廣府傳統(tǒng)三間兩廊天井空間風熱參數(shù)特性現(xiàn)場研究

高云飛，莫健斌，劉 琳，陳師雅，林垚廣，陳素青

（1. 廣東工業(yè)大學 土木與交通工程學院, 廣東 廣州 510006；2. 武漢理工大學 藝術(shù)與設計學院, 湖北 武漢 430070；3. 廣東工業(yè)大學 建筑與城市規(guī)劃學院, 廣東 廣州 510090）

嶺南地區(qū)，位于我國最南部，以五嶺為界與內(nèi)陸相離，屬于夏熱冬暖氣候區(qū)，有著高溫高濕、太陽輻射強、日照時間長等氣候特征。由此，嶺南傳統(tǒng)建筑設計往往著重考慮隔熱、遮陽和自然通風，天井作為連通建筑內(nèi)部與外界的過渡空間，使得外界風可以從天井上部引入建筑內(nèi)，增強風壓通風；在夜晚，天井周圍的圍護結(jié)構(gòu)由于上下溫差，可以起到一定的熱壓通風作用[1]；在雨天，天井又充當了一個集水的空間，四周的坡屋面把雨水匯入天井當中，這在嶺南傳統(tǒng)文化中，有著“四水歸堂”的寓意[2]。因此，天井空間在改善傳統(tǒng)建筑的風熱環(huán)境方面占有著很重要的地位，研究天井空間在風熱耦合作用下的氣流運動規(guī)律是十分有必要的。

國內(nèi)外現(xiàn)有對天井、庭院等開敞空間的風熱環(huán)境研究的成果主要有：Kindah等[3]對敘利亞大馬士革老城區(qū)的一些傳統(tǒng)庭院式建筑進行了熱環(huán)境實測和入住調(diào)查，分析并證明了庭院的開口大小、開口位置、陰影區(qū)、樹木的存在等因素對于自然通風的影響，指出了內(nèi)部庭院的存在對被動式冷卻技術(shù)具有巨大影響；曾志輝等[4-7]針對廣府傳統(tǒng)民居的自然通風進行了系列研究，分別從群組布局通風、單體通風和細部通風三個方面進行了實地測量，用大量數(shù)據(jù)來探討傳統(tǒng)民居的通風機理，并將傳統(tǒng)的通風經(jīng)驗與現(xiàn)代建筑相結(jié)合，分析了傳統(tǒng)通風在現(xiàn)代建筑中的實際應用；余夢琦等[8]對徽州傳統(tǒng)民居的廂房、廳堂和天井三種典型區(qū)域的建筑形式進行了實測和計算流體動力學(Computational Fluid Dynamics,CFD)模擬，從空氣溫度、相對濕度、風速、換氣次數(shù)等方面對徽州傳統(tǒng)民居的室內(nèi)熱環(huán)境形成機理及優(yōu)缺點展開了深入分析。

綜合文獻調(diào)研得知，當前代表性傳統(tǒng)建筑的研究以定性分析居多，如“竹筒屋[9-10]”“圍屋[11]”“徽州天井建筑[8,12-13]”等，雖然部分研究采取了室內(nèi)熱環(huán)境監(jiān)測，但其往往選用少數(shù)代表性有限測點來描述大空間的風熱環(huán)境特性。然而，天井類空間的風熱環(huán)境參數(shù)的分布受到外界條件影響較大，個別監(jiān)測點數(shù)據(jù)難以全面綜合地反映建筑多區(qū)域的風熱環(huán)境規(guī)律及特性。因此，本文采用橫縱空間的網(wǎng)格布點與局部布點相結(jié)合的方法，在夏季最熱季節(jié)對嶺南地區(qū)典型的傳統(tǒng)民居的風熱環(huán)境進行詳細的實測與分析，量化討論天井空間風熱參數(shù)的時空分布特性，清晰地呈現(xiàn)天井空間及與其相連接的廳堂、沿廊和建筑室內(nèi)的風熱聯(lián)動作用。

