生态建筑学在高层建筑设计的渗透

生态建筑学在高层建筑设计的渗透

王怀密

山东大卫国际建筑设计有限公司，山东省济南市，276000

摘要：生态建筑是基于生态学原理，将生态学和现代建筑学的相关技术，科学处理各类要素与建筑之间的关系，使建筑结构与自然环境形成一个整体，以人工的手段，制造富有生机的环境，减少人类生产活动对自然资源掠夺带来的损伤，寻求自然索取与环保之间的平衡。生态建筑学的相关理念，在高层建筑设计中的应用，最重要的是通过生态设计的方式使高层建筑与周边环境保持和谐一致，减少建筑结构，对周边生态环境造成的损伤，为用户营造舒适、安静、健康的生活环境。

引言

生态建筑是一个全周期性的概念，从建筑结构诞生初期至建筑结构拆除的整个建筑周期内，能够以生态学的原理对建筑功能进行规划设计、建设管理的完整体系，始终遵循着自然、人文、经济之间的统一，构建生态健康的环境。在国内，许多人员将绿色建筑与生态建筑的理念混淆，但两者之间有着一定的区别，生态建筑是以内部各要素与周边环境保持友好关系，完成物质能量的有序循环转化，获得长期、高效、低能耗清洁的健康环境。

1 生态建筑的特征

1.1强调建筑的整体性

生态建筑将单体建筑作为城市生态单元，能够从整体上考虑建筑结构对环境的影响，综合考虑外部自然和城市环境之间的关系，建筑间合理分享自然资源，减少各环节能量使用，减少工程项目施工建设对周边环境造成的破坏，为用户创造健康的生活环境[1]。

1.2强调有机自然环境与无机建筑环境的纵向融合

建筑开发建设会对周边生态环境造成较大破坏，而且这种破坏难以恢复。对于高层建筑而言，通过增加楼层和建筑高度的方式，能够提升对土地资源的使用效率，但也导致用户远离自然环境，造成较差的居住体验。而通过生态建筑理念的运用，以生态建筑设计使自然绿化系统立体化，营造高空生态补偿机制，为建筑使用者提供更加健康的生活环境。

1.3强调建筑本体使用功能的高效性与长效性

生态建筑设计有利于建筑结构各部之间形成良好的互动，通过相互协同的方式提升建筑结构本体功能的使用效率，对于延长建筑结构的使用寿命，保证建筑结构长效性有着积极的促进作用。

1.4基于地域气候与智能化一体的被动式技术

生态建筑和生态技术的应用一定是适用于当地区域环境，通过高科技的智能控制系统使用，在建筑结构内部建立智能的仿生系统，使建筑结构适用于生态环境，完成建筑结构内外部能量的转换，因此也可以被称为是一种被动式的技术。

1.5对可再生能源的利用

生态系统的应用主要是基于输入能量的转换，如太阳光，它是整个健康系统运转的基础，是一种取之不竭用之不尽的绿色能源，通过对太阳能、自然风能、雨水等自然能源与周边环境和相邻建筑协同利用，减少对生态环境的破坏。

1.6强调资源的循环利用

生态系统的能量流动是从生产者-消费者-分解者进行循环流动，分解者的能量会被生产者再次利用，以循环流动的方式构建生态系统，减少对自然资源的索取和环境污染。因此生态建筑更强调建筑内部系统资源的循环使用，可通过建立多级差的资源使用标准和方法，提高循环资源的使用效率，减少废弃能量的产生。

2生态建筑学在高层建筑设计应用的策略

2.1高层建筑通风环境设计

高层建筑的通风环境设计。传统高层建筑主要采用封闭式幕墙施工技术手段，这样的方式减少了室内外空气的流通，导致建筑能耗的增加。在生态建筑学理念应用过程中，需要充分考虑建筑外墙的技术构造，如单层外围护表面的开口及双层外围护界面的应用。建筑单层外围护表面开口技术应用，关键在于解决对气流的遮挡与减少风速，确保进入室内的气流能够改变运行方向，达到行人高度的风速，当高层建筑室外风速过大时，或因其他原因无法正常开窗，则需要使用封闭窗系统，满足室内进气与换气的需求。双层墙面的使用可减少建筑窗户直接开启，增加的建筑能耗，双层墙面适用于高层外围护界面设计，通过调节进入室内空间气流量的大小，满足高层建筑自然通风的需求，减少不利风影响[2]。

