濕熱氣候下民居天井空間的氣候適應(yīng)機制研究

郝石盟 宋曄皓 / HAO Shimeng, SONG Yehao

濕熱氣候下民居天井空間的氣候適應(yīng)機制研究

郝石盟 宋曄皓 / HAO Shimeng, SONG Yehao

濕熱氣候下，采用天井式院落布局具有重要的氣候調(diào)節(jié)意義，文章通過建筑物理環(huán)境測試手段，對渝東南地區(qū)典型天井式民居的氣候適應(yīng)性機制及有效程度進(jìn)行了驗證。研究發(fā)現(xiàn)：天井空間對白天空氣溫度峰值的削減作用顯著；在夜間或室內(nèi)有采暖的條件下，能一定程度上減緩熱量散失。同時，通過實測及計算分析發(fā)現(xiàn)，此類天井的作用機制不能簡單解釋為熱壓驅(qū)動下的“拔風(fēng)”作用，但天井在熱壓作用下的通風(fēng)依然有意義，在其作用方向上可將天井底部較低溫度的空氣經(jīng)由房間內(nèi)部流向室外。并且與同等體量的大進(jìn)深建筑相比，在中部設(shè)置天井是保證室內(nèi)自然通風(fēng)的有效手段。

夏熱冬冷地區(qū) 民居 天井 氣候適應(yīng)性 自然通風(fēng)

1 引言

濕熱氣候下，建筑半室外空間在氣候調(diào)節(jié)方面具有多重意義（Helena Coch，1998；趙萬民，2011；李先逵，2009）。以巴蜀地區(qū)傳統(tǒng)民居為例，趙萬民（2011）將該地區(qū)傳統(tǒng)民居的建筑氣候適應(yīng)特征總結(jié)為“外封閉、內(nèi)開敞、大出檐、小天井、高勒腳、冷攤瓦”，其中涉及的天井、敞廳、穿堂、開敞鋪面、寬檐廊等半室外空間起到了非常重要的氣候調(diào)節(jié)作用（圖1）。首先，作為家庭活動、生產(chǎn)生活的核心場所，這些空間本身便在部分時段為人們提供了優(yōu)于室外的環(huán)境條件；其次，作為氣候緩沖層，這類空間在一定程度上削弱或延遲了室外氣候?qū)χ饕邮业挠绊?。其中天井空間是渝東南合院式民居的核心構(gòu)成要素，兼具遮陽、通風(fēng)、采光等作用，諸多研究從建筑氣候適應(yīng)性角度，對該地區(qū)或類似氣候區(qū)的民居天井空間進(jìn)行了分析，但部分研究對其氣候適應(yīng)性機制的分析和描述不夠準(zhǔn)確。本文通過對渝東南地區(qū)某典型天井民居的測試研究，嘗試進(jìn)一步清晰地描述濕熱氣候下民居天井空間的氣候適應(yīng)性機制。

2 研究方法

2.1 研究對象的選取

本文選取重慶武隆桐梓鎮(zhèn)一棟建于1930年代的穿斗式傳統(tǒng)民居作為研究對象（表1）。該民居為四合院形式，當(dāng)?shù)匾卜Q四合水、四合頭，主體建筑有兩層，中部設(shè)有天井，天井空間的高寬比約為1.75:1。合院式布局圍繞庭院（天井）展開，在主軸線上布置過廳、敞廳；正房3間，堂屋為敞廳；廂房2間；倒座面向主街一側(cè)為經(jīng)營店面（圖2）。該民居原為地方較有財力的士紳所建，現(xiàn)在依然作為居住建筑，為多戶雜居。

2.2 測試方案及設(shè)備

測試小組分別于2011年8月22～28日（夏季）、2012年4月12～20日（過渡季）、2013年1月23日～2月18日（冬季長期）、2014年2月15～21日（冬季極端天氣），在武隆縣桐梓鎮(zhèn)開展了民居物理環(huán)境測試工作。測試涉及的物理環(huán)境參數(shù)包括室內(nèi)外空氣溫度、相對濕度及風(fēng)速等，并對圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了熱成像拍攝。測試期間對室內(nèi)外及半室外空間的溫度、濕度數(shù)據(jù)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測，數(shù)據(jù)采集間隔為20min；風(fēng)速數(shù)據(jù)連續(xù)采集24h，數(shù)據(jù)采集間隔為15min。測試儀器及主要參數(shù)如表2所示。

