引言:高层建筑集中了大量人口和各类功能,是城市的“立体化”和“高密度化”的直接体现。但高层建筑的设计和施工过程中,也常常忽视建筑与周边环境和谐共生的理念,造成一定程度的生态破坏和环境污染,威胁着人居环境质量。因此,如何在高层建筑设计中充分应用生态建筑学理论,实现建筑与周边环境和谐共生,是当下亟待解决的问题。

1高层建筑设计对生态环境的影响

高层建筑的兴建和使用会对周边生态环境造成一定影响。首先,高层建筑的密集布局和巨大体量会影响城市微气候环境,增加城市的热岛效应。大量建筑物会阻隔风的流动,影响城区通风效果;水平面减少也降低了城市的蒸发散热能力。其次,高层建筑施工和后期使用过程中也会产生较多建筑垃圾、生活垃圾以及污水,若处理不当也会污染环境。再者,高层建筑对能源和水资源的消耗也较大。如果不能采取有效节约措施,势必会加重城市的资源和环境负荷。最后,高层建筑中的室内装修材料、空气质量也关系到入住人员的身体健康。可见,如果不从生态和可持续的视角来指导高层建筑设计,很可能会对城市环境和周边生态系统的平衡造成破坏^[1]。

2生态建筑学在高层建筑设计中的主要应用

2.1立面与屋顶的生态化设计

在高层建筑设计中,立面和屋顶这两个建筑物外围结构如果采用生态化设计,可以发挥出多种生态功能。如在立面布置垂直绿化、光伏板等,可以美化城市形象的同时,也具有调节建筑微气候、减少能耗的作用;生态化屋顶可以建成屋顶花园,增强建筑热效应,也为城市增加了绿地面积。此外,生态立面与屋顶在建成后也可以收集雨水资源,减缓城市暴雨对排水设施的冲击。

2.2光照与通风的生态化设计

合理利用采光,提供充足的自然光线照明,可以大幅降低高层建筑对人工照明系统的依赖,实现节能减排;同时良好采光条件也优化了室内外光环境,提高了人的生活和工作质量。另外,通过科学规划高层建筑的布局与空间,合理利用建筑结构及周边绿化引导自然通风,可以改善室内空气流通,减少空调需求,降低建筑能耗。这都体现了生态建筑设计理念的应用。

2.3水资源与能源的节约利用

由于服务功能和使用密度大,高层建筑对水资源和能源的消耗总量巨大,而有效的节约措施可以大幅减少其对公共资源的依赖和环境影响。如在高层建筑中广泛采用雨水收集利用系统,可以减少建筑对城市自来水的消耗,降低城市供水压力;采用太阳能光伏发电、地源热泵等可再生能源技术,在一定程度上可实现建筑能源自给自足,减少对煤电的依赖。这些设计均体现了生态建筑学推崇的技术理念。

2.4室内环境的生态化设计

室内环境的生态化和健康化直接关乎到入住和使用高层建筑的人员健康。在室内装修和装饰材料的选用上,应尽量采用对人体健康无害的绿色建材和装饰材料,避免出现“装修污染”;建立完善的室内绿化系统,配置适量的观赏植物,可以吸收释放一定的VOCs,净化室内空气,也使人在视觉上获得慰藉。这些设计与技术手段的综合运用,可以让室内环境更加生态化和健康化^[2]。

2.5建筑材料的绿色化应用

在高层建筑的主体结构和功能部位的材料使用上,也要注意采用循环再生或来源可持续的绿色环保材料,比如竹材、秸秆新材料等,既可减轻高层建筑施工对资源环境造成的冲击,也可在建成使用后进一步减少建筑的生命周期碳排放。这充分体现了生态建筑学关于材料节约与资源可持续利用的理念。

