现代城市绿色生态型高层建筑设计要点探析
摘要：现代建筑的发展已不再局限于应用 , 而是更加关注与自然结合的建筑自控 , 成为绿色节能建筑的一部分。本文介绍了绿色生态高层建筑设计的理念，探讨了设计要点。
关键词：绿色 生态 建筑 设计
一、前言
绿色生态高层建筑设计的理念
1、和自然体系相融合
在生态高层建筑设计的体系中引入自然融合的理念，根本目的在于能够把采光、通风等影响人们居住舒适程度的因素最大程度的获取并加以有效的利用，创造出一个健康的社会环境。近年来，现代科技铸造的人工环境弊端逐渐显现出来，诸如疲劳头痛、身体不适、皮肤干燥和亚健康状态的建筑关联综合症逐渐受到人们的重视。因此，自然的采光和通风成为推动生态建筑设计的动力。在控制风压、热压，避免眩光直射以及过量紫外线的基础上，采取创新的通风采光技术是生态建筑设计理念中重要的一环。
2、舒适化的使用感受
随着生活水平的提高，人们对于生活环境品质的要求和过去已经不可同日而语，建筑作为一种特殊的功能性商品，其使用感受的舒适程度逐渐成为人们关注的焦点。在健康舒适的环境理念当中，空气质量、温度湿度、光照和视觉条件、声环境是比较关键的内容。设计方法上要选取对人体健康无害的材料，减少挥发性有机物的排放，控制辐射、电波等化学危害，防止建筑间的对视和尴尬的室内通视，做好降噪防噪工作等等。
3、具有自我调节能力
和生命体一样，建筑物也具有产生、生长、成熟到最后走向消亡的过程。特别是高层建筑，从设计、建造、使用到拆除，具有完整的生理周期。因此高层建筑在发挥职能作用的同时，应该具备一定的自我调节和组织能力，以便自身功能的完善。主要体现在能够调节采光、通风、温度和湿度等方面的同时，要具备自我净化，减少污水、废气和噪音污染的能力。
二、基于城市环境的生态策略
1、城市整体空间环境保持协调
高层建筑以其庞大的体量对城市的局部地区及整体都会产生重大影响 , 它的选址、布局的得当与否会对城市的正常运转 , 城市空间环境起到正面或负面作用。高层建筑自身是一个视觉焦点 , 对一定范围的城市景观起着统治和组织作用 , 它比一般建筑负有更多的责任。无论是宏观城市形象还是局部地区的景观构成 , 高层建筑都发挥着重要作用。高层建筑对行人有远近和不同角度的透视效果 , 楼内的人也有广阔的视野和景观。因此高层建筑的空间布局应与城市整体空间环境保持协调。
2、加强土地的综合利用
在高层建筑的功能布局中 , 强调土地的综合利用是十分重要的一个环节。亦即在建筑功能布局时 , 把工作、居住、交通和其他服务设施结合起来综合予以考虑 , 使人们能够就近入学、就近工作、就近享用各种服务设施 , 缩短人们每天的出行距离 , 减少能耗。以香港为例 , 很多高层建筑在地下与地铁相连 , 甚至将地铁车站就建在大楼的地下层 ; 地面组织汽车与人行的出入 ; 2、3 层则以架空的人行天桥、廊道将周围建筑在空中连接起来。在不同的层面上解决建筑内部交通与城市交通网络的连接。这种立体化、多层次分流的交通组织方式 , 有利于人流的大量集散 , 而城市交通的直接引入 , 更有效地提高了交通的流动量和交换的便捷程度 , 使建筑内部的设施服务于城市 , 起到了城市交通枢纽的作用。
3、合适的密度
关于城市密度与能耗的关系 , 一般认为 , 城市的密度越高 , 其人均的耗油量就越少。人口密度越高 , 人们出行时使用私人小汽车的可能性就会降低 , 也越来依赖步行或公共交通工具 , 人均汽油消耗量就越低 , 相应的生态基区也必然趋小。因此为了建设生态化城市人居环境 , 需要在满足人们适度舒适的前提下 , 适当提高人口密度 , 以达到节约能源的目标。与此同时 , 亦能有助于城市中心的复兴 , 提高城市中心的活力。但是另一方面 , 又要避免局部地区过分密集。高层建筑对城市的许多负面影响大多是由于高层建筑的过分密集造成的。除了用“容积率”控制高层建筑以外 , 应加上一项“空地率”指标作为补充。