1 研究區(qū)域

本研究選取廣東省廣州市炭步鎮(zhèn)茶塘村為研究區(qū)域。茶塘村立村約700年，古建筑占地6.7萬多平方米，現(xiàn)存較為完整的明清建筑約120座，村落整體沿東西走向坡地地勢梳式布局，主體方向朝西，其建筑基本為“三間兩廊”式傳統(tǒng)建筑。實測對象為茶塘村財主巷足徵里茶塘北一巷6號的一座的“三間兩廊”建筑。足徵里內(nèi)的民居基本為同一時期建成的“三間兩廊”式建筑，足徵里的建筑平面圖如圖1所示。

所研究天井空間呈矩形，尺寸為4 m×2 m×4 m，如圖2所示。天井西面為一高4 m的青磚外墻，南北向為廂房的高2.4 m的青磚墻，東面為與天井連通的沿廊及廳堂，廳堂的檐口高度為4.4 m，廳堂面向天井空間的墻體下部為大理石，上部為青磚，如圖2所示。

圖2 實測建筑天井四周墻體結(jié)構(gòu)拍攝圖Fig.2 Photographs of the wall structure around the patio of the actual building

“三間兩廊”是嶺南地區(qū)典型的傳統(tǒng)民居，在此建筑形式基礎(chǔ)上，結(jié)合宅基地面積、家庭人口以及使用功能的變化，嶺南傳統(tǒng)建筑形式也逐漸演變成各類建筑布局，比如：一開間的企頭房、兩開間的一偏一正和四開間的一連四間，如圖3所示。因此本文研究對象是具有普適意義的。

圖3 基于“三間兩廊”演變的建筑布局圖[14]Fig.3 Architectural layout based on the evolution of "three rooms and two corridors"[14]

2 實測方法

本研究主要對選定建筑的天井空間、沿廊、與天井連通的廳堂和廂房及村落氣流來流處、巷道進行風速、黑球溫度和空氣溫度的全天24 h自動測量，以獲得不同空間空氣的溫度、輻射溫度、速度等狀態(tài)參數(shù)。天井空間尺寸為4.0 m×2.0 m×4.0 m，廳堂為4.5 m×4.4 m，兩邊廂房為3.3 m×3.2 m，走廊為0.9 m×4.4 m。其中天井空間為主要測試區(qū)域，其余為簡要測試部分。測量時間選為夏季最熱月晴天，并考慮建筑外門開啟和關(guān)閉兩種工況，測試時間為2020年8月28日9:00至2020年8月30日9:00，兩種工況各測試一天，具體測試儀器型號及相關(guān)參數(shù)如表1所示。

表1 測試參數(shù)及儀器Table 1 Test parameters and instrumentation

1) 天井空間的測量

以天井空間為主要測試部分，測量方法采用網(wǎng)格布點法，綜合考慮測量儀器數(shù)量、天井高度、居民活動區(qū)域等因素，分別在0.5，1.5，2.5，3.5，4.5 m高度處設置測量點，共計25個測點，考慮到天井四周建筑立面高度的不同，將影響其對天井空間室外風的引導作用，故選取了兩個縱面，即A縱面和B縱面分別進行布點，圖4展示了天井空間測試布置現(xiàn)場及布點。

圖4 實測建筑天井空間布置現(xiàn)場及布點圖Fig.4 Site and layout plan of the actual building patio space

2) 室外、沿廊與房間的測量

為了解室外環(huán)境、天井空間和與其相連接的建筑空間風熱特性與關(guān)系，分別在廳堂、走廊、廂房、巷道(測量民居北門側(cè))和村落氣流來流處位置的1.5 m高度處進行布點，利用三角支架固定測量儀器，進行48 h連續(xù)自動測量，測點位置見圖1和圖5。

圖5 實測建筑整體布點平面圖Fig.5 Overall layout plan of the measured building

3 實測數(shù)據(jù)分析

3.1 室外空間風熱環(huán)境特性

3.1.1 村落來流和巷道的風熱特性

測試期間，測量區(qū)域的風向主要為西風，村落氣流來流和巷道參數(shù)測量結(jié)果如圖6和圖7顯示：風速從上午6:00時開始逐步增大，13:00～14:00達到最大值2.1 m/s，隨之迅速下降，21:00～22:00達到最小值0.37 m/s，之后風速趨于平緩，風速基本維持0.37～0.55 m/s之間。黑球溫度和空氣溫度變化曲線一致，從凌晨5:00開始上升，下午14:00達到最大值，隨之下降，于次日凌晨5:00達到最小值。具體數(shù)值見表2和表3。

