城市高层建筑优化与风能的融合研究

城市高层建筑优化与风能的融合研究

论文栏目:高层建筑论文

1城市高层建筑细部造型的优化设计
城市规划与开发的过程中科学、合理的开发模式、建设模式是整个城市规划设计的第一步，是城市规划与发展的重要理论基础。高层建筑顶部造型设计关系着整个城市的外在形象，高层建筑细部的优化设计是整体形象下对城市内涵的具体阐释。高层建筑细部设计与整体规划布局相结合能够给予城市一种崭新的时代感，映现出整个城市对社会文化的一种内在追求。高层建筑的细部设计相对于建筑整体造型来说，在一定程度上具有独立性、完整性以及个性。高层建筑的整体造型取得的效果是细部对整体形式所做贡献的集合体，消除了建筑形式的单调和乏味。建筑的整体风格是地方性因素结合城市特殊的地理环境产生的建筑细部形式设计。高层建筑顶部造型设计是城市高层建筑体系竖向体量在空中为整个城市营造的终端形象，进行优化设计的过程中，顶部造型不但要考虑其本身形象，考虑顶部设计造型对整个城市景观的影响，而且要考虑主要顶部造型的功能设计。顶部造型自身形象设计与功能设计是整个城市景观与文化特色的重要体现，其可以作为城市建筑的标志、象征，为城市引入醒目的天际轮廓线，对整体形象起着关键作用。现阶段，我国城市的高层建筑立面造型与顶部造型的优化设计已逐步过渡于对整体造型的优化和设计，高层建筑体系顶部造型的优化设计与城市文化与内在气质相融合，顶部造型是城市景观变化和处理的重点之一，在实践中没有充分发挥其重要的功能，需要结合城市环境形态对天际轮廓线的衬托效果进行综合设计引导。在注重高层建筑建设与城市环境风格的融合中，强调顶部造型设计与城市自身地质环境相适应，将可能突发灾害发生后可能承受的荷载以及其他外界因素进行综合考虑，为城市整体景观与建筑功能布局提供好的发展方向。科学合理的细部造型是城市景观与城市空间形态的重要部分，其功能能够有力的宣传城市自身固有的相关特色，是对城市自身的一个重要宣传，能够作为城市高层建筑与城市景观的重要标志与象征，为整个城市提供醒目的天际轮廓线，对城市的整体形象与造型起着关键作用。
2城市高层建筑风能利用研究
2．1城市高层建筑风能利用设计
高层建筑风能利用是现代建筑与能源利用的有效融合，已然成为现代城市综合规划设计的必然趋势。融合过程涉及到多方面的综合技术要素，涵盖建筑物的负载计算、用电量进行估算，进风能收集系统的安装容量等。城市超高层建筑风能设计过程中需要综合建筑物当地的地质环境条件、水文地质条件、气象气候条件，结合超高层建筑外观要求及建筑节能方案的特征，确定风能利用的相关软硬件的安装条件、环境、方位的设置和仪器的型号以及外观的设计，同时保证风能利用系统的转换效率、相关组件的选择和仪器数量的设计、相邻间距的设计、方位的设计、相关组件之间的连接方式设计以及采集器安装节点的设计等。安装和维护强调确保现场安装部位的承受的载荷满足规范要求，综合考虑特殊情况下能够正常使用，保证相关组件的顺利安装，消除一切对建筑形成不利影响，建立设备运行检测、评估与反馈信息系统，对设备的运行情况进行动态监控。风能容易收集的部位与室内通风性能较好的区域需要综合考虑室内的通风需求以及建筑承受能力的影响。城市高层建筑风能利用设计应综合考虑到风能利用系统相关构件的几何形态与建筑表皮设计之间的系统关系，相关构件的几何形态应该与建筑物的整体形象和其功能的需求相结合，把握相关构件与建筑整体比例以及尺度的协调性，进而能够满足协调统一，完成城市高层建筑风能利用设计。
2．2城市高层建筑与风能利用相融合的发展方向
城市建筑物表皮的材料不断创新是建筑节能设计的最有效、最直接的方式。高层建筑的表皮是风能容易收集的关键部位。风能利用与建筑表皮融合的材料创新涵盖双层建筑外表皮的围护结构层、室内通风、采光及城市环境绿化技术。双层建筑外表皮的围护结构层主要通过相应的调整使得最外层能够保证建筑室内的空间获得正常的通风以及采光条件，进而提高室内居住的舒适度，此时也能降低建筑物能源消耗，同时也不同程度上化解了自然采光与风能利用之间的矛盾。虽然建筑表皮双层结构具有较好的效果，但是从其建筑用材上来看不十分环保，性价比较低。风能发电设备的不断创新为风能与建筑表皮结合和应用提供了有利条件，可以选择在屋顶、建筑外墙等位置进行两者的结合。建筑的屋顶可以将其作为一个安装平台，在上面安装必要的设施以保证风能利用设备具备有力的支撑。建筑外墙具有得天独厚的优势，其结构形式和承载能力，在设备支撑方面无疑是最合适的位置，但是，在外墙上安装技术要求相对较高，要保证设备的正常使用，同时也要确保人们在安全方面不受其影响。室内通风及采光的利用是通过建筑物内外相互连通，保证室内的自然通风，同时综合考虑室内太阳照射程度，为环境建设与资源节约提供重要平台。城市环境绿化技术综合考虑到城市的环境绿化，引入绿化植物、人文生态等因素。利用植物蒸发，降低建筑的外层温度，达到降低能耗的良好效果。向着低碳经济的方向发展，建筑表皮与风能利用的融合也体现了人类与大自然的和谐共处的需求，绿色环保的节能设计将是建筑行业未来发展的主要趋势。
3总结与建议
城市高层建筑的聚集和分散是城市空间形态中较为主动的力量，引导着城市三维形态特征的演变。高层建筑形体的优化设计要担负其整个城市建筑的功能布局、配套设施、城市交通以及积极的空间形态的有效控制和引导。城市高层建筑的规划布局与配套实施的科学搭配，注重高层建筑顶部造型的规划设计，控制高层建筑的细部设计与规划。高层建筑与风能二者融合有效的实现了城市外在形象的展示与资源的实践共享，全面的推动了城市的综合发展。