基于绿色建筑理念的超高层建筑设计

王 力 颜舒婷

(1.中机国际工程设计研究院有限责任公司，湖南 长沙 410007； 2.中南大学，湖南 长沙 410075)



基于绿色建筑理念的超高层建筑设计

王 力1颜舒婷2

(1.中机国际工程设计研究院有限责任公司，湖南 长沙 410007； 2.中南大学，湖南 长沙 410075)

介绍了绿色建筑在国内外的研究现状，并基于绿色建筑的设计理念，从仿生形态、建筑基底、建筑自遮阳等方面，阐述了绿色建筑设计在超高层建筑设计中的优化策略，有利于降低建筑能耗，保护城市环境。

绿色建筑，超高层建筑，仿生形态，光照

1 研究背景

随着城市化进程的不断推进，越来越多的人口向城市聚集，伴随着城市经济发展所带来的负面影响是土地资源供应的紧张，超高层建筑也随之应运而生，这很好的解决了土地资源供不应求的现状。超高层建筑被视为城市的地标，体现着现代技术、材料的最新成就，同时也是形式美，结构技术，地域文化等综合的体现。但是随着城市超高层建筑的增加，其负面影响也越来越突出，例如建筑层高，交通拥堵，环境破坏，人与自然的隔绝，建筑微环境较差等等，这开始使得人们越来越重视超高层建筑的绿色化，如何减少建筑成本，减少对环境的影响等等，成为十分值得研究的课题，因此将绿色建筑理念融入到超高层设计当中是十分必要的。

2 国内外研究现状

2.1 国外的相关研究

在国外对于绿色建筑的研究相对于比较完善，马来西亚建筑师杨经文，他是生态建筑的倡导者和生态建筑理论的创立者，出版了大量关于绿色建筑的文献及专著，其中《设计结合自然》《绿色摩天大厦》等专著都十分有针对性的对绿色建筑的理论及其设计要点做出了研究和分析。在他的建筑作品中也从多方面体现了他对绿色建筑的理念。除此之外，许多发达国家建立了自己国家特色的绿建评价体系：美国能源部建筑技术《联邦零能耗高性能绿色建筑研究发展规划》《能源安全与独立法案》《联邦零能耗高性能绿色建筑研究发展规划》《建筑技术项目2008—2012规划》；瑞典能源署自助机构(FEBY)颁布低能耗方面法规文件；日本建筑无综合环境评价体系等。

2.2 国内的相关研究

相较于国外在这方面的研究，国内的相关研究起步较慢，始于20世纪80年代左右，虽然提出了一系列关于此类的法规、评价体系、标准以及经营模式，但研究依旧处于初级阶段。随着研究的不断深入，我国在绿色建筑方面做了很多深入的研究和分析，并借鉴和引用了大量国外的理念和实践。并陆续的出台了适应于我国气候条件等各方面因素的评价体形，包括《中国生态住宅技术评估手册》《绿色奥运建筑评估体系》《绿色建筑技术导则》等等。另外我国也有许多专家学者对于该课题也进行了研究，2010年沈驰发表的《“建筑”行为——绿色建筑的空间策略》以我国南方地区为例，通过案例的分析详细的概括了5种绿色设计策略。刘煜发表的《青海省地域适宜性绿色建筑设计标准的构建研究》通过对青海气候、资源、文化等方面的分析，并结合实例，探索了适合青海地域特点的绿建标准。

3 绿色建筑的设计理念

所谓的绿色建筑，是指在建筑的使用周期之内，在能源、用地、用水、用材等方面进行节约处理，建造出对于环境污染较少、利于人健康以及高效使用，并且能可持续与自然共处的建筑。设计出来的绿色建筑更符合人类目前的生存状态，它不但减少了建筑物对自然环境的影响，提高了建筑的节能减排，同时也可以使得使用者更贴近自然。

4 绿色建筑设计理论对于超高层建筑设计的优化策略

4.1 仿生形态优化策略

在现代科技的飞速发展下，许多设计师已经将仿生形态理论实践于许多造型以及结构复杂的高层建筑。对于那些复杂扭曲的建筑形态以及对于常规结构的挑战，他们能通过电脑模拟分析出合理的结构形态以及如何更加与当地环境相适宜，从而设计并建造出更多绿色生态以及造型新颖的建筑出来。

日建设计公司设计建造的名古屋Mode学园螺旋塔楼，造型借鉴了DNA双螺旋结构，配合螺旋上升的自然形态，建筑高度达到了170 m。考虑到整体造型要求，建筑的围护结构是大块的玻璃幕墙，并采用三维的构架拼接，同时其通流系统为双开方式。三维构架利用了2 000多块造型、角度各异的玻璃，并且在风洞中进行周密的实验，最终选择出最佳的玻璃构建角度，针对曲面的玻璃设计师采用了可滑动的窗格，以对应不同形态的玻璃幕墙。双开放式空气流通系统，外窗框和内窗进行组合，在提升空调能耗的利用率的前提下，还明显的提高了室内空气质量。

