生态建筑学在高层建筑设计中的应用探究冉桂芳

生态建筑学在高层建筑设计中的应用探究冉桂芳

冉桂芳

河南建开建筑设计研究院有限公司河南省郑州市450003

摘要：随着经济的发展和建筑行业的进步，使得当前人们对于建筑结构安全设计的重视越来越重。我国基础设施建设的逐步发展也使得当前进入建筑行业的人员越来越多，并且人们物质生活的提升使得当前对于住房的要求逐渐攀升。因此为了使得人们的各方面的要求得到满足，建筑单位应该在安全性的前提下对其建筑质量进行一定的提升。对于实际的建筑工程来说，满足其结构的安全性是满足其实际质量要求的前提，因此，本文以高层建筑设计为核心，分析了生态建筑的概念，提出了生态建筑在高层建筑设计中的应用，建立了完整的高层建筑设计体系，提高了设计质量和水平，为相关研究人员提供一定的参考和帮助。

关键词：生态建筑学；高层建筑；建筑设计

引言

随着社会经济的不断发展，我国建筑行业经历了很大的变化，房地产行业一段时间成为了国家经济的强大支柱，被誉为朝阳产业。改革开放后，我国房屋建筑也多向高层、超高层建筑的方向发展，由于土地资源有限，但要满足中国14亿人口的居住需求，就必须利用地面以上的建筑空间。与传统建筑相比，超高层建筑的生态建筑学设计面临着更多的困难，我们必须对此高度重视。因此，为了使得结构设计的安全度得到提升，就需要加强对于结构的设计人员综合素质进行提升。

1高层建筑的发展现状

从高层建筑的生命周期来看，高层建筑项目的发展阶段将对生态环境产生一定的负面影响。在制备初期，建筑原材料的开采和运输过程会产生大量的污染物和废弃物，与此同时，建筑材料加工会产生大量废气，废液，粉尘，化学废物和固体废物等物质。像比较常见的是混凝土的搅拌，过程中水泥和水会发生水热反应产生大量的热量，并且粗骨料和细骨料的参合导致现场存在着清洁不够的问题。在施工阶段，很容易发生材料的损坏浪费等问题。那么超高层建筑具有哪些特点呢？①室内通风较差，噪声不小。建筑学规定，超过100m的建筑就是超高层建筑，因此对于超高层建筑来说，容积率是非常大的，随着楼层高度的上升，竖向荷载不再起到主要的控制作用，在高处，风荷载对建筑物的影响是十分大的，因此超高层建筑必须考虑风荷载的影响。较大的风速对室内环境造成的影响比较大，会给人一种不舒服的感觉。高风速需要材质更加坚固和隔音性能更加好的材料作为外围结构，如窗户，外墙等。对于高风速产生的噪音，需要引起设计人员的重视，避免对居住者带来生活和休息上的不便。有关研究表面，建筑物层高在15~25层的超高层楼房，噪声的影响相比于其他楼层更大。

②鸟笼式建筑，人们的公共交流空间减小。往往超高层建筑为了更大程度上利用面积，常常一层的住宅设计的非常多，公摊面积增大，居民的活动空间就变得非常小，建筑物内的环境相对来说也比较密闭，就像一个个鸟笼一样，非常不利于人们长期生活于此。建筑垃圾会因能耗而产生二次污染。因此，在高层建筑中，整个生命周期，都会对生态环境造成不同程度的危害，在构建和谐共存的道路上，高层建筑很有必要减少对生态环境的破坏。

2基于生态建筑学的高层建筑设计原则

生态建筑强调建筑设计与生态环境的协调发展，改变以往的矛盾关系，依赖于自然生物与环境共生关系的生态理论。安全性原则在生态建筑学高层设计之根本。随着人们的居住观念开始改变，对居住环境和空间的舒适性和安全性开始增加关注。在高层建筑设计之初，设计人员就应该站在整体的角度上对图纸进行宏观的把控。此外，设计人员还需要考虑生态建筑设计后期是否会给使用者带来安全患。在技术上可以利用计算机对生态建筑设计过程进行模拟仿真测试，快速的排查安全隐患，并通过算法程序提供可靠的解决策略。生态建筑设计十分复杂，需要遵循自然生态平衡，为人们的生存创造生态建筑环境。

