浅析现代城市绿色生态型高层建筑设计要点

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摘要：在现代高层建筑设计中绿色生态建筑设计已然成为的一种发展趋势和潮流。本文结合建筑设计多年的实践经验，对现代城市绿色生态型高层建筑具体思路和设计理念进行了详尽的阐释，且进行了实例对绿色生态型高层建筑设计从多方面要点分析和阐述。

关键词：高层建筑;绿色生态;建筑设计;设计思路

中图分类号：TU97 文献标识码：A

城市绿色生态高层建筑设计发展、

一种生态环保在这种矛盾愈演愈烈的局而下的观念坚持着可持续发展的道路，把技术表现倾向当代高层建筑创作中充分的表现出来。越来越多的设计大师把绿色设计的概念开始尝试运用在建筑设计领域当中，高层建筑设计逐渐开始走向绿色化发展道路。从近年来建设设计中这一点外墙部分得到了体现的淋漓尽致，诸多类似于光控遮阳构件、日光反射材料以及可以起到控制阳光热量和辐射传入的新兴技术都能够更加在各个领域应用。给建筑外观创造性拓展了很大的空间，同时也在节能功效得到发挥，使高层建筑的科技感有效提高。

在建筑过程中的一些缺点逐渐暴露出来由于高层建筑是一项技术工序难度大的同时，高层建筑在节约空间、美观大气等很多优点并存，综合性社会工程其中工艺流程复杂，难免在建筑过程中消耗大量的材料和资源，建筑过程中，一直是高层建筑的弊端包括废弃物的处理、能源的消耗和节能环保问题。但如今人均占有面积有限，土地资源紧缺的实际情况下，高层建筑在提高生活水平质量、节省空间进行绿化等方面仍然发挥着不可取代的优势，尤其具有象征性、标志性和艺术性的地位，一直根深蒂固在人们心中，所以单纯摒弃高层建筑显然不现实是由于建筑过程中能源控制的缺陷。

从意义上来说是可循环、低能耗、可自调、高信息和可持续发展的理念，兼并运用生态学的理论为基础，把传统的设计观念用技术性思维完成取代，去创造一个节能的系统。当今城市中的大部分高层建筑中，不难看出，其建筑风格属于哪种流派，外观的价值取向如何，在以技术表现都可以作为主要手段，利用新的技术和材料赋予建筑物感官超现代的视觉，去显现信息社会的审美表象。

二、绿色生态型高层建筑设计思路

一直都是建筑师探讨的课题是建立生态的建筑系统作为一项综合复杂的任务，实际上自然环境和建筑的协调统一。因此，建筑设计在生态设计理念下时必须注重建筑与自然生态的平衡，最大限度考虑建筑节能，还有注重营造完整的生态系统，具体思路如下:

（一）、强调建筑物结构体系的生态化

建筑创作必须不断地从自然界中汲取灵感，自古以来人类的建筑活动就在无意识或有意识地涉及生态问题，人类文明是在适应自然规律和模仿自然的基础上不断发展起来的。对自然界的模仿建筑结构形态不仅有着高超的技术含量，还采用与生长环境相适应的结构是最佳的结构形式，体现出极富张力的美学特性。

1、树的结构形式: 支撑体系由根、树枝、树干组成，不仅能够抵抗水平荷载，支撑起植物的重量，保证了植物的健康成长，同时，还以最合理的方式传递力，在错落有致的树杆、树枝间确保了都可以有日照的充沛。所以一直在被不断地反复探索着树的形式。如运用理性的手段传达出结构的动势的西班牙建筑师卡拉特拉瓦追求，加拿大多伦多BCE文化广场中他设计的中庭使用优雅的刚结构，他通过创造出顶棚的弧形肋架和两边的支柱根据模拟树干分叉的生长肌理。通过特定的树形组合被清晰地表达出结构构件传力的特点。使观赏者凭借着经验和常识，能够使这种类比的心理自然而然地产生。

2、竹的结构形式:竹子具有劲节挺拔、外直中空的外形。从生物力学的角度来说，能在劲风中不屈不挠，竹子直径与高度之比又如此悬殊，原因是其节段和中空的结构。李祖源把从竹子中的特性运用到101大楼设计中，101大楼外形似塔，由8层段组成，特别与竹子相似。正如大楼内部挑空处理，中空的竹节，使其结构能够承受非常大的大地震，也可以在17级60m/s以上的风速中丝毫不紊。

