生态建筑学下的城市高层建筑设计研究

发表时间:2021/8/19   来源:《建筑实践》2021年4月第11期   作者:刘治苹
[导读] 高层建筑由于工程量大,使用面积多,在建设和使用过程中浪费大量资源,环保效益低。

        刘治苹
        沂南县基力城市规划建设技术咨询服务中心



        摘要:高层建筑由于工程量大,使用面积多,在建设和使用过程中浪费大量资源,环保效益低。基于此,本文从生态建筑学设计理念出发,研究了高层建筑的设计,通过融入生态学理念,优化建筑设计,提高建筑设计的环保性和节能性,能够让建筑工程和生态环境和谐共处,减少高层建筑的能耗。
关键词:生态建筑学;高层建筑;建筑设计

        引言:如今我国更加重视建筑行业的环保性,不断提高对建筑行业环保节能的要求。受到城市土地紧张的影响,高层建筑建设数量和规模不断增加,高层建筑在运行过程中会消耗大量能源和材料,增加废弃物,必然会影响生态环境。因此在生态建筑学基础上展开建筑设计,不断优化建筑的节能性和环保性,有利于提高资源利用率,提高建筑工程的环保效益。
一、生态建筑学设计理念
        生态建筑学是将建筑学和生态学融合,从自然生态角度进行建筑设计,将生态理念和建筑知识充分结合,通过新兴设计理念让建筑和自然环境和谐共处,能够利用植物、建筑材料等改善室内环境,给人们提供一个舒适的环境,提高工程环保性。如今建筑能耗增加,建筑使用期间每天消耗大量资源,运营阶段也会产生废弃物,在建筑设计初期优化设计减少能源的消耗,充分利用可再生能源,优化设计,满足建筑使用功能,减少对能源的消耗[1]。如今我国对于建筑行业的环保性提出了更高的要求,人们环保意识加强,建设生态建筑的呼声越来越高,生态建筑逐渐成为未来发展的方向。在建筑设计中应用节能环保设计更有利于循环利用资源,降低建筑的能源消耗,减少工程成本,最大程度上减小对四周环境的影响。生态建筑学在建筑设计中的应用将成为建筑设计未来发展主要趋势。高层建筑设计上,更要关注人们使用建筑过程中的舒适度,充分利用节能技术营造良好的室内环境,满足建筑功能。
二、生态建筑学下城市高层建筑的设计策略
(一)空间设计
        建筑空间设计需要合理利用空间,才能实现经济效益的最大化,避免空间资源的浪费。根据光线和通风条件,科学布置功能分区,根据建筑的功能进行合理规划。空间布局应当以南北向为佳,保证空间布局科学合理,要重视交通动线的流通性,和外部保持良好的互动,满足人们使用期间的动线要求。高层建筑的空间设计要着重体现安全舒适,提高使用过程中的舒适度,如在炎热地区的设计,需要利用植被、空间规划、建筑材料等降低室内的温度,给人们提供一个舒适的环境。如在光照充足空间,使用保温材料,减少玻璃幕墙的使用,避免室内温度过高,不仅影响人们使用空间的舒适度,也会影响到电能的消耗。
(二)管道设计
        充分调查建筑物附近的施工条件和环境,满足室内空间的要求。综合内外部环境,对建筑散热系数进行分析,并根据内部空间设计,科学布设管道、电梯管道等系统。将设备房设置于西侧,远离太阳辐射,注重对高程的分析,借助于高程差设计管道,避免管道内回流。

建筑内管道系统包括燃气管道、给水管道、排水管道以及中水管道等,还包括电缆管道、电梯井等,内部管道系统错综复杂,若设计不合理很容易出现错位,影响管道系统功能的实现。设计风管上,需要确认吊顶高度,尽量缩短风管长度,若必须要更换长风管,需要保证不会和其他管道出现交叉的情况,减少使用过程中的维修故障。
(三)照明设计
        在照明设计上要充分提高室内自然采光的均匀度和光照度,通过改变内部结构,引入采光井,提高自然采光的效果[2]。可以在室内设置反射装置让自然光形成漫射,从而提高室内光照的均匀度。此外要设置屋顶太阳能电池板为室内照明提供电能供应,以市政供电为补充,最大化利用可再生能源。在楼道尽量设置光控灯和声控灯,避免人员遗忘忘记关灯浪费电源。室内照明均使用节能电源,减少电能消耗。
(四)外观设计
        建筑外观设计主要包括外墙、立面以及楼板设计。外墙立面能耗大,约占据高层建筑能耗25%左右,应当充分发挥出外立面支撑和装置功能,充分考虑到舒适度以及辐射热的影响,为建筑内部提供一个良好的环境。外观设计要采取双层结构,避免内部空间受到天气的影响。外部空间进入外立面至通风层,于内部设置控制板,提供给内部空间自然通风,但不受到外部风力的影响,保证内部空间的舒适度。外部形态设计需要善用VR技术模拟建筑形态,保证和自然环境融合,不会给人造成视觉冲击,产生恐惧感或不适感。
(五)环保设计
        建筑设计要严格按照生态环保标准,节约资源,加强保护生态资源。对内部空间设计要从多个角度考虑采光和温度,科学进行空间布局,提高建筑的环保效益。在建筑材料的选择上,也应选择达到环保标准的环保材料,禁止使用有害材料。建筑内外使用的装饰材料尽量选择循环使用的材料,如中空夹层玻璃、有机材料等,满足建筑功能需求,同时提高建筑环保效益。在合理基础上,尽量增加自然采光和通风,有利于减少电源消耗。同时需要建设雨水收集系统,对雨水资源充分收集,用于卫生间用水或灌溉用水,建立中水回用系统,对生活废水回收利用,提高水资源的利用率。注意和市政供水分离开,避免污水处理不到位影响人们的用水安全性。尤其是室内卫生间和厨房等区域,更要提高通风设计,达到良好的通风效果,更有利于提高建筑使用过程中的环保设计。在设计时需要充分考虑资源利用最大化,如建筑周围植被、气候条件等。如某城市地热资源丰富,可以循环利用地热资源提高建筑的保温性能,减少对电能的消耗,提高环保性。屋顶可以设置光伏发电机组,充分利用屋顶充裕的太阳能,提高可再生资源的利用率,减少对不可再生能源的消耗,优化建筑的环保设计和节能设计。
        结论:综上所述,生态建筑学设计理念是建筑学和生态学融合,通过新兴设计理念让建筑和自然环境和谐共处,已经成为建筑设计的主流方向。因此建筑设计应当从空间设计、管道设计、照明设计、外观设计、环保设计方面,充分利用自然资源以及可再生资源,包括提高自然采光以及通风,从而减少对电能的消耗,最大程度上提高自然资源利用率,减少对不可再生资源的消耗。建筑使用的材料均为环保材料,禁止使用有害材料。通过建筑设计建设一个舒适的室内环境,改善人们使用期间的舒适度。
参考文献:
[1]金艳,杨先瑞.低碳设计理念下的高层住宅建筑设计分析[J].低碳世界,2021,11(05):162-163.
[2]刘婷,曹宗英.绿色建筑设计在高层建筑设计中的应用[J].砖瓦,2021(05):84-85.
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