高層建筑生態設計的應用

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建筑生態學的理論最早是由鮑羅?索勒里提出的。鮑羅?索勒里和他的學生經過十多年的研究，發現根據歷史腐朽的“能源廉價”的理論設計建筑是錯誤的，而城市越來越多的建筑對環境造成了很大的污染。在解決怎樣減輕建筑對環境以及能源的污染這個問題的同時，鮑羅?索勒里和他的學生發現建筑也有優勝劣汰的進化規律。利用這個自然規律，鮑羅?索勒里和他的學生做了一個實驗，提出建筑具有持續性的理論，因而將建筑與生態結合在一起。這個理論在現今時代依舊適用。現我國高層建筑以爆炸性趨勢增多，這對其周邊環境造成了不利的影響，也給人們的生活帶來了困擾。現根據鮑羅?索勒里提出的理論將生態學技術應用于高層建筑的建設中，以給相關工作者提供參考。

1高層建筑與城市環境的關系

我國的高層建筑在城市中越來越多，高層建筑的出現是為了解決用地緊張這個問題，然而在解決這一問題的同時，高層建筑也帶來了一系列的環境問題，比如建筑材料以及建筑能源的不環保問題。這就促使了高層建筑與生態學相互融合的理論產生。高層建筑的出現，解決了土地資源緊缺的問題，也使城市綠化面積變大，因此高層建筑的出現對城市環境也并不是有百害而無一利的，以往高層建筑設計重點強調的是建筑的使用功能和外在藝術表現形式，對建筑使用過程可能對環境造成的污染以及能耗問題卻缺乏足夠的重視。現在隨著觀念的更新，越來越多的人開始用生態環保的視角來看待建筑設計活動，評判一個高層建筑設計質量的標準融入了越來越多的生態環保要素，高層建筑呈現出爆炸性增長的趨勢，這一方面反映了我國社會經濟可持續發展能力受到了越來越多人的重視。作為建筑師應該全面的考慮問題，利用高層建筑生態學理論使高層建筑與城市環境有機的并且可持續發展下去。

2國內外高層建筑生態設計現狀和發展趨勢

自從工業革命以來，建筑行業也受到了很大的影響，從建筑材料到建筑形式都有工業革命的特征。尤其是在土地資源有限的情況下，建筑師們將建筑的形態向高空發展。在工業革命之后，更有了電梯等機械的產生運用到高層建筑中，這將高層建筑推上了熱潮，一直延續至今。2.1國外高層建筑現狀及發展趨勢工業革命推動了經濟的發展，使城市變的繁榮，城市人口的規模不斷變大。這時的國外的建筑行業，在針對高層建筑這一領域中，外國建筑師主要研究以下幾個方向：①研究將新技術新材料應用到高層建筑當中，注重實際施工。②從幾何學角度研究高層建筑，探討如何將高層建筑的體塊形態最優化的展現出來。③探索高層建筑與人文環境的關系，更人性化的探討高層建筑將如何與人們的居住環境相和諧。外國第一個具有生命意義的高層建筑是芝加哥家庭生命保險大樓，這座大樓有十層。雖然各路建筑大師都在探索如何將新能源新技術應用到高層建筑中，但是能夠建成的高層建筑在當時也是占少數的，并且這個時期的高層建筑風格雜糅了解構主義、新古典、高技派，還處于發展期。在國外的高層建筑發展過程中，逐漸引入了“綠色”技術，向著“綠色”化發展，比如利用太陽能板和日光反射等材料。在這個方向上英國建筑師福斯特設計的德國法蘭克福商業銀行就是一個經典高層建筑。該高層建筑有53層，一共300m，分為四組，每組有12層的單元并設置一個四層高的空中花園，連接戶外，起到通風的作用。從宏觀上看，外國的高層建筑主要走具有“科技感”的道路，無論從建筑的材料還是建筑的外形，都彰顯著高科技。

2.2國內高層建筑現狀及發展趨勢

我國高層建筑的發展趨勢與國外高層建筑的發展趨勢相似，高層建筑的各個方面都是從單一化到多元化，并且經歷了由低到高的上升過程。比如我國廣州的白云賓館的建造成功，再到深圳的國貿中心大廈。自改革開放以后，我國的高層建筑如雨后春筍一樣呈“井噴式”發展起來。現在高層建筑的生態學應用成為了焦點，我國在這一領域上的研究起步較晚，但并不意味著我國對環境保護的意識薄弱，反而我國在建設高層建筑的同時，非常的注重與“生態建筑”這一理論的結合。建設“生態型高層建筑”已經成為我國建設高層建筑的必然要求。