3 測試數(shù)據(jù)分析

天井、穿堂、敞廳等半室外空間的氣候調(diào)節(jié)作用一般可從熱環(huán)境和風(fēng)環(huán)境兩方面進(jìn)行分析，其中熱環(huán)境包括遮陽效果、溫濕度分布特征，風(fēng)環(huán)境包括風(fēng)速、風(fēng)向、風(fēng)溫等。

圖1 渝東南地區(qū)民居中的半室外空間營造

表1 測試民居的詳細(xì)建筑信息

表2 測試儀器名稱及主要參數(shù)

3.1 天井等半室外空間對圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面溫度的影響

天井等半室外空間主要通過在立面形成有效遮陽，來降低太陽輻射對圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面溫度的影響。

夏季中午時段紅外熱成像圖顯示（圖3），天井處于陰面和陰影中的界面平均溫度為22.6℃，最高溫度為29.5℃；太陽直射界面平均溫度為25.8℃，最高溫度為37.9℃；其中，平均溫度相差3.2℃，最高溫度相差8.4℃，同層立面垂直溫差達(dá)15.8℃。敞廳內(nèi)界面平均溫度為23.1℃，最高溫度為24.4℃；太陽直射界面平均溫度為29.2℃，最高溫度為44.7℃；其中，平均溫度相差6.1℃，最高溫度相差20.3℃。穿堂內(nèi)界面平均溫度為23.8℃，最高溫度為25.2℃；外立面平均溫度為29.6℃，最高溫度為47.4℃；其中，平均溫度相差5.8℃，最高溫度相差22.2℃。

根據(jù)以上數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，通過設(shè)置天井、敞廳、穿堂等室外與半室外空間，可以非常有效地降低夏季建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的表面溫度。

圖2 測試民居平面、剖面及測點布置

3.2 天井等半室外空間對空氣溫度和濕度的影響

3.2.1 空氣溫度

在空氣溫度方面（圖4），按季節(jié)分別對室內(nèi)外溫度進(jìn)行線性回歸，夏季和過渡季R2在0.92～0.94之間，即半室外空間空氣干球溫度變化90%以上可以由室外空氣干球溫度變化解釋，二者相關(guān)性高。冬季穿堂和天井1.5m高處與室外溫度的R2為0.81，天井4m處為0.88，這一季節(jié)性差異可能緣于半室外空間周邊各房間在冬季使用采暖熱源。

半室外空間溫度分布離散程度和波動范圍均小于室外，其中天井1.5m處離散程度和波動范圍最小。夏季，半室外空間溫度標(biāo)準(zhǔn)差介于2.2～2.8℃之間，室外溫度標(biāo)準(zhǔn)差為3.4℃；穿堂與天井1.5m高處溫度波動范圍分別為9.1℃和8.2℃；天井4m高處溫度波動范圍為12.6℃，比較接近室外（12.9℃）。過渡季，半室外空間溫度標(biāo)準(zhǔn)差介于1.5～2.0℃之間，室外溫度標(biāo)準(zhǔn)差為2.2℃；天井1.5m高處溫度波動范圍最小，為6.4℃；其次是天井4m高處，為8.8℃；穿堂和室外接近，為8.8～9.0℃。冬季，半室外空間溫度標(biāo)準(zhǔn)差僅為0.5～0.6℃，室外溫度標(biāo)準(zhǔn)差為1.1℃；半室外空間溫度波動范圍為2.8～3.7℃，低于室外（7.5℃）。

在夏季測試期間，穿堂（測點T1-B）、天井1.5m高（測點T1-C）、天井4m高（測點T1-I）處的平均空氣溫度為21.2～21.4℃，低于室外（測點T1-A）平均空氣溫度（22.0℃）。室外空氣最高溫度為29.8℃，天井4m高處與之接近，為29.7℃，其余兩個測點最高溫度顯著低于室外，分別為26℃和25.8℃。室外空氣最低溫度為16.9℃，穿堂與天井4m高處與之接近，分別為16.9℃和17.1℃，天井1.5m處最低溫度高于室外，為17.6℃。過渡季測試期間，半室外空間平均空氣溫度為12.4～12.8℃，低于室外平均空氣溫度（13.6℃）。室外空氣最高溫度為19.8℃，天井1.5m高處溫度最低，為17.2℃，其余兩個測點分別為18.5℃和18.3℃。室外空氣最低溫度為11℃，半室外空間測點最低溫度均低于室外，介于9.5～10.8℃之間。冬季測試期間，冬季平均空氣溫度為0.6～1.4℃，高于室外平均空氣溫度（0.2℃）。室外空氣最高溫度為5.2℃，半室外空間測點空氣最高溫度為2.3～2.6℃。室外空氣最低溫度為-2.3℃，半室外空間測點最低溫度高于室外，其中穿堂處為-0.2℃，其余兩個測點分別為-1.3℃和-1.4℃（圖5）。

