鐘翠華

1 引言

目前，在現(xiàn)代城市建設(shè)中高層建筑的數(shù)量不斷增加，高層建筑建造質(zhì)量直接影響著人們的生活環(huán)境。鑒于高層建筑在刺激經(jīng)濟(jì)發(fā)展、促進(jìn)城市榮譽(yù)中發(fā)揮的重要作用，特別是在可持續(xù)發(fā)展理念持續(xù)深入的形勢(shì)下，有必要從建筑設(shè)計(jì)階段就開始融入綠色生態(tài)理念，構(gòu)建綠色生態(tài)型建筑體系，確保建筑的環(huán)境質(zhì)量。

2 高層建筑的綠色設(shè)計(jì)

2.1 綠色設(shè)計(jì)

綠色設(shè)計(jì)是一種可持續(xù)式方法，對(duì)于高層建筑來說，綠色設(shè)計(jì)的目的：①為使用者營(yíng)造一個(gè)健康、舒適的生活空間；②最大限度的降低環(huán)境的負(fù)面影響[1]。高層建筑的綠色設(shè)計(jì)囊括了高品質(zhì)聲、光、熱等物理環(huán)境因素，也包含了健康的生活方式、優(yōu)質(zhì)的環(huán)境景觀等方面的訴求。

2.2 高層建筑的綠色設(shè)計(jì)

高層建筑綠色生態(tài)設(shè)計(jì)，主要是運(yùn)用綠色設(shè)計(jì)、材料與相關(guān)技術(shù)手段達(dá)到節(jié)能降耗的目的，實(shí)現(xiàn)使用者、建筑與自然環(huán)境的和諧共生。綠色生態(tài)高層建筑需達(dá)到以下要求：

（1）建筑項(xiàng)目需與周邊環(huán)境協(xié)調(diào)，減少建筑活動(dòng)所產(chǎn)生的環(huán)境不利影響；

（2）盡量采用自然通風(fēng)、采光、合理綠化等能與自然相融合的技術(shù)手段；

（3）營(yíng)造宜人、舒適的使用空間，提高使用者的滿意程度。

3 綠色生態(tài)型高層建筑設(shè)計(jì)的影響因素

3.1 環(huán)境因素

環(huán)境因素主要有自然和人工環(huán)境，高層建筑會(huì)影響城市環(huán)境空間形態(tài)、景觀，同時(shí)其周邊物理環(huán)境條件（熱島效應(yīng)、光環(huán)境、建筑陰影、地面沉降和大氣污染等）也會(huì)對(duì)建筑產(chǎn)生一定的反作用，影響輻射區(qū)域可能會(huì)擴(kuò)散到城市范圍[2]。如，光環(huán)境對(duì)高層建筑的影響，主要表現(xiàn)在其通過熱輻射使得建筑內(nèi)部的溫度上身，以致于需要使用空調(diào)制冷，相應(yīng)的能耗增加，此外入射光線的強(qiáng)度，也決定建筑的自然采光率，應(yīng)據(jù)此合理選擇相應(yīng)的遮掩形式。

3.2 交通因素

高層建筑通常地處城市核心區(qū)域，在一定程度上會(huì)對(duì)基地周圍的城市活動(dòng)和交通組織產(chǎn)生較大的壓力，同時(shí)交通組織也會(huì)影響著建筑運(yùn)營(yíng)的效率與安全。目前，各大城市中，不少高層建筑地下空間與城市地下空間開發(fā)有機(jī)結(jié)合，有效擴(kuò)大了城市容量、改善了地面空間風(fēng)貌。

3.3 室內(nèi)舒適度

高層建筑的空間尺度、采光量、物理環(huán)境等因素直接關(guān)系到使用者的心里環(huán)境，故可將舒適度作為評(píng)判建筑的可持續(xù)性條件。通常情況下，建筑的自振幅度和頻率會(huì)隨著建筑高度的增加而增大，建筑頂部會(huì)由此產(chǎn)生一定的位移和擺動(dòng)，以及遠(yuǎn)離地面，建筑內(nèi)部缺乏一定的綠化環(huán)境和交往空間，上述問題都將影響建筑使用者的舒適度。

