周边环境所产生的影响，包括环境作用于工程本身的因素。期间还应注重加强绿色新型材料、清洁能源、节能技术等的使用，以最大限度发挥出各类资源的实用价值，减少资源浪费和成本浪费，从而全面提升高层建筑项目的经济效益和生态效益。由此可见，应用生态建筑学的核心目标是打造出更多节能环保的高层建筑，使伴随着我国建筑工程领域发展的环境问题得到有效的缓解，同时也为广大用户提供一个健康舒适的居住环境。

2 基于生态建筑学的高层建筑设计原则

2.1 健康安全

在建筑工程领域，永远要将安全摆在首位。在社会经济稳步提升的同时，现代人的居住观念也逐渐开始转变，对建筑物的安全性、舒适性和美观性提出了更高的要求。在高层建筑的设计阶段，把控好整个建筑工程的宏观因素是一项至关重要的任务，在此基础上还要考虑到建筑后期的使用情况，确保建筑物在投入使用后不存在安全隐患，而这一点也正体现了生态建筑学的基本理论。根据现有的经验来看，现阶段的工作中主要借助计算机数字化技术，对生态建筑设计进行模拟和仿真测试，由此来识别设计方面是否存在不合理之处，并利用算法程序将各类隐患消除，从而保证用户居住的健康安全。

2.2 环境互动

近年来，我国各地区正在积极推进生态文明建设，在这种背景下，在高层建筑设计中融入生态建筑学理念也成为了一种必然现象。为了增加人与生态自然的互动性，实际设计中高度倡导节能环保的设计方案，并进一步强调了无污染、可再生等绿色环保材料的实用价值。如当前高层建筑设计中包含的废气、废水循环再利用处理技术，便淋漓尽致地体现了生态建筑学的应用，这种设计方式有效避免了工程本身对周边自然环境的破坏，也极大地缩减了对物料、电能、水资源等的使用量，符合国家提出的可持续发展的战略号召。因此基于生态建筑学的高层建筑设计，应该也必须遵循环境互动的原则。

2.3 条件最优

要想真正发挥出生态建筑学在高层建筑设计中的作用，首先要确保对建筑工程的各项条件有一个全方位的把控，如现场的环境情况、施工中各类材料的实际需求以及当地的经纬度、气候要件等，据此才能更合理地设计建筑物的朝向，对太阳能、风能等自然能源加以利用，提高各类资源的利用率。在此基础上，还应严格控制人工费的支出和使用，尤其要对采购环节进行重点把控和监督，一方面保证原材料的数量、品质等完全符合工程设计的要求；另一方面也规避经费超出预算的问题，以促进高层建筑设计经济性的提升。

2.4 合理稳定

在高层建筑设计中，合理稳定同样是设计人员应该考虑的重点。虽然近年来我国建筑工程技术获得了迅速发展，但因结构设计不当所造就的安全隐患和安全事故仍然数不胜数，这就要求我们应该以高度专业、高度严谨和高度警惕的态度做好建筑设计这项工作，保证建筑设计的可行性。根据这一点，生态建筑学理论与高层建筑设计的融合，要以合理性和稳定性为基础，然后才是思考如何发挥建筑的生态环保价值。通过引进新技术、新材料的使用适应新时期下我国建筑行业的发展需求，实现对绿色建筑设计的全方位管控。

3 生态建筑学在高层建筑设计中的渗透路径

3.1 生态建筑学在建筑空间布局中的渗透

在生态建筑学视角下，高层建筑的空间布局要结合生态环境的特点，对周边的自然环境和自然条件加以利用，从而在保证建筑整体效果的同时，维护工程建设与生态环境间的协调性。在具体的设计阶段，首先要对庭院、过道、生活空间、工作空间等进行科学划分，然后根据不同区域的特点构建相对应的景观；其次，对于电梯、楼梯等的辅助空间，设计人员应对通风条件进行周密地考量，不仅要保证内部空间的通风效果良好，也要为用户提供清晰开拓的视野，从而提高用户的满意度；然后，要考察好建筑场地内的土壤条件、植被状态等，据此来完善高层建筑工程的绿化景观设计，确保其能与周边的建筑和环境融为一体，有效提高高层建筑整体的美观性和宜居性；最后，针对高层建筑内外墙等的施工材料的选择，应多使用新型环保材料，尽可能地减少对周边环境的破坏，为广大用户的居住安全提供可靠的保障。

