本文是一篇建筑学论文，本文以夏热冬冷地区办公建筑围护结构设计方法为主要研究对象，通过对收集的国内外既有绿色办公建筑案例进行总结及数据化，以数据的视角度对建筑围护结构设计方法进行了分析。
第一章绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1研究背景
（1）环境问题日益严重
自工业化发展以来，人类的物质文明到达了一个前所未有的新纪元，各领域的科技水平都得到了迅猛的发展，蒸汽机、发电机等各类机器相继被发明出来，这些机器的出现使得劳动效率大大提高，人类的生产生活方式进入到了新的阶段，也使得能源结构发生了转型，如煤炭、石油、天然气这样的一次能源使用量大大提升。而随着这些矿物燃料的大量使用，环境的污染也随之出现，臭氧空洞、水土流失、全球变暖等环境问题日益凸显，环境问题也逐渐成为全球关注的重点。随着全球气候变化的推移，出现极端气候影响的概率日益增大，人类社会将面临更多不可预测的环境风险。世界经济论坛《全球风险报告2017》的调查结果显示，2007～2017年，在30个风险选项中，极端气候风险发生的概率首次位居榜首，影响力从2007年的前十位以下升高到第二位。并且随着这些不可再生能源的大量使用，煤炭、石油等化石能源已逐渐枯竭，有资料预计，地球的煤炭及石油等资源将在一两百年后被消耗殆尽，摆在人类面前的是严重的环境危机和能源危机。1972年5月在瑞典斯德哥尔摩联合国第一次人类环境会议中通过的《人类环境宣言》，标志着国际环境法的诞生，之后的《贝尔格莱德宪章》，《巴黎协定》及各种气候峰会的出台和举行，表明了人类在共同面对生态危机和能源危机的路上做出的不懈努力。中国自习主席任职以来，也特别注意环境问题，在党的十八大中就提出了“绿水青山就是金山银山”这样的金句，之后的环保成果也日渐明显，中国正在以肉眼可见的速度变绿。治理生态环境除了种树以外，减排也是关键的一环。
1.2 国内外相关研究
1.2.1国外相关研究现状
国外在上世纪就已经展开了绿色建筑方面的研究，其概念起源于上世纪60年代的“生态建筑”理念，当然，那时的生态建筑概念与现在的有所不同，内容较为广泛，涉及多个领域和专业。到了1973年，世界爆发了能源危机，石油等能源价格暴涨，人们开始意识到能源的重要性，因此西方国家开始更加重视开展建筑的节能工作（Energy Saving）。此时属于围护结构的探索阶段，当时的工作主要以节省能源为主，但却相应的牺牲了建筑的舒适度。但同时对于材料、质量、设计方式等也在逐渐探索。到了19 世纪70 年代中后期到 80 年代中后期，随着技术手段日益完善，西方国家对实现建筑节能的方式上开始发生转变，即改善建筑围护结构热工性能来减少建筑的能量损失，相关的建筑节能英文也变为Energy Conservation。这一时代属于对于建筑围护结构的发展阶段，各种新的施工技术和施工材料被应用到建筑围护结构施工中，并结合建筑工程的实际情况，设计出多种形式的围护结构。同时，围护施工技术也得以不断提高，建筑工程围护施工质量得以提升。又经过一段时间发展后，越来越多的人认识到人类本身就是自然系统的一部分，人类与环境、建筑与环境休戚与共。之后在1992年联合国发展和环境大会上正式提出了“绿色建筑”的概念，让建筑在满足使用功能的同时达到对环境负责的一种建筑建设理念，同时建筑围护结构设计方式及研究成果也逐渐丰富，围护结构性能得到了较大提升。
其实，早在绿色建筑相关概念出现之前，对于建筑围护结构的研究和实践就已经在不断进行了，在16世纪初的欧洲，就已经出现了围护结构相关的研究，主要的研究方向还是在围护结构外保温技术方面。在19世纪中期，森佩尔提出“衣饰”的概念，即多层复合表皮是由单一的表皮演化而来，是由技术的发展为支撑的，这种演变使建筑表皮的基本功能与表现力开始区分开来，且更注重表现力，他的观点提出使得人们注意到表皮这一概念，式围护结构的研究更加丰富化。对于建筑围护结构的研究于20世纪60 年代传入美国，并由美国研究人员结合当地气候对围护结构在保温性能上加以研究。
第二章 相关研究理论及评价标准
2.1 相关理论研究
2.1.1绿色建筑与生态建筑
1.绿色建筑概念
绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源（节能，节地，节水，节材），保护环境和减少污染，为人们提供健康，适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。绿色设计是内在的、本质的考虑，应该贯穿于整个建筑过程中，包括项目可行性论证、环境影响评估、建筑设计、建筑施工、建筑的运行管理、建材回收等。
2.生态建筑概念
