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绿色生态型高层建筑设计重点探讨

1引言

在当前的建筑领域,高层建筑成为建设亮点,形态各异的高层建筑已经成为城市的主要标志。对于绿色生态型高层建筑而言,应运用可持续发展的设计策略表达绿色设计的理念,提高建筑使用价值。

2城市绿色生态高层建筑设计发展

高层建筑的特点在于外观的独特、大气,可以有限节约土地资源,但是其建设要求设计人员具备较高的技术水平,加之建设工序较多、难度较大,资源消耗相对较多,因而给高层建筑的发展造成了重大的阻碍。基于此,现代高层建筑开始向绿色的发展道路迈进,绿色的环保设计理念被运用到了建筑工程建设中。一项好的建筑工程,应当能够将生态学作为主要的理论前提,并以此为标准和方向,实现能耗低、循环快、信息充足、具体自动调节等能力,从根本上实现可持续发展的最终目标,以技术性的思维代替传统的设计理念。当前很多高层建筑的设计要坚持以人为本、全面协调、可持续发展,不能仅停留在对外表的包装与判断,而要求能够更加深入地评价建筑的内在品质,回归建筑的本质特征,统筹考虑“适用、经济、美观”,以此实现对整个信息社会审美表象的体现。

3现代城市绿色生态型高层建筑设计的理念

3.1与自然体系融合

在生态高层建筑设计系统中,需要重视自然的作用,并将其积极地引入到实际的设计过程中,是自然因素能够在最大程度上得到实现,例如改善建筑的采光、通风等条件,提高居住环境舒适度,营造更加和谐、健康的社会环境等。在整个社会中,水资源、阳光和空气都是生存的基本,而科技的存在使整个社会处于亚健康状态,能够加强人们对于自然的关注度,并有意识地加强人与自然的协调发展。所以,自然通风和采光必然会受到关注,成为建筑设计新的发展动力,成为建筑设计观念中重要一部分。

3.2使用感受舒适化

人们生活水平的改善,致使他们对于生活环境的品质要求日益提高,人们对建筑要求已经不仅局限于功能方面,使用感受的舒适性被越来越多的人所重视。因此,在现代高层建筑设计中,需要引进使用感受舒适化的设计理念,综合运用现代建筑学、艺术学、生态学等多种学科的技术,通过选择无毒无害材料、做好空间平面布置设计。此外,还可以通过减少挥发性物质排放,有效预防电波、辐射的危害,避免建筑内部的对视和室内通视等问题,营造良好的声环境和视觉环境,提高建筑的温湿度以及空气质量水平。

3.3具有自我调节功能

高层建筑物通常存在既定的使用年限,在该使用年限以内,高层建筑具备一个完成的生理周期,包括设计、建设、使用以及拆除等。因此,高层建筑并不是一成不变的,在生理周期内,不仅要保持其功能的正常发挥,还应当具有一定自我调节能力,使其维持在良好使用状态,完善自身功能。故而,在高层建筑设计中,不仅要在采光、通风和湿度等实现自我调节,还需要考虑建筑的自我净化能力,尽量减少污水、废气以及噪音污染的排放,实现高层建筑的绿色生态。

4现代城市绿色生态型高层建筑设计的重点

4.1高层建筑空间设计

高层建筑的空间设计,对于人们日常生活环境的舒适感具有较大影响,在绿色生态型高层建筑设计中,对于空间的设计,不仅要从空间组合、利用以及经济性方面考虑,还需要重视空间分区的节能与舒适度。在高层建筑中,就不同空间而言,其对采光、温度和景观的要求有所差异,比如办公空间的温度需求,要求最高的是常用办公室,然后是多功能厅和会议室,要求最低的是走道、楼梯和门厅等。因此,在高层建筑办公空间设计中,需要利用交往空间来缓冲内外环境温差,实现室内外温差的梯度转换,减少能源的消耗,避免人们在出入内外环境时由于温度骤然变化产生的不适。在绿色生态设计理念要求下,高层建筑设计的分区已经不再是简单的动静分区、功能分区,还需要从采光、空气以及舒适度的角度,采取环境缓冲分区的设计方式。其中,在设计功能区间时,由于内、外区对空气温度、湿度以及采光需求的不同,应当根据各区的实际需求,分别设置照明、空调系统的控制系统,在实现节能目标的同时,还要充分满足各个分区舒适性的需求。

