探讨生态建筑中庭空间的设计
摘要：近些年来，越来越多的建筑都已经开始采用中庭空间的设计方式了，由于发展前景很好，所以也越来越受到了人们的关注，那么，本文就根据几种比较常见的、基本的中庭设计形式，分析了每一种中庭设计方式对于生态建筑内部结构的影响。
关键词：生态建筑；中庭；空间；设计。
中庭作为现在一种比较受欢迎的公共生态建筑的设计空间，已经在办公、科教、医疗等各种各样的公共生态建筑中得到了十分广泛的应用。所谓生态建筑，其理念是首先在西方被提出并得到快速的发展的，我们知道，中庭空间往往会吸收更多的太阳辐射，这样非常有利于改善自然采光的条件，并促进室内的通风系统，这些都在生态效应方面被人们更广泛的所认识和接受了。
而且，中庭空间也不仅仅只是现代建筑才采用的室内的精彩演绎，同时它也是生态建筑里面所提到的重要的设计策略之一。自上个世纪90年代以来，我国在这方面也有了很大的进步，各种各样的生态建筑研究都开始了，而且一些以“生态”为主要目的的中庭空间在很多城市都已经先后的落成。但是，不得不承认的是，实际的使用效果却往往是差强人意。这其中最主要的原因是，国内的很多建筑师对于中庭空间还是缺乏深入的研究和试验经验的，所以就导致他们对生态建筑在设计过程中的技术复杂性的认识不是很足够，在实际的设计过程中普遍存在很多的问题。
生态建筑中中庭空间的主要设计形式
在国内外的很多生态建筑中，中庭空间一般都会被分为这样5种基本形式:1、接触式(Attached)、2、核心式(Core)、3、镶入式(Integrated)、4、线型式(Linear)、5、包围式(Envelope)。具体的形式可以见图1.但是在现实的中庭设计当中，有的是采取了其中一种形式，但也有的是将其稍加变形，甚至有的是采用了几种基本形式的相互结合，所以我们不能简单的将一个中庭设计划分为某一类。本文只是针对了比较常见的这5种最为基本的形式，来对这几种中庭设计对于生态建筑的内部环境的影响进行了简单的分析，而对于几种形式的组合，我们可以认为是中庭空间各种基本形式的综合作用。
图1 5种常见的生态建筑中庭设计方式
从图中我们可以看到，采用不同的中庭空间设计类型，对于生态建筑内部的环境的影响是完全不同的，而且即使是同一种类型的中庭空间设计，由于其所处的位置的不同、朝向不同、以及时间段的不一样，同样其对生态建筑的内部环境的影响作用也会发生完全不同的变化。
接触式
中庭的位置不同，对建筑内部环境影响存在很大的差异性: 南向中庭冬季温暖，东西向中庭夏季炎热，冬季温度介于南向和北向之间，而北向全年温度较低。
核心式
有利于改善建筑内部环境的采光和通风，但由于核心式中庭与内部其他空间接触面积较大，对于封闭式中庭，在夏季由于温室效应中庭温度过高，容易对周围空间造成不利影响; 在冬季夜间，大量的热量会从中庭流失，因而核心式中庭不利于室内热环境。
3、镶入式
镶入式中庭类似于接触式中庭，存在位置上的差异性，南向中庭仍然是冬夏的最有利选择，而且由于中庭与建筑内部空间的接触面积增加，中庭对内部空间的影响更加明显。
线型式
东西布置的线型式中庭空间，冬季较冷而夏季炎热，从而造成冬季建筑内部南北向空间热环境的极大差异，夏季造成整个建筑大量得热，在方案设计中应该避免采用。南北布置的线型式中庭空间，冬季和夏季中庭内部的温度都相对较高，但是在夏季可以利用南北向的穿堂风改善中庭的热环境。
5、包围式
中庭空间包围式中庭空间相当于把四种接触式中庭叠加在一起，中庭空间成为建筑内部环境的过渡区域，中庭空间已经不是单纯的建筑内部空间，其表现出的功能更类似于建筑的双层玻璃幕墙。可以充分利用中庭空间来控制建筑内外环境的物质、能量和信息交换。
如何选择不同的中庭形式