生态建筑有局部与完全之分：局部生态建筑通常只注重某一项或某几项生态指标与周围环境协调，但是并没有对于生态环境的整体性考虑；完全生态建筑是指对建筑及其周围环境进行整体设计从而保证在进行设计时的生态完整性。由于随着生态建筑学研究不断深入，越来越多有关生态建筑的学科开始被人们重视，而这些学科所牵涉到的知识及其庞大又错综复杂，因此完全考虑到所有设计因素的真正意义上的“完全生态建筑”事实上并不存在，但是这确实是现代生态建筑的发展方向。
3.二者对比
在较为微观的层面上，生态建筑和绿色建筑区别较小。生态建筑概念相对宏观，可应用于较广的领域；而绿色建筑是相对微观的概念。“绿色”的主要含义为无污染、符合环境保护政策，相对比较静态，并且绿色建筑是全专业，全流程的；而“生态建筑”强调建筑具有生命性，不仅包含了本身的节能内容，还强调与相关事物的有机联系与和谐共生，生态建筑偏向建筑专业多一些。
2.2多元统计分析方法
多元统计起源于1928年，并在20世纪30年代后在理论上迅速发展，并在50年代后随着计算机的发展，其理论和实践又得到了新的突破，并不断激励其发展，在应用领域和应用范围上也不断扩大。在70年代初期，我国也极大的关注到了多元统计分析方法并引入应用，目前，多元统计分析理论和方法在经济学、社会学、医学、心理学、气象、工程技术等多领域都发挥着重要作用，为各行各业的发展起到了相当大的促进作用。
2.2.1.常用方法
多元统计分析是一种综合分析方法，它能够在多个对象和多个指标互相关联的情况下分析它们的统计规律[4]。在多元统计分析中，常用的方法包括多元回归分析、主成分分析、因子分析、判别分析、聚类分析等，将需要分析的数据建立相应的数学模型，并依此模型来预测或分析所研究的问题。
（1）多元回归分析
多元回归分析也称回归分析，也是多元统计中最常用的分析方法之一。用于分析一个因变量与多个自变量之间的关系，特别是用于两个方面，一是定量的描述和解释相互关系，二是预测或估测因变量的值[4]。其数学模型可以是线性的，也可以是非线性的，线性回归模型应用较为广泛，其基本表达矩阵为Y=βX+E，其中Y=（y1,y2，···yn），β=（β1，β2，···，βn），E=（E1，E2，···，En）。
（2）主成分分析
主成分分析法也是较为常用的方法之一，其利用降维的思想，将多种复杂因素合并或转化成较少的几个因素来进行分析，即利用少数几个新的变量来替换大量的原始变量，且新变量能尽可能多地反映原始变量的信息，且彼此互不相关。
（3）因子分析
因子分析是一种建立在主成分分析法之上的拓展方法，同样是运用降维的思想将多个复杂因子归结为较少的一些互不相干的因子[6]。相比于主成分分析来说，因子分析在分析一些实际问题的时候其研究方法更加成熟合理，能够在一些具体现象的分析中体现出判据的真实性，对于挖掘现象的潜在变化及确定其内涵特征有一定帮助。
第三章 相关案例选取及特征分析 .................... 27
3.1夏热冬冷地区气候条件 ......................... 27
3.1.1我国气候分区 ................................ 27
3.1.2夏热冬冷地区气候特点 ......................... 28
第四章 办公建筑围护结构生态性设计基本要求 ............................... 60
4.1办公建筑围护结构生态性设计基本策略 ........................ 60
4.1.1建筑生态性设计基本策略 ............................... 60
4.1.2办公建筑围护结构生态性设计策略 ........................ 60
第五章 办公建筑围护结构生态性设计特征 ............................ 81
5.1办公建筑围护结构特征信息初步数据化 ........................... 81
5.1.1生态性特征转化指标选取原则 .......................... 81
5.1.2统计分析方法在建筑特征信息评价中的基本应用 .................. 81
第七章 围护结构生态性设计策略的设计模拟
7.1设计背景
7.1.1设计来源
本次方案模拟设计依托2021年Bee Breeders网站举办的办公建筑设计竞赛，该竞赛内容为：在新冠疫情冲击下，人们对于固定办公场所的需求逐渐降低，但在实际工作中，出于种种原因仍需与同事或客户进行一定的社交互动，因此，该竞赛意图平衡线上与线下工作的不同工作模式，使两种工作方式相适应及结合。 方案所选取的地点位于北京市西城区菜市口东南侧的空地处，以新建办公建筑的形式解决人与人之间既可以面对面办公交流，在必要时又可以满足彼此之间保持适当距离的要求，方案属于较为概念性的设计。
7.1.2设计场地及气候条件
（1）气候说明
本次方案设计选址地位于北京市菜市口东南侧的空地处，区位如图7-1所示。北京地区气候在《民用建筑设计统一标准》GB50352-2019