圖6 室外、巷道風速折線圖Fig.6 Outdoor and alleyway wind speed folding diagram

圖7 實測區(qū)域室外環(huán)境溫度折線圖Fig.7 Broken line diagram of outdoor ambient temperature in the measured area

表2 外門開啟時氣流來流處的參數(shù)結(jié)果Table 2 Parameter results of air flow when the outer door is opened

表3 外門關(guān)閉時氣流來流處的參數(shù)結(jié)果Table 3 Parameter results of air flow when the outer door is closed

巷道的風熱參數(shù)變化規(guī)律與村落氣流來流處一致，具體數(shù)值見表4和表5。

表4 外門開啟時巷道處的參數(shù)結(jié)果Table 4 Parameter results at the roadway when the outer door is opened

表5 外門關(guān)閉時巷道處的參數(shù)結(jié)果Table 5 Parameter results at the roadway when the outer door is closed

3.1.2 村落來流與巷道空間氣流風熱原理分析

茶塘村在2020年8月28～30日的日出日落時間分別為7:00和18:00，村落來流風從7:00開始增大，主要是由于村落池塘與曬坪的溫差導致。太陽升起后,因為曬坪和巷道的地面是水泥地和石板地，比熱容比池塘內(nèi)的水要小，故曬坪和巷道的升溫速度比池塘快，在溫度分布上，曬坪和巷道的溫度高而池塘水面溫度低，溫度差形成了池塘吹向村落的風；14:00后，空氣溫度差達到最值，風速達到最大；之后，太陽輻射開始減少，水面溫度降低速度小于曬坪空氣降溫速度，故而風速降低；18:00之后趨于日落，局地溫差更弱，速度平穩(wěn)。巷道和村落來流風速變化趨勢相同，說明巷道與村落來流風速密切相關(guān)。

在外門開啟和外門關(guān)閉兩種工況測試時間下，巷道的溫度變化規(guī)律與村落來流的溫度變化規(guī)律是一致的。外門關(guān)閉時的巷道黑球溫度和空氣溫度均比村落來流處要大，與外門開啟時的情況完全相反，這是由于在外門關(guān)閉時，巷道內(nèi)的風速比外門開啟時的風速要小，導致巷道內(nèi)排熱量的速度較小，溫度下降速度比外門開啟時的要慢。

3.2 天井空間的風熱參數(shù)分布

3.2.1 天井空間的風場特性

天井空間A、B縱面風速箱型圖如圖8和圖9所示，兩縱面各點風速均值在0.2～0.4 m/s之間，風速波動范圍隨著高度的升高而增大，天井內(nèi)氣流以2.5 m為分界線，上部風速活躍，下部風速相對穩(wěn)定；在外門開啟時，天井空間在1.5 m內(nèi)的風速波動比外門關(guān)閉時要稍大，說明了外門的啟閉會引起天井空間1.5 m內(nèi)的風速波動。B3點的風速波動遠比其他測點要大，這主要是由于B3點位于天井空間頂部東面邊界處，受到東面吹來室外風的影響更大，導致風速波動更大。

圖8 外門開啟或關(guān)閉下天井的A縱面風速箱型圖Fig.8 Longitudinal A wind velocity box diagram of the patio under the opening or closing of the outer doors

圖9 外門開啟或關(guān)閉下天井的B縱面風速箱型圖Fig.9 Longitudinal B wind velocity box diagram of the patio under the opening or closing of the outer doors

以測試期間最熱時段14:00的風速參數(shù)為依據(jù)進行天井空間風場云圖繪制，插值方法采用kriging法，將A、B縱面的網(wǎng)格劃分為60×100，如圖10所示。云圖顯示，隨著高度的增大，風速由0.18 m/s向0.81 m/s逐步增大。在外門開啟時，天井空間2.5 m內(nèi)的風速主要在0.45 m/s以內(nèi)；而在外門關(guān)閉時，天井空間2.5 m內(nèi)的風速主要在0.36 m/s以內(nèi)，外門的啟閉對于天井空間2.5 m以上部分的風速參數(shù)影響不大，可見外門的啟閉對于天井空間風場的影響范圍主要在2.5 m高度以內(nèi)。