3.2 生态建筑学在内部管道设计中的渗透

现代高层建筑的建设难度相当之大，工程设计中涉及到的内容和环节较之从前也有了明显的增加。在这种情况下，生态建筑学的应用就需要考虑到更多的问题，如窗户的面积怎样设置最合理、建筑形状系数和散热比例的设计等，其中内部管道作为高层建筑中不可缺少的一类基础设施，同样是设计过程中应密切关注的一个重点。在现代高层建筑中，管道系统主要包括给排水管道、热力管道、燃气管道、空气管道和电线管道等，这些管道共同构建成了一个错综复杂的管道网络，若设计存在一定的问题，那么后续施工中将很有可能出现管道错位、管道交叉等的情况，影响到建筑的正常使用。而基于生态建筑学的管道设计，工作人员应积极引入BIM技术、CAD等信息化手段，用来构建整个管道系统的模型图，据此审核管道设计中是否存在不合理之处，从而保证接下来施工活动的顺利推进，使高层建筑的整体性能得到进一步的优化。

3.3 生态建筑学在通风系统设计中的渗透

通过分析以往的工程案例，大部分高层建筑设计实现节能环保的路径，主要是通过采用相应的手段使建筑幕墙形成一个封闭式微型结构，由此降低建筑物的耗能总量。但这样就出现了一个问题，在密闭性空间中，用户想要生活得更舒适，就不得不依赖于空调，然而经常使用空调导致空间内的空气质量越来越差，从而直接威胁到了用户的身体健康。针对这一现象，生态建筑学在高层建筑设计中的渗透，需要着重研究被动照明系统和通风系统设计的优化，全面改造炎热条件下高层建筑的通风条件。例如，当下高层建筑中使用比较频繁的天窗、百叶窗等，均体现了对自然条件的充分利用，以达到自热通风的效果，既能保证室内的温度、风量适宜，也能避免长期使用空调对人体带来的危害。除此之外，还可以生态建筑学理论为基础，对高层建筑工程进行绿化包装，以便在改善空气质量的基础上，美化建筑的整体空间环境，运用更科学自然的手法实现对高层建筑环境特性的改造，使其高度贴合用户的使用需求。

3.4 生态建筑学在平面设计中的渗透

平面设计也是高层建筑设计非常重要的一部分，通过灵活应用平面设计，能够使建筑物理工程发生相应的改变，如建筑物的外墙、楼板等关键结构。然而根据实际调查发现，基于当代人对建筑物美观性要求日益提高的现状，很多设计单位一味地强调对建筑物的美观性设计，忽略了展现高层建筑的生态价值，该问题亟待得到进一步的改善。高层建筑平面设计与生态建筑学的融合，应该体现因地制宜的设计原则，如由于我国南北方地区在气候条件上存在较大的差异，此时设计人员就需要基于这种差异实施平面设计。在北方：当地四季分明，冬季较长，并且气温极低，所以北方居民对墙体厚度、热辐射的需求更大，这种情况下设计人员就应该思考如何最大程度减少热量的流失，可通过优化管道和电梯朝向设计、合理安排建筑设施、在电梯间加装房门等措施，减缓因漏风带来的热量流失；而在南方：南方夏季的日常时间长，所以需要进行适当的遮阳处理，以大大降低热量。因此在实际设计阶段，就需要合理规划室内外的遮阳区域，可通过设计节能窗、采用遮阳系数高的建筑材料等方式提高遮光效果，如此既能满足南方居民的居住要求，也减少了因频繁使用空调所产生的能源消耗，对维护生态循环均衡具有一定作用。