3推动生态建筑学与高层建筑设计的有效结合  

3.1加强相关标准和规范建设

高层建筑作为城市建设的重要组成部分,其设计对城市的能源消耗、环境质量和人居舒适度有着重要的影响。因此,将生态建筑学理念引入高层建筑设计,是实现城市可持续发展的必要举措。为了促进生态建筑学与高层建筑设计的有效结合,国家和地方政府应该制定一系列的相关标准和规范,包括建筑节能标准、建筑绿化标准、建筑环境评价标准等,并根据不同地区的气候特点和资源条件进行差异化的调整和优化。同时,政府部门也应该通过提供财政补贴、税收优惠、信贷支持等激励措施,鼓励建设方采用生态建筑设计方案,并对违反生态建筑标准和规范的行为进行严格的监督和处罚。此外,政府部门还应该加强对高层建筑节能环保技术和产品标准的研究制定,包括建筑外墙保温技术、太阳能利用技术、风能利用技术、雨水收集技术、污水回用技术等,并推动这些技术和产品的推广和应用,为实现高层建筑的生态转型提供技术支撑。 

3.2培育专业的生态建筑设计队伍

生态建筑设计是一种需要综合运用多种学科知识和技能的复杂工作,要求设计人员具备较高的专业素养和创新能力。因此,要培育专业的生态建筑设计队伍,需要从教育和培训两个方面着手。在教育方面,相关的建筑学专业可设置生态建筑设计方向,并将生态建筑学理念和方法融入到课程体系和教学内容中,培养学生的生态意识和能力。同时,也应加强对建筑生命周期评价及设计优化方法的教育,使学生能够从整体和长远的角度考虑建筑的环境影响和效益,并能够运用现代计算机技术和数学模型对设计方案进行分析和改进。在培训方面,建筑设计企业也应加大对从业人员的生态建设理念和技能培训力度,通过组织专题讲座、研讨会、实地考察等形式,提高从业人员的生态建筑设计水平和实践能力。通过教育和培训的双重努力,可以积累一定规模的生态建筑设计和咨询队伍,为推动生态高层建筑建设提供人力保障^[3]。  

3.3完善生态高层建筑的评价体系

生态高层建筑的评价体系应该包括建筑的节能性、环保性、舒适性、美观性等多个方面的指标,并根据不同的建筑类型、功能和地域特点进行合理的权重分配和打分。生态高层建筑的评价体系应该由专业的第三方机构进行操作和管理,并定期对建筑的实际运行情况进行监测和评估,以保证评价的客观性和公正性。生态高层建筑的评价结果应该作为衡量建设方生态建设成效的重要依据,并可纳入到政府部门的绿色建筑考核指标当中,作为给予建设方政策支持和奖励的依据。完善的评价机制有利于各方重视生态建设并形成良性竞争,从而提高生态高层建筑的设计水平和建设质量。

3.4加大示范项目和典型案例的推广

生态高层建筑示范工程是生态建筑学理念在实践中的具体体现,它们可以展示生态建筑设计的优势和效果,并为其他建筑提供借鉴和参考。因此,在各地选择建设一批生态高层建筑示范工程,是推动生态建筑学与高层建筑设计的有效结合的重要举措。这些示范工程应该具有代表性和创新性,能够充分体现生态建筑学的核心理念和方法,并能够适应不同的地域和气候条件,实现建筑的节能、环保、舒适和美观。这些示范工程也应该具有可复制性和普适性,能够为其他建筑提供可行的技术方案和经验教训,并促进生态建筑技术和产品的推广和应用。同时,也应通过展览、交流会等多种方式加大对生态高层建筑设计典型案例的推广力度,使更多建筑从业者接触并了解生态建筑学设计理念与技术路线。

结束语:生态建筑学与高层建筑设计的有效结合,是实现人与自然和谐共生的必由之路。这既需要顶层制度设计的引导和规范,也需要广大建筑设计从业者的理念转变与技能提高。期待通过各方共同努力,使生态理念成为建筑发展的新常态。

参考文献：

[1] 杨恺. 高层建筑设计生态建筑学的应用分析 [J]. 佛山陶瓷, 2023, 33 (10): 90-92.

[2] 高艺珲. 高层建筑设计中生态建筑学的运用探究 [J]. 居业, 2022, (12): 94-96.

[3] 李亚坤. 生态建筑学在高层建筑设计中的应用 [J]. 居舍, 2022, (34): 110-112.