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        顧及形體與生態(tài)的高層建筑設(shè)計(jì)探討

        2019-06-11 11:36:56趙子瑄
        關(guān)鍵詞:生態(tài)環(huán)保高層建筑可持續(xù)發(fā)展

        【摘要】高層建筑是當(dāng)代城市規(guī)劃中的突出部分,對人居環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展有重要作用,而高層建筑的工程建設(shè)是基于前期設(shè)計(jì)的指導(dǎo)有序進(jìn)行的,因此本文重點(diǎn)針對高層建筑設(shè)計(jì)部分進(jìn)行探討,考察了當(dāng)代高層建筑設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢,重點(diǎn)考察了與之相關(guān)的外形因素和生態(tài)因素兩個(gè)方面,對高層建筑設(shè)計(jì)的人居生態(tài)理念與可持續(xù)發(fā)展理念進(jìn)行了深入理解。

        【關(guān)鍵詞】高層建筑;建筑設(shè)計(jì);外觀形態(tài);生態(tài)環(huán)保;可持續(xù)發(fā)展

        1、引言

        高層建筑是現(xiàn)代城市規(guī)劃發(fā)展中建筑體的一種重要形式,有實(shí)現(xiàn)提高土地利用、減少土地占用的特點(diǎn)。但是在高層建筑中存在著兩個(gè)方面的困難,第一是高層建筑結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性導(dǎo)致建設(shè)難度較大,第二是在一定程度上能耗相對較高,對高層建筑的建設(shè)是不利的。在可持續(xù)發(fā)展理念的指引下,高層建筑設(shè)計(jì)將面向綠色生態(tài)環(huán)保的理念,同時(shí)盡可能地綜合考量建筑形體及其與外部環(huán)境的適配,用于指導(dǎo)綠色節(jié)能的居住環(huán)境的建設(shè),從而實(shí)現(xiàn)能源的有效利用,實(shí)現(xiàn)高層建筑的進(jìn)一步發(fā)展。本文將在考察高層建筑設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)考察建筑設(shè)計(jì)中的外形因素和生態(tài)因素,對高層建筑設(shè)計(jì)的人居理念和生態(tài)理念進(jìn)行深入的探討。

        2、高層建筑設(shè)計(jì)現(xiàn)狀與趨勢

        本文主要研究對象為商用或住宅用途的高層建筑。

        高層建設(shè)規(guī)劃的未來發(fā)展趨勢體現(xiàn)在,注重建筑生態(tài)低碳和環(huán)保研究,并對建筑形體設(shè)計(jì)和周圍環(huán)境進(jìn)行選擇,通過對地理?xiàng)l件、周邊空氣質(zhì)量、交通組織、環(huán)境綠化、項(xiàng)目選擇、以及噪音等情況進(jìn)行綜合分析,最后確定最優(yōu)化選擇得到的相應(yīng)的地點(diǎn),進(jìn)行城市高層建筑工程建設(shè),從而提升人居環(huán)境質(zhì)量。在高層小區(qū)建設(shè)中要將節(jié)能特性融合進(jìn)建筑設(shè)計(jì),統(tǒng)籌考慮建筑通風(fēng)、朝向和景觀綠化等,采取相應(yīng)的節(jié)能措施包括高效利用太陽能等自然資源,形成建筑的系統(tǒng)節(jié)能體系,達(dá)到環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo),最終逐步提高人居生活水平。建筑容積率的適當(dāng)調(diào)整,建筑物外立面面積的有效設(shè)計(jì),有利于實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展。通常從幾個(gè)方面考慮:(1)減少建筑面寬,實(shí)現(xiàn)四季的舒適感,從而提高高層的適宜性;(2)通風(fēng)口的設(shè)置,應(yīng)用在在高層建筑形體處理中,可以實(shí)現(xiàn)氣流的加強(qiáng)流動(dòng)。將高層設(shè)計(jì)方案應(yīng)用到實(shí)際工程建設(shè),需要分析處理很多細(xì)節(jié),人居協(xié)調(diào)的要求和環(huán)境才能滿足和實(shí)現(xiàn),從而有效發(fā)展城市中的高層建筑[1]。

        3、形體與選址因素

        3.1 形體設(shè)計(jì)

        建筑形體是建筑藝術(shù)的重要表現(xiàn)載體,用于區(qū)別其他建筑的主要形式。同時(shí),建筑形體要解決:(1)高層建筑適應(yīng)自然環(huán)境,(2)高層建筑適應(yīng)原位局部盛行風(fēng)(風(fēng)速、風(fēng)向阻力、風(fēng)壓和承壓),(3)高層建筑適應(yīng)歷史人文環(huán)境,從而達(dá)到與自然和諧相處且融入當(dāng)?shù)厝宋牡哪康腫2][5]。

