高层建筑设计生态建筑学的应用分析

高层建筑设计生态建筑学的应用分析

周朔1，袁堂森2

1.山东金泰元建设项目管理咨询有限公司，山东省临沂市，276000

2.临沂森路建筑设计有限公司，山东省临沂市，276000

摘要：生态建筑学作为一种注重环境保护、资源节约和可持续发展的设计理念，逐渐受到人们的重视，特别是在高层建筑设计中，生态建筑学的应用不仅能够减少能源消耗、降低环境污染，还能提高居住者的生活质量和健康水平。为此，本文将对高层建筑设计中生态建筑学的应用进行深入地分析和探讨，并提供相关举措以供借鉴。

关键词：生态建筑学；高层建筑设计；应用

引言

随着城市化进程的加速，高层建筑所带来的能源消耗、环境污染等问题也日益凸显，成为制约城市可持续发展的瓶颈，如何在保证高层建筑美观、实用的同时，实现其与环境的和谐共生，成为当前建筑设计领域亟待解决的问题。生态建筑学，作为一种注重环境保护、资源节约和可持续发展的设计理念，为高层建筑设计提供了新的思路和方法，它强调建筑与环境的相互依存和共生关系，追求在建筑设计、施工、使用和维护等全过程中实现资源的高效利用、能源的节约和环境的保护。在高层建筑设计中应用生态建筑学，不仅可以有效减少能源消耗和环境污染，提高建筑的环保性能和生态价值，还能提升居住者的生活质量和健康水平，实现人与自然的和谐共生。

1生态建筑学在高层建筑设计中的应用原则

1.1人性化原则

高层建筑设计在满足现代化人类居住、工作要求的同时，应充分考虑人的需求，努力提高人们的生活质量、居住体验，并注重人的健康与舒适，通过实现这些目标，高层建筑将成为现代城市中一道亮丽的风景线，为人们带来更加美好的居住与工作环境。这要求设计人员在空间布局、功能分区和交通流线的设计上，充分考虑人的需求和行为模式，确保居住和工作空间既符合人体工程学原理，又满足人们的心理需求。通过合理的布局设计，使得居民能够在居住区享受到充足的自然光线、新鲜的空气和宜人的环境；在工作区域提供舒适、安静的环境，有利于人们集中精力进行工作。同时，通过合理设置休息和娱乐设施，满足人们的休闲需求，促进身心健康。

1.2生态化原则

生态建筑学强调建筑与生态环境的和谐共生。在高层建筑设计中，应充分利用自然资源，如太阳能、风能、地热能等，减少对传统能源的依赖。同时，要注重建筑的绿化和景观设计，在建筑周围或内部设计景观空间，如庭院、花园、露台等，提供人们休闲、娱乐和交流的场所。景观设计中注重生态元素的运用，如水体、植被、石材等，营造自然和谐的氛围，在景观设计中融入雨水花园、雨水湿地等生态设施，提高雨水的自然渗透和净化能力。通过充分利用自然资源和注重绿化景观设计，生态建筑学在高层建筑设计中实现建筑与环境的和谐共生，降低能源消耗和环境污染，提高建筑的生态价值和环保性能，进一步促进城市的可持续发展。

1.3合理化原则

高层建筑设计需要注重结构的合理性和安全性，在生态建筑学的指导下，应通过合理的布局和结构设计，实现资源的最大化利用和能源的节约。例如，建筑布局应充分考虑日照和采光需求，通过合理的朝向选择，确保建筑内部能够获得充足的自然光，减少人工照明的使用。同时，利用遮阳构件和反光材料，避免夏季直射阳光引起的过热问题。通过遵循合理化原则，生态建筑学在高层建筑设计中的应用能够实现建筑的稳定性、安全性与环保性的有机统一，推动绿色建筑的发展[1]。