那么在具体的生态建筑设计中，我们应该怎么样来选用这些中庭的形式呢？当然了，绝对不是可以随意决定的，要把它是和建筑的外部环境相关联起来选择。因为在各种不同的自然环境之下，就必须要根据各个不同的中庭的特点，来选择更加适合当地自然环境的中庭设计形式。比如说，如果在高喊地区，在寒冷的环境之下，就可以通过以下这样两个方面的设计来提高中庭空间对于改善建筑内部温度环境的效果:
1、设计中要尽量的提高中庭的温度。
在寒冷的地区，中庭空间温度的提高是非常重要的，因为这样可以增加外部的阳关向建筑内部的其他空间的热量传递，从而达到改善整体建筑的热环境的目的。这个时候，中庭的形式就最好是采用南向的接触式中庭了，这样可以很好的来保证中庭在冬季的时候获得最为充足的太阳辐射，除此之外，还可以采用包围式的中庭设计，这就是相当于为原来的建筑界面上增加了一个必要的过渡空间，这样可以减少建筑内部的热损失。当然了，如果可以的话，也可以采用东西向的接触式中庭或者是南北向的线型式中庭，但是这样的设计肯定会导致冬季其内部的温度要相对于以上的两种形式低一些，而且对于内部环境的改善作用也不会特别明显，这样的设计知识起到了内外过渡空间的作用而已。
2、增加中庭的空间和主体建筑的接触面积。
我们知道，如果在相同的温差之下，接触的面积越大，就同样可以来提高中庭空间向生态建筑内部空间的热量传递的量，这样就便于我们充分的利用中庭的温室效应。但是这样做有一个前提，就是中庭空间的温度是要高于建筑内部的温度的。
一般情况下，如果处于寒冷的环境之下，只有南向的中庭空间的温度是高于建筑内部空间的，而东西向的中庭空间，尤其是北向的中庭空间的内部温度一般都是低于建筑内部的温度的。所以对于相同面积的中庭来说，镶入式的中庭设计的接触面积是要大于接触式的中庭设计的，所以在寒冷的环境之下，最为适宜的中庭设计就是南向的镶入式的中庭。
而在炎热的环境之下，则由于中庭的温室效应，如果任意地来设置中庭就会对建筑的内部环境造成特别大的不利影响，所以中庭在炎热的环境之下的作用只是需要改善内部的采光和通风条件就可以了。这个时候的中庭设计需要遵循以下几点:
1、中庭的设计要避免获得过多的太阳辐射。
这个时候，中庭的形式最好是采用内核式的中庭或者是北向的接触式的中庭设计，而这两种中庭形式可以保证在夏季获得更少的太阳辐射，从而可以有效的来减弱中庭内部的温室效应，也就降低了中庭的温度。同时还要注意，对于内核式的中庭设计，面积最好不要过大，增加中庭的南北向面宽，减少东西向的面宽，这样也可以防止获得太多的太阳辐射，但是要尽量保持开放，这样能够利用中庭空间来通风降温。
2、利用中庭的设计来改善夏季的通风条件。
由于大部分的中庭空间是具有烟囱效应的，所以我们可以很好的利用这一点来组织整个建筑内部结构的通风条件，这样也可以防止室内的热量聚集起来，能够更好的来改善建筑内部的热环境。那么，核心式的中庭设计对于组织建筑的通风是最为有利的，而且位于建筑中部的中庭结构，可以很好的来作为整个建筑的一个排风口，它相对于建筑内部的其他位置，由于位于中部，可以减少气流的阻力，这样就更便于组织建筑内部气流了。
结束语
总之，在设置中庭空间时，必须要在节能、通风、改善室内微气候方面都做好考虑，使其实际效果最佳，它与我们在设计中所选用的技术措施的合理性与有效性都是有很大的关系的。所以，在实际的工程当中，必须要首先深入的研究当地的气候条件，而后再来制定相应的技术措施，这样才能够保证中庭空间在实际的使用中可以发挥良好的生态效能。
参考文献
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[2] 石铁矛，李志明． 约翰·波特曼［M］． 北京: 中国建筑工业出版社，2003．
[3] 雷涛． 中庭空间生态设计策略的计算机模拟研究［D］． 北京:清华大学，2004．
