高层建筑形态生态效益评价研究与策略

基本概念评价是对高层建筑自身能耗及与场地生态环境关系中具体的形态与生态价值研究对象的基本问题、概念、指标和效益，在全面的权重衡量的基础上做出的方向性判断，是后续深化、定量的校核调整、创新优化的基础。

基本概念评价通常依据综合性的专业基本知识和原理作出定性的判断，也包括一些主观直觉和经验，一般都难以提供精确的量化指标，但足以引导人们在设计初期便能对一些基本的高层形态要素操作和所带来的生态效益做出初步评价和推断。在形态设计初期确定形态方案的趋向，提升了设计效率。符合形态设计逻辑简单有效。以下将对高层建筑自身能耗及与场地生态环境关系两个方面中的常见基本概念评价加以举例。

1. 形态与自身建筑能耗方面

（1） 热冷辐射，如体形系数小，外墙面积比高，南北朝向等

体形系数越大，体形便越复杂，其围护结构散热面积就越大，建筑物围护结构传热耗热量就越大，热工性能便越差。在方案初期便可从建筑形态的复杂程度加以判断。那些表面折叠过多，形体过于舒展的形态方案，往往不利于保温；那些形态简洁，表面完整的方案则在保温方面占优。外墙面积比也是能够直观判断的另外一项热工指标。如果高层建筑外墙围护得较为密实，保温效果较好。朝向则与建筑的冷负荷有关，在我国，南北向的建筑的冷负荷要少于东西向，这也是建筑前期进行前期判断的简便手段。

（2） 自然采光：窗墙比高，构造透明度高，不同朝向的采光面比值等

显然，如果高层建筑立面上开窗较多，窗墙比较大，对自然采光有积极影响；立面上的构造透明度较高，也有利于自然采光；但由此带来的对热冷辐射的挑战也是毋庸置疑的，包括自然采光与抵御热辐射的遮阳也是一对矛盾。

（3） 自然通风：面宽大进深小，平面开放，高层梯度风等 (www.xing528.com)

大面宽小进深的建筑平面在适当的迎风角度下能够取得良好的通风效果；较高的平面开放度能够形成通透的风道，同样有利于组织自然通风；中空的形态有利于建筑内部的空气对流，为自然通风创造条件；相应在热冷辐射方面的不利影响也显而易见。

2. 形态与场地生态环境方面

（1） 周边风环境：形体圆润度，扭转度，迎风面宽度、高度等

按空气动力学原理，形体圆润度影响流变程度，是评判高层建筑形态对周边风环境影响的一个基本依据；形体适度的扭转能够引导气流螺旋上升，有利于化解上、向冲气流；如果高层建筑迎风有一定的凸度，也能够适当化解迎风旋涡气流；挖洞则可直观地理解为气流找到了通过的出口，也加强了风影区的的气流 运动。

（2） 周边日照环境：较小背阳面宽度，形体切角、倾斜等

可以从高层建筑平面的背阳面宽度直观判断高层对场地北侧的日照影响。一般而言，如果背阳面宽度较小，则北侧的常年阴影区较小，对场地的日照影响较小；另外，如果高层形体顺着阳光方向切角，能使阴影投射点较近，从而形成较小的常年阴影区；形体向阳光方向倾斜遵循着相同的原理，阴影投射点前移形成较小阴影，减小对北侧场地的日照影响。

通过以上列举基本概念判断，可以较为直接地对高层建筑形态的生态效益作出类似常识性评价，有利于对问题所在和下一步走向做出预测和定性；为下一步的深化研究提供了基础，并聚焦了后续计算机模拟评价与数学模型评价的研究 范围。