圖3 紅外熱成像（拍攝時間為夏季11:00，過渡季15:30）

圖4 各測點與室外干球溫度散點

圖5 天井各測點與室外空氣溫度分布

時間分布上（圖6），夏季與過渡季測試期間的日出時間為6:20左右，日落時間為19:20左右；冬季測試期間的日出時間為7:25左右，日落時間為18:35左右。半室外空間熱延遲作用不明顯，基本與室外溫度變化同步。晴朗天氣下，日出前空氣溫度降至最低點，陰天時受云層影響，室外溫度上升時間有所延遲。夏季最低溫度一般出現(xiàn)在凌晨5:00～6:00；過渡季最低溫出現(xiàn)在5:00～7:00，陰天時可延遲至9:00；冬季最低溫出現(xiàn)在6:00～8:00。日出后溫度開始上升，陰天午后14:00～15:00空氣溫度達(dá)到最高值；天氣晴朗時受太陽直射輻射影響，聚落與建筑各界面溫度較高，午后空氣溫度仍繼續(xù)上升，在16:00～17:30左右達(dá)到最高值，之后開始下降。

半室外空間與室外溫度差的平均值，在夏季和過渡季小于0，分別為-0.8～0.6℃和-1.2～-0.8℃；在冬季大于0，為0.4～1.2℃（圖7、8）。在夏季和過渡季白天有太陽輻射的時段，由于半室外空間的遮陽較為充分，因此其空氣溫度上升速率小于室外，對室外溫度峰值的削減作用尤其顯著：夏季，半室外空間與室外最大溫度差可達(dá)-5.9～-4.0℃，過渡季可達(dá)-3.1～-2.7℃；夜間至凌晨時段，空氣溫度降低，圍護(hù)結(jié)構(gòu)也向外散熱，由于天井內(nèi)空氣體積小，相對于室外而言，空氣溫度下降速度較慢，二者溫度差逐漸縮小，夏季夜間室外空氣溫度甚至?xí)陀诎胧彝饪臻g。但夜間溫度差值低于白天，夏季夜間最大差值為0.8～1.4℃，過渡季為-0.2～0.4℃。冬季，測試前兩日為雨雪天氣，室外空氣溫度低且日照輻射較少，受天井周邊各房間采暖熱源的影響，半室外空間溫度略高于室外：天井周邊的房間特別是首層起居室、廚房等朝向天井開門，被加熱的室內(nèi)空氣與天井內(nèi)空氣對流換熱，其次，采暖和炊事活動導(dǎo)致面向天井的圍護(hù)結(jié)構(gòu)溫度升高，再加上對流和長波輻射作用，使得天井底部空氣溫度略高于室外，最高可超過室外溫度1.1～2.4℃。在冬季晴天11:00～18:00的時段，室外溫度高于半室外空間，最大差值為-3.5～-2.7℃?？傮w上，測試期間80%的時間半室外空間與室外的空氣溫度差值在-2.8～0.7℃（夏季）、-2.2～-0.1℃（過渡季）、-0.2～1.0℃（冬季）區(qū)間?？梢姡胧彝饪臻g的確起到了“氣候緩沖層”的作用，對晴朗天氣午后溫度峰值的削弱作用較為顯著，在夜間及冬季陰天有采暖的時段，有減緩溫度散失的效果。

圖6 各測點干球溫度時間分布

圖7 天井各測點與室外空氣溫度差

圖8 各測點與室外干球溫度差時間分布

3.2.2 空氣濕度上

在空氣濕度方面（圖9），半室外空間內(nèi)的絕對濕度大部分時間高于室外，以天井1.5m高處測點為例，夏季測試期間約80%的時間天井內(nèi)絕對濕度高于室外，過渡季和冬季測試期間則為90%。但在數(shù)值上差異不大，半室外空間與室外絕對濕度平均差值為夏季0.3g/m3、過渡季0.7g/m3、冬季0.1g/m3。在夏季和過渡季，半室外空間相對濕度也高于室外，分別平均高出4.2%和10.4%；冬季，由于天井溫度高于室外，因此相對濕度有70%的時間低于室外。

