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【摘要】

通過工程實踐武漢新能源辦公樓加以剖析、延伸，從高層建筑生態技術的研究提出了若干相應的設計策略，力求實現生態技術與建筑外在形式的有機結合。

【關鍵詞】

可持續發展；高層建筑生態建筑

近年來，國外應用各種新技術、新材料建造了一大批優秀的生態建筑，國內也在設計建設一批示范性的節能建筑、綠色建筑和氣候建筑（它們也被統稱為生態建筑）。本文研究緣起于2010年武漢新能源研究院辦公樓設計，武漢新能源研究院由武漢市人民政府與華中科技大學組建成立于2009年，其主體建筑將作為武漢新能源研究院的辦公場所和新能源產業的研發實驗基地，是集科學研究、研發實驗、綜合服務以及新能源技術與產品應用展示等多功能為一體的綜合性建筑物。武漢新能源項目占地面積約9萬平方米，整個辦公樓高95米，地上17層，總建筑面積約75000平方米。在武漢新能源研究院建筑設計方案中，作為主創建筑師與荷蘭荷隆美集團組成聯合體，與五家境外知名建筑設計公司競標成功中標。在整個設計過程中深切體會到了生態技術策略在當代高層建筑設計的實踐性，根據設計經歷和近期對文獻閱讀的結果，本文致力于從技術問題入手對高層生態建筑的設計策略進行探討。

1高層建筑生態設計的意義

隨著環境的惡化和不可再生能源的短缺，生態建筑設計理念逐漸成為主流，生態技術策略的引入將對高層建筑設計產生深刻的影響。建筑師的目光從各種風格流派的表達當中更多轉移到生態策略的設計上，建立有一套行之有效的生態技術策略，為設計者提供高效、便捷的設計方法，使我們的建筑成為真正意義上的生態建筑。使建筑設計與生態技術有機結合，將生態技術融入到建筑設計中，形成新的建筑美學。

2生態技術與策略

2.1太陽能、風能和地源熱泵的利用太陽能利用主要包括兩大類型，一是被動式太陽能利用，即在建筑中不使用特殊的動力設備，而是利用太陽的光和熱、風等因素調節室內的環境。二是主動式太陽能利用，從中又分為太陽熱能應用系統和太陽能光電系統。武漢新能源辦公樓以地面以下穩定的土壤地熱為能源，以地源熱泵作為空調系統的冷熱源機組，能夠循環使用。冬季熱泵系統以大地中的熱量為熱源，對建筑供熱，并使大地的溫度降低，蓄存冷量；夏季熱泵機組把建筑物中的熱量傳輸給大地，對建筑物降溫，同時在大地中蓄存熱量以供冬季使用。在地源熱泵系統中大地起到了蓄能器的作用，利用深層土壤的恒定溫度作為冷熱源，大大降低了空調系統的全年能耗。在武漢地區土壤源熱泵系統應用時，測試得出比常規的空調節能37%，節省運行成本30.2%。

2.2屋頂綠化屋頂綠化能夠與地面綠化和墻體綠化一樣調節微氣候，當太陽照射到屋頂時，由于覆蓋植被的存在，建筑物得熱大大減少。武漢新能源辦公樓實驗室裙房屋頂采用屋頂綠化技術，不僅極大地提高了屋頂的保溫性能，而且節約了空調用電量，同時又是員工工作之余親近自然的場所。同時屋頂綠化對防水和荷載的要求比普通屋面高，需要在設計中作特別的處理。

2.3自然通風及采光自然通風較之于其它相對昂貴、復雜的生態技術，是一項比較成熟而廉價、樸樹的技術措施，在武漢新能源辦公樓的設計中，通過合理的建筑設計、自然通風在不消耗不可再生能源的情況下降低室內溫度、帶走潮濕砌體，達到人體熱舒適度，并提供新鮮、清潔的自然空氣。縮短全年空調系統的運行時間，節省能耗21%。合理的自然光利用方法是建筑無光環境和熱環境整體質量的主要內容，爭取區分天然采光建筑的技術，并在設計時綜合考慮，以創造一個統一、完整的天然采光系統，武漢新能源辦公樓內部空間設置中庭，自然采光可以從中庭頂部的天窗直接照射到室內，中庭側壁形成漫射光，使得整個中庭猶如一個明亮的光庭，光庭周邊的走廊和各使用空間的照度大大提高。

2.4外圍護材料選擇通常外圍護結構的節能控制都是通過增加圍護結構材料的熱阻、降低傳熱系數來改善其熱工性能。，高層建筑往往采用大面積的玻璃幕墻，熱損失是個較為突出的問題。為了充足的采光需求和良好的景觀視野，形成良好的外立面形式，在高層建筑中，外窗和幕墻占房間總耗熱的30%左右。武漢新能源辦公樓外立面主要由玻璃和鋁板幕墻構成，辦公樓層的外立面設計采用用高絕緣隔熱玻璃面板，立面在人的視線高度使用一塊高能透明陽光反射玻璃，辦公人員可以打開高透明的陽光反射玻璃來獲得自然通風，減少能耗增加空間的舒適度。

2.5遮陽系統遮陽系統包括兩種類型外遮陽和內遮陽。對于外遮陽來說，百葉在窗戶外側，把主要的太陽輻射熱被擋在了室外；而對于內遮陽來說，雖然可以起到這樣的效果，然而大部分的太陽輻射熱已經進入室內，所以，在隔熱性能方面，常采用外遮陽的立面形式具有優勢。武漢新能源辦公樓實驗室裙房的外立面采用了統一模數的外立面金屬這樣系統，在與內層門窗對應的位置，遮陽構件雖然阻擋了太陽直射光的照射，降低了由于輻射而造成的建筑熱量的吸收，然而遮陽構件對太陽光線的反射作用產生的漫射光對建筑來說卻是有利的，為了在遮陽和日光控制之間取得平衡，設計出一種獨特的遮陽形式，體現了一種不斷進化的形體美。

3結語

生態技術策略包括太陽能風能、屋頂綠化、地源熱泵、自然采光通風、等技術策略，應用于高層建筑設計之中、通過改善窗戶及玻璃幕墻熱工性能、選擇有效的遮陽系統等策略來實現生態化。武漢新能源項目在立足于生態設計的新能源利用，融合先進的生態建筑技術，并通過空間與形象的表達，賦予建筑物豐富的生態信息，項目目前已完成施工，項目定位于其主體建筑獲得中國綠色建筑評估體系《綠色建筑評價標準》（GB/T50378-2006）三星獎。

參考文獻

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[2]弗拉格（德）等編，李保峰譯，托馬斯•赫爾佐格：建筑＋技術[M]，北京，中國建筑工業出版社，2003

[3]瓦爾特•科爾布，塔希洛•施瓦茨.屋頂綠化[M].沈陽：遼寧科學技術出版社，2002，6

作者：王天暉 單位：華東建筑設計研究院有限公司