建在高层建筑设计中的应用生态建筑学

张建伟

摘要：随着时代的发展和社会经济的进步，高层建筑的数量必将越来越多；高层建筑具有很多的优势，比如可以有效的缓解城市土地紧张的状况、节约城市的投资成本、以及提供出更多的自由空间等等，在缩短道路和管线设施长度方面也具有很大的作用，因此，适应了时代发展的要求；但是在一系列优势的背后，也存在着很多的弊端，比如人们之间交流的匮乏、不方便的交通、很大的能耗以及空间质量不好等等；这时，就需要在高层建筑设计中应用到生态绿色的建筑理念。

关键词：高层建筑设计；生态建筑学；应用

前言

高层建筑会在很大程度上破坏到自然的生态平衡，这并不是指高层建筑的问题，而是基于高层建筑设计和建造的观念，在一系列的建筑因素中会带来一定的资源消耗问题，比如在材料的选择方面、施工建造方面、日常的使用以及管理维护方面等等，都会对环境造成很大程度的影响。全世界已经对这个问题产生了足够的重视，因此提出了生态建筑学，生态建筑学是基于生态学原则的一种边缘学科，可以有效的指导高层建筑的发展，协调和统一人类、建筑和环境之间的关系。所以，在高层建筑设计中，在满足人们使用要求和审美情趣的基础上，还应该将对环境的影响因素纳入考虑的范围，实现可持续发展。

1生态建筑学研究的基本内容

生态建筑学强调的是人、建筑和环境三者应该协调和统一；在人工的生态系统之中，可以将人与建筑环境存在与发展的生态系统分为两个方面，自然环境和社会环境。其中，自然环境为人工生态系统的发展提供必要的物质之外，自然生态系统的平衡规律还可以有效的被应用于人工生态系统的稳定与平衡之中。并且，建筑环境要想将美充分的体现出来，就需要设计一定的自然景观环境，在作为建筑环境文化资源的同时，还可以向人们提供生理、心理的审美价值。生态建筑环境中十分重要的一个方面就是自然环境，所以，生态建筑学的研究内容就是遵循可持续发展的要求，在生态学原理和方法的指导下，将人类、建筑以及自然环境三种要素的关系处理和协调好，并且寻找能够建造生态建筑环境的方法。将生态建筑学应用到高层建筑设计中去，就是处理好生态平衡与生态建筑环境设计的关系，简单来讲，就是有机的融合人工美和自然美。

2生态建筑学在高层建筑设计中的具体应用

生态高层建筑设计的基本原则和目标：生态高层建筑设计简单来讲，就是在自然环境中放人高层建筑这一个人工物，将高层建筑对自然环境的影响以及建筑和自然环境之间的互相作用纳入设计考虑的范围，从而设计出建筑和生态环境能够协调统一的生态系统。

重新认识能源：重新认识能源主要包括两个方面的内容，一是随着时代的发展，人类对于能源的需求已经达到了难以置信的地步，比如经常出现的原油泄露、和空气污染等，都是造成的后果；并且对环境的污染也越来越大，建筑能耗看起来好像不是很起眼，但是世界总能耗一般左右都是建筑能耗。另一方面，就是替代能源的出现，越来越多具有优势的新型能源在逐渐的面试，比如太阳能、风能、水力等等，这些能源可再生无污染，非常适宜在以后的高层建筑设计中推广。目前，就有许多的建筑师设计出来的高层建筑作品，可以自己产生一些可再生资源，比如电力等，如果以后的高层建筑都是采用这样的设计方式，那么未來的高层建筑必然可以实现完全自给，乐观的话，剩余出来的资源还可以用在其他的方面。非常著名的一个例子就是路透社大厦，它位于时代广场非常重要的位置，大厦的玻璃墙内设计有燃料电池和光电电池，这样就可以有效的提供能源；并且，路透社装的玻璃在获得最佳日光照明的基础上，还可以最大限度的降低阳光热量的集结，从而有效的降低能耗；在此基础上，建筑中的空调系统还将双燃料吸收式冷却器作为环保的一个重要装置，并且将占用传感器装在防火楼梯间和维修间内，这样就可以保证高层建筑的安全。

被动式照明和通风系统的应用：在上个世纪七十年代出现能源危机的时候，部分的建筑师有一个错误的想法，就是用密封窗来代替摩天楼和大型建筑物的全玻璃幕墙，他们以为将采暖和制冷的能量留在室内就可以有效的降低用电量，但是，这样就会影响到室内的空气，并且建筑就对机械空调和人工照明产生了依赖性。正确的方法也已经被少数的建筑师提了出来，在照明方面，采用可再生并且环保的日光，在通风方面，采用双层窗，这样就可以在透气的同时，有效的降低噪声污染和阻挡热量；并且，采用自然的方式来实现通风和照明的想法，已经被越来越多的设计师所接受和采用，而且还开始采用一些古老的被人遗弃的策略，比如百叶窗、遮阳板和天窗等等。有个很著名的例子就是马来西亚槟城的美特拉大厦，它采用的是自然通风的方式，这样可以有效的节省空调系统的能耗；而且对气流的设计也是其中的一个亮点，设计师设计了一个风的翼型墙体，可以让进风口导入的气流流入专门设计的平台内，这个专门设计的平台可以发挥出类似空气锁的气囊作用，将自然风通过设置的可开合落地门引进来。这个导风设计的原理是在对所在地区主导方向深入了解的基础上，根据建筑的相关特点，比如建筑的平面进深以及建筑的形态等，结合风洞试验或者计量流体动力学模拟实验等，从而确定合理的建筑开口、翼型墙体的形态、墙体朝向以及内部的平面布局等一系列的事情。

植物和水的应用：在建筑中以及建筑周围种植一些绿色植物，可以对周围的环境影响起到一定的积极作用，建筑师应该努力的降低水的消耗，最大限度的降低污水量；比如，—个高层建筑，每天大约可以消耗掉的水相当于一场暴风雨所损失的水，这些被白白浪费的水资源就会进入污水管道，破坏生态环境的时候，还会污染到地下水资源。一些工程师和建筑师正在对这些白白浪费的水进行开发和利用，将其用作一些非引用的中水，比如洗涤和卫生间使用等等。并且，如果在建筑物内或者建筑物周围种植绿色植物的话，这些非引用中水就可以用来灌溉绿色植物，成为一个有机的循环系统。特别著名的例子就是瑞士的再保险公司，这个保险公司采用了若干个螺旋上升的采光井，采光井在联系一系列旋转和放射状状排列的楼层的同时，采光井内的绿色植物还可以将原来建筑的尺度打破，形成风压差，从而对自然通风状况进行改善，并且，这些空气还可以回收用作采暖使用，所以这个高层建筑一年内大部分时间都不需要空调能耗。

3结语

随着时代的发展，高层建筑的数量越来越多，高层建筑被人们广泛采用的原因就是因为其具有很多的优点，比如可以有效的缓解资源紧张状况以及节约投资的成本等等；但是在一系列优势的同时，还具有很多的缺点，那就是会对自然的生态平衡起到很大程度的破坏作用，主要是建筑因素带来的资源消耗问题，比如在材料的选择方面、施工建造方面、日常的使用以及管理维护方面等等，都会对环境造成很大程度的影响。这个问题已经引起了全世界的重视，并且提出了生态建筑学的理论。它可以有效的指导高层建筑的发展，协调和统一人类、建筑和环境之间的关系。本文主要简单介绍了生态建筑学研究的基本内容，然后重点分析了生态建筑学在高层建筑设计中的应用，希望可以提供一些有价值的参考意见。