可持续性设计与高层建筑设计的相关问题探讨

摘要:本文主要讲述了可持续性设计方式在将来高层建筑实现的可能性,具体研究了几个具有不同特征的建筑设计方案,对可持续性的高楼设计理念进行了论述与实现这个概念的基本原则。
　　关键词:高层建筑,可持续性,设计原则
　　全球气候变化问题以及对可持续性发展的需求越来越为人们所重视,2010年被认为是人们最终开始认真看待可持续性问题的一个标志年份,人们已经逐渐认识到人类的建筑活动及与其有关的环境改造等是气候改变的重大因素之一。据估计,在各种建筑物的创建,运行及维护过程之中,能源消耗大约占全球的50%,而排放的温室气体也超过了全球的50%。
　　而在国际社会,人们在现在和未来城市中心地带高层建筑的可持续性问题的认识上也逐渐呈现出分化状态,一种观念认为:通过高人口密度结合高楼经济,使得高层建筑在解决可持续性问题上具有天然的优势;另一种观念则认为:高层建筑的高能源消耗以及对市区的影响使高层建筑天生就是与环境不相容的。但很多高层建筑的开发者和专业人士并没能就上述争论给
　　出明确的答案。国际上大部分的高层商业大厦都是遵循一个标准模型建立起来的———直线型的空调盒子。这种非定域化模型的可移植性使其在全世界被广泛的采用,但其对周围环境的影响及与当地的协调性问题被忽视了。人们不安地看到世界各地城市中心到处都耸立着由一个模子出来的单调的高楼大厦,无论是对当地还是对全球而言,它们都产生负面的影响。也许第一个体现可持续性思想的高楼是FrankLloydWright在20世纪50年代中期的一个作品,具有讽刺意味的是他本人是一个坚定的市区中心高楼反对派。LloydWright认为高楼大厦根本就不属于城市中心,而更适合位于城郊地带。虽然这种观念和现代高密度高集成的可持续性城市模型背道而驰,但其初衷却是和环境密切相关的——将人口集中在高密度,占地较少的城郊高楼,以减少郊区的扩展和绿地的损失。在那个年代,LloydWright的观念显得太过于激进,以至于他实际上只按照他的观念建造了一座高楼:1953年美国俄克拉荷马的Price大楼。这座大楼有几个后来被归结为是可持续性的特征:
　　1)大楼摒弃了当时比较流行的玻璃幕墙设计,采用了不透明的外立墙,再点缀以各种窗户。减少了采光量,有效的将大楼和外面极端的气候隔绝开来。
　　2)大楼安装了外部的百叶窗来控制采光和照明。
　　3)通过将办公和居住空间安排进同一个大楼,完全体现了混合使用功能和社会可持续性这两个概念。在追求与环境相容的高楼上也许是最为活跃的建筑设计师KenYeang——他也是生物气候大厦概念的提出人,以一种完全不同的方式来实现这一设计理念。不同于Dayabumi大厦和其他的那样通过植入源自于从当地文化的建筑装饰来给大厦以当地的文化属性,超越了文化的范畴,在历史的层面上来着重考虑对当地文化有深远影响的气候因素。作为最风土化的因素,气候提供给设计师一个最合理的切入点来着力表现他的作品与当地的关系,因为气候是当地居民生活方式和生态地形的决定性因素。通过精心地设计和安排大厦的结构和朝向来控制采光和促进自然通风,同时引入景观美化设计,空中花园,水循环和废物再生利用系统等等,大厦虽然少有历史文化的内涵,但在与当地特点的相容性方面却比Dayabumi之类的大厦做得有过之而无不及。尽管Yeang遵循上述思想做出了一系列成功的设计,但最能体现其设计思想精髓的却是一个没能实施的设计方案:1994年的Tokyo-Nara大厦方案。在这个方案中通过构形变化,连绵不断的景观设施以及植入相关技术的动态结合将环保大厦的理念发挥