2高层建筑设计生态建筑学的具体应用

2.1 生态型高层建筑空间组合设计

生态型高层建筑空间组合设计，即在高层建筑的设计中，采用一体化设计思想，该思想强调从整体上把握建筑的空间布局，意味着在设计初期就需要考虑建筑各部分的相互关系，以及它们如何协同工作来实现建筑的整体目标。通过一体化设计，建筑师可以更好地平衡建筑的功能性、经济性和美观性，有助于确保建筑在长期使用中的稳定性和适应性。以法兰克福商业银行总部大厦为例，法兰克福商业银行总部大厦以其独特的设计和创新的生态理念，成为生态型高层建筑空间组合设计的典范。该建筑的平面布局呈现出三角形分布，其中花瓣部分被设计为主要的办公空间，而花茎部分则形成了中间大厅，这种设计不仅提供了多样化的办公空间，还通过合理的空间组合，实现了自然通风的最优化。三角形布局和中间大厅的设计使得建筑内部形成了多个通风口和通道，在适宜的气候条件下，这些通风口和通道可以自然形成风流，为建筑内部提供新鲜的空气，减少了对机械通风系统的依赖，降低了能耗。除了独特的平面布局，法兰克福商业银行总部大厦还在建筑内部设置了空中庭院和露台等开放空间，这些开放空间不仅增加了自然光照和通风面积，还为员工提供了舒适的休息和交流场所[2]。同时，这些开放空间也作为绿色元素，与周围的自然环境相融合，进一步提升了建筑的生态价值。

2.2“表皮”生态设计

“表皮”生态设计，也称为建筑表皮设计，是指对建筑外围护结构的设计，包括底层架空的楼板、外墙、屋面以及与其物理环境相关的附属构件，这种设计旨在通过改变建筑室内外的物理环境，如光、热、声等，提高建筑的能效和居住舒适度。表皮生态设计强调与自然环境的融合，通过选用环保材料和自然元素，如绿色植被、石材等，使建筑成为自然环境的一部分。同时，表皮设计业需考虑建筑的节能性能，如通过合理设置遮阳设施、使用节能玻璃等手段，减少建筑能耗，提高能源利用效率。在表皮设计中，设计人员应优先选用环保、可再生、低能耗的材料，如绿色建材、太阳能板等，以减少对环境的污染和破坏。设计过程中不断融入自然元素，通过绿化屋顶、垂直绿化等方式，将自然元素引入建筑表皮设计中，增加建筑的绿色面积，改善微气候环境，并采用合理的表皮结构，如双层表皮、多孔表皮等，以提高建筑的保温隔热性能，减少能耗。如米兰世博会之意大利馆，该建筑采用了生物动力板作为表皮材料，这种材料可以捕捉空气中的颗粒污染物并将其转化为惰性盐，有效降低空气中的可入肺颗粒物含量。同时，该建筑的表皮设计还考虑了自然采光和通风的需求，通过双曲面镂空状的设计实现了良好的自然采光和通风效果

[3]。

2.3生态景观设计

生态景观设计是一种注重绿色、可持续和生态友好的设计理念，旨在通过科学的手段和技术，利用自然要素如植物、土壤、水和微生物等，打造一个生态良好、功能完善、具有公共价值的户外环境。在高层建筑的景观设计中，首要考虑的是如何尊重并保护周围的自然环境，包括避免对原有生态环境的破坏，选择生态友好型的建设材料和工艺，通过引入绿色植被、水体等自然元素，将建筑融入自然环境之中，形成和谐的生态景观。例如，绿色屋顶是高层建筑生态景观设计的重要手段之一，通过在建筑屋顶种植植物，形成绿色空间，不仅能够降低建筑温度，还能增加城市绿地面积，改善城市微气候；垂直绿化则利用建筑物的立面空间，种植攀援植物或设置绿色墙体，增加建筑绿化面积，同时美化建筑外观。

结束语

综上所述，生态建筑学在高层建筑设计中的应用具有重要的现实意义和深远的发展前景。通过节能减排、绿色材料应用、生态景观设计以及室内环境优化等手段的应用，不仅能够提高建筑的环保性能和生态价值，还能提升居住者的生活质量和健康水平。未来，随着科技的不断进步和人们环保意识的提高，生态建筑学在高层建筑设计中的应用将更加广泛和深入。

参考文献

[1]万敏.简析高层建筑设计生态建筑学运用[J].数码 - 移动生活，2023(1):13- 15.

[2]黄小袁.高层建筑设计生态建筑学运用探讨[J].建筑工程技术与设计,2020(4):800.

[3]孙宇.剖析高层建筑设计生态建筑学的应用[J].建筑工程技术与设计,2020(16):1021.