建筑节能研究是缓解我国能源紧张问题的重要课题之一。其中建筑节能设计,力求在满足室内热舒适要求的同时,尽可能通过建筑设计方法降低其能源消耗。建筑节能设计普遍提倡优先使用被动式节能设计,在必要时再采用主动式节能技术,将室内的空气参数维持在舒适范围内。然而人体热舒适是由不同室内热环境参数共同影响决定,上述方式尚未充分重视不同被动式建筑设计对室内热环境的具体影响,和不同建筑室内热环境对建筑能耗的影响。本文研究以营造舒适室内热环境为目标,探讨通过主、被动式相结合的热环境设计方法,实现基于主被动式热环境设计的低能耗建筑系统;希望通过这种方式,在考虑被动式设计对室内热环境影响的基础上,合理采用适宜的主动式设计,最终完成建筑室内热环境参数的综合调节。本文针对夏热冬冷武汉地区的气候资源条件,展开基于主被动式热环境设计的低能耗建筑系统设计研究。本文首先探讨主被动式结合的建筑热环境设计方法,研究建筑主被动式热环境设计的理念原理、设计流程,被动式、主动式热环境设计技术。而后,本文通过对比研究不同室内热环境参数对人体热舒适的影响,和主、被动式热环境设计因素对建筑节能的影响,探讨建筑的主被动式热环境设计策略。本文结合该地气候资源条件,选用适宜的被动、主动式建筑节能技术,提出一种建筑主被动式热环境设计的技术路径。该技术路径下,基于主被动式热环境设计的低能耗建筑系统设计,主要涵盖以下三方面:高性能围护结构系统通过热工性能优化设计、主动式通风围护结构设计和气候适应性窗设计,对建筑室内平均辐射温度进行改善;并在考虑室内平均辐射温度改善对空气温度的补偿作用的基础上,利用室内热环境调节系统通过空气处理、地板送风、工位调节等技术,调控建筑室内空气参数;采用直接利用地热能的土壤自然冷热源系统为室内热环境调节提供所需冷热源。本文主要采用计算机模拟方法,对基于主被动式热环境设计的低能耗建筑系统的运行特性和系统性能展开研究;并以低能耗示范建筑为研究平台,通过实测研究掌握该系统的典型运行参数,为模拟研究提供基础。而后,本文采用建筑能耗模拟和系统的机理建模方法,建立基于主被动式热环境设计的低能耗建筑系统的模拟模型;对该建筑系统通过主被动式热环境设计改善建筑室内热环境的过程进行模拟研究,探讨通过高性能围护结构设计实现对室内平均辐射温度的改善,并在考虑其影响的基础上,探讨室内热环境调节系统和土壤自然冷热源系统对室内空气温度的调节。同时本文也对该低能耗建筑系统的热环境调节的能效进行探讨。本文研究结果表明:对于建筑室内热舒适而言,不论冬夏季,建筑室内平均辐射温度对其的影响性仅稍弱于室内气温,而空气流速和相对湿度的影响则相比明显较弱;因而主被动式热环境设计理念方法的探索,具有重要现实意义。对基于主被动式热环境设计的模拟研究证明,采用利用室内排风的主动式通风围护结构设计,可以在冬夏季对室内平均辐射温度实现明显改善;最终高性能围护结构系统的设计实现,对建筑夏季、冬季室内平均辐射温度的改善幅度可分别达到1.60、3.44℃。从而使该系统不仅改善了室内平均辐射温度,同时对室内气温设定形成了补偿作用,相对标准围护结构设计而言,其室内空气温度设定在夏季可提高0.63℃,冬季可降低2.71℃。通过直接利用土壤冷热源的室内热环境调节系统,低能耗建筑系统在夏季可实现舒适室内热环境,并取得远高于传统供冷方式的系统能效比;而在冬季其室内气温较低,但对比室内寒冷气候,仍可显著改善室内外温差。冬季直接利用地热能,尚不足以为室内提供温度足够的热源,未来可考虑实现与太阳能集热技术集成进行联合供暖。最后本文对基于主被动式热环境设计的低能耗建筑系统设计进行探讨,研究尽力探索,建筑节能设计在满足室内热舒适需求和降低建筑能耗需求间的平衡,为利用主被动式热环境设计实现低能耗建筑系统提供参考。