岭南民居天井的热环境分析

文/郑铭仪 广东天盾人防工程科技有限公司 广东广州 510000

岭南传统民居在湿热气候中产生并流传至今，它不断地适应、改进、融合，创造出属于自己的特点。其中天井的作用更是妙不可言——天井在传统民居中发挥着其独特的调节室内微气候的作用，适应岭南人的生活习性，并很好地解决了岭南气候条件下居住环境中的“通风散热”问题。不管是通风、换气、采光、纳阳、集雨、排水、晾晒衣物、饲养家禽等物质生活功能，还是玩耍、观赏、聊天、看天、祭天、美化环境等精神生活功能，都在这不显眼不引人注目的小天井里循环上演着。岭南地区夏季日照充足，气温炎热，且持续时间长；冬季温暖、持续时间短。巨大的天然气候屏障阻挡了大部分来自北方的干燥冷空气，洋流则带来大量的降雨与湿气，因此民居的降温通风、防潮防湿一直都是岭南地区备受关注的问题。民居天井则在调节室内外微气候上发挥着至关重要的作用。以下将会从天井的开口面积大小、高低、形状和朝向、数量多少、前后布置、绿化水景配置等方面进行探讨。

1、岭南传统民居天井的热环境分析

1.1 天井大小对民居内部热环境的影响

岭南地区终年受太阳直射时间长，太阳高度角比较大，地面获得的太阳辐射热量多。因此，遮挡太阳直接照射，尽可能地减少太阳辐射的热量，是岭南建筑防热的重要途径。在外部条件相同的情况下，天井开口大小会直接影响到天井内部受太阳直射的多少。天井越大越宽敞，受太阳照射量就越多，温度就越高。由此可见尺寸较小的天井对阻挡太阳辐射直接作用于天井乃至室内空间起到一定作用，使天井成为一个有效的热缓冲过渡空间，从而降低室内空气温度，。因此当地居民一般都把天井开口面积控制在一定的范围内——天井大小一般在3.5～6.0 米之间，最小的仅为2.0 米。（见图1）

1.2 天井高低对民居内部热环境的影响

天井虽为露天，但有着其自身独特的高宽比，垂直方向较高，而平面尺寸较小，这种“高深”的井状空间使得能直接照射到井底部的太阳直射几乎是没有的，天井空间特别是底部空间比较阴凉。天井的高宽比是室内空气进行热压通风的关键。在较大的高宽比条件下，天井下部几乎受不到太阳日晒，井底温度低；而井口上部由于长时间受太阳照射，相对温度高，随着照射时间的增长，天井内上下温度差异就越大，产生的热压通风作用就越强。反之，天井越浅，温度梯度差异值越小，产生的热压通风就越弱，所以高深的天井能为热压通风带来很好的源动力（见图2、图3）。

1.3 天井形状及朝向对民居内部热环境的影响

岭南地处热带-亚热带季风区，太阳高度角较高，加上夏季多以东南风和东北风为主，当地居民为了适应当地的气候环境，多采用东西向横长方形或正方形开口处理，这样进风面较宽，进风量也比较大。加上两侧布置辅助房，可大大减少了东西朝向的阳光辐射热直接对室内空间直接作用，在通风降温中也起到一定作用。（见图4）

1.4 天井数量多少对民居内部热环境的影响

小型民居通常只有一个天井，较大民居一般有两个或两个以上的天井。单天井的民居只有一个进风口，没有出风口，这样不利于室内有效通风换气。双天井的民居分别有一个进风口和出风口，两者在特定情况下，进风方向可互换。如果当室外有风时，两个天井一进一出，均能带动室内空气流动（见图5）；当室外无风时，两个天井由于室内存在空气密度差而产生热压通风，使得前后天井一进一出，或者两者都成为出风口，同样能达到良好的通风换气效果。还有一些宅第由于内部空间较大较多，需要多设置几个天井来满足通风换气等需要，设计原理跟两个天井是一样的。

1.5 天井平面位置对民居内部热环境的影响

在小型民居中，天井在平面上位于前或后，直接对室内外风压通风产生严重的影响。如果天井位于民居前时，前天井与进风的门窗距离过于近，大部分气流都没等进入到室内空间就已经被排出了户外；而当天井位于民居后时，由于与进风的门窗相隔较远，气流必须经过室内通风道，才能到达后天井，再从此口排出，这样就形成一对进出风口，在这通风过程中很好地带动室内外的气流交换。因此为了更好的达到风压通风效果，天井的前后位置一定要控制一定的范围里，不然也会很容易出现风压“短路”现象。