（二）、注重生态型高层建筑空间组合设计

要综合考虑到建筑空间的组合在高层建筑空间设计中，庭院空间利用，空间的经济性问题和工作场所的布局特征。且应进一步考虑舒适度和节能的需求来划分生态设计要求空间。建筑内部差别较大的空间对自然光、温度和景观的要求是有着相对的差异。如对温度要求苛刻首先是普通办公室，其次是多功能厅和会议室，对温度的要求相对较低的是走道、门厅和楼梯交往空间等。所以可以交往空间作为缓冲内外环境的区域，它的设定温度形成了室内外温差的梯度转换，可以更接近室外。这不但减轻人们对室内外温度变化剧烈时造成的不适感，亦可以优化能源消耗。

对传统设计实践的生态设计发展是:从动静分区、功能分区进一步扩展到环境缓冲分区中的光、气以及舒适度。在确定交通核心位置时生态化设计，不止出于结构均匀性和经济性的考虑，也出于环境舒适性和热工效应的考虑。最有效的平面空间布置是南北为主朝向，东西向双核的模式。所以卫生间、楼梯和电梯厅有了通风、朝外的视野和自然的采光。

（三）、应着重考虑生态与节能在建筑形态设计时

办公建筑的绿色生态型形体是一定会有利节能的。建筑师熟悉能量损失与建筑形体系数的关系。形体系数的变化顺序依次为球体、圆柱体和方柱体。影响建筑热量得失的重要因素是形体系数，传热损失就越大，建筑形体系数越大。较小的形体系数不但潜在的围护结构建材的节约和优化，还意味着有利节能。

（四）、做好建筑物的“表皮生态”设计

建筑表皮设计是指建筑护结构使得改变建筑室内外物理环境发生改变，其中有底层架空的楼板、外墙和屋面以及与其物理环境的附属构件共同作用改变建筑室内外，如表面绿化、遮阳设施等。建筑表皮作为转换介质连接内外空间，对物理环境因子具有吸收、反射、转换和透射等作用通过室内外能量、物质、信息等交流，建筑室内外很大的改变物理环境的质量。建筑表皮所其构造方式和使用的材料不同，会产生积极或消极的影响对室内外声、光、热等物理环境。关注表皮的装饰视野、功能以及表面视觉机理等的是传统的建筑设计所关注的建筑学因素。而关注表皮的支撑功能和控制也会同时具有生态环境的建筑设计:关注自然光、太阳辐射热、人的生理舒适度、风、有机化合物气体和烟雾的污染等要素。

三、绿色生态型高层建筑设计理念

高层建筑绿色生态型设计是指资源所提供的条件和充分利用环境，将生态策略运用到建筑设计中，使用相应的措施和建筑技术，创造出与生态规律相符的建筑形态，从而创造一种健康的、崭新的、居住的建筑模式和富于生气的办公。所以，绿色生态型现代城市建筑设计应具备以下设计理念:

（一）、舒适化的设计理念

建筑智能化的主要发展方向是人们对工作环境和生活的品质需求随着时代的技术和发展的进步也逐步提高，以改善人们的生活工作环境，关注建筑功能的舒适性，提高人们的生命质量。高效率和高质量建筑环境的创造，始终当做建筑创作的目标。当代生态学、建筑学及其它综合了科学技术的成果，提供了新的设计思维为建筑创作。舒适健康的环境是指:优良的温湿度环境，优良的空气质量，建筑设计方法所对应的优良的声环境，优良的光、视线环境，减少挥发性有机化合物的使用，使用对人体健康无害的材料，有效抑制对危害人体健康的电波、有害辐射、气体，对环境温湿度的自动控制，充足的空调换气，防止建筑间的对视以及室内尴尬通视，桌面照度充足合理，应用吸声材料，建筑防噪声干扰等等。

（二）、运用自然体系设计理念

为了最大地利用和获取通风和自然采光是高层建筑设计中运用自然体系的目的，创造一个舒适、健康的人工环境。空气和阳光一直都是人类依存的物质条件。但空调和照明人工技术的发展和普及，使得对建筑环境产生了负面的影响，同时也使得自然体系的运用受到忽视。如果长期处于人工环境中人们易出现 “建筑关联症”和“病态建筑综合症”，如头痛、疲劳、皮肤、全身不适及豁膜干燥等等。在自然采光方面，保证良好的光环境应注重在现代高层建筑设计中自然采光和自然通风与高新技术手段紧密结合；为避免直射眩光和过量的辐射热，可采取多种创新方式利用现代空气动力学原理自然通风可使用热压和风压以及两者结合等多种途径实现。

（三）、具有自我调节能力

从高层建筑的寿命来看，从设计过程、决策过程、使用过程、拆除过程、建造过程，表现跟生命体相类似的生长、产生、成熟和衰亡的过程。高层建筑同所有生命体一样必须把具备组织能力和自我调节对自身整体功能的完善非常有利。这种自我调节一方面是指建筑必须尽量减少自身污染物的排放，具有自我净化能力，包括废气、污水、噪音等，另一方面建筑具有调节通风、自身采光、湿度和温度等的能力。