4 綠色生態(tài)型高層建筑的設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

4.1 建筑形態(tài)的優(yōu)化

建筑形態(tài)包括建筑造型、建筑空間和建筑環(huán)境等綜合形體。其中建筑造型主要指構(gòu)成建筑外部形態(tài)的美學(xué)形式，其往往受到諸多因素的影響，如：審美觀念、結(jié)構(gòu)材料、平面組織要求等?；诰G色理念下的建筑形態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)，強(qiáng)調(diào)在保證經(jīng)濟(jì)性的前提下，按照一定的自然生態(tài)規(guī)律，對(duì)高層風(fēng)、自然光和地震力等要素進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化、參數(shù)優(yōu)化、立體優(yōu)化等，如此才能真正實(shí)現(xiàn)形態(tài)美。

比如在立體綠化的形態(tài)設(shè)計(jì)方面，新加坡某高層建筑由倡導(dǎo)綠色城市的WOHA建筑事務(wù)所設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)人員帶有強(qiáng)烈的熱帶元素，建筑整體塑造為可一個(gè)具有較強(qiáng)的穿透性的塔樓結(jié)構(gòu)（圖1），一方面營(yíng)造良好的通風(fēng)效果、景觀形象，另一方面大樓首層結(jié)構(gòu)作抬高處理，實(shí)現(xiàn)了土地的高效利用。另外，大樓外墻面種植了爬山虎，由此充分提高建筑的綠色性、生態(tài)性。

圖1 新加坡某高層建筑的立體綠化形態(tài)設(shè)計(jì)

4.2 建筑場(chǎng)地與內(nèi)部空間的優(yōu)化

4.2.1 基底設(shè)計(jì)

高層建筑基底設(shè)計(jì)包括：地面裙房、地下空間，同時(shí)也涉及廣場(chǎng)、道路等相關(guān)建筑環(huán)境。進(jìn)入21世紀(jì)以來，人們?cè)郊又匾暯煌臻g、公共綠地問題，對(duì)于高層建筑來說：①需要與大規(guī)模交通基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行有機(jī)結(jié)合；②以貫通的多層裙房作為快速通道；③常由2個(gè)及以上的大樓構(gòu)成集群，這些有助于減少公眾對(duì)汽車的依賴，切實(shí)提高公共交通利用率。

4.2.2 豎向設(shè)計(jì)

21世紀(jì)高層建筑的豎向設(shè)計(jì)應(yīng)將綠色生態(tài)設(shè)計(jì)理念融入到建筑內(nèi)部環(huán)境中。通常情況下，為了提高空間效率，高層建筑將各種功能加以整合、劃分，并在垂直方向疊放[3]。此種合理劃分豎向功能的方式，可有效提高交通服務(wù)系統(tǒng)運(yùn)作效率，從而達(dá)到減少建筑能耗的目的。

某建筑在垂直高度上將功能類型分成五種，從下至上為商業(yè)區(qū)、高端辦公室、酒店式公寓區(qū)、星級(jí)酒店區(qū)及高級(jí)會(huì)所，各區(qū)段間整合了設(shè)備層、結(jié)構(gòu)加強(qiáng)層和避難空間。值得注意的是，建筑高度不斷增加，使得核心筒的面積持續(xù)減少，而該建筑的核心筒結(jié)構(gòu)在頂部作收分處理，對(duì)空出來的中心空間，設(shè)計(jì)人員原本設(shè)在裙房的一部分機(jī)電設(shè)備全部移至頂部，這一設(shè)計(jì)不僅降低垂直運(yùn)輸能耗，也釋放了底層設(shè)備空間占用面積，建筑空間利用效率大幅提高。

