窗墙面积比(简称窗墙比)作为一个重要的建筑热工参数,其大小对建筑的采光质量和空调负荷均有影响,随着窗墙比的增大(或减小),建筑的照明能耗与空调能耗变化趋势不同,均影响建筑总能耗。为合理权衡窗墙比变化对照明及空调能耗的影响,在保证建筑室内环境质量的同时降低建筑能耗,分别以新建建筑和既有建筑为对象,研究综合考虑照明及空调能耗的窗墙比优化设计方法和遮阳装置自动调控方法。首先,在研究冷负荷系数法与窗墙比之间的内在联系、对比分析窗地比、平均采光系数两种常用采光质量评价指标的基础上,建立窗墙比优化模型,为求取窗墙比优化设计值奠定基础;其次,研究二进制编码遗传算法的计算原理,在分析导致算法计算量大、计算效率不高的具体因素的基础上,综合考虑需分时段多次求解窗墙比优化模型的实际需求以及模型本身复杂程度高的特点,对算法进行改进,提出“枚举——二进制”编码遗传算法,用以快速、准确地求解窗墙比优化模型;再次,研究一天中冷负荷的变化趋势,分析影响冷负荷大小的关键因素,并在此基础上根据各时段窗墙比优化模型求解结果确定窗墙比优化设计值;最后,对比窗墙比优化设计方法与既有窗墙比设计方法,分析不同方法确定的窗墙比对建筑能耗的影响,以此为依据,提出遮阳装置自动调控方法,为既有建筑的节能提供一种新方法。在研究学习BIM技术、Revit二次开发技术的基础上,基于窗墙比优化设计方法,研发窗墙比辅助设计软件,为设计者提供便利;在分析窗墙比优化模型与气象条件之间相关性的基础上,基于遮阳装置自动调控方法,构建遮阳调控系统,以降低既有建筑的能耗。选取西安市某办公楼为对象,对窗墙比辅助设计软件及遮阳调控系统进行测试。结果表明:两者均能可靠运行;与建筑现有窗墙比相比,当建筑窗墙比等于优化设计值时,冷负荷降低1.3%,当各时段内建筑透光窗面积均等于该时段最佳窗墙比对应的窗面积时,冷负荷降低2.1%。因此,窗墙比辅助设计软件与遮阳调控系统均能达到建筑节能的目的。