1993年,国际建协第18次大会发表的《芝加哥宣言》指出:“建筑及其建成环境在人类对自然环境的影响方面扮演着重要的角色,符合可持续发展原理的设计需要在对资源和能源的使用效率、对健康的影响、对材料的选择方面进行综合思考”,同时提出“以探求自然生态作为设计的依据”。中国夏热冬冷地区是经济发达,人口众多的地区,针对这一地区住宅的节能设计对国民经济具有十分重要的意义。而该地区气候变化极端,夏季高温酷热而冬季又非常寒冷,为了维持舒适的室内环境,建筑往往要以高昂的运作成本及污染排放为代价。这无疑和人——建筑——环境协调发展的目标是不相符的。屋顶是住宅建筑的重要外围护结构。然而,对于作者对夏热冬冷地区住宅屋顶的调研发现,这一地区的屋顶大多并未考虑进行对当地的气候适应设计,而是以照搬常规做法居多,对当地环境和建筑热工性能设计的意思薄弱,基本上不具备对气候适应性的考虑。本文作者研究了夏热冬冷地区住宅屋顶的设计层面、技术层面和经济层面的问题,并针对这一地区的特殊现状进行了细致的分析,比较了现存的主要屋面类型的热工性能优劣,对屋面材料类型的不同情况也进行了深入的考察,整合归纳了住宅屋顶在气候适应性方面针对太阳辐射和自身热传导性能的一系列对建筑设计具有指导意义的设计策略。本文研究的基础是导师国家自然科学基金课题—夏热冬冷地区建筑设计的生态策略研究中“可变化建筑表皮”的内容。本文研究的出发点系源于对生态的关注,研究采用的是实验技术手段和量化的方法,研究结论不仅具有生态上的意义,同时也为建筑师的创作提供了新的思路和启发。