　　到了极致。通过高效的利用能源,各种通风措施以及其他配套服务系统,环保技术的作用在追求可持续性方面变得越来越显著。这些技术设备本身已经演变成为建筑美学的一部分,最佳的例子就是Atkins的巴林世界贸易中心大厦,它上面安装的巨大的涡轮风扇叶片成为建筑外观上最具统治力的要素。虽然很多环保技术还处于试验阶段,而诸如巴林世界贸易中心大厦这类工程也被人所称颂,但并不是所有的环保大厦都能表现出同样的整体性。让人担心的是很多环保技术在高层建筑中的采用只是停留在应用层面——太阳能电池板,水循环系统,地源加热系统,这些被加到标准的玻璃化的空调盒子模型之中,但在设计中很少有其他的环保考虑。因此,尽管采用这些环保技术,但这类建筑和传统的国际化大厦并没有太大的区别,即使是那些在设计层面上考虑到了可持续性原则和技术的工程。在这里必须指出的是真正的可持续性的概念实际上为我们提供了一个机会来创立一种新的更能反映我们这个时代的高层建筑美学。最近已经有一些高层设计方案体现了这种美学观念,超越传统的全玻璃,高科技的美学。另外一些人则注意到有必要减少高层建筑的透明度——不同于全玻璃化的建筑美学。这方面的代表人物是英国的KenShuttleworth,由他设计的一系列创新性的高层建筑方案对传统的全玻璃美学形成了强烈的冲击。自然的,减少外墙透明度,降低大厦的通光量必然导致对内部人工照明需求的增加,这在能源消耗和人居心理方面都产生负面的影响,但大厦中过多而耀眼的阳光也是人们不期望的——这两者之间必须找到一个平衡点。也有很多方案采用混合的方法来实现环保大厦的理念——以一种较为精巧的美学方式将环保技术植入大厦中。这方面的最佳例子是Oppenheim设计师2007年在迈阿密的COR大厦。这个方案在外墙设计上看起来是把握住了透明和不透明之间的平衡点,而环保技术(以涡轮风扇的形式)则与大厦外观融为一体,但不像巴林世界贸易中心大厦那样显眼。
　　结论:
　　可持续性的高层建筑的设计原则。新的高层建筑应具有以下特征:
　　1)外形结构应该是灵活的而不是简单的标准化的四方形盒子;
　　2)高层建筑应该在结构和环境上与当地的特点相容;
　　3)高层建筑应该针对我们现今所面临的环境上的挑战而进行优化设计。
　　设计原则如下:
　　随高度变化
　　高层建筑不能简单地只是把楼层布置规划好,然后沿垂直方向层叠耸立起来就了事,而应该在结构和表面材质上随高度而有所变化。这种变化可以是内部建筑方案上的要求,也可以是因应当地环境特征上的要求。高层建筑通常在城市中具有较为广阔的视野,因此对城市的不同区域进行视觉上的考察可以帮助你了解在结构和外饰设计中应该有一个什么样的变化。
　　新的设计规划
　　传统的设计规划应该因应城市可持续性发展而改变,这种改变应该发生在两个层面上:a.高层建筑传统的功能类型。b.单个建筑中所植入的功能数目。高层建筑的多功能性应该包括除通常的办公,居住,酒店,小型零售及休闲功能外的其他功能。
　　公共空间
　　应该在高楼中引入更多公共的,休闲的空间场所,而不是着力在楼层空间的每个平米中都追求最大的回报。这样一来的设计已经被证明可以改善内部的环境素质,提升工作人员的效率及居民的满意度等等。
　　外墙透光度的控制
　　高层建筑不能简单地设计成全玻璃的透明盒子。在讲求视野和自然光照的同时也应减少过分的采光。适当的外墙不透明度可以使我们更容易将内部与外界温度和气候变化隔绝开来。
　　植被的引入
　　无论是内部还是外部,植被都应该是高层建筑一个重要的建筑元素。