楊弦

（重慶市設(shè)計院有限公司，重慶 404100）

現(xiàn)如今在一些發(fā)達(dá)國家中，從建筑節(jié)能的發(fā)展來看，生態(tài)建筑已成為新的發(fā)展方向，對于國內(nèi)建筑節(jié)能而言，有必要制定更長遠(yuǎn)的目標(biāo)。另一方面，伴隨減排政策的推進，對建筑節(jié)能有了更為嚴(yán)格地要求，要求其做出更多的貢獻，這對于生態(tài)建筑而言，其是一種行之有效的途徑，同時也是國內(nèi)建筑節(jié)能發(fā)展的目的。被動式建筑最早出現(xiàn)于德國，這一類建筑應(yīng)用較好的絕緣材料，及使用良好的門窗結(jié)構(gòu)，借助建筑所具備的構(gòu)造，從而達(dá)到保溫隔熱的目的。由于該類建筑能耗不高，再加上舒適度較好，所以得到了大力推廣。

一、生態(tài)建筑研究綜述

（一）生態(tài)建筑必要性

近些年來，城市化進程加快的同時為生態(tài)環(huán)境改善帶來了不小的挑戰(zhàn)。研究生態(tài)建筑學(xué)需要多學(xué)科交叉的知識體系與大額的資金投入，這就對施工人員的素質(zhì)提出了較高的要求。我國在生態(tài)建筑研究方面與發(fā)達(dá)國家存在不小的差距，必要時可以借鑒西方的先進理念研究，形成適應(yīng)我國國情的特色生態(tài)建筑理念。生態(tài)建筑學(xué)是指結(jié)合現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)手段對建筑進行生態(tài)化設(shè)計，包括對陽光、植被、通風(fēng)、排水等方面進行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計，從而能夠充分利用自然環(huán)境進行建筑物的生態(tài)調(diào)節(jié)，在保護環(huán)境的同時提升人類的房屋居住體驗。

在生態(tài)理念下建造的高層建筑，具備建筑壽命長、技術(shù)要求高、建筑物因地制宜以及經(jīng)濟回報率高等優(yōu)點。在實際的建造過程中，選擇節(jié)能環(huán)保型的材料，采用高科技支持下的施工技術(shù)，并且要對施工的全過程進行有效合理的監(jiān)督管理，使得建筑物在功能和生態(tài)上達(dá)到統(tǒng)一。生態(tài)建筑理念下的建筑物可以與周圍的環(huán)境相統(tǒng)一，二者和諧相處，在建造時要依據(jù)地形、溫度、水土等因素選擇合適的搭建技術(shù)，制定科學(xué)的設(shè)計方案，并且根據(jù)施工進度進行反饋從而及時調(diào)整改進，保證建筑的生態(tài)性和實用性。盡管在建造時生態(tài)建筑需要投入大量的時間、資金和人力，但是與普通建筑物相較，其可以滿足持續(xù)性發(fā)展的需求，帶來更高的經(jīng)濟回報和社會效應(yīng)。

（二）高層建筑發(fā)展現(xiàn)狀

高層建筑的技術(shù)現(xiàn)今已經(jīng)發(fā)展成熟，但在高層建筑的整個建造周期中，各階段均會對生態(tài)環(huán)境造成一定程度的破壞。比如說，在施工準(zhǔn)備階段，開采原材料會造成地表破壞，同時開采過程中會造成空氣粉塵污染；在材料的再加工過程中，會產(chǎn)生廢水廢氣和各式固體垃圾；材料的運輸和儲藏過程中會造成能源損耗與設(shè)備老化的問題；在實際施工過程中，也會造成噪音污染、交通擁堵、光污染等問題；施工完成的使用過程中，建筑垃圾、生活垃圾、污水排放等均會造成對環(huán)境的二次污染。對環(huán)境的破壞程度詳見表1。這樣漫長的建造周期對生態(tài)環(huán)境造成極大的破壞。因此，需要在滿足人類舒適居住的條件下不斷對建筑物的生態(tài)性進行升級改造，尋找高層建筑與生態(tài)環(huán)境之間的平衡點。

