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(jìn)，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(xiàn)，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(jìn)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(jìn)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(jìn)行生態(tài)化設(shè)計，包括對陽光、植被、通風(fēng)、排水等方面進(jìn)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(jìn)行建筑物的生態(tài)調(diào)節(jié)，在保護(hù)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(jì)回報率高等優(yōu)點(diǎn)。在實(shí)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(jìn)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(jìn)度進(jìn)行反饋從而及時調(diào)整改進(jìn)，保證建筑的生態(tài)性和實(shí)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(jì)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(yùn)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(shí)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(jìn)行升級改造，尋找高層建筑與生態(tài)環(huán)境之間的平衡點(diǎn)。

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(diǎn)，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(qiáng)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(jìn)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(hù)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(yùn)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(jìn)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(qiáng)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(jìn)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(jìn)建筑行業(yè)的進(jìn)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(diǎn)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(jìn)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(shí)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(shí)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(jī)房等使用頻率低的房間置于采光程度稍微偏差一點(diǎn)的位置，以增強(qiáng)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(qiáng)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(xiàn)。

（四）遮陽設(shè)計

在合理規(guī)劃建筑物朝向增強(qiáng)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(shí)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钪校舨辉诜课菰O(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(shí)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(jì)實(shí)現(xiàn)了大跨度發(fā)展，基于這樣的背景，爆發(fā)能源危機(jī)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(shí)現(xiàn)環(huán)保目標(biāo)，從而帶動經(jīng)濟(jì)發(fā)展。