吐鲁番地区我国西北内陆,气候条件恶劣,经济发展滞后,采暖能耗巨大。然而该地区拥有丰富的太阳能资源,进行被动式太阳能设计方法研究,对于优化当地民居建筑环境和节约能耗具有重要的现实意义。本文通过吐鲁番气候资源分析,民居建筑现场调查,对适应于吐鲁番民居建筑的太阳能设计方法展开系统的研究,主要研究内容包括以下三个方面:首先,针对吐鲁番地区气候环境、太阳能资源、居民热舒适需求及经济发展水平进行分析,得出吐鲁番地区冬季被动式太阳能采暖、夏季蓄热结合通风及窗户遮阳是最重要的设计策略;该地区太阳能资源丰富,需要且适宜利用被动式太阳能技术,其具有明显的节能潜力;但因其干热干冷的气候条件具有特殊性,该地民居有冬季采暖能耗高,夏季过热的问题,同时,在冬季寒冷环境中,居民期望比热中性更暖的室内热环境。因此,对太阳能的利用必须同时兼顾冬季采暖和夏季降温。其次,结合被动式太阳能建筑设计理论和对当地民居的调查结果,分析吐鲁番民居对太阳利用的现状,发现民居建筑对太阳能的利用具有局限性,就降温而言,建筑以牺牲冬季日照达到夏季遮阳的目的,其界面本身的隔热性因材料本身限制较差,室内通风效果有待增强;就采暖而言,建筑的朝向不佳,体形系数大,冬季直接得热少,且缺乏有效的保温措施,使得民居对太阳能的利用效率低,热环境差;同时,在该地利用被动式太阳能需要解决建筑的冬季集热、保温与夏季遮阳、散热量个矛盾,以实现全年太阳能利用的整合。最后,为了解决被动式太阳能利用的关键问题,提出应同时以静态和动态设计应对的原则,结合国家规范对适宜的设计策略进行定性和部分定量的分析与验证。研究得出,吐鲁番民居的最佳朝向为南偏东10。适宜的长宽比范围为1.0-1.4,最佳长宽比为1.1。新建民居宜为多层,尽量减少单层建筑形式。外窗为纯失热构件,应采取可调节的保温隔热措施,东、西、北向窗墙比在有效范围内宜,南向窗墙比应根据需求适当增大。夏季遮阳优先度为西向>南向>东向>北向;应保证冬季建筑9-15时获得太阳辐射热;高架棚结合当地居民生活习惯宜设置在建筑东向或北向,且不宜使用天窗。建筑应充分结合蓄热进行通风设计,如使用草泥、夯土、土坯等天然建筑材料制作的蓄热体,利用架空的高架棚加强建筑室内外通风。吐鲁番民居适宜使用的被动式采暖技术为集热蓄热墙和蓄热屋顶池。通过以上兼顾夏季被动式降温、冬季被动采暖的设计方法,试图以变化的、科学的、切实可行的设计手法满足吐鲁番民居的节能的需求。