圖10 外門開啟和關(guān)閉情況下的天井空間風速云圖Fig.10 Wind speed cloud map of patio space under the condition of opening and closing of external doors

3.2.2 天井空間的溫度場特性

考慮到天井內(nèi)不同區(qū)域獲得太陽輻射的差異，以黑球溫度作為溫度場分析參數(shù)，如圖11所示：外門開啟和關(guān)閉兩種情況下，天井內(nèi)溫度呈現(xiàn)分層分布的現(xiàn)象，上部溫度高，下部溫度低，而且溫度波動范圍是逐步減小的。4.5 m測點與0.5 m測點之間的均值溫差可達2 ℃。4.5，3.5，2.5 m高度處的黑球溫度中位數(shù)與室外參數(shù)一致；而1.5 m高度內(nèi)，黑球溫度中位數(shù)基本維持在30～30.5 ℃左右，普遍低于室外溫度1～2 ℃。這表明天井空間確實存在著熱緩沖作用，2.5 m以上高度的黑球溫度受室外參數(shù)的影響更大，而在1.5 m高度內(nèi)，黑球溫度有所下降且能保持在相對穩(wěn)定的數(shù)值上。0.5，1.5，2.5 m高度處黑球溫度最大最小值范圍比3.5，4.5 m高度處要高，這是因為天井空間受到了太陽輻射、地面輻射、熱對流等因素綜合作用影響導致的。

天井空間的黑球溫度云圖處理方法與風速處理方法相同，以測試期間最熱時段14:00所測得的黑球溫度、空氣溫度為依據(jù)繪制天井空間溫度場云圖，如圖12和圖13所示。在天井空間內(nèi)，黑球溫度分層明顯，其中最大值出現(xiàn)在天井上部中央位置，最大值可達45.3 ℃(A5、B5測點)，這其中的原因在前文已進行論述。在2.5 m高度內(nèi)，黑球溫度隨著高度的增加而升高；圖13的天井空間空氣溫度場同樣顯示出了天井上部溫度高、下部溫度低的分層分布規(guī)律，但是空氣溫度與高度是呈一定線性關(guān)系的，空氣溫度隨著高度的增加而增大。外門的啟閉對于溫度場的影響不明顯。

圖12 天井空間黑球溫度云圖Fig.12 Cloud map of black sphere temperature in patio space

圖13 天井空間空氣溫度云圖Fig.13 Cloud map of air temperature in patio space

3.3 沿廊及房間的風熱特性

3.3.1 沿廊及房間的風場特性

沿廊及各房間的風速箱型圖如圖14所示。外門的啟閉，對于沿廊及房間內(nèi)的風速有較大影響，在外門開啟時，沿廊(C2、C3、C4)內(nèi)風速波動在0～0.3 m/s之間，均值為0.19 m/s，南北廂房和廳堂的(C1、C5、C6)風速波動在0～0.1 m/s內(nèi)，南北廂房(C1、C5)風速均值為0.05 m/s，廳堂(C6)風速均值為0.03 m/s。當外門關(guān)閉時，各點風速波動范圍均變小，所有房間內(nèi)測點的風速幾乎為0，這是由于在外門開啟的情況下，巷道內(nèi)的風可以通過外門進入沿廊從而形成穿堂風，使得沿廊和各房間內(nèi)風速有所提升。

圖14 外門開啟或關(guān)閉下沿廊及房間的風速箱型圖Fig.14 Wind velocity box diagram along the corridor and rooms under the opening or closing of external doors

3.3.2 沿廊及房間的溫度場特性

如圖15所示，沿廊部分的測點C2、C3、C4的黑球溫度波動比其他各房間測點的黑球溫度大，大小關(guān)系為：沿廊＞廂房＞廳堂。在外門開啟和關(guān)閉兩種工況下，所有測點的中位數(shù)及均值都在30～31 ℃之間，室外環(huán)境參數(shù)對各測點的影響不大。

