生态建筑中庭空间的设计研究

张洪杰 牛栋

（河北筑美工程设计有限公司 河北沧州 061001）

自20世纪60年代室外庭院设计被引入室内后，现代意义上的中庭就此诞生，通过营造一个富有生气，充满人性的场所为人类生活提供了一个全新的生活空间，在逐渐发展中为广大人民群众所接收和欢迎，并在现代建筑设计中得到了广泛的应用。作为建筑内部构件，中庭设计既为人们遮风挡雨，又通过花草树木的提供点缀丰富了人们的生活环境。随着国家对节能减排的不断呼吁，对人居生态环境的日益重视，现代建筑的中庭设计也更加注重生态性和低能耗性，更加注重对阳光、风能、地热以及水等自然资源的合理利用。

1 中庭空间的概念界定

对于中庭的概念界定，不同领域具有不同的认识，根据《牛津大辞典》的解释，中庭即指教堂入口前部的带顶回廊，也就是罗马时代的中心庭院。而根据英国皇家地理学会的解释，所谓中庭则是指建筑物之间以及建筑物内部用作到达与流通的有顶庭院[1]，同时由于中庭在每个国家的演变与发展历史也不尽相同，导致对其定义和解释也各不相同。然而，具体到本院所研究的生态建筑领域，中庭则极力强调一种开敞感受，通过积极引入诸如阳光、空气、水和植物等生态资源，来构建与空间自然相协调的人工生态环境，在功能作用上实现了容身、庇护、经济与文化的协调一致。

从建筑中庭设计形式的角度看，不同类型的设计形式对内部环境的影响也各不相同，即使同一种设计类型，由于时间段、朝向以及位置的不同，也会对建筑内部环境造成不同的影响。从建筑工程实践来看，目前中庭设计主要有如下几种选择方式[1]：核心式、镶入式、接触式、包围式和线型式（具体如图1所示），在工程实践中既可以选择其中的一种，也可以考虑选择几种方式进行组合使用。

图1 中庭基本设计形式

2 我国现代中庭生态设计概况

中庭建筑设计在我国有着悠久的发展历史，并且很多建筑设计也蕴含了朴素的生态设计思想，如公园1000年左右的西周宫廷建筑，在东西厢房之间便设有回廊，并且配备了阴沟排水管道。

而在传统民居设计中，中庭更是连接室内环境与室外环境的一个有效缓冲区域，为日常诸如游戏、宴客、乘凉等活动提供了一个良好的空间环境。与此同时，这些居民合院中庭的设计也暗合了生态思想，在尺度、形式丰富变化的基础上充分考虑了当地的气候环境特征，以及当地居民的生活习惯，充分体现了民间匠人的智慧和艺术创造力，如陕西关中合院中庭采用了南北向窄长设计，实现了夏可避西晒，冬可入阳光，下季还可利用树荫遮盖天井来到降温消暑的目的。

相比传统民居中庭设计的丰富多彩，现在建筑中庭设计的特点则不那么突出，而且相比西方国家而言也存在不小的差距。由于经济建设的高速发展，人们对现代建筑设计的数量关注度往往会超过对其品质的追求[3]，而很多生态设计方面的理念并未能够有效落实至具体的工程实践中，还有不少停留于口号阶段。在实践中，比较具有典型特征的要数广州移动通信枢纽楼，从动态热模拟、计算流体力学、围护结构以及热舒适度等方面展开研究，改善提升了建筑的采光通风性能，践行了生态节能的建筑理念，该项目的外观实景图如图2所示：

图2 广州移动通信枢纽楼外观实景效果图

3 建筑中庭生态设计策略

在现代建筑中庭设计中，中庭的形式选择也应该做到与环境的协调一致，充分考虑对诸如阳光、空气、水和植物等生态资源的综合利用，践行节能减排的生态设计理念，对此，可从如下几个方面开展相关设计工作：

