生态高层建筑设计

生态高层建筑设计关键词：城市化高层建筑生态设计前言《现代城市管理概论》认为城市化的概念为“城市化居民聚落和经济布局的空间区位再分布，并呈现出日益集中化的过程，其中包括集中点的增加和每个集中点的扩大”；社会学的观点认为“城市化是一种城市生活方式的发展过程，它意味着人们不断被吸引到城市中，并被纳入城市的生活组织中去，还意味着随城市的发展而出现的城市生活方式的不断强化，包括思想感情的城市化，社会结构的城市化等”。[王志峰，蔡方.现代城市管理概论[m].北京：清华大学出版社，2008：14]综合以上观点不难得出“城市化是人口城市化和城市现代化的统一，表现为人口向城市的集中，城市数量的增加、规模的扩大以及城市现代化水平的提高”。[王志峰，蔡方.现代城市管理概论[m].北京：清华大学出版社，2008：15]随着城市人口的高度集中，在城市化水飞速发展的同时城市用地日益紧张，“寸土寸金”的现象在各大城市笔笔皆是。至2009年底，上海的高楼数量超过19000幢，其中浦东的高层建筑发展尤为迅速。[邹子敬，王雪松.透过上海浦东高层建筑的发展看境外设计，重庆，重庆建筑大学学报，2001：23]于是高层建筑成为在有限土地资源下城市空间向竖向发展的必然趋势，对于高层建筑的生态设计应该受到更广泛的关注。一、高层建筑在城市化建设中的不利影响高层建筑作为城市化过程中对于城市人口向城市集中，城市数量增加、规模扩大的一种应对，其本身是城市空间结构集中的产物，它往往能够提高城市土地的利用率，有利于空间的集约使用，但同时设计不当的高层建筑给城市生态环境会带来很多负面的影响。1.巨大的体型形成阴影区由于高层建筑自身体量巨大，在日照下的落影很大。这些阴影在很大程度上改变了周围地区的性质，遮蔽阳光对附近的房屋，街道带来很大的影响。以浦东地区为例，大量高层建筑集聚的cbd区域，建筑之间相互遮挡，甚至使周边一些多层建筑常年处于阴影之中，造成空间品质上的影响。2.改变局部小气候在高层建筑集中的地区，局部小气候会发生一些异常的变化，比较明显的是风力环境的复杂性，比如风速的加大，造成强气流，形成“峡谷风”；产生气旋涡流，形成旋风；风吹到高层建筑上，一部分气流向下，影响地面建筑和行人。3.产生“城市热岛”效应城市中心高层建筑聚集，由于建筑密度大，容积率高，空调等人工热排放加大，“热岛效应”十分明显，夏季市区气温高于城市周边地方。据资料显示，在浦东高楼林立的区域内，夏季平均气温高于市郊1.6℃，这样的区域总面积达100多平方公里。这样不利于城市污染物的排出，长时间的大气污染容易导致各类疾病的滋生。二、城市化进程中的高层建筑生态设计策略如今，以生态的策略进行城市中高层建筑项目的设计早已迫在眉睫，但如何真正做到系统性的整体的对待高层建筑的生态设计以达到利于城市可持续发展的目标仍然需要去探索。上海浦东地区的快速城市化需要设计者对高层建筑的生态性设计做出了整体的研究，目的在于减少高层建筑对所在区域所带来负面环境影响，以及改善生物圈和减少不可再生资源的消耗。[夏海山.城市建筑的生态转型与整体设计.南京.东南大学出版社.2005]1.城市设计层面——合理规划高层建筑布局，与城市空间结构相协调高层建筑以其庞大的体量对城市的局部地区及整体都会产生重大影响。它的布局得当与否会对城市的正常运转，与城市空间环境起到影响。通过容积率等规划指标控制高层建筑的密度，避免局部地区过分密集，除容积率外应再加上一项空地率作为补充。它反映了基地的空地比值，既保证土地使用的经济效益又留有空地。浦东地区的高层建筑设计过程中，考虑各个季节太阳的高度和方位，考虑阴影对于周边环境的影响，方案需遵循城市规划与城市设计所制定的导则，确定建筑的朝向和主要立面的设计，并应用计算机技术的协助使用计算机系统对日照效果进行分析以确定最佳的高层建筑位置。同时在浦东地区的高密度cbd区为了保证高层建筑在保证室内外的最佳自然通风，在城市设计方面合理确定高层建筑之间的间距及相互遮挡关系，使用诸如cfd计算机模拟技术或等比例模型风洞实验来研究其对风的引导与阻挡作用，2.建筑设计层面——内部空间的合理组织我们必须根据基址周边环境能量的流通和当年气象特征来设计高层建筑的形状以获得最佳能量。一般而言，建筑与外界的热交换中，通过传导方式的热工能耗占主要部分，而建筑外界面试建筑与环境之间热交换的通道。显然，体积相同的建筑物，外界面越少，其与外界的热量流通业越少。核心筒的位置决定了高层建筑平面外围中哪些部位对外开放，拥有更好的直接自然采光和通风。合适的位置有利于建筑的热工系统设计，在金茂大厦及一些高层建筑的设计中就充分考虑如基址的光照和当地的风向等因素。核心筒作为对外界环境的缓冲带，进行针对性设计，大大节约空调的能耗。[夏海山.城市建筑的生态转型与整体设计.南京.东南大学出版社.2005]在一些高层建筑中合理设置中庭空间，以及各种内外缓冲空间，利用中间的中庭作为热量缓冲器引导自然通风可以通过被动式技术调节建筑环境的重要部位。近几年来，一些浦东地区的高层建筑采用新型的材料及维护界面设计优化日光的使用，减少人工照明耗能的需求或者通过低辐射系数玻璃（low-e）来控制在相同采光量的同时，减少辐射热量涌入室内。作为高层建筑的第五立面的屋顶，其设计的好坏直接关系到整个高层系统的生态化的运转。在设计中提倡利用高层屋顶空间种植植物，囤积雨水并蒸发可以改善内部隔热和减少能耗，减少高密度城市中心的热岛效应，增加隔热效果。[夏海山.城市建筑的生态转型与整体设计.南京.东南大学出版社.2005]结语可持续的城市化发展之路任重而道远，高层建筑作为城市化建设中的耗能大户值得我们用生态策略去进行设计研究。浦东地区高层建筑群体的案例告诉我们只有通过整体的系统科学的方法运用生态原理进行分析，才能切实的将高层建筑的生态化设计落到实处，促进城市的可持续发展。参考文献：[1]夏海山.城市建筑的生态转型与整体设计.南京.东南大学出版社.2005[2]沈清基.城市生态与城市环境.上海.同济大学出版社,1998[3]宋德萱.大都市生态建筑技术设计的回归之路.建筑学报,2002年7期[4]蔡晓明.生态系统生态学.北京.科学出版社,2002[5]邹子敬，王雪松.透过上海浦东高层建筑的发展看境外设计，重庆，重庆建筑大学学报[6]王志峰，蔡方.现代城市管理概论[m].北京：清华大学出版社，2008：14[7]孙大明，田慧明，周志仁.绿色超高层建筑设计的重点与难点探讨[m].2001：23