2.2高层建筑的遮阳设计

高层建筑的遮阳设计，主要考虑到遮阳材料与建筑构造设计，优化日照光线的角度，通过玻璃减少日照直射对室内温度造成的影响。高层建筑遮阳设计方法较多，①内遮阳设计方案，主要通过在室内安装窗帘、百叶窗、弹簧卷帘等方式避免阳光直射，或采用保温盖板的方式。内遮阳的方式较为精简，经济成本相对较低，对材料并无过多的要求，但无法实现节能。②外遮阳设计方案，该设计方案具有一定的节能效果，高层公共建筑领域应用较多，原理与内遮阳相似，主要是通过遮挡阳光的方式，避免阳光直射[3]。③绿化遮阳设计方案，该方法可分为墙面垂直绿化、屋顶绿化、室外植物等，借助植物来进行遮阳，既能够达到美观，又能利用植物自身的生长特性实现对室内温度的调节。在遮阳材料选择过程中，考虑到遮阳设计方案不同，所选用的原材料有着一定的差异性，当前市场上常用的遮阳材料主要分为轻质混凝土、石棉板、木制、竹制、草制的隔扇、金属板、玻璃等，在材料应用过程中需要根据遮阳设计方法灵活选用，兼顾经济性与实际性。

2.3高层建筑的自然采光设计

自然光作为一种清洁的能源，以自然采光的方式，可大量减少照明用电。本文对自然采光的几种设计方式进行介绍，以供参考。①侧窗采光系统。侧窗采光系统主要是在房间内开设开采光口，是一种经济常用的采光方式，但由于照明度分布不均，会随着窗户远近距离逐渐变弱。②天窗采光系统。该采光方式主要应用于各类公共活动场所，如高层建筑的空中餐厅、会议室等，可设置矩形天窗、锯齿形天窗、横向天窗等不同类型，并辅助使用散射玻璃来控制太阳辐射。③中庭采光系统。中庭采光系统可以理解为在房间内修建一条光通道，而四周的墙体决定了光线的强弱，以及多少光线可照射建筑最底层房间内部，该方案要充分考虑到光线的第二次、第三次漫反射光效应。

2.4高层建筑节水设计。

第一，中水的回收和利用。中水主要是指城市污水和生活污水经处理后能够达到排放标准，在一定范围内可饮用或重复使用的杂用水。中水来源非常广泛，如空调排水、沐浴排水、洗衣排水、厨房排水等，中水回收利用主要是通过组合用水的方式，通过在室内设置相应排水管用于污水分流，修建一定容积的调节池，满足中水设备稳定供水的需求，同时对于中水管道应设计相应的标识，避免误用。

第二，雨水的回收和利用。雨水的回收利用技术已得到人们的广泛关注，通过推广雨水利用系统，不仅能够缓解自然水资源的压力，而且雨水利用系统受限条件较小，不受规模和技术限制。如在高层建筑应用屋顶花园蓄存和利用系统，该方案主要是在屋顶修建花园水系统的方式，减少城市暴雨的径流量。屋顶花园蓄存和利用系统，在原材料的选择过程中关键是对屋面植物和上层土壤的选择，屋面植物根系发达，能够适应当地生态环境，上层土壤空隙率高、密度小、耐冲刷，并能够满足植物生长的需求，通过这样设计的方式，可降低暴雨对屋面的冲刷，造成的屋面漏水的问题，同时对雨水的回收利用应用于屋面遮阳系统，实现了生态资源的区域循环。

结语

综上所述，生态建筑学在高层建筑设计中有着广泛的应用，是实现人与自然和谐共处的重要方式。本文结合生态建筑特征进行分析论述，探讨生态建筑学在高层建筑设计中的应用策略，希望对建筑行业发展有一些帮助。

参考文献：

[1] 万文娟 .建筑设计中的生态化模式及策略研究[J].居舍 ,2019(12):111

[2] 刘雯雯． 生态建筑学在高层建筑设计中的应用探究［J］． 中国住宅设施，2020，( 4) : 16 － 17．

[3] 胡平． 高层建筑设计中生态建筑学的运用探究 ［J］．房地产世界，2021，( 14) : 52 － 54．