[摘要]本文根据夏热冬暖地区的气候特点，主要从自然通风和隔热降温的层面上进行了分析，探讨了建筑的平面、剖面及中庭顶部的天窗和侧面玻璃幕墙的构造遮阳等方面的设计策略。以期使中庭在丰富空间的同时，最大限度地满足降低能耗的需求，更好地营造符合人体舒适性的热环境，并为建筑设计人员进行中庭的生态设计时提供了策略性指导。
[关键词]夏热冬暖地区；中庭生态设计；自然通风；隔热降温
中庭空间在英国皇家地理协会的释义是：在建筑物之内或者之间的有顶的庭院，通常有几个层次，以用作到达与流通的集中点；理查•萨克森把中庭定义为：一个宏伟的入口空间、中心庭院及有顶盖的半公共空间。现代的中庭空间出现，以其独特的形式逐渐引起了人们的思考。中庭空间作为一个虚空间，它有着室内室外的特征，使人免受风吹雨淋，也能感受到大自然的美妙。实际中，建筑中庭空间室内微气候舒适度并不理想，夏季炎热难耐，冬季寒冷，常带来巨大的能耗，使用效果并不令人满意。更多注重中庭空间形式美学、奢华的中庭顶棚设计或大量玻璃幕墙的使用，忽视了周围原有的资源环境。因此在设计过程中，根据基地的气候因素主导作用。通过正确的布局、形态的合理运用和围护结构的适当选取等方面的配合，可以使得中庭空间成为建筑物或者建筑群体之间一个正常的呼吸系统。促进该空间微气候舒适性对城市空间品质的提升。
一、夏热冬暖地区中庭设计存在的问题及现象
夏热冬暖地区特点：以热带季风性气候和亚热带季风性气候为主，夏季炎热高温、风速小、湿度大、冬季时间短，在深圳、海南等地几乎是没有冬季的。中庭是建筑室内外空间的自然气候交换场所，对于建筑的整体节能、气候控制和环境净化等方面能起到了积极的作用。中庭设计存在大量相互矛盾的要素，如中庭的温室效应和烟囱效应就是一把双刃剑：温室效应在冬天能使采光中庭利用太阳光取暖，在夏天却导致中庭室内过热，烟囱效应在冬天时却引入大量寒风。因此，在中庭建筑设计上要针对夏热冬暖地区气候特点，即夏季时间偏长、冬季时间短特点来设计，主要需要注重夏季的隔热和通风策略。
二、针对夏热冬暖地区中庭问题提出相关的策略
夏热冬暖地区地中庭设计主要矛盾是建筑的自然通风和隔热降温。本文主要从这两方面入手，探讨了自然通风方式中的平面和剖面不同部位所对应的策略及隔热降温中的顶部天窗和侧面玻璃幕墙构造的遮阳方式。
1.夏热冬暖地区中庭的通风策略
（1）平面上导风引风设计，以南京某办公楼平面图为例，根据南京当地风向特点，在东南向双层幕墙的两侧结合主导风向，分别设计了导风墙和引风墙。在夏季和过渡季节，最大限度地将自然风引入到中庭。经模拟分析，导风板较好地将室外风引入到室内。结合夏热冬暖地区风向特点，也可以根据实际需要在平面上设计导风墙和引风墙。当中庭进风口不能正对夏季主导风的时候，可以利用街区内构筑物或景观植物形成夹道。局部改变气流方向，或根据需要改变气流流动路径，引风入室。西城都荟朝向珠江成凹入式的平面，广场通风处较好。（2）剖面上主要从中庭的顶部设计、中和面设计、底部设计这三方面入手来分析。中庭顶部设计：在有多个中庭的复合平面中，有主次中庭，可以将中庭顶部设计成不同梯度，使一端高于另一端，便于引导气流，带动通风。或者形成不同形态的中庭结构，中庭空间的加法与减法的不同配合。如德国法兰克福的MYZEIl购物中心（图1），中庭顶部向内形成倒锥形的结构，阳光倾泻，也改善了风的流向。入口底部内凹或设置长条形雨棚导风，如赫尔辛基现代艺术博物馆（图1）。另外，结合夏热冬暖地区设计，如深圳职业技术大学科技楼（图1），在中庭侧面不同的位置“挖”出孔洞，让中庭直通室外环境，引入自然光线。并让多个交错的空中平台横跨连续中庭其间，在中庭最高处设太阳能风塔。风塔的侧壁是开放的百叶，中庭、花园洞口、风塔三者构成一个连续、多通道的“疏松”结构。因此，结合夏热冬暖地区的炎热的气候，一些导风墙体可设置镂空图案模式。中庭顶部屋顶加高，形成风帽子，如中庭顶部设计成坡状，使一端高于另一端，便于引导气流，同时使入风口与出风口产生一定的高差便于制造气压差，带动通风。中和面设计：由于中庭内部空气压强上大下小，即顶部大于室外，底部小于室外。因此，在中庭垂直方向上存在这么一点，此处室内外压力相同，利用烟囱效应只能对中和面以下的部分房间实现自然通风。