被动式超低能耗居住建筑可实现在满足制冷和采暖需求的情况下最大程度地避免使用传统化石能源。探索适用于寒冷地区气候的被动式超低能耗居住建筑设计理论与方法,对该地区推动被动式超低能耗建筑具有一定的理论指导意义;同时,被动式超低能耗居住建筑所带来的经济效益与社会效益巨大。本文结合中新天津生态城示范项目,形成一套适用于寒冷地区的被动式建筑设计理论、设计方法以及成套技术,推动我国节能减排工作的发展。本文基于寒冷地区的气候特征,对被动式超低能耗居住建筑的设计理论及设计方法进行研究和细致梳理,并将研究结果在示范项目进行检验。文章按照“研究背景——发展情况——基本参数——设计理论——设计方法——案例分析——结论与展望”的逻辑顺序展开论述,共分为七个部分。第一部分为研究背景,通过分析全球能源危机及我国碳排放总量逐年增加的背景,结合中新天津生态城城市建设的需求,阐述研究被动式超低能耗居住建筑的意义,调研了国内外被动式超低能耗居住建筑领域的研究概况,为下一步的研究提供基础资料。第二部分为发展情况,介绍了北美“超绝热房”、欧洲“建筑能效提升路径”等建筑节能发展情况及其对德国、中国建筑节能发展的影响,通过对比中德标准内的关键指标,明确了被动房标准进行本地化研究的方向,为第三部分的研究奠定了坚实的基础。第三部分为基本参数,明确了影响建筑能耗的首要因素即室内热舒适度的界定。在室内热舒适温度不变的情况下,根据天津生态城居民夏季热适应性特征,将空调负荷计算温度的起算点提高到28℃,相对湿度提高到70%;为了避免由于热环境变化引起的不舒适,在室内热舒适度指标中,增加温度不保证率以及相对湿度不保证率的要求。第四部分为设计理论。基于天津市热舒适度指标,构建了被动式超低能耗居住建筑能耗快速计算模型,可以实现在方案设计前期快速判断设计方案是否满足能耗目标要求,能够较直观地得出各个参数对能耗的影响,为建筑方案设计提供依据。同时,文章基于能耗快速计算模型,探究多目标协同的被动式超低能耗居住建筑设计原理,建立被动式超低能耗居住建筑设计的创新理论,为被动式超低能耗居住建筑设计提供理性思维逻辑和设计前期的技术依据。第五部分为设计方法。提出方案设计、优化设计、初步设计、施工图设计多专业协同的流程控制系统,并对设计方法进行了优化。相比于常规节能建筑设计,本文在方案设计阶段从节能和成本两个层面建立了设计指标与设计方法之间关系,同时提出了适用于被动式超低能耗建筑的初步设计方法以及施工图细部设计方法,实现了从定量模拟计算到定性设计方法的转化落实,达到被动式超低能耗居住建筑性能科学决策与设计创新的目的。第六部分为案例分析,结合天津生态城公屋二期示范项目将第四、五部分的研究成果与实际项目的方案设计、初步设计及施工图设计充分结合,以此检验所得研究结果的科学性、合理性以及可操作性。第七部分为结论与展望,归纳提炼文章的结论并提出了该方向后续研究的一些设想。