4.2高层建筑结构设计

在人们的建筑设计发展历程中,对自然的模仿是一种重要的设计方式,有许多建筑设计的灵感都是来源于自然界的,不仅提高了建筑的技术含量水平,而且具有良好的力学和美学特性。因此,在绿色生态型高层建筑设计中,也需要利用模仿自然的结构设计,最为常用的有树状和竹状两种。其中,树状结构形式是以根、树干、树枝当成结构的支撑所在,可以保证力传递的合理性,并提高建筑结构各个部分的采光水平;竹状结构是利用其中空、节段结构,使直径与高度比十分悬殊。

4.3高层建筑“表皮”设计

高层建筑的“表皮”是其重要的设计环节,“表皮”是指建筑外的维护结构,包括外墙、屋面、楼板以及相关附属构件,比如表面绿化、遮阳设施等(见图1),此类设施的配置可以起到改变室内物理环境的作用。在高层建筑中,“表皮”是内外空间转换的主要介质,对室外、室内的各种交流过程都有反射、吸收以及转换等作用,会对建筑室内外的物理环境品质产生不同程度的改变。因此,在绿色生态环境设计中,还应当加强对建筑表皮设计的重视,根据设计需求,选择合适的材料与构造方式,积极有效地改善室内的声、光、热等环境,提高室内环境的舒适感。同时,在重视表皮支撑与控制功能的同时,还要充分考虑太阳辐射热、风、光和人生理舒适以及气体污染等各种要素。

4.4高层建筑生态设计

4.4.1减少人体伤害,保证人身健康

建筑设计的首要原则,是保证用户的生命健康,尤其是绿色生态型高层建筑,更应当在使用的基础上,尽可能降低环境中潜在的不利影响。而环境中的噪音、电磁辐射、空气质量、化工产品、风等若处理不当,都极有可能危害人体健康,因此,在设计的过程中,应着重注意通风效果,充分利用自然光等,以减少电磁辐射的排放;尽可能的采用无毒无害,并经国家认证的健康绿色建筑材料,减少VOC(挥发性有机化合物)等危害人体健康的建筑材料的使用。

4.4.2充分利用自然景物造景设计

高层建筑的功能各有不同,所选取得地理位置也定然不同,在此情况下,高层建筑的设计也应因地制宜,充分利用地理位置的优势。例如,对于有湖泊或是河流的建筑区域,可以充分利用水岸线自身的曲折线条修饰建筑物的轮廓;若建筑物在山体之上则可以利用自然山坡、山路、植物造景;若是建筑物在山体附近,可以利用山石驳岸等形式造景。这样不仅充分利用了周围的自然景物,还在无形之中改善了高层建筑的环境,净化了周围的空气。

4.4.3注重建筑形态设计的生态与节能

建筑物的形体系数是影响建筑热量得失的重要因素之一,简而言之,利用形体系数的判断,即是:形体系数越小损失的热量就越少,越有利于建筑的生态环保;反之,形态系数越大丧失的热量也就越多,越不利于建筑的生态保护。其中建筑的形体类型主要有三大类型,分别是圆柱体型、衍生圆柱体型、变体方体或方柱,而在这三种,圆柱体型最有利于建筑的生态保护。例如某总部办公大楼为典型的圆柱体型高层办公建筑,圆柱体建筑结构的均衡性非常好,受力结构也很均匀,它可以在减少热量流失的同时有效降低风压,并且它能高效率地利用土地资源,减少土地资源的浪费。与此同时它还采用了智能幕墙系统,可以精确地调节各种能源在建筑物中的分配。

5结语

综上所述,绿色生态型的高层建筑设计,是现代城市建筑实现未来可持续发展的重要设计方向。除了要求其绿色环保,还应当建立包括屋顶绿化、室内绿化等的立体多层次绿化体系,在能源、材料等方面,遵循生态原则,从而实现建筑学的生态化,趋利避弊,进一步发展高层、超高层建筑的绿色设计。

作者:李伟 单位:中铁二院重庆勘察设计研究院有限责任公司

参考文献:

[1]刘铭芳.我国绿色生态建筑设计的探讨[J].中国新技术新产品,2010(1):167.

[2]周兰兰.新时期绿色生态建筑设计的探讨[J].中华民居旬刊,2011(5):46~47.

[3]刘金野.牢固树立绿色生态建筑设计的理念[J].中国房地产业,2011(3):58~59.

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