圖15 外門開啟或關(guān)閉下沿廊及房間的黑球溫度箱型圖Fig.15 Black ball temperature box diagram along the corridor and rooms under the opening or closing of the outer doors

3.4 天井對相鄰建筑空間風熱環(huán)境的影響

計算天井空間同一高度處5個測點數(shù)據(jù)的平均值，以該值作為對應時刻等高度處的代表值，其他空間均取平均值作為代表值，將天井空間、沿廊、廂房、廳堂、巷道和室外來流的風速和黑球溫度做相關(guān)性分析。

巷道與室外來流處兩天的相關(guān)系數(shù)分別為0.91和0.7，巷道與室外來流風相關(guān)性顯著。天井空間內(nèi)不同高度處與室外來流的風速相關(guān)系數(shù)均大于0.4，但0.5 m和1.5 m處的風速與室外的相關(guān)系數(shù)明顯小于其他高度，即雖天井空間各測點與室外來流相關(guān)性顯著，但存在一定的差異。其次，天井空間與沿廊及與其相通的廂房之間也具有明顯的正相關(guān)關(guān)系，但是廳堂與天井空間之間主要呈現(xiàn)負相關(guān)關(guān)系，而且相關(guān)性并不明顯，表明沿廊及廂房內(nèi)氣流的引入與運動主要是依靠天井空間來完成，但是廳堂室內(nèi)風的引入和流動并不依賴于天井空間。最后，在外門啟閉的對比分析中發(fā)現(xiàn)，天井空間、沿廊和廂房之間的相關(guān)系數(shù)在外門關(guān)閉的情況下都會有所減小，在外門關(guān)閉的情況下，巷道、天井1.5 m內(nèi)的空間、沿廊和廂房之間的相關(guān)系數(shù)有很明顯的下降，這說明了外門的啟閉對于天井空間、沿廊和廂房的風環(huán)境也有影響，外門的開啟有利于形成穿堂風，增大天井空間1.5 m內(nèi)的空間、沿廊及廂房內(nèi)的氣流運動。

天井空間各高度黑球溫度與相鄰空間黑球溫度的相關(guān)系數(shù)均大于0.4，顯著相關(guān)，并且這種相關(guān)關(guān)系隨高度增加而增強。對于外門啟閉工況對天井空間與室內(nèi)房間風熱環(huán)境聯(lián)動關(guān)系的影響和多工況下的天井風速特性及其聯(lián)動規(guī)律將在后續(xù)的模擬分析中進一步論述。

3.5 天井空間熱壓中和面分析

天井可以看作成一個通過天井井口和外門與外環(huán)境系統(tǒng)進行熱質(zhì)交換的空氣腔。室外風通過天井井口、外門以風壓的形式作用于天井，其流動規(guī)律將在后續(xù)的研究中討論，同時天井內(nèi)部始終存在熱壓作用

在熱壓作用下，建筑內(nèi)空間某一點余壓可表示為

式中：PX為某處的余壓；PX0為中和面上的余壓；h為某處至中和面的距離； ρn為天井內(nèi)部空氣密度，取天井內(nèi)部不同時刻溫度平均值對應的空氣密度，kg/m3； ρw為天井外部空氣密度，取頂部井口、外門、廳門不同時刻溫度對應的密度，kg/m3；g為重力加速度，取9.8 m/s2。

僅考慮熱壓作用，通過門窗的空氣量為

式中：G為門窗的空氣量，kg/s；μ 為門窗的流量系數(shù)，大小與門窗的構(gòu)造有關(guān)，一般小于1，本次取0.65[15]；F為門窗及井口的面積，南、北廂房門口面積取1.9 m2，廳門面積取3.3 m2，頂部井口面積取8.0 m2；ρ 為測量處不同時刻溫度對應的空氣密度，kg/m3。

天井空間作為與外界產(chǎn)生交流的緩沖空間，其尺寸為4 m×2 m×4 m，根據(jù)質(zhì)量守恒定律得到中和面與天井總高度的關(guān)系式為

式中：GT為天井空間頂部井口與室外流通的空氣量；GC1為 北廂房與天井空間之間流通的空氣量；GC5為南廂房與天井之間流通的空氣量；GC6為廳堂與天井之間流通的空氣量；H為天井空間的總高度；h1為中和面與排風余壓最大值測量點的距離；h2為中和面與進風余壓最大值測量點的距離。