为此，应采取措施既要利用中庭的烟囱效应，又要避免中和面效应的发生。可以采用抬高通风口高度和扩大通风口面积，也可以采用局部区域设置独立风道的方式，与中庭共同形成混合自然通风系统。底部设计：底部经常会成为中庭的进风口之一。底部的构造设计归纳起来，大概有两种常见的方式：①底层架空通风、冷巷通风廊设置等，使得中庭底部与外界相临，甚至直接连通。架空处理除了能加强中庭的通风散热之外，也能让中庭直接得益于周围良好的环境影响，如深圳建科院办公楼底部架空处理。②与地下室相结合，利用地冷或者地热来冷却或者加热空气，如广州移动通信枢纽楼结合地下水作为冷源。经过遇冷后的空气再进入中庭空间，能更好地促进自然通风。
2.夏热冬暖地区中庭的隔热降温策略
（1）中庭顶部天窗隔热降温策略①顶部玻璃的材料选择夏热冬暖地区中庭的玻璃材料主要应考虑玻璃的透射系数，所以，应选择中空玻璃，可选择吸热玻璃、热反射玻璃、吸热的Low－E玻璃等组成的中空玻璃。中空玻璃的遮蔽系数小、传热系数低，是夏热冬暖地区中庭玻璃材料的最佳选择。②中庭顶部遮阳方式主要是百叶遮阳、帘幕式遮阳、植物遮阳三种方式较为常用，如百叶遮阳。中庭的玻璃采光顶上安装百叶遮阳，百叶的方向可根据需要自由调节。如深圳的益田假日购物中心的中庭采光顶的上侧铝制百叶窗以及匈牙利budapest的westendcitycentre上部的织物遮阳及配合太阳能感光装置。另外，外界的资源条件也可以加以利用，建筑群体组合形态等会影响中庭热环境的舒适程度，从而影响中庭顶部和侧面玻璃幕墙的遮阳方式。如街区周围的不同高度建筑物或者植物可以形成阴影遮阳，中庭顶部遮阳可以局部利用街区里舒适的阴影区。而无阴影覆盖区域，则可以考虑中庭内部设置构筑物或者设置外遮阳构件，优化围护结构的设计。如波兰华沙购物中心ZloteTarasy的设计是让四周围绕阶梯，在中央广场上方设计一个波浪型的玻璃顶棚。另外，利用综合体的其他大楼形成的巨大阴影为其中间的玻璃中庭遮阴。若在玻璃中庭上空没有大楼的遮阴，则在室内建构筑物，形成阴影空间为其遮阳。波茨坦广场电影院利用建筑与建筑之间的外部空间结合中庭顶棚，形成了舒适的阴影空间。（2）中庭侧面玻璃幕墙隔热降温策略①侧面玻璃幕墙材料构造运用双层玻璃幕墙，玻璃之间预留的通风道可配置反射膜或百叶，外层玻璃吸热，吸收太阳辐射后温度升高，从而加热玻璃空腔里的空气；而里层为隔热玻璃，热量不易传进中庭，夏季双层玻璃幕墙强调幕墙的隔热降温性能。通过打开双层幕墙底层百叶和顶层百叶，关闭外层幕墙的进风百叶，可以加强双层幕墙中间的空气流动，降低内侧窗的表面温度，从而降低能耗。冬季双层玻璃幕墙强调幕墙的保温节能性能，通过关闭双层幕墙各个通风百叶，同时打开遮阳帘，使双层幕墙形成保温层，可以提高外围护的保温性能。②侧面玻璃幕墙遮阳方式主要是百叶遮阳、帘幕式遮阳、植物遮阳三种方式较为常用，如百叶遮阳。中庭侧窗及玻璃幕墙的百叶遮阳分为水平遮阳和垂直遮阳，水平式遮阳板适宜于遮挡窗户上方的直射光，所以在低纬度地区或夏季适用；而决定垂直遮阳效果的因素是太阳方位角，由于它能够有效地遮挡高度角很低的光线，因此适合用于东西方向中庭的玻璃幕墙。帘幕遮阳能够较好地减弱整个中庭的阳光直射，由于经济环保、调节方便等特点，被广泛用于大面积的玻璃幕墙的遮阳。植物遮阳对于中庭来说，是一种有效又经济美观的遮阳措施。可采取种树和棚架攀缘植物的方式，根据中庭的朝向选择和配置树种。
三、结语
针对夏热冬暖地区中庭的特点：（1）在自然通风策略上，从平面和剖面这两方面入手，分别探讨了平面的导风墙、引风墙以及剖面顶部、中和面和底部相对应的策略.如顶部的斜天窗及复合中庭中不同顶部高度设置方式以及运用混合自然通风系统缓解中和面的问题。（2）在隔热降温策略上，从中庭顶部玻璃材料的选择上多运用中空玻璃。遮阳方式上多运用百叶、帘幕、植物遮阳；而从中庭侧面的玻璃幕墙上，多运用双层玻璃幕墙及与顶部类似的遮阳方式。
参考文献
[1]朱琳.建筑中庭的被动式生态设计策略[D].城市：湖南大学，2008.
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作者：张嘉禄
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