摘 要:设计师的设计理念应该是规定环境管理的原则,实施的战略规划能够发展为规模发展提供依据。高层建筑限制发展范围,设计师要保证新建筑物及其组成部分能与周围土地利用和运行系统广泛协调,合理布局和发展。有人认为高层建筑的生态设计是设计工作重要理念和内容,应该受到迫切的关注,主要是建筑对周边环境及地方资源消耗的相对严重,对自然资源和生态系统的威胁很大。目前,这些高密度的大型建筑的生态设计,值得设计人员倾注更多的研究和努力。
关键词:设计师 高层建筑 生态设计
中图分类号:TU2 文献标识码:A文章编号:1672-3791(2011)07(b)-0078-02
在土地日渐紧缺、人口日渐增长的今天,建筑的向高空发展已经成为一种趋势,是当今所有主要城市普遍存在的建筑形式。在设计阶段,设计人员要对高层建筑的布局制定一个总体战略性的方案,用于指导日后的设计工作。设计师的设计理念应该是规定环境管理的原则,实施的战略规划能够发展为规模发展提供依据。高层建筑限制发展范围,设计师要保证新建筑物及其组成部分能与周围土地利用和运行系统广泛协调,合理布局和发展。有人认为高层建筑的生态设计是设计工作重要理念和内容,应该受到迫切的关注,主要是建筑对周边环境及地方资源消耗的相对严重,对自然资源和生态系统的威胁很大。目前,这些高密度的大型建筑的生态设计,值得设计人员倾注更多的研究和努力。
1 现代建筑生态设计的反思
关于生态建筑设计的概念,是人们与自然和谐相处的期望,是对每况愈下的自然环境的一种担忧,由于本世纪不断发生地区性的环境污染和全球性的生态环境恶化的大事件,在这样的大背景下学者和建筑师对现代工业文明带来的恶果进行了深刻的反思。对环境破坏最大的要数建筑,占用土地,改变生态,增加排放等等。
美国学者提出住宅设计要用生态学的观点,采取生态设计的方案,他们从宏观上协调人与自然的关系,如何使现代工业在高速发展中减少对自然的开发所造成的破坏和灾难的发生,用生态学的理论去指导建筑设计,从而实现协调自然界的生命和非生命的依存关系的目的,使现代建筑的格局适应自然规律的发展。生态建筑强调资源和环境,对环境有正确的意识,尊重当地的生态环境,增强对自然环境的理解,创造适合公众需要的空间,用简单适用技术针对当地的气候运用被动式的设计策略,可能减少资源能源的消耗。
总之高层建筑的生态设计理念,是使用节能建筑材料,强调集约式建筑,设计方案尊重自然与自然协调,完善建筑空间使用的灵活性,把建设过程的资源和不利因素降到最少,为居民提供良好的生存空间和环境[1]。
2 高层建筑生态控制策略
创建现代城市良好居住环境,是所有城市人口的梦想和愿望,而建筑设计师对此担负着极其重要的责任,在某种意义上说,生态建筑设计就是从最直接有效的宏观控制方面进行具体的设计工作。
2.1 集约利用土地
土地是目前我国最紧缺的资源,有效利用土地,是房地产业最应重视的问题,在高层建筑的功能布局中,重点就要强调土地的综合利用。最有效的途径就是发展空间,同时要顾及在建筑功能布局时,综合考虑工作、居住、交通和其他服务设施的布局安排,把人们能够就近入学、就近工作、就近享用各种服务设施,作为设计过程的重要因素去进行策划,实现减少能耗的节能社会的目的。
2.2 合适的密度
建设生态化城市人居环境,是当代建筑设计的重要理念,高层建筑的设计原则就是在满足人们适度舒适的前提下尽量提高人口密度,利用空间达到节约能源的目的。同时高层设计的现代感和高科技感,亦有助于城市中心的复兴,提高城市中心的活力。在具体的设计中,要考虑高层建筑的负面影响,避免局部地区过分密集,影响生态环境发展[2]。
3 高层建筑营运系统的生态性设计