圖9 天井1.5m高處測點與室外空氣濕度散點圖

3.3 天井空間對自然通風(fēng)的影響

夏季自然通風(fēng)的作用主要體現(xiàn)在兩個方面：一是直接增加人體周邊的空氣流速，從而提高熱舒適度；二是通過通風(fēng)帶走高溫空氣，引入低溫空氣，避免室內(nèi)濕度蓄積。冬季自然通風(fēng)的意義主要在于保證室內(nèi)空氣品質(zhì)，尤其是在有傳統(tǒng)采暖和炊事設(shè)備的空間。

為驗證天井的自然通風(fēng)效果及原理，本文分別在夏季和冬季對渝東南地區(qū)合院式民居天井空間進(jìn)行了風(fēng)環(huán)境測試。夏季測試結(jié)果顯示（圖10）：白天室外平均風(fēng)速為0.77～0.82m/s，天井1.5m高處平均風(fēng)速為0.17m/s。夏季傳統(tǒng)民居半室外空間3個測點的平均風(fēng)速為0.24m/s，其中穿堂處測點平均風(fēng)速最大，為3.0m/s；天井1.5m處最小，為0.17m/s；室內(nèi)平均風(fēng)速為0.15m/s，其中一層為0.17m/s，二層為0.08m/s?，F(xiàn)代民居室內(nèi)平均風(fēng)速為0.12m/s，其中一層敞廳和樓梯間均為0.19m/s，二層為0.07m/s。即半室外空間平均風(fēng)速大于室內(nèi)，小于室外。設(shè)有天井空間的民居與中等進(jìn)深的現(xiàn)代民居室內(nèi)平均風(fēng)速接近，在冬季白天室外平均風(fēng)速為0.28m/s，夜間為0.22m/s，冬季天井1.5m高處平均風(fēng)速白天僅為0.06m/s，夜間為0.05m/s（圖11）。

自然通風(fēng)的物理機理包括風(fēng)壓通風(fēng)與熱壓通風(fēng)，部分研究將天井的自然通風(fēng)作用機理解釋為“夏季白天太陽輻射使天井上部空氣溫度升高，底部空氣溫度較低，產(chǎn)生溫度梯度，因此天井內(nèi)空氣上升，從上部開口排出室外，帶動底部空氣流動”，進(jìn)而將天井內(nèi)的自然通風(fēng)總結(jié)為“抽風(fēng)”或“拔風(fēng)”作用（梅森，2013；曾志輝，2010）。但從理論分析以及實測結(jié)果來看，這種描述并不完全準(zhǔn)確。

首先，對空氣流動方向的判斷并不準(zhǔn)確。自然通風(fēng)是由開口處于不同的壓力環(huán)境導(dǎo)致的，由溫度差異引起的壓力差即為熱壓通風(fēng)，由吹向建筑的風(fēng)導(dǎo)致的壓力差即為風(fēng)壓通風(fēng)（吉沃尼，2010）。天井內(nèi)空氣溫度梯度影響壓力差的形成，而非空氣流動的直接原因?！翱諝饷芏群蛪毫﹄S高度上升而降低”，由于天井內(nèi)和室外空氣“溫度分布不同，壓力降低的速率也不同”（吉沃尼，2010），因此在天井下部和上部開口處，天井和室外產(chǎn)生了氣壓差，從而形成熱壓通風(fēng)。夏季白天，天井內(nèi)底部空氣溫度低于室外，在底部開口處同一水平高度上，天井內(nèi)空氣密度高，室外空氣密度低，天井內(nèi)氣壓高于室外；而在天井上部開口處天井內(nèi)空氣溫度與室外接近，或因高溫屋面的長波輻射作用而略高于室外，因此天井上部開口處氣壓接近或低于室外。因此在夏季白天，僅在熱壓作用下的天井內(nèi)空氣流動方向應(yīng)該是從天井內(nèi)經(jīng)底部開口流向室外，而并非由頂部開口處流動帶動底部空氣流動形成“拔風(fēng)”。在夏季夜間，天井底部溫度高于室外時，空氣流動方向相反，從下部開口處流入，從上部開口處流出，但由于夜間天井內(nèi)和室外空氣溫度差減小，熱壓通風(fēng)的作用也減弱了（圖12）。

