嶺南民居天井的熱環境分析

【摘要】天井是嶺南傳統民居建筑不可缺少的組成部分。本文從天井的開口大小、高低、形狀和朝向、數量多少、前后布置、綠化水景配置來分析天井在調節室內微氣候中起到的作用及其效果。最后列舉深圳萬科第五園對天井的成功運用來闡述天井是如何在現代建筑中使用并起到效果的。

【關鍵詞】嶺南民居；天井；熱環境

嶺南傳統民居在濕熱氣候中產生并流傳至今，它不斷地適應、改進、融合，創造出屬于自己的特點。其中天井的作用更是妙不可言——天井在傳統民居中發揮著其獨特的調節室內微氣候的作用，適應嶺南人的生活習性，并很好地解決了嶺南氣候條件下居住環境中的“通風散熱”問題。不管是通風、換氣、采光、納陽、集雨、排水、晾曬衣物、飼養家禽等物質生活功能，還是玩耍、觀賞、聊天、看天、祭天、美化環境等精神生活功能，都在這不顯眼不引人注目的小天井里循環上演著。嶺南地區夏季日照充足，氣溫炎熱，且持續時間長；冬季溫暖、持續時間短。巨大的天然氣候屏障阻擋了大部分來自北方的干燥冷空氣，洋流則帶來大量的降雨與濕氣，因此民居的降溫通風、防潮防濕一直都是嶺南地區備受關注的問題。民居天井則在調節室內外微氣候上發揮著至關重要的作用。以下將會從天井的開口面積大小、高低、形狀和朝向、數量多少、前后布置、綠化水景配置等方面進行探討。

1、嶺南傳統民居天井的熱環境分析

1.1 天井大小對民居內部熱環境的影響

嶺南地區終年受太陽直射時間長，太陽高度角比較大，地面獲得的太陽輻射熱量多。因此，遮擋太陽直接照射，盡可能地減少太陽輻射的熱量，是嶺南建筑防熱的重要途徑。在外部條件相同的情況下，天井開口大小會直接影響到天井內部受太陽直射的多少。天井越大越寬敞，受太陽照射量就越多，溫度就越高。由此可見尺寸較小的天井對阻擋太陽輻射直接作用于天井乃至室內空間起到一定作用，使天井成為一個有效的熱緩沖過渡空間，從而降低室內空氣溫度，。因此當地居民一般都把天井開口面積控制在一定的范圍內——天井大小一般在3.5～6.0米之間，最小的僅為2.0米。

1.2 天井高低對民居內部熱環境的影響

天井雖為露天，但有著其自身獨特的高寬比，垂直方向較高，而平面尺寸較小，這種“高深”的井狀空間使得能直接照射到井底部的太陽直射幾乎是沒有的，天井空間特別是底部空間比較陰涼。天井的高寬比是室內空氣進行熱壓通風的關鍵。在較大的高寬比條件下，天井下部幾乎受不到太陽日曬，井底溫度低；而井口上部由于長時間受太陽照射，相對溫度高，隨著照射時間的增長，天井內上下溫度差異就越大，產生的熱壓通風作用就越強。反之，天井越淺，溫度梯度差異值越小，產生的熱壓通風就越弱，所以高深的天井能為熱壓通風帶來很好的源動力。

1.3天井形狀及朝向對民居內部熱環境的影響

嶺南地處熱帶-亞熱帶季風區，太陽高度角較高，加上夏季多以東南風和東北風為主，當地居民為了適應當地的氣候環境，多采用東西向橫長方形或正方形開口處理，這樣進風面較寬，進風量也比較大。加上兩側布置輔助房，可大大減少了東西朝向的陽光輻射熱直接對室內空間直接作用，在通風降溫中也起到一定作用。

1.4 天井數量多少對民居內部熱環境的影響

小型民居通常只有一個天井，較大民居一般有兩個或兩個以上的天井。單天井的民居只有一個進風口，沒有出風口，這樣不利于室內有效通風換氣。雙天井的民居分別有一個進風口和出風口，兩者在特定情況下，進風方向可互換。如果當室外有風時，兩個天井一進一出，均能帶動室內空氣流動（見圖5）；當室外無風時，兩個天井由于室內存在空氣密度差而產生熱壓通風，使得前后天井一進一出，或者兩者都成為出風口，同樣能達到良好的通風換氣效果。還有一些宅第由于內部空間較大較多，需要多設置幾個天井來滿足通風換氣等需要，設計原理跟兩個天井是一樣的。

1.5 天井平面位置對民居內部熱環境的影響

在小型民居中，天井在平面上位于前或后，直接對室內外風壓通風產生嚴重的影響。如果天井位于民居前時，前天井與進風的門窗距離過于近，大部分氣流都沒等進入到室內空間就已經被排出了戶外；而當天井位于民居后時，由于與進風的門窗相隔較遠，氣流必須經過室內通風道，才能到達后天井，再從此口排出，這樣就形成一對進出風口，在這通風過程中很好地帶動室內外的氣流交換。因此為了更好的達到風壓通風效果，天井的前后位置一定要控制一定的范圍里，不然也會很容易出現風壓“短路”現象。