所谓“空地率”是扣除地面层建筑占地面积之后的空地面积与基地面积之比 , 它反映了基地的空地比值。对不同地段、不同类型的高层建筑 ,空地率有着不同的要求 , 以便既保证土地使用的经济效益 , 又留有适当的空地。
4、局部小气候
城市设计考虑的其他问题还包括高层建筑物对城市街区及其周围小气候环境的影响。诸如在阳光照到街面上的主要几个小时以内 , 高层建筑可能投下的阴影 ( 例如 , 投在一座重要的公共或私人花园上面的 ) 。这些阴影可能极大地改变着该区域的性质 , 影响着小气候以及遮断视线。塔楼也可能在底部造成强力的下行风和令人不适的旋风。在开始设计阶段进行风洞实验, 有助于在协作设计中避免这些不利后果。
三、绿色生态型高层建筑设计要点
城市空间为城市居民的各类活动场所，是城市居民赖以生活的基础，高层建筑在建设中，应以绿色环保为根本，对建筑与自然生态平衡充分掌握，以最大限度来降低高层建筑的能耗。
1、高层建筑的空间组合生态型设计
当前，都市高层建筑都有一个明显的特征，即由单功能逐步向多功能转变，单一性向综合性逐步发展。城市里的高层建筑群的总体设计、功能以及建筑艺术等都相互协调、互为补充，融为一个不可分隔的统一有机体。因此，高层建筑的空间设计首先要注重建筑空间的组合，注重节能与舒适度。高层建筑需要根据内部空间对温度、自然光以及景观有不同的要求，努力实现温差的梯度转换，达到优化能源消耗的目的。譬如法兰克福商业银行总部大厦，整个建筑平面是呈现三角形分布的，其形状好似三片花瓣围绕办公空间是花瓣部分，中间大厅是花茎部分，起到良好的自然通风功能；再如北京的机械大厦是北京市横中轴线上重要景观，其建筑风格就是依据用地与城市道路关系，建为两组建筑物组成群体，东西长、南北窄，对解决城市景观、出入口、车流及人流问题有良好的作用。
2、高层建筑的结构体系具备生态化
高层建筑是城市经济繁荣和社会进步的标尺。当前伴随着对可持续发展的愈加重视，人们大幅度地对城市进行绿化，包括高层建筑的绿化。
但是绿化并不等于生态，生态高层建筑需要在结构设计上通过与建筑、设备施工的密切配合，大力采用新技术、新工艺和新材料。达到安全适用、技术先进以及经济合理的目的，同时，在设计上对结构选型和构造需特别注重，择优选择抗震及抗风性能好而经济合理的结构体系与平、立面布置方案。
3、高层建筑的外表设计具备生态化
建筑物的外表应该像某些动物的皮肤一样，不但能起到保护与调节内部温度，而且能够排除内部不新鲜的空气。这就要求建筑师在设计高层建筑的外表时，要充分体现其生态化的功能。在材料采用与设计构造注重太阳的辐射强度，风环境以及适宜居民的生理条件，同时也会将高层建筑自身产生的烟雾与一些有机化合物气体及时排除。代表建筑是德国建筑工业养老金基金会办公楼，这所建筑的建筑北面表皮，装有可以反光的金属板，将光线反射到高层建筑的内部，在建筑物的南面，装有一个调节装置，根据需要来调节建筑表皮遮阳或者采光，在天气灰暗时，能够将天空扩散光反射到建筑物内部，在阳光较为强烈时，其装置的遮阳板能够根据需要遮挡阳光。
4、高层建筑具备节能生态设计
建筑师在设计时应该详细理清建筑形体系数与能量损失的关系，建筑形体系数与传热损失是正比例关系，在设计中大力应用较小的形体系数，譬如球体形体系数，从而节约和优化潜在的围护结构建材。同时，通过太阳能热水器、被动式太阳能住宅基本原理的大力应用，充分利用太阳能资源。此外，在设计中注重前期方案到后期的物业管理策划，大力采用废弃物处理技术、建筑废弃物的再生应用。
结论
随着社会的可持续发展 , 以“绿色”思想为指导 , 将各种先进技术应用于建筑物 , 促进资源节约与环境保护。绿色节能技术是现代绿色建筑的重要组成部分 , 它将人与自然和谐共存。绿色节能绿色建筑的技术是具有调节、控制、管理、规范、优化建筑与生态系统关系、人与建筑关系、人的行为与生态系统的集成。
【参考文献】
[1] 绿色建筑 . 西安建筑科技大学绿色建筑研究中心 . 北京，中国计划出版社，2009.
[2] 曹伟 . 生态建筑，生态建材，发展战略 [J] 新建筑 .2005.5.
