Los niveles de consumo de energía para calefacción y refrigeración de los edificios urbanos representan una gran y rápidamente creciente proporción del consumo total de energía final de la sociedad. El efecto de isla de calor urbano (UHI) es un factor importante que influye en las variaciones espacio-temporales en los niveles de consumo de energía para calefacción y refrigeración de los edificios. Sin embargo, hay una falta de investigación sobre el impacto del UHI en el consumo de energía para calefacción y refrigeración de edificios en ciudades de diferentes tamaños en la aglomeración urbana de Beijing-Tianjin-Hebei, que es la región más urbanizada del norte de China. Seleccionamos estaciones de referencia rurales utilizando el método de teledetección y aplicamos un conjunto de datos horarios de estaciones meteorológicas automáticas para examinar el impacto del UHI en las cargas de calefacción y refrigeración de edificios residenciales típicos en tres ciudades de tamaños variados en la aglomeración urbana de Beijing-Tianjin-Hebei a través de simulación de energía de edificios. Las principales conclusiones fueron las siguientes. A medida que aumentaba la intensidad del UHI (UHII), la diferencia de carga de calefacción entre áreas urbanas y rurales disminuía, mientras que la diferencia de carga de refrigeración entre áreas urbanas y rurales aumentaba en las ciudades. Las cargas de calefacción diarias promedio en las áreas urbanas de Beijing, Tianjin y Shijiazhuang fueron un 8.14, 10.71 y 2.79% más bajas que en sus áreas rurales, respectivamente, mientras que las cargas de refrigeración diarias promedio en las áreas urbanas fueron un 6.88, 6.70 y 0.27% más altas que en sus áreas rurales, respectivamente. Además, las diferencias absolutas de carga horaria entre áreas urbanas y rurales fueron significativamente mayores durante los períodos de calefacción que durante los períodos de refrigeración, siendo los primeros caracterizados por ser fuertes por la noche y débiles durante el día. Durante el período de carga energética máxima, la contribución del UHI a la carga máxima de los edificios residenciales varió entre las ciudades. Durante el período de carga alta estable, de 18:00 a 07:00 del día siguiente en los períodos de calefacción (de 18:00 a 05:00 del día siguiente en los períodos de refrigeración), las cargas horarias en las áreas urbanas de Beijing, Tianjin y Shijiazhuang fueron un 3.15 (2.48), 3.88 (1.51) y 1.07% (1.09%) más bajas (altas) que en sus áreas rurales, respectivamente. Nuestro análisis destaca la necesidad de diferenciar los suministros de energía para la calefacción y refrigeración de edificios urbanos en ciudades de diferentes tamaños en la región.