商业建筑设计：商业中庭空间

商业建筑尤其是购物中心往往设有高大的中庭，以便为人们提供一个全天候的舒适的购物场所。中庭的顶盖一方面为整个商业环境遮风避雨，另一方面通过局部自然采光，为人们提供一个更接近自然的宽敞明亮的环境。

中庭环境的适宜性首先体现在热舒适上，即具有合理的温、湿度及通风性：夏天不因过多的热吸收而使室内温度过高，冬天不因室外温度过低而无法积蓄热量，以避免冷热负荷过大、能耗过重。对于中庭设计，可以从以下角度着手优化，进而达到节能和热舒适兼具的效果。

首先，应考虑中庭剖面形态。中庭剖面形态主要有上大下小、上小下大和上下基本相等几种。上小下大的A形中庭自上而下楼层逐渐后退，有利于热压通风，充分发挥烟囱效应，特别适合夏季炎热而冬季较为温暖的地区；而上大下小的V形中庭自下而上逐渐外伸，有利于每一楼层均有一部分面积可获取直射阳光，但会削弱烟囱效应，不利于通风，此剖面比较适合气候寒冷地区。除上述两种之外，上下基本相等即矩形中庭是更为常见的剖面形态，对于既需夏天防晒又需冬天避寒的夏热冬冷地区来说，矩形剖面就较为适宜。

其次，中庭设计时还应注意做到上实下虚。这样做一方面是利用中庭作为一个“采光筒”，使中庭底部同顶部一样也能获得较充足的自然光。顶层若仅设较少的窗，可以增加反射面，减少对光的吸收，而越往下玻璃面积越多，减少反射墙面，把光引入室内空间深处。另一方面，由于中庭内部气压上大下小，即顶部大于室外，底部小于室外。通常在约1/2高度处存在零压强平面也就是所谓“中和面”。气流方向在中和面以下为空气从室外流入室内中庭并由顶部排出，而中和面上的窗洞则将成为进风口，为避免中和面以上的上层空间被污浊空气或热气回灌，邻近中庭的窗应关闭，从而实现上部房间的热舒适性。

再次，中庭采光天窗的设计也对中庭的节能降耗产生重大影响。天窗一般设置有水平或倾斜两种形态。采用倾斜天窗尤其是朝北倾斜，将有助于减少对热量的吸收，光线更均匀，并便于自然通风。采光天窗的坡度一般为18°～30°，每一坡面的长度不宜过大，一般控制在15m之内是较为经济的。例如，锯齿形天窗就是较为常见的一种斜天窗，其有利于消除眩光，在太阳直射光太刺眼或强度太高、有可能形成眩光的一些地区较多采用。向阳的锯齿形天窗，其玻璃面角度应满足冬季高度角较低的太阳直射光可进入室内的要求，并可使夏季高度角较高的太阳光线经屋顶反射再进入室内（图12-1）。

图12-1 锯齿形天窗设计

采光天窗也应考虑凸出屋面，以提供侧向通风。这一突出部分不仅能引入更多的自然光，还能更加充分地发挥中庭的烟囱效应，强化拔风效果，有利于自然通风（图12-2）。中庭屋顶的高出部分还可作为贮烟空间，助于中庭排烟，防止火灾时烟气倒灌。另外，在某些地区如夏热冬冷地区，需要利用相当的机械辅助式通风来确保一定的舒适度，因此侧向天窗的设计也便于设置与辅助排烟机械设备的连通口。

在寒冷、严寒、夏热冬冷地区还可考虑通过夜间通风策略来降低室温和能耗。原因是这些地区夏季白天室外温度高，而夜间室外温度比白天低，因此夜间通风在一定程度上可以消除空调关闭后室内的余热余温，这样不仅降低了第二天的开机负荷，通过夜间蓄冷也减少了第二天的空调运行负荷。但由于夜间通风受室外温度影响较大，该措施在夏热冬暖地区节能量有限，从投资角度考虑，在该类地区不适宜采用夜间通风策略。

图12-2 天窗的侧向采光设计（深圳益田假日广场）

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图12-3 采光天井设计（香港圆方购物中心）

采光天窗在争取更多自然阳光的同时，还应注意防止中庭过热。一种方式是考虑采光天窗的面积，不一味求大、求宏伟，有时应适当减小（图12-3）；另一种方式是采用可移动的遮阳装置（图12-4～图12-6）或比较先进的日光偏转系统。除了设置多种遮阳设施外，还可利用梁板体系来自遮阳。例如，可以把屋顶的梁板体系加高加密，形成隔栅形式，还可在采光中庭敷设双层ETFE膜材结构等。另外，天窗玻璃材料的遮阳和传热系数也是影响天窗热工性能的重要参数。从节能角度来看，宜优先采用节能效益较好的双银Low-E低透玻璃。

图12-4 天窗遮阳图案设计（上海IFC购物中心）

图12-5 结合吊顶的遮阳设计（北京西单商场）

图12-6 购物中心天窗遮阳设计（沈阳万象城）

中庭内的材料使用也应考虑光和热的控制问题。中庭墙壁经过设计后可以通过反射、漫反射来重新分配自然光线，具有调节和控制自然光的作用。表面太光滑的墙壁容易产生反射眩光，因此中庭墙壁表面应粗糙，利用漫反射使中庭的环境光均匀、柔和。另外，玻璃栏板上也可印上一些印花图案，减少强反射光线。浅色的墙壁有助于增加室内亮度，深色、粗糙的墙面蓄热性强，可增加室内温度的稳定性。有些商业中庭内种植一些植物或设置一些花槽，也助于光的漫反射和均匀分配。

中庭周边的环境也是需要考虑的一个要素。中庭周边的植被一方面可以过滤进入中庭的新风，也可以引导气流或阻挡冷风，促进中庭自然通风或避免热损失。有时中庭外面有水面，气流在进入中庭前，经过水面的制冷降温，也可以减少中庭内进入大量热气引起的能耗。

综上所述，通过对中庭剖面形状、天窗高度、天窗材料、内墙材料、内遮阳、机械通风、夜间通风、周边环境等方面的综合考虑，可以有效降低封闭式购物中心中庭的空调负荷，进而减少建筑能耗。