圖10 夏季室內(nèi)外風(fēng)環(huán)境

圖11 冬季天井1.5m高處風(fēng)環(huán)境

其次，“促進(jìn)”通風(fēng)的說法也不準(zhǔn)確。天井底部開口一般選擇在迎納夏季主要風(fēng)向的方向，在這種情況下，夏季白天熱壓作用下的氣流方向與主導(dǎo)風(fēng)向相反，因此相比于單獨風(fēng)壓通風(fēng)的情況，風(fēng)速沒有因熱壓作用加快，反而減慢了。這一點可通過理論計算與實測風(fēng)速的比照來進(jìn)行驗證。熱壓產(chǎn)生的氣流量與3個物理量相關(guān)：開口有效凈面積、兩端開口之間的垂直距離以及室內(nèi)外平均溫度差，計算方法如式1所示（吉沃尼，2010，1982）：

其中： 為氣流量，m3/min；A為開口有效凈面積，m2；h為上層開口與下層開口的垂直距離，m；?t為室內(nèi)外空氣溫度差，℃；K為比例常數(shù)（假設(shè)開口效率為65%，米制單位下ASHRAE取值6.96）。

根據(jù)式1計算晴朗夏季午后室內(nèi)外溫差最大時（5.89℃）的熱壓通風(fēng)氣流速率，進(jìn)出口垂直距離為7m、開口有效面積為3.88m2。熱壓通風(fēng)氣流量計算結(jié)果轉(zhuǎn)換單位后為2.89m3/s，除以天井底部開口面積，得到底部開口處空氣流速為0.74m/s。此時室外風(fēng)速為0.84m/s，西南風(fēng)向，經(jīng)計算可得，天井底部開口處由風(fēng)壓通風(fēng)引起的風(fēng)速為0.58m/s。而天井底部開口處風(fēng)速實測值為0.33m/s，天井1.5m處實測值為0.22m/s，小于單一壓力導(dǎo)致的風(fēng)速。夏季夜間，天井內(nèi)部與室外溫差減小，熱壓通風(fēng)減弱，主導(dǎo)風(fēng)向為東南風(fēng)向和東北風(fēng)向，室內(nèi)外溫差最大值為1.30℃，熱壓導(dǎo)致的氣流速率為0.35m/s；冬季白天以東南風(fēng)向為主，平均風(fēng)速為0.28m/s，白天天井與室外溫度平均差為0.27℃，熱壓產(chǎn)生的氣流速率為0.16m/s，與風(fēng)壓同向；冬季夜間以東北風(fēng)向為主，平均風(fēng)速為0.22m/s，天井與室外溫度平均差為0.56℃，熱壓產(chǎn)生的氣流速率為0.23m/s，與風(fēng)壓逆向。而實測天井內(nèi)冬季平均風(fēng)速白天為0.06m/s，夜間為0.05m/s。冬季白天低于理論分析數(shù)值，這可能是由于冬季白天天井下部開口處附近有熱源，其空氣溫度高于室外和天井溫度，對空氣流速造成了影響①。

圖12 天井內(nèi)空氣溫度分布示意

從數(shù)值上看，熱壓通風(fēng)在夏季白天并沒有提高風(fēng)速，但由熱壓引起的氣流方向?qū)τ诮档褪覂?nèi)溫度更為有利：熱壓通風(fēng)的作用路徑上，天井內(nèi)溫度較低的空氣經(jīng)由房間內(nèi)部流向室外，而在風(fēng)壓通風(fēng)的作用路徑上，室外溫度較高的空氣會進(jìn)入室內(nèi)。此外，天井對于相鄰室內(nèi)空間通風(fēng)的“促進(jìn)”作用，必須結(jié)合有效的開口設(shè)置，即在面向天井及室外的兩側(cè)立面都設(shè)有開口，在需要通風(fēng)時段開啟，并且房間進(jìn)深不能太大，內(nèi)部阻礙也要盡量減小。例如二層房間面向天井的開口關(guān)閉，一層房間面向天井的戶門在白天時段開敞，二層室內(nèi)風(fēng)速就明顯小于一層。結(jié)合前文所述夏季風(fēng)環(huán)境測試結(jié)果來看，天井式合院民居，相較于中等進(jìn)深主要依靠風(fēng)壓通風(fēng)的集中式民居而言，室內(nèi)風(fēng)速并沒有得到顯著提升，但與同等體量的大進(jìn)深建筑相比，設(shè)置天井無疑是“促進(jìn)”自然通風(fēng)的有利手段。