1.6 天井有无绿化或水景对民居内部热环境的影响

人们都习惯在天井布置一些绿色植物和小水景，以丰富和美化自己居住空间环境，还起到调节室内微气候的作用。尤其在气候特殊的岭南，“遮”是很重的手法，多种植比人要高的植物或摆放盆栽，而且一般以南北走向布置摆放，很好的遮挡了阳光的直射。当太阳照射在植物和花基上时，就会在地面上形成大片阴影，有效地减弱了太阳直接对地面的照射，且绿色植物在光合作用过程中，受热蒸发会带走一部分热量；天井中的小水景也有很好的反射阳光和吸热功效——水的比热容比较大，在受热蒸发过程中也会带走一部分热量，且水的反射率比较高，可以发射阳光。所以绿化水体对调节室内温度是有一定功效的。

2、深圳万科第五园某别墅户型利用天井来调节室内热环境

深圳万科第五园的某别墅户型，是运用传统天井元素来调节室内微气候较具代表性的现代住宅户型设计。其内部设计了前庭院、下沉庭院、天井等公共空间，通过它们之间的共同作用来调节室内热环境。（见图6）

在该户型的地下室设计了一个小天井A 及下沉庭院（相等于天井），首层设有天井C 和天井B，及前庭院和下沉庭院。在通风换气过程中，由于天井的位置及高宽比大小差异，天井C 是处于主导作用；天井A 则为地下室与天井C 联系的通风过道，起到连接作用；天井B 虽然高深与天井C 是一样的，但其作用范围比较小，主要负责卫生间及其周边小范围的通风换气。由于前庭院和下沉庭院尺寸与传统天井尺寸范围差异不大，因此在一定意义上可以看作是矮天井使用。整体就可以看作是前天井-天井-后天井的通风模式。以下是对该户型天井在形状朝向、数量、布置、面积、高度上的具体分析。

图6 深圳万科第五园某别墅户型的平面及天井布置示意图

①从形状上看，天井的开口形状仍然依靠传统样式开口，采用正方形或横长开口，东西横长布置，因此遮阳和通风达到最佳效果。

②从数量、布置上看，是多天井设计，分别为天井A、B、C，天井A 位于平面的内侧并连接地下室和天井C；天井B、C 则位于平面的内部左右两侧，户型前后主要布置了庭院，除了造景外，为室内通风换气起到一定作用。而从该户型平立面图可见，楼层梯级形式递增的，天井高低也随之变化，这样有利于引导风主动进入室内。又由于多天井存在，会形成多个进出风口。只要外界有主导风存在，主导风会从建筑上空吹过，遇到建筑物阻挡而形成向下运动流向室内，并在背风面的空洞排出。就是说主导风会在该户型的前庭院和天井B、C 进入，经室内空间并从下沉庭院排出。

③从面积上看，天井尺寸均较小，天井A、B、C 进深和面宽尺寸分别为1X3.7m、1.5X1.5m、5.4X4.7m，是严格符合岭南传统建筑天井尺寸大小要求的。由于的尺寸都较小，高深都较大，因此在天井内部产生较深的落影，很好阻挡了太阳直射光直接对室内空间的热作用，使得紧邻天井的室内空间在一定程度上得到了降温。也使其成为一个有效地热缓冲过渡空间。

④从高度上看，天井高深都较大，其中天井B、C 深度都贯穿三层平面，但起主导作用的是天井C。加上前后各有庭院布置，它们在一定程度上起到矮天井的作用，并直接与天井C 作用，形成很好的进出风口。在外界无风情况下，热压通风就会启动。在太阳的作用下，由于天井C 与前庭院、下沉庭院的高深比为3：1，在如此大高深比，产生垂直温度梯度差异较大，其内部气流产生向上的动力就较强，因此上空空气分别从前庭院和下沉庭院进入，经室内空间，从天井C 排出，并带动天井周边室内空气气流进入补充，从而达到通风换气。

户型中紧邻天井的室内空间，均设有门窗，向天井开放，形成“房-天井-房”模式，这样更有利于天井与两边的空间紧密联系在一起，从而形成一道贯穿“房-天井-房”的气流，即使在房门紧闭下，天井—房之间的通风关系仍然存在，几乎不受任何影响。这就是人为什么在无风或房门紧闭的情况下仍感觉到凉快。

总之，天井是一个重要的热缓冲过渡空间，对调节室内热环境起着重要的作用。在建构上应结合天井形状朝向、面积大小，高深比差异、数量多少、位置等关系考虑，使室内更好地达到降温通风效果，发挥其独特的作用。