近年来城市化水平加剧,地下空间的开发使用逐渐增多;随着建筑地上围护结构的隔热保温日益加强,由地下建筑围护结构传热带来的建筑负荷就成为了建筑总能耗中越来越重要且不可被忽略的部分。因此,对地下结构与大地之间的热传递过程和特性进行更加透彻的分析和研究,并进一步研究地下建筑的负荷特性及能耗状况对于准确设计地下建筑负荷及空调系统至关重要。当前国内外文献和相关地下建筑设计规范中对地下建筑围护结构进行研究时,通常将地下建筑简化为一维或二维模型,或将室外温度简化为非稳态正弦波（准稳态边界）,但这些方法得到的结果无法较好的与实际工程设计相结合。鉴于此现状,本文将研究重点放在寻求地下建筑围护结构传热计算方法优化设计上,将室外逐时空气温度作为模拟计算时的室外温度,提出了地下建筑围护结构三维非稳态传热计算方法。首先,建立地下建筑三维非稳态传热模型,并在MATLAB软件中采用有限容积法进行求解。以济南市地下建筑为例,对其围护结构的热流和温度场进行分析,计算结果表明全年热流曲线较典型年室外空气干球温度曲线相比,最大值出现时刻存在约550 h的延迟;冬季热流主要由地下建筑向周围土壤方向传递,夏季热流由土壤向室外地表方向传递。通过与当前使用的两种传热计算方法以及FLUENT软件模拟计算结果对比,检验了提出计算方法的优越性与准确性。为进一步研究不同因素对地下建筑围护结构传热带来的影响,本文选取了济南市和哈尔滨市作为寒冷地区和严寒地区的代表城市。改变地下建筑外围墙体及其保温层的材料、土壤区域的热物性参数以及地下建筑长宽比等设计参数,分析两个气候区的典型地下建筑外围墙体传热特性,并对不同气候区地下建筑不同季节的保温隔热设计方案进行研究。研究结果表明,通过地下建筑围护结构的全年热流曲线振幅大小与土壤导热系数之间成正比例关系,与土壤导温系数之间成反比例关系。地下建筑长宽比越大,由围护结构引起的冷热指标值也越大。出于经济性考虑,可仅对严寒地区地下建筑的竖直围护结构进行冬季保温处理。最后,为了便于实际工程设计计算,无需利用软件便可使用本文提出的简化方法计算不同类型和工况下地下建筑的冷热峰值负荷,文章基于供暖和空调设计室外温度,提出了地下建筑外围墙体名义传热系数的概念。通过大量算例得到五种不同类型地下建筑围护结构在室外设计温度条件下的传热量,引入名义传热系数定义与计算公式,并进一步拟合出适合于工程设计计算用的传热系数公式。通过检验均方差并以济南市某条件下地下建筑为案例进行计算,验证了名义传热系数拟合公式的准确性。本文所建立的地下建筑围护结构传热方法及获得的名义传热系数拟合公式为寒冷地区和严寒地区的地下建筑冷热负荷设计提供了可靠而又简便的计算工具,对实际工程设计具有很好的参考价值和指导意义。