4 結(jié)論

綜上所述，天井、敞廳、穿堂等半室外空間是提高大進(jìn)深地段氣候適應(yīng)性的有效技術(shù)手段，其氣候調(diào)節(jié)意義在于：第一，作為重要的生活場所，這些空間本身在部分時段直接為人們提供了優(yōu)于室外的物理環(huán)境；第二，這些空間對周邊室內(nèi)空間起到氣候緩沖的作用，為室內(nèi)空間的一側(cè)界面提供波動范圍小于室外環(huán)境的外部條件。具體體現(xiàn)在：（1）應(yīng)對室外空氣溫度波動上，對溫度峰值的削減作用顯著，主要通過遮陽實現(xiàn)，但在冬季白天則成為內(nèi)立面得熱的障礙；（2）在夜間和冬季有采暖的情況下，由于室外風(fēng)速的降低和熱壓通風(fēng)作用的減弱，在一定程度上減緩了熱量散失；（3）絕對濕度上，此類半室外空間絕對濕度略高于室外，但在數(shù)值上差異不大。

一般定性研究認(rèn)為，川渝地區(qū)傳統(tǒng)民居中的天井，特別是小口天井由于熱壓通風(fēng)作用而具有良好的“拔風(fēng)”效果（Helena Coch，1998；趙萬民，2011），但部分相關(guān)研究對其進(jìn)行的原理與過程解釋以及對其“促進(jìn)”通風(fēng)的評價并不完全準(zhǔn)確，特別是對于本文研究選取的渝東南地區(qū)中尺度天井（高寬比為1.75:1）而言。夏季白天，熱壓驅(qū)動的空氣流動模式是從天井底部開口流出，而非從上部開口流出，會出現(xiàn)與風(fēng)壓驅(qū)動空氣流動方向相反的情況，天井內(nèi)的風(fēng)速并未因熱壓通風(fēng)而有所提高。而對于天井周邊室內(nèi)空間，促進(jìn)室內(nèi)通風(fēng)必須結(jié)合有效的開口設(shè)置，相較于中等進(jìn)深且主要依靠風(fēng)壓作用通風(fēng)的民居而言，天井周邊房間的室內(nèi)風(fēng)速并沒有顯著提升。雖然如此，由熱壓引起的氣流方向?qū)τ诮档褪覂?nèi)溫度更為有利，在熱壓通風(fēng)的作用路徑上，天井內(nèi)溫度較低的空氣經(jīng)由房間內(nèi)部流向室外。并且與同等體量的大進(jìn)深建筑相比，在中部設(shè)置天井是保證室內(nèi)自然通風(fēng)的有效手段。

注釋

① 在以上計算中，由于沒有采集天井上部開口處的風(fēng)壓風(fēng)速數(shù)據(jù)而忽略了該部分開口的風(fēng)壓影響，計算結(jié)果具有不準(zhǔn)確性，但可作為定性判斷的依據(jù)。天井內(nèi)風(fēng)環(huán)境的影響因素復(fù)雜多變，對天井作用機理的進(jìn)一步解釋還需要后續(xù)補充研究。

[1] Helena Coch. Chapter4-Bioclimatism in Vernacular Architecture[J]. Renewable Sustainable Energy Reviews, 1998, 2(1).

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2016-11-01

THE CLIMATE RESPONSIVE MECHANISM OF COURTYARD DWELLINGS IN HOT-HUMID CLIMATE

In hot-humid climate, courtyard has signifi cances to modify the indoor microclimate. In this paper, several fi eld investigations and measurements are conducted in a typical courtyard vernacular dwelling of the southeast of Chongqing and its climate responsive mechanism and effectiveness are verifi ed. The study fi nds that the peak air temperature during the day has decreased signifi cantly in and around the courtyard space. While during the night and heating period, the courtyard has slowed down the heat loss process to some extent. It also fi nds that the ventilation mechanism of the courtyard dwelling can't be simply interpreted as "air draft" driven by thermal pressure ventilation. In summer daytime, the air movement driven by thermal pressure in the courtyard is from the top to the bottom as the air movement driven by wind pressure is often from the opposite direction. Nonetheless, the thermal pressure ventilation is still meaningful for the courtyard dwelling, for it can bring the cooling air from the bottom of the courtyard into the interior space nearby. And courtyard space is proven to be effective to assure indoor natural ventilation especially for buildings with large depth.

HSCW Zone, Vernacular Architecture, Courtyard Dwelling, Climate Responsive Architecture, Natural Ventilation

本研究受國家自然科學(xué)基金（項目號51278262）及北京未來城市設(shè)計高精尖創(chuàng)新中心（項目號UDC2016020100）資助，特此致謝。

郝石盟，北京建筑大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院，北京未來城市設(shè)計高精尖創(chuàng)新中心

宋曄皓，清華大學(xué)建筑學(xué)院