4.2 建筑基底以及场地优化策略

建筑所在场地是建筑内部的私密空间与城市外部的公共空间的过渡区域，只要将外部城市的各种交通空间通过建筑的场地基底与建筑内部发生联系，就能部分缓解城市与建筑空间联系的拥挤问题。超高层建筑的基底可以分为裙房以及地下室两个部分，通过对这两个部分进行交叉优化设计，就能有效的提高基地与场地的使用效率，从而让城市以及建筑更为高效且具有更大的发展潜力。KPF建筑事务所设计的香港环球贸易广场是一座118层高的绿色综合式大楼。其可持续性表现在它是与我国香港最大的交通系统之一的九龙地铁站一起进行设计的，该建筑很好的与周围场地以及城市空间进行了联系以及回应，与周围建筑以及城市交通空间联系了起来。香港环球贸易广场拥有庞大复杂的立体交通网络，通过计算机建立的绿色建筑设计策略体系以及精确地计算将整个交通网络内部的商业空间和周围的城市空间有秩序的组织起来，整个立体交通网络以环球贸易广场为中心，周围建筑以及公共空间的人们都能迅速的到达目的地。

4.3 建筑自遮阳优化策略

建筑遮阳的相关理论最早可以起源到古希腊的作家赞诺芬，他的著作里描述了如何通过柱廊的设计来遮挡阳光照射到建筑内部的相关研究。现代建筑的遮阳主要可以分为窗口遮阳、墙面遮阳、屋面遮阳、绿化遮阳等形式。在这些遮阳措施当中，窗口遮阳是无疑起到了最重要的作用。Al Hamra塔是科威特市最高的建筑，建筑设计成一种特殊的向内部进行折叠的空间形式，在增强了建筑内部的视野范围的前提下，还能降低太阳对于不同楼层的热辐射。为了使太阳的光照辐射对建筑产生最小的影响，设计师采用了清晰的材料句法，南面的墙被设计得高大而厚重，在开口的设计上，遵循建筑的光照情况来进行具有针对性的设计，这面墙起到了主要的承重作用，还能将建筑与当地恶劣的环境所隔绝开来，极大的降低了太阳对于建筑内部的热辐射。并通过石材装饰的处理，让阳光与墙面产生坚实和厚重的安全感。

5 结语

要实现高层建筑的可持续发展，设计出符合可持续性发展的绿色生态建筑，必须针对建筑的能耗损失进行全面详细的分析和研究。只有做到了以上几点才能因地制宜的选择适合的绿色建筑设计策略与方法进行超高层建筑的设计。本文选取了世界各地一些具有代表性的优秀作品，从各个方面进行了细致的分析，并总结出仿生形态优化策略、融合场地的基底优化策略、建筑自遮阳优化策略三项基于绿色建筑理念的优化策略，为今后的创作提供了思路。希望更多的建筑设计师发挥自己的创造力和想象力，在科学技术发达的今天，将新的绿色的、可持续性的建筑设计理念与传统的设计方法相结合，设计并建造出更多的绿色超高层建筑，为实现当前社会的可持续性发展做出自己的一份贡献。

[1] 宋哗皓.中国本土绿色建筑设计发展之辨[A].2014首届全国绿色建材与德国被动房技术交流大会暨展示会[C].2014.

[2] 万紫霞.浅谈绿色建筑设计在高层民用建筑设计的应用[J].商品与质量,2016,1(18):164.

[3] 魏 唯.探究绿色建筑融入城市发展建设[J].中国房地产业,2016(13):79-80.

[4] 梁晓君.展览建筑的绿色设计维度研究——基于总体布局、空间塑造、技术集成三个层面[D].南京：南京工业大学,2015.

The super high-rise building design based on the green building concept

Wang Li1Yan Shuting2

(1.ChinaMachineryInternationalEngineeringDesignandResearchInstituteLimitedLiabilityCompany,Changsha410007,China; 2.CentralSouthUniversity,Changsha410075,China)

This paper introduced the research status of green building at home and abroad, and based on the design concept of green building, from the bionic form, building foundation, building self shading and other aspects, elaborated the optimization strategy of green building design in super high-rise building design, to reduce the building energy consumption, protected the city environment.

green building, super high-rise building, bionic form, light

1009-6825(2017)10-0022-02

2017-01-10

王 力(1987- )，男，硕士，助理工程师

TU972

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