        3.1.1 形體適應(yīng)風(fēng)場

        為了削弱潛在強(qiáng)大風(fēng)力對高層建筑形體的結(jié)構(gòu)荷載,同時(shí)優(yōu)化自然通風(fēng)條件,進(jìn)一步改善室內(nèi)布局,并最大限度地減少能源低效消耗和材料任意使用帶來的浪費(fèi),需要進(jìn)行形體收分。風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)及計(jì)算機(jī)模擬,可以用來支撐實(shí)現(xiàn)高層建筑形體設(shè)計(jì)以適應(yīng)不同條件的風(fēng)場。一般來說,上收的流線型頸椎型,是這類高層建筑的常見形式。在建筑不同高度,設(shè)計(jì)局部開槽,角部由轉(zhuǎn)角曲面表達(dá),能減少環(huán)境中產(chǎn)生自超高層建筑的紊流,幫助共同營造適室外空間。當(dāng)然,風(fēng)壓對玻璃幕墻的威脅,也因?yàn)樵撎幚矶蟠鬁p少,能夠使得高層建筑的安全系數(shù)得到提升。

        3.1.2 形體內(nèi)部開口

        空間組織和自然通風(fēng)的有效改善,則通過中庭或邊庭分段設(shè)置。有以下幾個(gè)方面的好處:(1)降低使用者對建筑的感受高度,人們對高層建筑的巨大高度和空曠產(chǎn)生的心理壓迫能夠得到環(huán)節(jié);(2)提供宜人的中庭邊庭空間用于休息交流,提高建筑內(nèi)部空間的利用;(3)降低高層建筑的無效能耗。

        3.1.3 形體轉(zhuǎn)角扭轉(zhuǎn)

        較好的日照條件和自然通風(fēng),能夠通過高層建筑轉(zhuǎn)角的設(shè)計(jì),使建筑各個(gè)方向都能實(shí)現(xiàn)。以上海中心大廈為例,多次風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)及計(jì)算機(jī)參數(shù)模擬結(jié)果得出,最佳扭轉(zhuǎn)角度為120°。具體體現(xiàn)為該扭轉(zhuǎn)角度可以減少風(fēng)阻影響,主要范圍為其與周邊三棟高層建筑的領(lǐng)域內(nèi)。同時(shí)能夠優(yōu)化領(lǐng)域微小氣候,降低高層建筑上部結(jié)構(gòu)所受外部風(fēng)力荷載,達(dá)到穩(wěn)定高層建筑整體結(jié)構(gòu)的目的。

        3.2選址規(guī)劃

        3.2.1 選址的主要條件

        周圍環(huán)境條件,對高層建筑為中心的生活舒適度有著決定性的作用。對于綠色建筑設(shè)計(jì),在選址方面主要注重人文環(huán)境條件、地質(zhì)和氣象等。作為高層建筑選址標(biāo)準(zhǔn),宜人的自然環(huán)境和穩(wěn)定的地質(zhì)條件應(yīng)必不可少。

        3.2.2周圍和樓身綠色景觀

        建筑設(shè)計(jì)中的綠色景觀,不僅可以改善高層建筑物的視覺外形,還可以調(diào)節(jié)小區(qū)周圍氣溫和水分,改善局部空氣質(zhì)量。綠色景觀設(shè)計(jì),可以是在高層建筑的陽臺(tái)、樓身部分區(qū)域、高層建筑樓頂和整個(gè)建筑群構(gòu)造綠色植物景觀。這些綠色植物可以進(jìn)行光合作用釋放氧氣,吸收太陽輻射熱量降低區(qū)域溫度,充分發(fā)揮植物的綠色環(huán)保功能。為了起到陰涼作用,除去高層建筑本身,建筑周圍、停車場以及小道附近都可栽種合適數(shù)量的喬木。為遵循當(dāng)?shù)丨h(huán)境生長規(guī)律,綠化植物盡可量選擇本土,保證較高的綠化覆蓋率。

