生態建筑中庭空間的設計研究

張洪杰 牛棟

（河北筑美工程設計有限公司 河北滄州 061001）

自20世紀60年代室外庭院設計被引入室內后，現代意義上的中庭就此誕生，通過營造一個富有生氣，充滿人性的場所為人類生活提供了一個全新的生活空間，在逐漸發展中為廣大人民群眾所接收和歡迎，并在現代建筑設計中得到了廣泛的應用。作為建筑內部構件，中庭設計既為人們遮風擋雨，又通過花草樹木的提供點綴豐富了人們的生活環境。隨著國家對節能減排的不斷呼吁，對人居生態環境的日益重視，現代建筑的中庭設計也更加注重生態性和低能耗性，更加注重對陽光、風能、地熱以及水等自然資源的合理利用。

1 中庭空間的概念界定

對于中庭的概念界定，不同領域具有不同的認識，根據《牛津大辭典》的解釋，中庭即指教堂入口前部的帶頂回廊，也就是羅馬時代的中心庭院。而根據英國皇家地理學會的解釋，所謂中庭則是指建筑物之間以及建筑物內部用作到達與流通的有頂庭院[1]，同時由于中庭在每個國家的演變與發展歷史也不盡相同，導致對其定義和解釋也各不相同。然而，具體到本院所研究的生態建筑領域，中庭則極力強調一種開敞感受，通過積極引入諸如陽光、空氣、水和植物等生態資源，來構建與空間自然相協調的人工生態環境，在功能作用上實現了容身、庇護、經濟與文化的協調一致。

從建筑中庭設計形式的角度看，不同類型的設計形式對內部環境的影響也各不相同，即使同一種設計類型，由于時間段、朝向以及位置的不同，也會對建筑內部環境造成不同的影響。從建筑工程實踐來看，目前中庭設計主要有如下幾種選擇方式[1]：核心式、鑲入式、接觸式、包圍式和線型式（具體如圖1所示），在工程實踐中既可以選擇其中的一種，也可以考慮選擇幾種方式進行組合使用。

圖1 中庭基本設計形式

2 我國現代中庭生態設計概況

中庭建筑設計在我國有著悠久的發展歷史，并且很多建筑設計也蘊含了樸素的生態設計思想，如公園1000年左右的西周宮廷建筑，在東西廂房之間便設有回廊，并且配備了陰溝排水管道。

而在傳統民居設計中，中庭更是連接室內環境與室外環境的一個有效緩沖區域，為日常諸如游戲、宴客、乘涼等活動提供了一個良好的空間環境。與此同時，這些居民合院中庭的設計也暗合了生態思想，在尺度、形式豐富變化的基礎上充分考慮了當地的氣候環境特征，以及當地居民的生活習慣，充分體現了民間匠人的智慧和藝術創造力，如陜西關中合院中庭采用了南北向窄長設計，實現了夏可避西曬，冬可入陽光，下季還可利用樹蔭遮蓋天井來到降溫消暑的目的。

相比傳統民居中庭設計的豐富多彩，現在建筑中庭設計的特點則不那么突出，而且相比西方國家而言也存在不小的差距。由于經濟建設的高速發展，人們對現代建筑設計的數量關注度往往會超過對其品質的追求[3]，而很多生態設計方面的理念并未能夠有效落實至具體的工程實踐中，還有不少停留于口號階段。在實踐中，比較具有典型特征的要數廣州移動通信樞紐樓，從動態熱模擬、計算流體力學、圍護結構以及熱舒適度等方面展開研究，改善提升了建筑的采光通風性能，踐行了生態節能的建筑理念，該項目的外觀實景圖如圖2所示：

圖2 廣州移動通信樞紐樓外觀實景效果圖

3 建筑中庭生態設計策略

在現代建筑中庭設計中，中庭的形式選擇也應該做到與環境的協調一致，充分考慮對諸如陽光、空氣、水和植物等生態資源的綜合利用，踐行節能減排的生態設計理念，對此，可從如下幾個方面開展相關設計工作：