四、设计实例分析

某建筑工程项目总建筑面积65750m2，总用地面积12000m2。地上32层，地下3层，总高118.50m，其中裙楼5层，一座集办公、酒店、会议于一体的综合性超高层建筑，本工程建筑设计均体现以人为本和绿色生态节能的建筑设计理念，详细的要点如下:

（一）、空间组织及造型风格

超高层建筑对于一个城市而言基本具有一定的象征性和代表性，选择合理的造型就显得特别重要。塔楼是其对超高层建筑的造型表现形式起着决定性的作用的主体部分。超高层建筑由于其使用功能的要求以及结构形式的限制，往往在造型上不能有太多的变化而追随于建筑的结构形式。此建筑使用造型力求简洁现代，一定弧度外形设计，整体挺拔俊朗。设计时根据绿色设计的设计基础，为了减少形成高压风口和风带、减少光污染而尽量少的采用大面积玻璃幕墙并与周围现有建筑整体形成有韵律感的错落相协调关系，丰富多彩的共同构筑起城市界面。

虽然对城市影响较小有关超高层建筑的裙房，但它对于人性化空间的创造和街道的尺度等方面都有着重要的意义。本建筑立面设计裙楼与上部差异很大，通过不同形式的有机组合，如实墙、玻璃幕墙和广告牌等元素，使下部空间生动并丰富多彩。在主入口前与地下商业空间相连设置大型广场，使得地上空间与地下想结合，非常富有情趣，扩大了空间界面，给人留下深刻印象。以人和环境为设计重点，独特的广场空间，不但可以提供了一个舒适的休闲场所为公众，并能够让塔楼的形象突出特征。

（二）、功能分区

可根据功能需要，平面形式灵活，使得空间利用率最大化，分隔成无限种类型，没有死角，适应市场的需求，对采光通风非常有利。核心筒为正三角形，三个方向的对称性，居于平面中央，且节能效果好，对结构抗震十分有利。

在功能布置上: 21层到31层为办公楼，6层到20层为公寓和酒店客房，裙楼呈梯形，结合用地形状设计，退让出广场空间在切角处，主要功能为餐饮、商场和酒店很多的配套用房。

在塔楼四侧设计中从第6层到第7层建造了一个贯通两层的内凹式空中花园。它是引入了植物、绿草、阳光等生态因子，外界和办公室空间的过滤区域，建造出在低矮室内受困的人们释放心灵、舒缓疲劳的最佳场所。茂盛的绿叶能够挡住直射灼热的阳光，同时蒸发吸热降低了围护结构整体温度，将氧气提供出来使空气微环境的质量有所改善，整个“生态边框”成为了自然环境和人工环境间的绿色调节器。同时也不可忽视的是它对人的心的理安抚作用。

（三）、精彩的顶部设计

构成城市天际线的重要因素之一是超高层建筑顶部，对超高层建筑的整体形象造型独特的顶部设计起着画龙点睛的功效，林立在建筑群中还可以成为区别于其他建筑，成为一个非常重要标志。

本建筑顶部在晚上成为灯塔，白天透射出天空的湛蓝，其主体立面和顶部形成退台，建筑的顶部根据要求相应的功能用房即在遮阳、隔热、节约资源和改善室内微气候等功能得到了解决。采用独特的设计手法，使用精巧的屋顶、高高的女墙、建筑材料的半透明将隐藏起来顶部的功能用房，顶部条纹在色彩、材料上与中段相照应。

（四）、建筑节能多元化设计

超高层建筑的能耗与普通的建筑相比一般为数倍以上，这是个非常庞大且跨学科的课题，其中的重点是节能设计，主要包括:选择低能耗的设备智能化的管理，新能源的开发和应用，使建筑和设备方面的寿命成本最小，有效利用自然资源和管理资源，达到可持续发展和减少污染。群体布局从建筑设计角度讲构造处理和单体设计都是节能中非常重要的环节。

总之，高层建筑绿色生态设计从可持续发展的长久发展方向出发，在未来的发展趋势中占据了一定的引导地位，除了绿色之外，对于建筑物结构设计的节能性绿色也发挥着无可取代的作用，在不久的将来，高层建筑绿色生态设计将成为设计界的时尚。

参考文献

[1].绿色建筑.西安建筑科技大学绿色建筑研究中心[M].北京，中国计划出版社,1999.

[2].曹伟.生态建筑，生态建材，发展战略[J]新建筑.2005（05）

[3].彼得·摩里著，王桂祥译.生态建筑[M]北京:中国建筑工业出版社，1999.