浙江城市空間建筑規(guī)劃設(shè)計院有限公司 310000

摘要：高層建筑是建筑的一種形式，它的出現(xiàn)與發(fā)展既有建筑的一般共性，也有自身的特殊個性。高層建筑不是孤立現(xiàn)象，它是城市積聚化發(fā)展的必然產(chǎn)物。它從城市中吸取技術(shù)與文化的營養(yǎng)，從自然界獲得資源和能量。它體現(xiàn)了人類的技術(shù)與意志，但它又依賴著環(huán)境而存在。

關(guān)鍵詞：高層建筑；環(huán)境；生態(tài)

一、高層建筑的存在環(huán)境

環(huán)境是指生物存在的周圍空間。環(huán)境系統(tǒng)由各種生物因素（動物、植物、微生物）、非生物因素（包括光、熱、水、大氣、風(fēng)、聲、土壤、無機物等）組成。這些因素相互作用、相互制約，構(gòu)成有機統(tǒng)一的整體。自然環(huán)境是忽略人類存在和人類干擾的整個環(huán)境。自然環(huán)境的顯著特征包括：氣候、山脈和丘陵、河流與湖泊、巖石和土壤、植物和樹木。人工環(huán)境反映了人對環(huán)境的改造利用，是人類社會在長期發(fā)展中，物質(zhì)文化積累的結(jié)果。建筑學(xué)上所指的人工環(huán)境指是在自然環(huán)境中由人類建造的建筑物和其他建構(gòu)體。人工環(huán)境的顯著特征包括：建筑物、給排水系統(tǒng)、交通系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)等。人工環(huán)境從廣義上講不僅指物質(zhì)環(huán)境，還包括社會環(huán)境，是物質(zhì)財富與文化財富的總合。（圖 2-1-1）

圖 2-1-1 高層建筑與環(huán)境關(guān)系示意圖

注：高層建筑在平面上直接接觸的是人工環(huán)境；而在垂直面與大氣環(huán)境直接接觸。

環(huán)境不僅給人們提供生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，更是提供了精神營養(yǎng)。人工環(huán)境的建造反映了人類對客觀世界的認(rèn)識。反過來，它也影響著人們的行為與情感。良好的環(huán)境可以合理地組織人的生活、創(chuàng)造宜人的精神氛圍。不良的環(huán)境危害人身體健康，讓人感到壓抑、緊張，使得各種行為效率低下、浪費資源。人工環(huán)境的建設(shè)直接影響到社會環(huán)境的效果，決定了人的生存條件的高低。高層建筑存在的直接環(huán)境，即是典型的人工環(huán)境----城市。人工環(huán)境是人類生存不可缺少的物質(zhì)平臺。僅有自然環(huán)境不能提供我們舒適的生活條件。城市人的活動幾乎可以不需要同自然的生態(tài)系統(tǒng)直接接觸，而是通過各種人工系統(tǒng)形成人與自然界的物質(zhì)與能量的交換。生態(tài)學(xué)家認(rèn)為，城市是多種物質(zhì)和能量的交換集聚地，是以人類活動為中心的空間集中的生態(tài)系統(tǒng)。建筑學(xué)家將城市看作為多種建筑形態(tài)的空間組合，是為居民提供良好的生活和工作的體形環(huán)境。無論從何角度來認(rèn)識城市，都可以將其分解為三個要素：人、物（生物與非生物）、空間（理化環(huán)境）。以人為主體是城市的根本性質(zhì)。

二、高層建筑的特征

高層建筑只是一個相對概念，并非嚴(yán)格按照“設(shè)計規(guī)范”或“消防規(guī)范”的定義，在數(shù)值或?qū)訑?shù)上有明確的要求，對其進行甄別的重要準(zhǔn)則在于：是否由于“高度”因素而明顯地影響其規(guī)劃、設(shè)計、建造和使用。功能設(shè)計主要是確定標(biāo)準(zhǔn)層平面的布局，也就是安排好服務(wù)空間與使用空間的關(guān)系。樓、電梯，設(shè)備間，管道井，衛(wèi)生間，開水間等都屬于服務(wù)空間。服務(wù)空間越小，可使用空間就越多，才能達(dá)到建造高層的目的。但是建筑高度越高，所需的結(jié)構(gòu)斷面就越大，服務(wù)空間也越大，有效使用空間所占比例反而越小，建筑的高度與可使用面積的效率比，存在著制約關(guān)系。因而標(biāo)準(zhǔn)層設(shè)計的合理性是高層設(shè)計的一個關(guān)鍵因素。典型的標(biāo)準(zhǔn)層平面是服務(wù)空間居中，使用空間沿四周布置的格局，這樣各向都有均勻的采光面和最簡潔的交通距離。完成的平面再進行疊加，對底層交通空間進行單獨處理，停車與設(shè)備往往安排在地下室。絕大多數(shù)的高層建筑都是這種形式。高層建筑是以“高度”區(qū)別“普通”建筑的，因此它既具有與其他一般建筑普遍的生態(tài)性質(zhì)――與絕大多數(shù)建筑的構(gòu)成元素一樣，高層建筑都由墻體、幕墻、窗戶、樓板、屋面等基本建筑構(gòu)件所組成；又區(qū)別與其他建筑的特征――垂直豎向發(fā)展、建筑技術(shù)的綜合化并具有較大的規(guī)模。相對來說，高層建筑是比較單純的建筑形式，一般沒有復(fù)雜的平面空間組合，平面交通也較簡單。這是由于高層建筑的本身特點所決定的。