3.1 采光设计

中庭可以将建筑分为两个部分，也更有助采光，对于利用中庭进行采光的建筑，其采光效果也与庭院的长、宽、高紧密相关，也直接决定了室内光照的平均变化程度。一般来说，如果需要获取较多数量的直射阳光，可以选用宽敞而低矮的设计结构，反之则可选用窄而高的中庭，因此对于天空不是特别明亮的地区可以选择前者的设计结构，以满足底层结构对于光线的获取。此外，中庭内部侧面的材料选择对室内光线也有重要影响，对此可根据各区域的光照特点选用合适的内壁反射材料，如当中庭内部光线较差时，可在中庭走廊处设置斜放的反光板，将光线反射至顶棚后再进一步反射至房间内各处，以此来增强房间内的光线效果。而对于需要通过屋顶采光，但又不希望太阳辐射过多的地方，可选用锯齿或者垂直型的天窗，经过反射的光线也能有效避免室内眩光现象。另外，结合室内采光需要，也可以局部遮挡天窗，以营造舒适的内部光环境。

对于建筑的采光设计，除了影响室内照明，还需要综合考虑对温度的影响，如对于温度较低的地区最好采用南向镶入式中庭，保证对阳光的充分获取，或者采用包围式中庭通过过渡空间的设立来有效减少热损失，其具体的工作原理就是“温室效应”，对于室内材料的选择，也应尽量选用一些重质材料来提升房屋的蓄能效果。对于温度较高的地区，则建议采用北向镶入式中庭或者内核式中庭来降低太阳辐射对温度的影响。

3.2 通风设计

对于通风设计，生态建筑中庭应充分考虑利用自然通风节能环保的特点，并且能有效改善提升室内空气品质和舒适度，特别是人类能源日益紧张的背景条件下，这种设计思想更具有积极的现实意义。目前，建筑所采用的通风方式主要有如下三种：利用风压、利用热压以及将风压与热压结合利用。一般来说，中庭会有一定的高度，与地面之间的上下温差较大，便会形成热压通风，即所谓的“烟囱效应”。通常来说，进出风口高度差越大，室内外温差越大，热压作用的效果便会更加明显，如果室外环境风速不大，热压便会成为改善舒适性的常用手段，而改善热压通风效果的主要手段有如下两种：扩大通风口面积、提高通风口高度差。与利用热压形成的室内环境大同小异相比，风压对室内环境的影响则与建筑形式紧密相关，如线型式中庭贯穿于整个建筑内部，因而也极易形成穿堂风，也更容易将室内温度迅速排出，接触式与嵌入式中庭也可适当引入外风，而核心式中庭则很难利用外风。两种方式各有优缺点，需要结合具体环境特征加以合理选择。

3.3 景观设计

建筑中庭的生态设计，亦离不开对水景以及植物因素的考虑。水的比热较大，相对空气而言其升温降温的难度都较大，对此可以通过水体设置也影响中庭温度，如在中庭内设立水池、喷泉或者瀑布，既可通过水的蒸发过程带走热量，也可以通过水来存储热量，如在冬季的白天利用水将温度存储起来，并在夜间加以释放，以此来有效平衡室内温度。但在具体设计施工时，既需要保持水体灵秀、活泼的动态效果，也需要综合考虑流水带来的噪声影响，通过合理的规划设置来充分体现水的积极效果。与此同时，还可以积极使用一些山石与植物如在中庭内部布置一些假山、人造石和白砂，或者种植一些喜阴植物来装点美化中庭内部环境，营造一个不一样的生态空间。

4 结语

作为一种常见的建筑空间类型，中庭空间设计在现代生态建筑的发展中具有重要作用，文章在界定中庭空间相关概念内涵的基础上，探讨了其在国内建筑中的广泛应用，并结合现代生态建筑的发展需要，从采光、通风和景观设计三个角度对生态建筑的中庭空间设计展开研究，旨在能借此有效促进相关实践工作的更好开展。

[1]夏博.生态建筑中庭空间的设计研究 [J].工业建筑,2013(05):37-39.

[2]赵小金.建筑中庭空间景观处理手法[J].法制与经济,2011(09):188-189.

[3]李震.基于生态法则的人性化建筑中庭设计研究[J].武汉工业学院学报,2011(06):66-68.