办公楼中庭可作为交通区域还兼备休息、休闲功能,但其本身的形状与大尺寸产生了烟囱效应这种特殊的现象。为解决这种现象带来的热环境问题,往往采用空调等高能耗手段,忽视了自然通风这种清洁能源的利用。本文采用数值模拟与实验相结合的方法,对严寒C类地区办公楼中庭在各季节、各时段自然通风驱动力和影响因素进行研究,对改善中庭空间热环境、降低空调使用能耗具有重要意义。首先对严寒C类地区典型城市呼和浩特市的办公楼中庭建筑进行调研分析,选取具有代表性的办公楼中庭建筑进行四个季节不同边界条件的数值模拟和相关实验,模拟结果与实验结果吻合度较好。春季平均风速为2.5 m/s,中庭风压通风占整个季节的78%,随着室外风速的增加室内风速增加、通风量增加,在12:00-18:00之间室外温度高于18.0℃时增大开口进行自然通风,有助于室内气流循环,室内风速在1.5 m/s以下,春季中庭室内的温度可以提高1.2℃;室内相对湿度在32%～46%之间,湿度较为舒适。夏季室外平均风速为1.8m/s,中庭热分层现象明显,增加室内外温差和出风口宽度可以强增热压通风,有效降低室内温度。通过实验发现夏季日间室内外温差小,热压通风不明显,风压通风仍占整个季节的65%,在室内外温差较小、室外温度过高时应关闭开口;采取遮阳措施,6m以上的空气温度可降低3.5℃以上;夜间室内外温差大,可采用热压通风,温度下降0.8℃;室内相对湿度在46%～53%之间,较为舒适。秋季室外平均风速为1.7m/s,但主导风向不同,其与建筑迎风面的夹角大于45°,有助于增强风压通风,大部分时间室内风速在0.4 m/s～0.6 m/s之间,在14:00-15:00为风压和热压混合通风,同样可以使室内风环境扰动增强,中庭空间平均温度降低,减小室内热分层;室内湿度在35%～43%之间,湿度较为舒适。冬季开口在主风向上时,风向与建筑迎风面呈90°角,风速到达最大,会使大量冷空气进入,使中庭空间温度迅速下降,不利于室内热环境的舒适性,且冬季室内外温差最大,中庭以热压通风为主,为满足中庭所需通风量,应在室外风速低于1.5m/s时增加开口有效面积进行自然通风,时间小于1小时;日间相对湿度小于30%,空气干燥,夜间相对湿度在30%～44%之间,湿度适宜。通过数值模拟和实验结果可知,中庭自然通风受室外风速、室外风与建筑迎风面的夹角、开口宽度、开口高度等多因素的影响,利用正交分析得到开口宽度为自然通风通风量的主要影响因素,开口高度和开口开启角度次之。在以后的办公楼中庭设计及改造中可以通过改变这三个因素来改善中庭室内热环境,提高舒适度。