3基于嚴寒氣候條件的長春高層建筑生態設計策略研究

3.1長春市環境現狀

長春市地處東北地區的中心腹地，四季分明，冬季漫長，屬嚴寒地區。長春地區位于丘陵和平原的過度地帶，有小部分是丘陵，絕大部分為臺地，其中飲馬河、伊通河縱貫其間。長春市的自然區有兩個特點：①地勢起伏小；②地耐力比較好，地基穩固，適合城市建設。隨著東北的經濟發展，長春市城市人口逐年增加，這也造成了城市建筑短缺和城市空間擁擠的情況。因此近年來，長春市的高層建筑也如雨后春筍一般拔地而起。

3.2長春高層建筑生態設計策略研究及方法

高層建筑現在長春市中總體上呈條帶式、簇群式與散點結合的分布形式，即既有沿街、沿河形成的條帶式高層建筑，又有城市內部多幢高層建筑形成的簇群，也有分散布局的單幢高層建筑。對既有高層建筑進行分析，在北方寒地城市中，某些高層住宅建筑的分布比較集中，建筑密度大，日照間距和綠化率不足，在住宅內形成“風效應”，嚴重影響了市民的生活質量。另外隨著全球升溫和碳排放問題日益嚴重，廣泛使用在高層建筑中的玻璃幕墻因為巨大的熱損失為人們所詬病，造成了能源消耗程度大幅度增加等對環境的負面影響。根據長春市高層建筑在生態環境設計方面出現的問題，應該從以下幾個方面進行對長春市的高層建筑設計進行研究：（1）從長春市所處的氣候環境出發，因地制宜，實事求是，使長春市綠色高層建筑設計具有地域特色。充分考慮長春市的氣候、資源、自然環境、經濟、文化等特點，考慮各類技術的適用性，特別是技術的本土適宜性。因勢利導的控制各類不利因素，有效利用對建筑和人的有利因素，實現構建具有綠色可持續發展的北方嚴寒城市建筑設計體系。（2）綠色高層建筑設計應體現共享、平衡、集成的理念。以平衡生態環境和人文環境的關系為基礎，全面引入綠色建筑設計理念。使建筑設計和建筑本身實現精神與資源共享，使業主、使用者和設計師共同完成創作和設計，從而達到技術體系的優化和集成。此外綠色高層建筑設計應追求在建筑全壽命期內，技術經濟的合理和效益最大化，不要過度追求形式或奢華的配置。（3）應用現代高科技手段，使高層建筑在綠色生態建筑設計方面實現降低能源消耗等實際問題。例如上海的中心大廈，其在可持續發展建筑設計中有幾點值得學習的地方。首先是水循環，大廈的塔冠有一個巨大的雨水收集槽將雨水收集儲存在蓄水池里，處理后作為大樓的中水使用。一年可以節省250個標準游泳池的水量。其二是風力發電，在大廈頂部的風洞口安裝有三組共15臺風力發電機利用600m高處6m/s的風能可以提供大廈的照明用電。其三是雙層玻璃幕墻的設計使用，像熱水瓶一樣，雙層玻璃幕墻之間的空腔形成一個溫度緩沖區，避免室內直接和外部進行熱量交換起到冬暖夏涼的作用。使采暖和制冷的能耗比單層幕墻降低50%左右。

4結語

高層建筑的日益崛起和城市化的急劇擴張，很多氣候溫暖的城市采用垂直結構和綠色建筑相結合打造生態化高層建筑，例如成都的“垂直森林”、新加坡的“綠色心臟”。綠色建筑設計已經成為高層建筑設計的必然趨勢，研究新時代的綠色建筑設計技術，探求城市自然環境與社會環境的內部關系，構建適合嚴寒地區的綠色高層建筑設計體系，解決長春市高層建筑引發的問題以及保護東北地區脆弱的生態環境。

參考文獻

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作者簡介：劉欣然（1994-），女，漢族，吉林人，研究方向為建筑設計及其理論。