文/ 赵子瑄 河北保定一中 河北保定 071000

1、引言

高层建筑是现代城市规划发展中建筑体的一种重要形式，有实现提高土地利用、减少土地占用的特点。但是在高层建筑中存在着两个方面的困难，第一是高层建筑结构的复杂性导致建设难度较大，第二是在一定程度上能耗相对较高，对高层建筑的建设是不利的。在可持续发展理念的指引下，高层建筑设计将面向绿色生态环保的理念，同时尽可能地综合考量建筑形体及其与外部环境的适配，用于指导绿色节能的居住环境的建设，从而实现能源的有效利用，实现高层建筑的进一步发展。本文将在考察高层建筑设计的发展趋势的基础上，重点考察建筑设计中的外形因素和生态因素，对高层建筑设计的人居理念和生态理念进行深入的探讨。

2、高层建筑设计现状与趋势

本文主要研究对象为商用或住宅用途的高层建筑。

高层建设规划的未来发展趋势体现在，注重建筑生态低碳和环保研究，并对建筑形体设计和周围环境进行选择，通过对地理条件、周边空气质量、交通组织、环境绿化、项目选择、以及噪音等情况进行综合分析，最后确定最优化选择得到的相应的地点，进行城市高层建筑工程建设，从而提升人居环境质量。在高层小区建设中要将节能特性融合进建筑设计，统筹考虑建筑通风、朝向和景观绿化等，采取相应的节能措施包括高效利用太阳能等自然资源，形成建筑的系统节能体系，达到环境的可持续发展的目标，最终逐步提高人居生活水平。建筑容积率的适当调整，建筑物外立面面积的有效设计，有利于实现绿色发展。通常从几个方面考虑：（1）减少建筑面宽，实现四季的舒适感，从而提高高层的适宜性；（2）通风口的设置，应用在在高层建筑形体处理中，可以实现气流的加强流动。将高层设计方案应用到实际工程建设，需要分析处理很多细节，人居协调的要求和环境才能满足和实现，从而有效发展城市中的高层建筑[1]。

3、形体与选址因素

3.1 形体设计

建筑形体是建筑艺术的重要表现载体，用于区别其他建筑的主要形式。同时，建筑形体要解决：（1）高层建筑适应自然环境，（2）高层建筑适应原位局部盛行风（风速、风向阻力、风压和承压），（3）高层建筑适应历史人文环境，从而达到与自然和谐相处且融入当地人文的目的[2][5]。

3.1.1 形体适应风场

为了削弱潜在强大风力对高层建筑形体的结构荷载，同时优化自然通风条件，进一步改善室内布局，并最大限度地减少能源低效消耗和材料任意使用带来的浪费，需要进行形体收分。风洞实验及计算机模拟，可以用来支撑实现高层建筑形体设计以适应不同条件的风场。一般来说，上收的流线型颈椎型，是这类高层建筑的常见形式。在建筑不同高度，设计局部开槽，角部由转角曲面表达，能减少环境中产生自超高层建筑的紊流，帮助共同营造适室外空间。当然，风压对玻璃幕墙的威胁，也因为该处理而大大减少，能够使得高层建筑的安全系数得到提升。

3.1.2 形体内部开口

空间组织和自然通风的有效改善，则通过中庭或边庭分段设置。有以下几个方面的好处：（1）降低使用者对建筑的感受高度，人们对高层建筑的巨大高度和空旷产生的心理压迫能够得到环节；（2）提供宜人的中庭边庭空间用于休息交流，提高建筑内部空间的利用；（3）降低高层建筑的无效能耗。

3.1.3 形体转角扭转

较好的日照条件和自然通风，能够通过高层建筑转角的设计，使建筑各个方向都能实现。以上海中心大厦为例，多次风洞实验及计算机参数模拟结果得出，最佳扭转角度为120°。具体体现为该扭转角度可以减少风阻影响，主要范围为其与周边三栋高层建筑的领域内。同时能够优化领域微小气候，降低高层建筑上部结构所受外部风力荷载，达到稳定高层建筑整体结构的目的。

3.2 选址规划

3.2.1 选址的主要条件

周围环境条件，对高层建筑为中心的生活舒适度有着决定性的作用。对于绿色建筑设计，在选址方面主要注重人文环境条件、地质和气象等。作为高层建筑选址标准，宜人的自然环境和稳定的地质条件应必不可少。

3.2.2 周围和楼身绿色景观

建筑设计中的绿色景观，不仅可以改善高层建筑物的视觉外形，还可以调节小区周围气温和水分，改善局部空气质量。绿色景观设计，可以是在高层建筑的阳台、楼身部分区域、高层建筑楼顶和整个建筑群构造绿色植物景观。这些绿色植物可以进行光合作用释放氧气，吸收太阳辐射热量降低区域温度，充分发挥植物的绿色环保功能。为了起到阴凉作用，除去高层建筑本身，建筑周围、停车场以及小道附近都可栽种合适数量的乔木。为遵循当地环境生长规律，绿化植物尽可量选择本土，保证较高的绿化覆盖率。

4、高层建筑设计中的生态因素

4.1 建筑生态理念

随着经济发展，人们的生活改善，对建筑环境的要求也越来越高。在进行高层建筑设计时，要秉承以人为本的设计理念，紧紧围绕人的主体地位，充分考虑人对建筑使用性能的需求[3]。同时关注环境效益与经济效益这两方面要素，考虑当地水文条件和地质条件等关键要素，遵循因地制宜的原则，完成建筑设计内容，确保建筑设计能融入周围环境[4]。利用新型材料和现代化科技，合理利用各类资源，达成降低成本的目的。进行建筑设计时，运用经济适用理念，有利于减少能耗。具体体现为让太阳能、风能和地热能等可再生能源合理加入到建筑设计考虑中去。

4.2 生态建筑设计方式

高层建筑设计时需要确保建筑向阳的同时，充分利用节能技术。需要参考户型格局不同、建筑高低差异以及日照方向和强度状态，控制建筑间距保持合理，保证各个房间良好的光照通透性，人们的日常生活采光需求才能得到满足。

高层建筑设计可以通过使用节能窗户来践行生态环保理念。由于随着建筑高度的升高，气压和风力也逐渐变大，因此较强的防风和抗压效果，是高层住宅建筑的窗户所需的。为了满足通风换气的要求，需要根据不同的朝向调整窗门的设计比例。此外，较好的密封性，还需要使用建筑节能材料来保证，有利于改善房屋的隔热性能，有利于降低能源的消耗。

高层建筑设计中，不同于传统的砖结构，建筑外墙作为围护结构的重要组成部分，多采用填充材料，而非砖结构所采用的是剪力墙结构和混凝土结构。在生态设计思想指导下，高层建筑外墙结构尽量选择相对轻质材料，易于维护和替换。但是对于保温材料作为高层建筑的围墙外侧材料时，尽量不选择较轻的。主要考虑到高层建筑使用寿命较长，较轻的保温材料则会显著降低建筑墙体的抗震能力。此外，若是进行幅度力度较大的装修，甚至可能引起墙体出现裂缝等现象。因此，需要结合每个建筑工程的具体情况，对高层建筑的结构与材料进行合理的建筑设计，同时材料方面也需要采用合适的保温材料[6]。

结论：

本文重点针对高层建筑的设计部分进行探讨，考察了当代高层建筑设计的发展趋势，重点考察了与之相关的外形因素和生态因素两个方面，对高层建筑设计的人居生态理念与可持续发展理念进行了深入理解，因此，充分顾及外形与生态因素的高层建筑设计是为构建未来城市规划的建筑建设的重要基础。