4.2.3 垂直通風(fēng)設(shè)計(jì)

對(duì)于高層建筑來說，風(fēng)環(huán)境是影響建筑形態(tài)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)形式選擇和技術(shù)手段應(yīng)用的關(guān)鍵因素。設(shè)置中庭是高層建筑常見的綠色設(shè)計(jì)策略之一，可有效實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)，但同時(shí)還需注意考慮空氣流的影響，以逐段布置的方式對(duì)中庭作分隔處理，便于人工調(diào)節(jié)風(fēng)量、風(fēng)速。

4.3 外圍護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

建筑的外圍護(hù)系統(tǒng)包括了傳統(tǒng)的立面設(shè)計(jì)和窗戶、墻體和屋頂?shù)韧鈬o(hù)構(gòu)件等，在高層建筑設(shè)計(jì)中，外圍護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)直接關(guān)系到建筑的形式美、能耗高低及內(nèi)部環(huán)境的舒適性等。

比如建筑遮陽系統(tǒng)：建筑遮陽系統(tǒng)是指采取一定技術(shù)措施減少直射陽光的進(jìn)入，防止室內(nèi)溫度過高，也減少室內(nèi)物品受到陽光直射。一般情況下，未設(shè)遮陽的建筑，其熱量可達(dá)遮陽完善建筑的2～3倍，可見遮陽系統(tǒng)對(duì)于構(gòu)建綠色生態(tài)型建筑的意義。在很多實(shí)際工程案例中，遮陽系統(tǒng)設(shè)計(jì)所采用的新技術(shù)、新材料為其提供功能基礎(chǔ)、美學(xué)保障，常見的高層建筑遮陽系統(tǒng)形式包括建筑自遮陽、構(gòu)件遮陽和智能遮陽。比如某建筑處于安全性和經(jīng)濟(jì)性的考慮，未在建筑外部安裝遮陽構(gòu)件，自遮陽、LOW-E玻璃、室內(nèi)遮陽系統(tǒng)組成建筑幕墻系統(tǒng)，三角形玻璃幕墻呈現(xiàn)為鋸齒狀，為了保證自然通風(fēng)效果，鋸齒短邊采用外部固定透空鋼網(wǎng)，這種幕墻系統(tǒng)一方面有利于節(jié)省建筑材料，另一方面可進(jìn)一步強(qiáng)化建筑的通風(fēng)、采光和遮陽效果。

圖2 某建筑的幕墻系統(tǒng)

5 結(jié)語

總而言之，綠色生態(tài)型建筑作為當(dāng)前建筑業(yè)發(fā)展的主流技術(shù)，要求建筑設(shè)計(jì)人員在滿足經(jīng)濟(jì)性、合理性、舒適性等要求的基礎(chǔ)上，結(jié)合建筑形態(tài)、建筑場(chǎng)地、建筑內(nèi)部空間等，充分落實(shí)自然通風(fēng)、自然采光及節(jié)能型材料的使用等工作，有效減少高層建筑的能源消耗，降低環(huán)境污染系數(shù)，兼顧建筑行業(yè)與環(huán)境的平衡發(fā)展。

[1]王芳，王力.綠色生態(tài)策略在傳統(tǒng)生土建筑改造中的應(yīng)用——以鄭州邙山黃河黃土地質(zhì)博物館建筑設(shè)計(jì)為例[J].建筑科學(xué)，2014，30（2）：24～29.

[2]陳穎，王慧明，張愛民，等.生態(tài)模擬技術(shù)在綠色建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用探析[J].建筑技術(shù)，2014，45（4）：307～309.

[3]張輝.基于節(jié)能策略的綠色生態(tài)住區(qū)設(shè)計(jì)思考——以黃石·怡康花園綠色生態(tài)小區(qū)設(shè)計(jì)為例[J].四川建筑科學(xué)研究，2013，39（2）：355～359.