1.6 天井有無綠化或水景對民居內部熱環境的影響

人們都習慣在天井布置一些綠色植物和小水景，以豐富和美化自己居住空間環境，還起到調節室內微氣候的作用。尤其在氣候特殊的嶺南，“遮”是很重的手法，多種植比人要高的植物或擺放盆栽，而且一般以南北走向布置擺放，很好的遮擋了陽光的直射。當太陽照射在植物和花基上時，就會在地面上形成大片陰影，有效地減弱了太陽直接對地面的照射，且綠色植物在光合作用過程中，受熱蒸發會帶走一部分熱量；天井中的小水景也有很好的反射陽光和吸熱功效——水的比熱容比較大，在受熱蒸發過程中也會帶走一部分熱量，且水的反射率比較高，可以發射陽光。所以綠化水體對調節室內溫度是有一定功效的。

2、深圳萬科第五園某別墅戶型利用天井來調節室內熱環境

深圳萬科第五園的某別墅戶型，是運用傳統天井元素來調節室內微氣候較具代表性的現代住宅戶型設計。其內部設計了前庭院、下沉庭院、天井等公共空間，通過它們之間的共同作用來調節室內熱環境。（見圖6）

在該戶型的地下室設計了一個小天井A及下沉庭院（相等于天井），首層設有天井C和天井B，及前庭院和下沉庭院。在通風換氣過程中，由于天井的位置及高寬比大小差異，天井C是處于主導作用；天井A則為地下室與天井C聯系的通風過道，起到連接作用；天井B雖然高深與天井C是一樣的，但其作用范圍比較小，主要負責衛生間及其周邊小范圍的通風換氣。由于前庭院和下沉庭院尺寸與傳統天井尺寸范圍差異不大，因此在一定意義上可以看作是矮天井使用。整體就可以看作是前天井-天井-后天井的通風模式。以下是對該戶型天井在形狀朝向、數量、布置、面積、高度上的具體分析。

①從形狀上看，天井的開口形狀仍然依靠傳統樣式開口，采用正方形或橫長開口，東西橫長布置，因此遮陽和通風達到最佳效果。

②從數量、布置上看，是多天井設計，分別為天井A、B、C，天井A位于平面的內側并連接地下室和天井C；天井B、C則位于平面的內部左右兩側，戶型前后主要布置了庭院，除了造景外，為室內通風換氣起到一定作用。而從該戶型平立面圖可見，樓層梯級形式遞增的，天井高低也隨之變化，這樣有利于引導風主動進入室內。又由于多天井存在，會形成多個進出風口。只要外界有主導風存在，主導風會從建筑上空吹過，遇到建筑物阻擋而形成向下運動流向室內，并在背風面的空洞排出。就是說主導風會在該戶型的前庭院和天井B、C進入，經室內空間并從下沉庭院排出。

③從面積上看，天井尺寸均較小，天井A、B、C進深和面寬尺寸分別為1X3.7m、1.5X1.5m、5.4X4.7m，是嚴格符合嶺南傳統建筑天井尺寸大小要求的。由于的尺寸都較小，高深都較大，因此在天井內部產生較深的落影，很好阻擋了太陽直射光直接對室內空間的熱作用，使得緊鄰天井的室內空間在一定程度上得到了降溫。也使其成為一個有效地熱緩沖過渡空間。

④從高度上看，天井高深都較大，其中天井B、C深度都貫穿三層平面，但起主導作用的是天井C。加上前后各有庭院布置，它們在一定程度上起到矮天井的作用，并直接與天井C作用，形成很好的進出風口。在外界無風情況下，熱壓通風就會啟動。在太陽的作用下，由于天井C與前庭院、下沉庭院的高深比為3：1，在如此大高深比，產生垂直溫度梯度差異較大，其內部氣流產生向上的動力就較強，因此上空空氣分別從前庭院和下沉庭院進入，經室內空間，從天井C排出，并帶動天井周邊室內空氣氣流進入補充，從而達到通風換氣。

戶型中緊鄰天井的室內空間，均設有門窗，向天井開放，形成“房-天井-房”模式，這樣更有利于天井與兩邊的空間緊密聯系在一起，從而形成一道貫穿“房-天井-房”的氣流，即使在房門緊閉下，天井—房之間的通風關系仍然存在，幾乎不受任何影響。這就是人為什么在無風或房門緊閉的情況下仍感覺到涼快。

總之，天井是一個重要的熱緩沖過渡空間，對調節室內熱環境起著重要的作用。在建構上應結合天井形狀朝向、面積大小，高深比差異、數量多少、位置等關系考慮，使室內更好地達到降溫通風效果，發揮其獨特的作用。

作者簡介：

鄭銘儀（1982-），女，浙江麗水市人，碩士研究生，主要從事建筑技術設計及咨詢工作。