寒冷地区公共建筑能耗高于民用建筑能耗的平均水平,酒店建筑更是我国能耗最高的公共建筑类型之一。本研究选取空间设计灵活、物理环境控制难度高、运行能耗高的酒店中庭空间作为研究对象,运用物理环境实测、能耗软件模拟的方法分别研究中庭空间要素对物理环境及能耗的影响,并提出优化物理环境、降低能耗的中庭设计建议。本文第一章对酒店中庭的发展历程、空间特点、物理环境特点和能耗特点进行了概述,第二章通过对134个酒店中庭的实地调研,梳理出寒冷地区酒店中庭在空间尺度、采光方式、采光界面方面常用的设计手法和尺寸数据,为物理环境实测样本的选取和能耗模拟标准模型的建立提供数据支持。第三章和第四章分别通过物理环境实测和DesignBuilder软件模拟的方法,探究空间尺度、采光方式、顶界面和侧界面设计对物理环境和能耗的影响。研究表明:第一,空间高度较大时,侧向采光中庭在冬季产生垂直温度分布不均现象,顶面采光中庭在夏季产生有规律的垂直温度梯度,空间越高,垂直温差越大;平面比例对光环境有所影响,对热环境影响较小。能耗方面,空间高度的增加会造成能耗的线性增加;平面比例仅对侧向采光中庭有所影响,进深越小能耗越大。第二,采光方式和朝向影响物理环境的季节变化规律。侧向采光中庭在冬季热环境问题更突出,西、南向易过热,东、北向易过冷;顶面采光中庭在夏季热环境问题更突出,出现明显的垂直温度分层现象和温度过高问题。能耗方面,减少采光界面数量和面积有利于节能,侧向采光优于顶面采光,仅侧向采光时,优选南向,侧向和顶面同时采光时,优选北向。第三,减少侧窗面积有利于节能,但易引发夏季采光不足的问题,由于节能量有限,建议在保证采光的前提下适当减少开窗面积;侧窗遮阳可有效缓解西、南向中庭的过热问题,但对能耗影响较小。第四,减少天窗面积有利于夏季热环境的均匀稳定,并有效降低能耗,但易引发冬季采光不足的问题,采用大天窗加夏季遮阳的设计,可在满足冬季天然采光的同时,缓解夏季过热问题、有效降低能耗。