关键词：建筑；中庭空间；通风设计
1.建筑中庭空间的概念
中庭是指建筑内部的庭院空间，其最大的特点是形成具有位于建筑内部的“室外空间”，是建筑设计中营造一种与外部空间既隔离又融合的特有形式，或者说是建筑内部环境分享外部自然环境的一种方式。中庭概念在全世界范围内已被越来越多的建筑设计师所接受并运用到各种形式的建筑中。酒店、商场、办公大楼随处可见中庭的踪影，它设置有方便的垂直交通设备而成为整幢建筑的交通枢纽空间，同时也作为人们憩息、交往、观赏、娱乐、餐饮等活动的中心场所。
对于建筑来说，中庭空间同时具有一种吸引力和一种辐射力，调节、缓解人的各种活动，供人际间交流，既是交通的枢纽，又是人们活动的中心，是多功能的综合体，所以必须重视其通风设计以满足人们活动的需要。
2.建筑中庭的自然通风和室内环境
中庭是高层建筑（群）内部空间环境中最生动、最活跃的因子，其在住宅、学校用、商场、办公室等建筑物里的性能应用。建筑外窗与外界直接接触，使得院内空气时刻受到外界空气扰动的影响，从而增强了中庭内的自然通风，有效地改善了住宅建筑中庭周围住户的生活环境。
2.1自然通风实现方法
自然通风最基本的动力是风压和热压。在具有良好的外部风环境地区，风压可作为实现自然通风的主要手段。自然通风的另一原理是利用建筑内部空气的热压差，即通常讲的“烟囱效应”来实现建筑的自然通风。风压通风与热压通风往往互为补充、密不可分。
对于中庭而言，开敞的建筑外窗以及顶部，可以充分利用风压而对建筑进行自然通风；其贯穿建筑的构造，可形成上下端温差，从而加速室内空气流动，达到真正意义上的“烟囱效应”。
2.2中庭的室内环境
中庭除改善建筑物的通风采光外，其特有的“烟囱效应”和“温室效应”可对建筑进行降温和采暖，提高了建筑的舒适性。烟囱效应是由于空间高度造成热压力差，从而形成中庭内气流的流动，故中庭内空气温度的垂直分布梯度较大。热量通常滞留在中庭顶部，底部温度相对较低。中庭建筑中心的空气流动是层流向紊流的过渡状态（低雷诺数），这是由于稳定的热分层衰减了垂直方向的湍流；而不稳定的热分层加强了紊流。中庭建筑很大，所以在许多区域，空气几乎是没有湍流影响的，甚至是停滞的。
自然通风能从3个方面改善建筑室内环境：①将室内的热空气排出室外，直接降低空气温度，称为降温通风；②有效改善空气的湿度，直接影响人体的蒸发换热和对流换热，称为热舒适通风；③排除室内的有害气体和尘埃，保证新鲜洁净的室内空气，称为健康通风。
3.建筑中庭的自然通风设计分析
从上述分析可知在建筑中，中庭空间的自然通风有着诸多的优点因而得到了较为广泛的应用，下面，本节就建筑中庭的通风设计展开探讨。
3.1不同地区自然通风策略
3.1.1寒冷地区
寒冷地区侧重于建筑室内的保温性和气密性，为了避免建筑出现大量失热现象，通常采用热空气上升或烟囱效应来进行热压通风。中庭由于空间规模较大，烟囱效应进行热压通风的效果更为明显，在中庭空间温差和压差加大的情况下，可促使空气频繁流动，以满足寒冷地区自然通风的要求。
3.1.2干热地区
干热地区由于室外气温过高，建筑通常采用厚实的墙体或小窗，使得室内外温差高达25℃，故干热地区的中庭自然通风设计也需减少通风量。对于干热地区来说，可通过增大中庭的高宽比设计这一措施来排除大部分太阳辐射，充分发挥烟囱效应的作用。另外，针对部分空气湿度小的地区，可在中庭内适当增加水体设计，以借助自然风力来达到蒸发制冷和增加湿度的目的。
3.1.3湿热地区
湿热地区的年平均温度一般在24-30℃，室内外温差较小，故该地区建筑的屋顶多为架空的干栏式，再配合进深较大的挑檐来起到通风、遮阳的作用。针对湿热地区的气候特征，中庭自然通风的生态设计主要以除湿为主，通过气流吹过人体而产生蒸发制冷的效果。
3.1.4温和地区
热压通风策略尤为适用于温和地区，该地区建筑中庭的高差较大，故中庭可充分利用自身的这一优势，再结合烟囱效应来实现自然通风，且形成的自然通风条件对环境造成的影响较小，可推广使用。
3.2中庭自然通风的控制与构造
3.2.1建筑体型设计
①开放型空间。在中庭内设置掏空空间，增加室外风流的过流面积和频率；②通透型空间。在建筑各个楼层的适当位置设置开窗，利于疏导室外风流，特别是在夏季的通风效果更好；③扭曲平面。在夏季，增加主导风向的外表面积。
3.2.2室外环境设计
①植被导风。结合主导风向的实际，对建筑有效空间内的灌木、乔木位置进行合理设计，将自然风力从建筑南侧引入；②合理利用构筑物。将挡风墙和导风板合理组合起来，并辅以绿化植被设计，来引导夏季风流进入建筑室内，避免冬季恶性风流。
3.3中庭的自然通风技术
对于中庭空间来说，自然通风技术主要体现在以下两个方面：
3.3.1通风控制系统。对于被动式生态建筑来说，利用一些控制系统对建筑需求进行调整，常见的控制系统包括建筑能源管理系统，该系统会利用感应器所提供的室外气温、风强度和二氧化碳等信息来改变风口闸门的开闭状态，以对中庭的通风条件进行控制；
3.3.2自然通风辅助构造。若室内外风压不足或热压效果不理想时，需要利用构造设计来取得良好的中庭通风效果，比如在利用“水平导风百叶”来引入新风；采用“多空隙维护结构”来增加开放式通风的效果；利用被动式太阳能通风烟囱等构件强化中庭的通风效果。
3.4中庭的季节性调控
每个地区存在明显的季节性差异，在不同的季节，建筑自然通风的控制方式、通风量等均会发生变化。比如针对温带气候区，其通风策略可分为三种模式：①春秋季节，采用全自然通风，自然空气通过窗户穿过办公室进入中庭；②夏季则采用机械辅助通风，结合人工湖泊的水起到制冷效果；③冬季则利用燃气锅炉供暖。
结束语：总而言之，基于中庭生态效应的重要性，设计人员需根据工程实际，综合考虑地区气候条件、空气湿度等因素，采用适当的方式将太阳光照、自然通风等引入建筑中加以储存和处理，这一举措不仅可以进一步完善的建筑的使用功能，还能达到保护环境、节约能源的目的，对于促进生态建筑的可持续发展是极为重要的。
参考文献
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