結(jié)合式(1)～(4)可得到中和面的高度。中和面高度隨時間變化的點線圖如圖16所示，在外門開啟的工況下，中和面高度在6:00～21:00時間段內(nèi)，在2～4.5 m之間波動，高于房門高度。表明在天井空間內(nèi)，下部處于進風狀態(tài)，自然風從廂房和廳堂流入天井，上部處于排風狀態(tài)，自然風從天井空間的上部井口流出。22:00～次日7:00時間段，中和面高度基本低于1 m甚至接近于0 m，這是因為在深夜及凌晨時間段，天井內(nèi)的上下溫差(0.5 ℃)很小，這使得天井整體溫度趨向于室外，天井空間已經(jīng)不能充當一個緩沖空間，而是成為了室外環(huán)境的一部分，此時熱壓通風作用主要來源于房間與天井的溫度差，房間內(nèi)的溫度高于天井空間溫度，使得自然風從天井流入各房間。而在外門關(guān)閉的工況下，中和面的高度變化基本與開門相似，但中和面高度在17:00就開始下降，比前一工況提前了一小時，這是由天井高空的外界風導致的，在17:00～18:00這時間段，天井高空處的風速突增，導致天井空間上部的排熱作用遠大于蓄熱作用，使得天井空間的上下溫差迅速縮小，減弱了熱壓通風。在20:00時的天井中和面高度的回升也是由排熱和蓄熱的相互影響導致的。

圖16 天井空間中和面高度折線圖Fig.16 Folding line diagram of the height of the neutral surface in the patio space

根據(jù)算得的中和面高度及式(2)可算得熱壓通風的空氣量，具體如圖17所示，結(jié)合圖16，天井空間的通風量有兩個高峰，即在11:00及14:00，通風量會達到5.8 kg/s，這時熱壓通風作用最強，天井空間底部進風，頂部排風；而在21:00之后，天井空間的通風量只能達到2.1 kg/s以下，與白天的通風量相差2.8倍，熱壓通風作用最弱，此時天井空間內(nèi)上下溫差很小，使得天井本身的熱壓作用幾乎沒有，此時氣體流動主要依靠房間內(nèi)與天井本身的溫度差產(chǎn)生的動力進行，氣體從天井流入各房間。

圖17 天井空間通風量折線圖Fig.17 Folding line diagram of patio space ventilation

3.6 討論

曾志輝[5,7]分別在三水大旗村和佛山東華里街區(qū)對其當?shù)氐摹叭g兩廊”進行了實測，對于天井空間的風熱特性有以下總結(jié)：在風場分析上，天井主要受兩側(cè)廊引入的風、天井上口引入的上空外界風以及天井自身的熱壓抽氣作用的影響，在垂直高度上，高處的風速活躍程度更高。在溫度場分析上，天井空間在白天，其垂直氣溫分布會出現(xiàn)上高下低的現(xiàn)象，而在夜間，氣溫分布則會出現(xiàn)上低下高的相反現(xiàn)象。余欣婷[16]在前人的實測數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上進行了CFD模擬，對“三間兩廊”的天井空間風熱特性進行了驗證，基本符合實測結(jié)果，并提出了天井空間氣流的運動機理，天井處風壓和熱壓氣流的方向在通常情況下相同，為垂直方向上的順時針旋渦，但其作用的發(fā)揮要依靠建筑其他部位出風口。