4 对高层建筑生态建筑设计的几点建议

4.1 合理利用空间组合，优化建筑布局

高层建筑的设计需要考虑多方面的因素，既要突出建筑物本身的特点，也要确保建筑设计能够适应外界环境的变化，使其功能性得到充分发挥。从这一方面来看，设计人员一定要利用好空间组合，基于高层建筑设计在生态方面的要求，以及居民对住宅建筑设计的实际诉求，进行建筑设计的优化。从我国房地产行业近几年的发展形势来看，大多数消费者都非常关注房屋建筑的朝向问题，此时设计人员便需要以此为切入点，根据太阳辐射、经纬度等因素对建筑朝向的影响，思考如何实现对自然资源的最大化利用。在具体落实阶段，为了达成建筑物最佳朝向的设计，设计人员应该深入调查周围的自然环境，根据环境特点对空间结构做出合理化的改进调整，一来要确保建筑与周围的植被相适应，从而提高建筑内外的协调感；二来要提高对窗户空间的利用率，以更好满足用户在采光通风等方面的需求，以实现建筑整体布局的全面优化。

4.2 突出绿化设计，提高建筑绿化效果

对于高层建筑而言，在融合生态建筑学理论的过程中，我们不仅需要考虑到建筑本身的生态价值，还应该结合当前城市规划的整体方向去调整设计内容。根据近年来我国城镇化建设的要求，全面推进园林景观绿化工程的建设是眼下的重要任务之一，所以高层生态建筑中也必须突出绿化设计，尽可能地提高住宅小区内部以及建筑物周边的植被覆盖率，使区域内的微气候逐步得到改善，净化空气污染，为广大居民提供一个更安全安心的生活环境。在此基础上，也可在高层建筑的阳台处设置一些具有观赏性的绿化景观，一方面能够为居民带来一个良好的视野；另一方面能构建一个内外环境结合的绿化循环结构，改善高层建筑局部过热的问题，迎合新时期下绿色环保要求。

4.3 提高环保意识，严格控制能耗问题

高层建筑工程的建设往往伴随着大量资源的浪费，生态环境也会遭到严重污染，这种现象不仅极大限制了建筑行业的可持续发展，也进一步加剧了我国能源紧张的问题，所以广大从业者必须重视起来。以生态建筑学理论作为指导，设计人员应该深刻认识到以上问题的严重性，强化自身的节能环保意识，在高层建筑设计中要体现对能源的循环利用，尝试有效方法减少污染物的排放，同时合理开发天然资源的利用价值。首先，应该积极引入新型环保材料代替传统建材，从而缓解环境污染，避免对人体健康造成威胁。其次，加强高层建筑中的水循环设计，通过收集和过滤雨水资源，实现对水资源的二次利用，从而提高水资源利用率。利用雨水处理供应系统收集到的雨水，可用于灌溉、冲刷厕所等方面，满足人们的多元化需求。最后，根据对我国高层建筑发展现状的调查，发现在高层建筑设计领域经常出现“鸟笼式”建筑，这种建筑的显著特征是能够为人们提供的公共交流空间较小，容易产生二次污染，非常不利于人们的长期居住。因而这项问题同样要与建筑的节能环保设计结合起来，协调好公摊面积设计与居民生活空间设计之间的关系。

5 结 语

建筑工程行业快速发展的同时，由工程建设本身带来的环境污染和能耗问题也逐渐暴露出来，严重阻碍了我国可持续发展战略的推进。在此背景下，对生态建筑学进行深入的研究，并加快该理论在高层建筑设计中的应用，是解决以上问题的一个科学、有力的办法。在实际的设计阶段，应坚持健康安全、环境互动、条件最优的重要原则，利用生态建筑学来实现高层建筑的节能环保设计，促进设计水平的有效提升。从现阶段的实践成果来看，生态建筑学在高层建筑的空间布局、管道设计、通风设计等环节均得到了较好地使用，极大地提高了高层建筑工程中自然资源的利用率，工程项目的经济效益和生态效益均有了大幅度的提升，这对于推动我国高层建筑设计行业的健康发展具有至关重要的意义，故而值得被关注和倡导。