对高层建筑而言,营运过程中能耗最高的是建筑的HVAC系统,这是能源消费大项,第二位的就是人工照明系统;其他因素在建筑营运能耗中比例很小。所以设计师要选择的设计目标应该是尽可能的利用自然采光和通风,这是减少高层建筑营运期间所需的能源的重要途径和措施。设计要根据项目所处环境找到适合的被动设计方案,充分利用自然因素,减少采用电子、机械手段,而是采用通过建筑特殊的形态组织的手段,达到低能耗的设计目标。
3.1 侧重建筑平面与体型系数的考虑
高层设计相对于一般的设计来说,要考虑的因素很多,设计师要要根据基址周边环境能量和当地气象特征来设计高层建筑的形状,目的是为了获得最佳的自然能量供应。尤其对于有采暖需求的地区,优化的设计可以减少采暖能量的需求,包括建筑朝向问题、体形系数问题。我们常说的建筑的体形系数是围值,从建筑理论上来讲,围值不仅仅是一个热工性能参数,而且对空间的建构面积成线性正比,对于高层建筑而言,其外围的表面积与体积呈几何基数关系,这意味着减少体型系数可以降低舒适空间的平均成本。通过控制体型系数,可以实现节能、节材及提高功能运作效率,高层建筑小的体型系数还常常与较高的功能运作效率相联系。一般可采取加大建筑进深;规整建筑体型;集中建筑体量的方法实现低能耗。
3.2 高层建筑采光的思考
在实施高层建筑生态设计时,一个重要的生态因素就是优化日光的使用,尽量避免和减少人工照明的耗能需求。优质的设计是大部分控制进入的直射阳光,在一定程度上减少其对视觉舒适度的潜在负面影响,避免眩光,让太阳光有效分布在建筑内,从而减少建筑制冷的负担[3]。
3.3 尽量采用自然通风
建筑通风是设计最重要的因素,基址环境一个重要的能源就是风。良好的通风环境,可以为业主提供舒适的生活环境和清新的居住环境。设计时采用规划建筑的平面形态和外墙以达到自然通风的目的。大型项目可以利用混合模式系统的“烟囱效应”,实现内部的更换空气的目的。优化后的自然通风设计可以降低成本和节约能量,减少对机械通风和空调系统的需求,清新了环境,节约了能源,为居民提供一个健康的建筑环境。
3.4 被动制冷的设计因素
对于热带地区和夏季的制冷需求,一般采用被动制冷技术,使建筑室内温度能通过自然降低。实现被动制冷就要求最小化建筑的热量获得渠道,设计时通过采取减少建筑外层太阳光热量的获得,以及减少太阳光通过窗户的渗透的措施,而实现自然通风带来的舒适感。设计师适当的采取一些措施,将室内温度达到舒适的水平。通常建筑设计师从建筑的布局、朝向、窗户细部、遮阳装置、通风、隔热和外墙的热系数等几个方面予以考虑温度控制的问题。尤其项目所在地夏季炎热气候条件下,机械制冷降温的措施要结合当地的建筑生物气候特点进行设计。利用建筑所在地各种自然散热口被动系统来降温。
高层建筑的生态技术是在传统的技术基础上,在充分考虑资源和环境两个因素基础上,改造重组的新技术。从技术层次划分,生态技术可分为简单技术、常规技术、高新技术等三种技术。目前我国的设计界以常规技术为主体进行设计,充分考虑设计的经济性和技术性。平衡、协调好环保、生态利益和经济利益三者之间的关系。
参考文献
[1]吕爱民.应变建筑—— 大陆性气候的生态策略[M].上海:同济大学出版社,2003:121～126.
[2]刘念雄,秦佑国.建筑热环境[M].北京:清华大学出版社,2005:172～176.
[3]株式会社建筑画报社[编],韩兰灵,等[译].日本绿色校园建筑[M].大连:大连理工大学出版社,2005:72～77.
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