在整體分析上，本文的實測基本符合前人的結(jié)論。但在局部分析上，天井風場和溫度場的特性是有所不同的，在B縱面上，測點B3和B15的風速波動范圍和平均值均比同一高度處的測點要大得多，這是因為B3點布置在廳堂的檐口處，該處在余欣婷[15]的CFD模擬中是天井高空的入風口，風速變化劇烈，部分高空自然風遇到廳堂墻面開始在沿廊空間里發(fā)生下沉，最后到達地面重新流入天井空間，但這部分自然風只對B3點和B15點產(chǎn)生較大影響，即對天井空間靠近廳堂的頂部和底部兩部分產(chǎn)生影響。綜合分析A、B縱面的風速云圖，在2.5 m高度內(nèi)，等風速線有左疏右密且左小右大的現(xiàn)象，這可以推斷出在該天井空間內(nèi)，風速非活躍區(qū)主要是在天井2.5 m高度內(nèi)的西南部分，但這也與當時的室外風向有關(guān)，這一部分會在后續(xù)的模擬中做進一步的分析。在風速云圖中，風速會有對角兩極化的現(xiàn)象，即若天井空間頂部一角的風速值最大，則在其底部另一角的風速值最小。在黑球溫度云圖中，黑球溫度在天井空間3.5 m處最大，并以3.5 m中心點為中心，溫度呈波紋式擴散，使得云圖呈現(xiàn)出中部高、兩側(cè)低的現(xiàn)象。

4 結(jié)論

本文立足于嶺南地區(qū)傳統(tǒng)民居天井空間的風熱特性，對案例民居的天井空間、廳廊空間、室內(nèi)外空間的32個典型測點進行了連續(xù)48 h的風熱參數(shù)實測和對比分析，得到結(jié)論如下。

在整體上，天井空間沿從高到低的垂直方向，風速和黑球溫度波動范圍逐步減小，2.5 m及以上高度的風熱參數(shù)更容易受到室外參數(shù)的影響；外門的啟閉對于天井空間風場的影響范圍主要在2.5 m高度以內(nèi)，但對溫度場的影響不明顯。外門的開啟讓天井空間對于室外風速變化的反應速度更快。

在局部細節(jié)上，天井空間內(nèi)風速非活躍區(qū)主要在天井2.5 m高度內(nèi)的西南部分，從檐口處流入的自然風對天井空間靠近廳堂的頂部和底部兩部分產(chǎn)生較大影響，而對其余部分的影響很小。同時在天井空間的縱面風速分布中，會有風速對角兩極化的現(xiàn)象。對于天井空間的黑球溫度分布，黑球溫度在天井空間3.5 m處最大，并以3.5 m中心點為中心，溫度呈波紋式擴散，呈現(xiàn)出中部高，兩側(cè)低的現(xiàn)象。

在6:00～21:00期間，天井空間由于自身的溫度差形成熱壓通風，使得天井空間底部進風，頂部排風，在11:00和14:00中熱壓作用最強，達到5.8 kg/s；在21:00之后，天井空間的上下溫差很小，并趨向于室外溫度，熱壓作用主要來自房間與天井的溫度差，使得天井空間底部排風，頂部進風，通風量只有2.1 kg/s，熱壓作用較弱。

巷道對于室內(nèi)沿廊及與其連通的廂房有一定的通風效果。在外門關(guān)閉時，沿廊及廂房的風速波動范圍都有所減小，但外門的啟閉對于廳堂內(nèi)的風速變化幾乎沒有影響。沿廊及各房間的黑球溫度關(guān)系為：沿廊＞廂房＞廳堂。沿廊及各房間黑球溫度變化與室外黑球溫度有直接關(guān)系。

天井空間、室外環(huán)境、沿廊、廂房之間的風速參數(shù)具有顯著的正相關(guān)關(guān)系，廳堂內(nèi)氣體的引入與流動并不依賴于天井空間。外門關(guān)閉不利于天井空間、沿廊、廂房和廳堂內(nèi)的氣體流動。它們之間的黑球溫度參數(shù)都具有顯著的正相關(guān)關(guān)系，而且隨著高度的增大而增強。

本文以詳實的實驗方式展示了典型嶺南傳統(tǒng)民居內(nèi)天井空間的風熱參數(shù)特性；討論了天井風熱參數(shù)對廳廊的影響以及通過廳廊傳遞對室內(nèi)的作用，對嶺南地區(qū)傳統(tǒng)民居天井空間的風熱環(huán)境進行了空間參數(shù)化解讀，量化地體現(xiàn)了傳統(tǒng)民居的建筑設計智慧，為傳統(tǒng)建筑研究、保護和修繕提供了輔助依據(jù)。