目前，国家对生态文明建设的重视度越来越大。对于高层建筑生态建筑学设计，需要采用节能环保的设计方案，强调使用无污染绿色环保可再生的材料，例如，将建设过程产生的废气废水进行循环再生使用，并设计废水废气处理设备。经济性的原则也是十分重要的一大因素。对于工程建设项目来说，就是既要保证资金尽可能少，较少成本，又要保证工程在预定工期内完工，并达到预期的设计质量要求。为了达到这一原则上的要求，需要相关人员依据建筑物的实际情况，合理地选择相关设备，将强对采购环节的把控，对施工人员的费用进行预估，做好合理地安排，严格保证经费不超过预算不断提高能源利用效率，从而达到节能减排的应用效果。在高层建筑的设计中，应注意保护周围环境，防止对周围环境的大规模破坏，保护生态环境，并实现生态环境与高层建筑的和谐共存。

3生态建筑学在高层建筑设计中的应用途径

在高层建筑设计中，要密切关注高层建筑朝向与生态建筑学理念的运用，考虑到可能影响到的因素，通过科学的设计，使得建筑物获得足够的采光和通风，提高自然资源的利用率，达到节能减排的效果。

3.1生态建筑学在管道设计中的应用

在设计中，对建筑物的周围环境和施工情况进行调查，满足建筑物内部环境的要求。改善窗户的面积，设计垂直遮阳网格，进而提高高层建筑设计的综合水平。在高层建筑的设计中，设计师应深入分析建筑形状系数与散热的比例。因此，设计师设计需要合理的进行建筑结构和设施布置，电梯，管道，设备室尽可能在建筑西侧，以阻挡太阳辐射的影响，在高层建筑的设计中，设计应侧重于外部高程。在建设车站施工区域的同时，应考虑管道设计，在超高层建筑设计离不开众多的管线道路，不仅在数量上呈现出多的态势，还出现种类上的多态式，管道主要包括排水管道、给水管道、燃气管道、热力管道、中水管道和空气管道，此外还有电缆和电线管道。多工种管道设计容易发生的就是管道之间的相互交叉和错位。在进行超高层生态建筑设计的时候，就需要对各个管道进行合理的设计，避免它们发生管道的交叉和错位的现象，保证整个建筑的生态学性能。在实际设计过程中将所有的施工管线的顺利以及线路的走位。

3.2生态建筑学在空调风管中的应用

空调风管的设计。风管的设计需要确定风管吊顶的高度，并且依据界面高度方向上的长度，并尽量减少风管的长度，采用短的风管。如果必须采用长的风管，则需要保证不和其他管道发生错位交叉的现象。在有限的空间内更大程度上容纳更多的居民。

3.3生态建筑学在建筑外观设计上的应用

建筑外表美观设计。在进行高层建筑设计的时候，应该注意到高层建筑物的特点，对于空调设备的安装，应尽量统一规整，保证建筑立面的美观。此外，统一规则的空调外机的安装，可以减小建筑物的承重，保证建筑物的受力合理。

结束语

综上所述，在高层建筑生态建筑学设计中，必须依据所在项目的高层建筑的特点进行设计，并且考虑到超高层建筑自身存在的一些特点，像室内环境比较差，声环境差，通风不太好，容易给人一种鸟笼式沉闷的感觉的特点进行相应的合理的设计。因此生态建筑的设计应该尽量减少噪声污染，合理控制系统产生的噪声，并且针对相关人员，应该提高他们的职业素养，建筑不可能凭空产生，最终还是要依靠一支专业的队伍进行建造，设计人员的专业素质的高低直接影响到建筑物的设计质量，也关乎到建筑物的安全性。此外，对于建筑的管线和设备的安装都应该从建筑整体的角度出发进行设计，尤其注意管道之间的布置，避免线路之间出现交叉和错位的现象。

参考文献：

[1]邓孟仁.岭南超高层建筑生态设计策略研究[D].华南理工大学，2017.

[2]赵紫浩.当代超高层建筑立面的生态化探究[D].东北师范大学，2017.

[3]陈宏.现代城市绿色生态型高层建筑设计重点[J].江西建材，2016，（03）：49.

[4]刘资轩，刘钢城.议高层建筑设计中的生态建筑观[J].山西建筑，2016，（08）：31-33