表1：建筑對自然資源污染百分比

二、高層建筑設(shè)計中的生態(tài)學(xué)原則

（一）可持續(xù)化發(fā)展原則

可持續(xù)發(fā)展是我國基礎(chǔ)的科學(xué)發(fā)展觀之一，這也是我國所有行業(yè)均需遵循的基本原則。高層建筑也需要秉持這項基本理念，要同時考慮建筑的生態(tài)性和適用性。要在滿足人性化要求的同時符合對環(huán)境的可持續(xù)性建設(shè)。尊重自然，因地制宜地利用本地環(huán)境的優(yōu)勢，建造高質(zhì)量的高層建筑。建造前要對人口分布、資源分布、當(dāng)?shù)匕l(fā)展?fàn)顩r做出詳盡的調(diào)查，減少破壞的同時保留當(dāng)?shù)丨h(huán)境的特點，設(shè)計出最符合當(dāng)?shù)丨h(huán)境的生態(tài)建筑。

（二）科學(xué)合理化原則

高層建筑的基本原則是居住安全性與房屋穩(wěn)定性，在設(shè)計時必須充分考慮到建筑物的結(jié)構(gòu)合理性。在生態(tài)建筑學(xué)中，需要將固有的建造技術(shù)換作節(jié)能環(huán)保的綠色技術(shù)，并使用環(huán)保材料，在合理的基礎(chǔ)上將生態(tài)理念與高層建筑充分融合。比如說，由于建筑物樓層數(shù)量較高，一旦發(fā)生如地震或火災(zāi)等自然災(zāi)害，會威脅到高層居民的人身安全。因此高層建筑必須加強抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計，在保溫材料、防火材料、電梯設(shè)備等硬件設(shè)施的采購上，進行科學(xué)規(guī)劃合理采購，保證建筑物的安全環(huán)保性能。

（三）以人為本原則

生態(tài)建筑是為了在保護自然環(huán)境的同時為居民提供舒適的可持續(xù)的生活環(huán)境，使設(shè)計的美感與環(huán)境的美感相交融，以居民使用體驗為中心，因此“以人為本”也是其基本原則之一。比如說，在高層建筑排水設(shè)計時，系統(tǒng)規(guī)劃水資源的循環(huán)運用，在屋檐搭建雨水收集組件，將收集來的雨水沖馬桶或者澆植被，極大地提升水資源的使用效率。在以人為本的生態(tài)建筑理念下，循環(huán)使用自然資源，促進房屋建筑業(yè)與自然環(huán)保概念的融合。

（四）品質(zhì)至上原則

科學(xué)技術(shù)已成為推動建筑行業(yè)發(fā)展的主要因素，也是增強人類可持續(xù)性發(fā)展的必要條件。生態(tài)建筑不僅需要與科技充分結(jié)合，還應(yīng)該在合理規(guī)劃的前提下，將高層建筑的品質(zhì)放在首位。突出生態(tài)性原則與藝術(shù)化效果，滿足不同居住人群的審美需求，比如說中式審美、現(xiàn)代化審美、古典風(fēng)審美等等，從而進一步提升建筑物的整體品質(zhì)。藝術(shù)價值在生態(tài)建筑學(xué)中也占有很大的份額，生態(tài)與藝術(shù)交融的過程，可以促進建筑行業(yè)的進一步發(fā)展，從而創(chuàng)造更有競爭力的生態(tài)建筑物。

三、高層建筑設(shè)計中的生態(tài)應(yīng)用策略

（一）朝向設(shè)計

高層建筑設(shè)計中的朝向與生態(tài)建筑設(shè)計有著極大的關(guān)聯(lián)，因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計中要重點關(guān)注建筑物的朝向設(shè)計。根據(jù)不同地域的經(jīng)緯度與太陽直射角度，進行精密的數(shù)據(jù)計算，科學(xué)合理規(guī)劃建筑物的朝向問題。合理的朝向可以保證高層建筑內(nèi)有充足的光照和良好的通風(fēng)，這樣可以減少屋內(nèi)電燈以及空調(diào)的使用，保證空氣流通還可以加速衣物的風(fēng)干，減少烘干設(shè)備的使用，使自然資源利用最大化，從而達(dá)到節(jié)能減排的目的。在實際施工過程中，仔細(xì)調(diào)查建筑物的周邊環(huán)境，合理測量建筑物群的間距，滿足室內(nèi)各個房間的采光需求。比如增大窗戶的面積，增設(shè)豎向的遮陽格柵欄，提升建筑物的光能及風(fēng)能利用率。

