高速铁路在我国大量的建设与发展，这势必会成为中国火车站的主要模式。高速铁路的运营管理模式与传统的火车站相差甚远，而已建成的高铁火车站房与传统的火车站房几乎一样，并没有设计理念的更新。火车站候车厅的热舒适度是衡量其建筑性能的重要指标，同时火车站作为大空间建筑其能耗巨大。因此，如何在保证热舒适度的基础上进行被动式建筑节能设计，是亟待解决的问题。首先，本文从建筑空间设计角度出发，通过首先查阅大量文献分析与实地调研发现当前高铁站所存在的关键问题，选择4个典型的中小型高铁火车站从流线分析、空间功能、物理环境、问卷调查四个方面总结高铁站的特点与不足。其次，根据调研结果提出高铁站的标准模型，用模拟软件ECOTECT，模拟标准模型候车大厅的室内舒适度PMV,PPD，在空调参数设置到达舒适度标准后，再用eQuest软件模拟其能耗值。然后，采用分析与模拟相结合的方法对标准模型候车大厅从室内视觉感受、平面布局、建筑空间高度三个方向进行改造进行研究，从建筑平面布局和空间高度设计两个方面研究空间特性对建筑能耗的影响规律，得出空间感受、热舒适度、建筑能耗三者量化关系，提出基于舒适度标准的中小型高铁站站房的节能设计节能改造的2个改造方案并进行PMV与能耗模拟。再次，对比分析标准模型与2个改造模型的候车大厅的模拟数值，研究出对建筑空间设计对能耗的影响，最终提出基于热舒适度的火车站候车厅节能设计与改造方法，对以后的火车站新建与改造提供建筑设计依据性。最后，以天津滨海北站的候车大厅为例进行案例验证。