气候是影响建筑形态变化的主要原因,在建筑设计时充分考虑不同气候区的气候特征,采用相应的被动式气候设计手段,对可持续发展及能源的节约起到了积极的作用。 本文从建筑与气候的关系出发,分析我国188个城市气候观测点典型气象年中影响被动式太阳能建筑设计的主要外部气象参数,包括室外日平均温度,水平面总辐射日辐照量,水平面散射辐射日辐照量等,为被动式太阳能建筑设计气候分区奠定了数据基础。 通过建立被动式太阳房计算模型,应用稳态传热分析方法,结合实测气象数据分析,确定了被动式太阳能建筑设计分区指标——综合辐射百分比,定量的分析了我国不同程度应用被动式太阳能建筑可行性。 利用建筑气候设计原理,结合我国的太阳能资源分布情况,分析了不同气候区室外气候条件与热舒适区关系,建立了不同气候区被动式太阳能建筑设计的边界条件。 集热部件的集热效率是影响被动式太阳能建筑室内热环境的主要因素。本文在稳态传热分析基础上,分析了三种常用集热部件的集热效率曲线,并结合实测月平均太阳辐射强度,提出了适应不同被动式太阳能建筑设计分区的集热部件形式。 最后,为了更直观的体现分区结果,方便建筑师采用,本文首次结合地理信息系统(GIS)的分析软件,将被动式太阳能建筑设计气候分区进行可视化,并利用被动式太阳能建筑设计气候分区指标及集热效率曲线分析结果,结合各区气候特点,提出了被动式太阳能建筑不同设计分区的优化设计原则。