（二）平面設(shè)計

在高層建筑的生態(tài)化設(shè)計中，建筑物的整體結(jié)構(gòu)也起到了重要的作用。在實際施工中要具體分析建筑的體形系數(shù)和散熱化比值數(shù)額，建筑物的體形占比越大，屋內(nèi)熱量散失越快也越多。因此，在設(shè)計建筑物的外觀時，要盡量采用簡約大方的設(shè)計方案，摒棄繁雜華麗的建筑設(shè)計，從而使屋內(nèi)的熱量不會過快流失。在整個平面設(shè)計方面，要合理安排屋內(nèi)各設(shè)施的位置，可以將電梯和機房等使用頻率低的房間置于采光程度稍微偏差一點的位置，以增強日光的利用率，還可以設(shè)計空中庭院結(jié)構(gòu)來提升建筑物的整體通風(fēng)效果。這樣可以從基本結(jié)構(gòu)上改善資源的利用率。

（三）綠化設(shè)計

要注重對高層建筑周邊的綠化體系設(shè)計，提高建筑周邊綠化環(huán)境可以提升空氣潔凈度，形成微生態(tài)循環(huán)，更能夠合理調(diào)節(jié)建筑物周邊的空氣濕度與氣溫變化幅度，提升建筑物外部的整體環(huán)境。在屋外采用美觀的綠植設(shè)計，小區(qū)內(nèi)的高層建筑被綠植所圍繞，并且加入噴泉、涼亭、籃球場等人性化設(shè)計，在改善環(huán)境的同時增強建筑的宜居性。同時，屋內(nèi)也可以搭建露天的陽臺，建造陽臺區(qū)域的花草植被，室內(nèi)也可以加入植物電視墻等設(shè)計元素。室外與室內(nèi)相呼應(yīng)，構(gòu)成完整且立體的綠化氛圍，從而極大程度上為節(jié)能環(huán)保做貢獻。

（四）遮陽設(shè)計

在合理規(guī)劃建筑物朝向增強光能利用的同時，也要注意高層建筑的遮陽設(shè)計。高層建筑要在窗戶區(qū)域設(shè)置合理的透光率，根據(jù)個人需求設(shè)置不同的建筑遮陽度。在室內(nèi)搭建合理的遮陽區(qū)域可以減少室內(nèi)的能源損耗，從而使建筑物保持內(nèi)部穩(wěn)定的生態(tài)循環(huán)。因地適宜，結(jié)合高層建筑的實際高度，配備節(jié)能窗戶和節(jié)能墻體。窗戶要求隔絕外界的噪音污染并且具備優(yōu)良的防風(fēng)效果，因為層數(shù)越高，屋外的風(fēng)力越大，紫外線污染也越嚴(yán)重。除窗戶材質(zhì)，設(shè)計人員還要重視窗戶邊框的反光度，還有窗戶的遮陽系數(shù)、可見光投射系數(shù)等數(shù)值，以使遮陽效果達(dá)到最大化。

（五）節(jié)能水循環(huán)設(shè)計

除了光能和風(fēng)能，水資源是日常生活中必不可少的資源?，F(xiàn)今節(jié)約用水理念已融入人們?nèi)粘Ｉ钪?，但若不在房屋設(shè)計源頭上根本性解決水資源的循環(huán)利用問題，便達(dá)不到最大化的節(jié)約用水。設(shè)計人員要結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件、河流海洋等水源以及房屋內(nèi)部結(jié)構(gòu)，設(shè)計可以循環(huán)利用給排水系統(tǒng)，將給排水系統(tǒng)與雨水系統(tǒng)相結(jié)合，實現(xiàn)雨水雪水與中水的屋內(nèi)循環(huán)利用。比如說用雨水為花草澆灌，用洗漱完的中水沖洗馬桶等等。系統(tǒng)地將雨水和中水合理收集起來，除生活使用外還可以經(jīng)污水處理系統(tǒng)分層過濾，重新投入使用。水資源的循環(huán)利用可以解決水資源匱乏的問題，雨水收集處理系統(tǒng)也可以將自然資源利用最大化。除了用于人們的日常生活，還可以用于消防用水、道路噴灑等方面，節(jié)約水資源，節(jié)能減排，提升高層建筑物的建設(shè)品質(zhì)。

結(jié)束語：最近幾年，我國經(jīng)濟實現(xiàn)了大跨度發(fā)展，基于這樣的背景，爆發(fā)能源危機的可能性明顯增大，再加上建筑業(yè)屬于能源消耗較大的行業(yè)，在建筑領(lǐng)域中，推行生態(tài)環(huán)保的設(shè)計理念尤為必要，可以有助于生態(tài)環(huán)境的改善。因此，為了提升建筑設(shè)計質(zhì)量，大范圍推廣生態(tài)建筑理念，需要相關(guān)人士高度重視，提倡生態(tài)建筑設(shè)計，提高生活的質(zhì)量，實現(xiàn)環(huán)保目標(biāo)，從而帶動經(jīng)濟發(fā)展。