建筑形态和空间物理环境依托于所处地区的气候条件和自然资源,各地建筑的地域性特征中内含环境和气候适应的类型意义。本文从建筑的气候适应和环境调控的角度切入,以中国寒冷地区和严寒地区热工区为气候研究范围,分析在地域气候条件下建筑类型与形态特征的确立与演变。建筑热力学机制是建筑气候适应于环境调控行为中对风、光、热、湿多重物理环境的“强化或抑制”原则,是各类建筑在面对所处气候环境系统时,在构形过程中所依据的能量转换规律。建筑热力学模型是基于形式能量法则的综合反映所在的气候区域建成环境热力学机制的一种分析模型。其中包含体现建筑形态生成与环境物理性能参数间相互影响作用的风光热环境机制。在其所在气候环境中具有类型的归纳性、形态的可视性、量化运算的分析性。本文从建筑的热效应影响机制出发对建筑在环境调控中所起作用进行基础理论的阐述,然后针对严寒地区和寒冷地区梳理出典型的气候适应类型,以合院类民居为研究对象,挑选严寒地区的东北民居和寒冷地区中的北京四合院为典型代表进行具体分析。建筑热力学机制分析从环境气候选择、形体空间类型、空间气候梯度、气候调控界面、材料构造五个方面展开,对典型形态要素进行定性或定量分析与归纳,并辅以性能模拟验证,以此建立严寒地区、寒冷地区的建筑热力学模型。并将两个地区的形态要素及其气候性能进行横向比较,辨析不同地区气候环境下建筑热力学模型的异同。