3.1 采光設計

中庭可以將建筑分為兩個部分，也更有助采光，對于利用中庭進行采光的建筑，其采光效果也與庭院的長、寬、高緊密相關，也直接決定了室內光照的平均變化程度。一般來說，如果需要獲取較多數量的直射陽光，可以選用寬敞而低矮的設計結構，反之則可選用窄而高的中庭，因此對于天空不是特別明亮的地區可以選擇前者的設計結構，以滿足底層結構對于光線的獲取。此外，中庭內部側面的材料選擇對室內光線也有重要影響，對此可根據各區域的光照特點選用合適的內壁反射材料，如當中庭內部光線較差時，可在中庭走廊處設置斜放的反光板，將光線反射至頂棚后再進一步反射至房間內各處，以此來增強房間內的光線效果。而對于需要通過屋頂采光，但又不希望太陽輻射過多的地方，可選用鋸齒或者垂直型的天窗，經過反射的光線也能有效避免室內眩光現象。另外，結合室內采光需要，也可以局部遮擋天窗，以營造舒適的內部光環境。

對于建筑的采光設計，除了影響室內照明，還需要綜合考慮對溫度的影響，如對于溫度較低的地區最好采用南向鑲入式中庭，保證對陽光的充分獲取，或者采用包圍式中庭通過過渡空間的設立來有效減少熱損失，其具體的工作原理就是“溫室效應”，對于室內材料的選擇，也應盡量選用一些重質材料來提升房屋的蓄能效果。對于溫度較高的地區，則建議采用北向鑲入式中庭或者內核式中庭來降低太陽輻射對溫度的影響。

3.2 通風設計

對于通風設計，生態建筑中庭應充分考慮利用自然通風節能環保的特點，并且能有效改善提升室內空氣品質和舒適度，特別是人類能源日益緊張的背景條件下，這種設計思想更具有積極的現實意義。目前，建筑所采用的通風方式主要有如下三種：利用風壓、利用熱壓以及將風壓與熱壓結合利用。一般來說，中庭會有一定的高度，與地面之間的上下溫差較大，便會形成熱壓通風，即所謂的“煙囪效應”。通常來說，進出風口高度差越大，室內外溫差越大，熱壓作用的效果便會更加明顯，如果室外環境風速不大，熱壓便會成為改善舒適性的常用手段，而改善熱壓通風效果的主要手段有如下兩種：擴大通風口面積、提高通風口高度差。與利用熱壓形成的室內環境大同小異相比，風壓對室內環境的影響則與建筑形式緊密相關，如線型式中庭貫穿于整個建筑內部，因而也極易形成穿堂風，也更容易將室內溫度迅速排出，接觸式與嵌入式中庭也可適當引入外風，而核心式中庭則很難利用外風。兩種方式各有優缺點，需要結合具體環境特征加以合理選擇。

3.3 景觀設計

建筑中庭的生態設計，亦離不開對水景以及植物因素的考慮。水的比熱較大，相對空氣而言其升溫降溫的難度都較大，對此可以通過水體設置也影響中庭溫度，如在中庭內設立水池、噴泉或者瀑布，既可通過水的蒸發過程帶走熱量，也可以通過水來存儲熱量，如在冬季的白天利用水將溫度存儲起來，并在夜間加以釋放，以此來有效平衡室內溫度。但在具體設計施工時，既需要保持水體靈秀、活潑的動態效果，也需要綜合考慮流水帶來的噪聲影響，通過合理的規劃設置來充分體現水的積極效果。與此同時，還可以積極使用一些山石與植物如在中庭內部布置一些假山、人造石和白砂，或者種植一些喜陰植物來裝點美化中庭內部環境，營造一個不一樣的生態空間。

4 結語

作為一種常見的建筑空間類型，中庭空間設計在現代生態建筑的發展中具有重要作用，文章在界定中庭空間相關概念內涵的基礎上，探討了其在國內建筑中的廣泛應用，并結合現代生態建筑的發展需要，從采光、通風和景觀設計三個角度對生態建筑的中庭空間設計展開研究，旨在能借此有效促進相關實踐工作的更好開展。

[1]夏博.生態建筑中庭空間的設計研究 [J].工業建筑,2013(05):37-39.

[2]趙小金.建筑中庭空間景觀處理手法[J].法制與經濟,2011(09):188-189.

[3]李震.基于生態法則的人性化建筑中庭設計研究[J].武漢工業學院學報,2011(06):66-68.