小议生态建筑的中庭设计范文

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从建筑学的角度来看，中庭空间努力强调一种开敞感受，中庭设计注重自然元素的引入和利用(诸如阳光、空气、水和植物等)，以及舒适的休息停留场所的营造。从生态建筑角度来看，中庭空间试图在建筑内部创造一种人工的生态环境，在提供与自然相似的环境，同时，又避免了自然环境的多变对建筑内部环境造成的不利影响，为室内环境的舒适、健康提供了一种设计手段。

中庭的形式

一般来说，中庭空间分为5种基本形式(图3):接触式(Attached)、核心式(Core)、镶入式(Integrated)、线型式(Linear)、包围式(Envelope)。但现实中的中庭或为其中之一，或为其变形，或几种基本形式的结合，往往不能轻易划分到某一类。本文只是针对这5种基本形式的中庭对于建筑内部环境的影响进行分析，而对于多种形式组合的中庭空间，可以认为是基本形式的综合作用。不同的中庭空间类型对建筑内部环境的影响是不同的，即使是同一种类型的中庭空间，由于位置的不同，朝向不同，时间段不同，其对建筑内部环境的影响作用也是完全不同的，表1中对5种基本的中庭空间对建筑内部环境的影响进行了分析。

不同自然环境下中庭形式的选择

在建筑设计中，中庭的形式不是随意决定的，它是与建筑外部环境相关联的。因为在不同的自然环境下，要根据不同中庭的特点，选择适应当地自然环境的中庭形式。在寒冷环境下，可以通过以下两个方面来提高中庭空间改善建筑内部环境的效果:1)尽量提高中庭的冬季温度。中庭空间温度的提高，可以增加其向建筑内部其他空间的传热量，从而改善整体建筑的热环境。中庭形式最好采用南向的接触式中庭(镶入式中庭)，保证中庭在冬季获得充足的太阳辐射，或是采用包围式中庭，相当于为原有的建筑界面增加了一个过渡空间，减少了建筑的热损失。也可以采用东西向的接触式中庭(镶入式中庭)或是南北向线型式中庭，但冬季其内部温度相对于以上两种形式要低一些，对内部环境的改善作用相对较小，一般来说只是起到了内外过渡空间的作用。由于核心式中庭和东西向线型式中庭在冬季不能获得充足的太阳辐射，温度相对较低，不建议采用。2)增加中庭空间与主体建筑接触面积。在相同温差下，接触面积的增加，同样可以提高中庭空间向建筑内部空间的传热量，充分利用中庭的温室效应。但前提是中庭空间温度高于建筑内部温度，一般来说，在寒冷环境下，只有南向中庭空间的温度高于建筑内部空间，而东西向，尤其是北向中庭内部温度一般低于建筑内部温度。对于相同面积的中庭，镶入式中庭的接触面积要大于接触式中庭，因而在寒冷环境下，最适宜的中庭就是南向的镶入式中庭。

在炎热的环境下，一般来说由于中庭的温室效应，任意地设置中庭会对建筑内部环境造成很大的不利影响，中庭在炎热环境下的作用只是改善内部采光和通风。需遵循以下几点:1)中庭避免获得过多的太阳辐射。中庭形式最好采用内核式中庭或是北向的接触式中庭，这两种中庭形式在夏季获得的太阳辐射最少，可以减弱中庭的温室效应，降低中庭的温度。而且对于内核式中庭面积不宜过大，同时增加中庭南北向面宽减少东西向面宽，防止获得过多的太阳辐射，但要保持开放，利用中庭的通风降温。2)利用中庭改善夏季通风。由于中庭空间的烟囱效应，可以利用中庭组织整个建筑的通风，防止室内热量聚集，改善建筑内部的热环境。核心式中庭对于组织建筑的通风最有利，位于建筑中部的中庭，可以作为整个建筑的排风口，相对于其他位置，位于中部可以减少气流阻力，更便于组织建筑内部气流。在炎热环境下，最适宜的中庭形式就是核心式中庭，获得的太阳辐射较少，同时有利于建筑的通风和采光。而对于在夏热冬冷这样的自然环境下设置中庭，要求中庭空间对炎热环境和寒冷环境都要具有一定的适应能力。对于炎热环境和寒冷环境下中庭的设计处理方法基本上是相反的，如果要在建筑中设置中庭，只能采取一种折中的方法。前文对中庭形式的讨论中可以看出，只有南向的接触式中庭较为适合夏热冬冷的环境，但是南向接触式中庭还是可能在夏季对建筑内部环境造成不利影响。必须采取“可控的”中庭技术对中庭进行调控，针对夏季和冬季采取不同的控制措施。例如由慕尼黑Kiessler+Partner事务所设计的德国盖尔森基兴日光能科技园(图4)，该建筑被誉为“欧洲最好的商务中心之一”。该建筑内部设置了一条300m长的“可控的”接触式中庭空间。为提高冬季中庭温度，该方案将采光玻璃倾斜布置，以扩大采光面积，同时使用了隔热性能良好的玻璃材料。在夏季，应将中庭进、出风口开启，遮阳帘幕放下，当地主导风西风经过建筑西侧人工湖面冷却后，从中庭底部进入，顶部排出，及时带走多余的热量，保证室内热环境的舒适。

结语

目前，越来越多的公共建筑采用了中庭空间的设计，但是以往关于中庭空间的研究大多局限于建筑的功能、体型和美观等建筑设计的范畴，而本文从生态建筑设计的角度，针对5种基本的中庭形式，探讨了不同气候条件下中庭空间的设计方法:在寒冷气候条件下，建筑宜采用南向嵌入式中庭，有利于改善整体建筑的冬季室内热环境;而在炎热气候条件下，宜采用核心式中庭，可以减少太阳辐射的获得，同时，有利于改善建筑内部通风和采光;而在夏热冬冷环境下，宜采用可控的南向接触式中庭，通过对中庭的控制来适应冬夏不同的室外环境。（本文作者：夏博单位：长安大学建筑学院）