        4、高層建筑設(shè)計(jì)中的生態(tài)因素

        4.1建筑生態(tài)理念

        隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展,人們的生活改善,對建筑環(huán)境的要求也越來越高。在進(jìn)行高層建筑設(shè)計(jì)時(shí),要秉承以人為本的設(shè)計(jì)理念,緊緊圍繞人的主體地位,充分考慮人對建筑使用性能的需求[3]。同時(shí)關(guān)注環(huán)境效益與經(jīng)濟(jì)效益這兩方面要素,考慮當(dāng)?shù)厮臈l件和地質(zhì)條件等關(guān)鍵要素,遵循因地制宜的原則,完成建筑設(shè)計(jì)內(nèi)容,確保建筑設(shè)計(jì)能融入周圍環(huán)境[4]。利用新型材料和現(xiàn)代化科技,合理利用各類資源,達(dá)成降低成本的目的。進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí),運(yùn)用經(jīng)濟(jì)適用理念,有利于減少能耗。具體體現(xiàn)為讓太陽能、風(fēng)能和地?zé)崮艿瓤稍偕茉春侠砑尤氲浇ㄖO(shè)計(jì)考慮中去。

        4.2生態(tài)建筑設(shè)計(jì)方式

        高層建筑設(shè)計(jì)時(shí)需要確保建筑向陽的同時(shí),充分利用節(jié)能技術(shù)。需要參考戶型格局不同、建筑高低差異以及日照方向和強(qiáng)度狀態(tài),控制建筑間距保持合理,保證各個(gè)房間良好的光照通透性,人們的日常生活采光需求才能得到滿足。

        高層建筑設(shè)計(jì)可以通過使用節(jié)能窗戶來踐行生態(tài)環(huán)保理念。由于隨著建筑高度的升高,氣壓和風(fēng)力也逐漸變大,因此較強(qiáng)的防風(fēng)和抗壓效果,是高層住宅建筑的窗戶所需的。為了滿足通風(fēng)換氣的要求,需要根據(jù)不同的朝向調(diào)整窗門的設(shè)計(jì)比例。此外,較好的密封性,還需要使用建筑節(jié)能材料來保證,有利于改善房屋的隔熱性能,有利于降低能源的消耗。

        高層建筑設(shè)計(jì)中,不同于傳統(tǒng)的磚結(jié)構(gòu),建筑外墻作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)的重要組成部分,多采用填充材料,而非磚結(jié)構(gòu)所采用的是剪力墻結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)。在生態(tài)設(shè)計(jì)思想指導(dǎo)下,高層建筑外墻結(jié)構(gòu)盡量選擇相對輕質(zhì)材料,易于維護(hù)和替換。但是對于保溫材料作為高層建筑的圍墻外側(cè)材料時(shí),盡量不選擇較輕的。主要考慮到高層建筑使用壽命較長,較輕的保溫材料則會(huì)顯著降低建筑墻體的抗震能力。此外,若是進(jìn)行幅度力度較大的裝修,甚至可能引起墻體出現(xiàn)裂縫等現(xiàn)象。因此,需要結(jié)合每個(gè)建筑工程的具體情況,對高層建筑的結(jié)構(gòu)與材料進(jìn)行合理的建筑設(shè)計(jì),同時(shí)材料方面也需要采用合適的保溫材料[6]。

        結(jié)論:

        本文重點(diǎn)針對高層建筑的設(shè)計(jì)部分進(jìn)行探討,考察了當(dāng)代高層建筑設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢,重點(diǎn)考察了與之相關(guān)的外形因素和生態(tài)因素兩個(gè)方面,對高層建筑設(shè)計(jì)的人居生態(tài)理念與可持續(xù)發(fā)展理念進(jìn)行了深入理解,因此,充分顧及外形與生態(tài)因素的高層建筑設(shè)計(jì)是為構(gòu)建未來城市規(guī)劃的建筑建設(shè)的重要基礎(chǔ)。

        參考文獻(xiàn):

        [1]李宇澤.淺談現(xiàn)代高層建筑設(shè)計(jì)要點(diǎn)及發(fā)展趨勢[J].居舍,2018(33):11.

        [2]王梓,尹寶泉.綠色超高層建筑被動(dòng)式設(shè)計(jì)策略[J].城市住宅,2016,23(11):16-20.

        [3]陳明海.簡析建筑設(shè)計(jì)中綠色建筑設(shè)計(jì)要點(diǎn)[J].居舍,2018(27):87.

        [4]袁樹琳.生態(tài)文明背景下的建筑設(shè)計(jì)探討[J].山西建筑,2018,44(31):196-197.

        [5]孫中元.綠色超高層建筑策略文獻(xiàn)綜述[J].綠色環(huán)保建材,2018(09):193-194.

        [6]李樹國.綠色建筑設(shè)計(jì)在高層民用建筑設(shè)計(jì)中的運(yùn)用[J].綠色環(huán)保建材,2018(09):98.

        作者簡介:

        趙子瑄,河北保定一中,河北保定。

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