基于人工调节技术的现行建筑室内环境营造方法面临愈来愈多的挑战。该困境源于机械还原论处理复杂性问题时的局限性。破解的方法在于借鉴系统论方法,寻找人体·建筑·自然三者所构成系统和谐共生的规律。受中医“天人相应”理论、现代时间生物学“节律共振”假说以及建筑气候设计方法启发,本研究逐步认识到人体·建筑·自然三者节律协同是该系统和谐共生的基本特征之一。由此,本研究首先探讨考虑节律协同的室内环境营造方法中的基本问题（设计目标及其技术实现方案）,提出节律协同建筑营造理念。然后,开发基于节律协同需求的天然采光与自然室温设计决策工具,以支持前述技术方案实现前述节律协同设计目标。最终,在前述营造理念、设计原则及其目标的指导下,应用所得设计决策工具,开展建筑设计与建造实践,并开展运行实验。具体研究内容及其成果如下:首先,根据人体·建筑·自然三者的节律协同基本特征,提出了节律协同建筑概念:采用在地化的建筑气候响应设计策略以及被动式环境调控低技术,充分利用当地气候潜力,营造适宜的室内光热气候响应节律,使之具有导引人体生理节律与当地自然光热环境周期同步的功能,同时兼顾人体对于室内环境的其它需求。遵循该概念,考虑视觉工效需求、光生物需求、热舒适需求之间的平衡,提出了节律协同光热环境设计原则及其设计目标:日间通过良好的天然采光设计以满足前述各项视觉与非视觉需求;夜间通过背景光设计满足基本交通照明与光生物需求,并通过个性化照明设计满足工效、舒适与愉悦性需求;经建筑本体及其集成被动式低技术调控构件的精心设计,由气候响应所形成的自然室温,满足适应性热舒适与光生物（热健康）需求,并兼顾小时间尺度上的热平衡热舒适需求。此外,还考虑自然能源供给与节律协同室内需求之间平衡,提出了自然能源高效利用建筑系统设计原则:基于建筑构件在建筑能量流动路径上的热调控功能进行集成设计。在该设计原则指导下,存在三大设计目标:供需总量平衡、供需动态平衡以及供需品质匹配。不仅如此,为实现该建筑系统设计原则及其设计目标,通过建筑气候响应技术分类组合,形成了一种均匀辐射建筑系统模式,其应用潜力分析表明,在中国各气候区自然禀赋以及现行建筑热工水平的基础上,利用自然能源可形成满足节律协同建筑需求的自然室温。其次,为实现所提出的节律协同光环境设计目标,本研究针对现行采光设计标准尚未考虑光生理需求的问题,构建基于现行采光设计参数的非视觉效应评价方法,对各采光设计等级所形成采光环境的非视觉效应及其光生物健康风险进行了分析,结果表明:在采用Ⅰ等级与Ⅱ等级的精细视觉作业房间中,使用者的光生物需求可被充分满足;对于采用Ⅲ等级办公房间,虽其日间静态褪黑素抑制率可达100%,但在全阴天空条件下,有家具遮挡的靠窗处以及远离外窗的房间深处,日间动态褪黑素抑制率并不能完全达到100%,可能存在光生物健康风险;对于采用Ⅳ等级的住宅主要空间,因考虑到老年人近日节律调控功能衰弱,并且眼部透光性能下降,需要更高的暴露强度,故可能对长期处于室内的老年人群不利;对于采用Ⅴ等级的短暂停留空间,考虑到非视觉光暴露的延时特性,可忽略其光生物健康风险。再次,为实现所提出的节律协同热环境设计目标,本研究针对缺乏面向早期方案设计阶段的自然室温预测工具的问题,基于三项建筑热特性指标(总得热量G_to、总热损失系数K_to、总有效热容S_to)及其相应的准稳定传热算法,构建简化建筑动态传热模型,基于室内空气热平衡方程,推导得到了自然室温快速预测公式。不仅如此,基于周期性热渗透厚度公式,提出了一种有效热容确定方法,使得在早期方案设计阶段能较准确地预测逐时自然室温。基于EnergyPlus的全年模拟验证结果与基于实测数据的实验验证结果表明,该预测公式能较准确地预测自然室温波动趋势,逐时自然室温的绝对预测误差平均值分别为3.0℃与1.8℃。基于所构建的简化建筑动态传热模型,本研究还针对缺乏基于自然室温设计目标的热工参数决策工具的问题,通过敏感性分析方法,获得了两项基于自然室温的建筑热性能指标(室内外日均温差ΔT_io与室内外日较差之比α_io)与三项建筑热特性指标(总得热量G_to、总热损失系数K_to、总有效热容S_to)之间的函数关系,进而揭示形成自然室温的建筑热设计原理,并提出基于自然室温设计目标的热特性指标决策图。应用案例实测结果表明,该图具有较高的设计决策精度。最后,本研究根据所提出的光热环境设计目标以及设计决策工具,以一栋实验建筑为对象,开展建筑实践,探讨了均匀辐射建筑系统营造过程的设计建造要点,并开展节律协同光热环境性能实验。实验结果表明:实验建筑光热环境实际性能基本满足节律协同设计目标,并且均匀辐射调控系统显著提高了实验建筑的采暖季自然室温以及自然能源利用效率。