气候适应性设计

详细分析当地的温度、湿度、太阳辐射、风速等气候要素，通过生物气候图等方法确定建筑气候适应性的设计。利用生物气候图做气候适应性建筑设计的优点在于使建筑师在设计之初就计算出采暖、降温、遮阳、通风等因素的数量和等级。气候适应性建筑设计策略结合专业人员的技术支持，可大幅减少建筑物的运行能耗，甚至建造零能耗建筑。
生物气候建筑设计的方法有Olgyay的生物气候图法、Givoni等人的生物气候图法、Waston法、Mahoney列表法等，运用最多的是Olgyay生物气候图法和Givoni生物气候图法，这两者都是通过室外气候条件来推测室内的气候条件。其中Olgyay生物气候图法是通过生物气候建筑及其设计第三发展阶段中人体热舒适的研究得出，空气的状态可由空气温度和相对湿度唯一确定。将相对湿度表示在横轴上，空气温度表示在纵轴上，任一空气状态可由横、纵坐标点唯一确定，这种由空气相对湿度和温度表示空气状态的图称为空气含湿图。空气温度反映空气和人体之间的传导、对流换热的能力，当空气温度高于人体表面温度时，空气向人体传热，反之人体向空气传热； 相对湿度是指空气实际含水量与同温度下空气达到饱和时含水量的比值，在温度相同的情况下，相对湿度高，表示空气较潮湿； 反之表示空气较干燥。由于人体表面水分的蒸发会带走人体热量，而空气中含水量的高低影响人体表面水分的蒸发，因此相对湿度也影响人体向空气的散热。人体的热冷感觉与人体的得失热量有关，因此，人体的热舒适与室内空气的状态相关。
Olgyay的生物气候图使用的是温度-相对湿度的直角坐标，图中的交叉线区域为舒适区，表示在静风和遮阳的条件下，当室内的空气温度、相对湿度处于这个范围时，人体能够到达热舒适，舒适区的上限是在遮阳的条件下使用自然通风来达到热舒适的下限，在此界限之上的部分为 “过热” 区； 舒适区的下限是在静风条件下采用遮阳来达到热舒适的下限，在此界限以下的部分为 “过冷” 区。可以看到，Olgyay生物气候图最初仅表明了通风和遮阳两种策略。
新的Givoni气候图中针对相对湿度和温度的变化范围划定了七个区域，中间的黄色舒适区表示在静风和遮阳的条件下，当空气的相对湿度和温度处于这个区域时，人可以达到热舒适。当空气的相对湿度和温度位于其他区域时，则表示可以采用此区域的对应策略使人达到热舒适。舒适区下方两个有重叠的区域表示在静风 （即减少通风） 的条件下，依靠太阳辐射的两个采暖区域： 橙色区域是指有太阳辐射且每小时平均太阳辐射量大于490瓦/平方米时，使用完全被动式太阳能采暖可以使人达到热舒适，完全被动式是指不通过其他能源 (如电能、水能) 来获得太阳能，完全依靠自身的构造来蓄热获能。红色区域是指当有太阳辐射，每小时平均太阳辐射量小于490瓦/平方米时，使用部分被动式太阳能，必须加上部分主动采暖辅助才能使人达到热舒适，部分被动式太阳能采暖是指通过其他能源的辅助 (如水泵、风机) 来获得太阳能量的采暖方式。