三、當(dāng)代高層建筑的生態(tài)問題

生態(tài)觀念實際上是一個老的話題，利用能源效率與環(huán)境共生的概念長期以來都是設(shè)計師需要考慮的因素?，F(xiàn)代建筑與傳統(tǒng)建筑相比較而言，更是能源的主要消費者。通常一個國家的能源消耗有一半要用于建筑，這包括：建筑材料、運輸、加工、建造、維護、使用等直接環(huán)節(jié)，如果加上相關(guān)行為的間接消耗，可能遠(yuǎn)不止這些?，F(xiàn)代高層建筑只有百余年歷史，但作為城市環(huán)境的介入者，它的存在極大地改變了城市形態(tài)及環(huán)境質(zhì)量。高層建筑的壽命大約為 50-70 年，因此對于社會、經(jīng)濟、環(huán)境、能源的影響是潛在而長期的。其內(nèi)外物質(zhì)、能源、信息的流量都很高，必然造成其生態(tài)方面的眾多不利因素，包括有：

1）局部生態(tài)影響大

高層建筑本身龐大的體量和物質(zhì)容量，會對當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境造成不利影響，尤其是在高層密集區(qū)，建筑之間的群體效應(yīng)十分明顯，包括日照影響、空氣質(zhì)量、氣流倒灌以及形成局部的“風(fēng)谷”等。比如日照問題，需要考慮到建筑高度與寬度兩種因素的影響。愈高的建筑其遮擋的距離愈遠(yuǎn)。但是這并非唯一影響因素。我國《城市居住區(qū)規(guī)劃設(shè)計規(guī)范》（GB50180-93-2002 版）中規(guī)定了住宅建筑的日照標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)不同氣候區(qū)的情況，分別制定大寒日（冬至日）的滿窗日照時間為 1-3 小時。這就涉及到終日陰影區(qū)的范圍。運用計算機模擬分析比較，面寬大板式高層的終日陰影區(qū)比塔式高層要大得多。高而瘦的塔式高層投射的陰影是狹窄的，而且流動快；寬的高層投射的陰影范圍大，因此終日陰影區(qū)大。而且高層建筑群的相互遮擋，會形成大片的終日陰影區(qū)。高層建筑的形態(tài)及群體布局方式對周邊氣流會產(chǎn)生很大影響。當(dāng)風(fēng)與高層建筑相遇時，可能產(chǎn)生向上、向下以及向兩側(cè)通過的氣流，空氣因收縮形成負(fù)壓，隨之出現(xiàn)渦流和陣風(fēng)。這不僅對建筑本身產(chǎn)生震動和噪聲的影響，而且干擾地面步行環(huán)境和周邊綠化、交通設(shè)施等。高強度的開發(fā)施工，會對地形、地貌產(chǎn)生較大的影響。建筑基礎(chǔ)埋深一般為建筑高度的 1/10，地下空間十分龐大。同時由于高層建筑荷載非常大，對地基產(chǎn)生巨大的應(yīng)力，容易引起沉降作用，對地質(zhì)產(chǎn)生不利影響。

2）能源消耗巨大

盡管各類高層建筑的功能規(guī)模與背景相差很大，但一般都需要消耗大量的電力、燃?xì)?、水等能源。以普通的帶中央空調(diào)系統(tǒng)的高層寫字樓為例，通常需要 80-100VA/m2的用電量，以滿足照明、空調(diào)、通訊、設(shè)備、應(yīng)急、消防等需要。高層建筑由于內(nèi)部人員眾多、安全等級高，即使人均標(biāo)準(zhǔn)不變，其生活用水量與消防用水量之和遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過同比增長。同時大量的人員活動需要提供各種物質(zhì)輸入來支撐。總體上講，高層建筑對能源消耗和溫室氣體影響有四個途徑：

1. 用于施工和建造房屋的物質(zhì)材料和產(chǎn)品

2. 施工與建筑過程中的能耗

3. 建筑照明、空調(diào)、設(shè)備運營的消耗

4. 建筑的配套及服務(wù)設(shè)施的間接能耗

高層建筑是一種高消耗的建筑類型，它的后期運營、管理所需的費用占其生命周期總費用有較

3）環(huán)境污染

高層建筑每天排出大量的廢水、廢氣和垃圾。有些高層采用大面積的玻璃幕墻外墻面，強烈的反光引起周圍的不適，還會對駕駛員產(chǎn)生視覺干擾，引發(fā)交通事故，這被稱為光污染。高層密集區(qū)改變了城市的地表材質(zhì)，常常引起城市的熱島效應(yīng)（Urban heat island effect），即是指城市中的氣溫明顯高于外圍郊區(qū)的現(xiàn)象。超高層建筑對電磁波也會產(chǎn)生明顯干擾。

4）局部交通壓力增大

高層建筑上下班時間產(chǎn)生集中人流，不利于安全疏散。尤其是辦公大樓，交通高峰時間的對外交通量約能占到全日對外交通量的 20%。有研究表明，一幢 10 萬m2的高層辦公建筑每日吸引的人流可高達(dá) 5 萬人次，