从基本国情出发,我国正面临着严峻的能源危机和自然环境污染等问题,而建筑从材料生产到使用整个全寿命过程中消耗的能源占全社会总能耗的比重达50%以上。随着建筑行业的迅猛发展,建筑的能源消耗比重也将随之增加,致使现阶段建筑的节能形势更加严峻、建筑顶层规划设计中的绿色低能耗或者近零能耗设计将更为迫切。现阶段遇到的问题为:在方案进行设计的过程当中,对于舒适度以及能源消耗相关影响因素的分析存在缺失;对低能耗建筑知识体系的认识度不足;方案的改进和优化完善方面存在比较片面的情况,且难以贯穿整个设计过程。BIM信息时代的到来,为解决上述现象提供了设计方法和设计思路,本文结合大量的文献以及前人的研究从建筑信息模型BIM技术、基于BIM技术的建筑集成设计模式、建筑方案优化等方面进行系统的研究。通过大量绿色建筑、建筑节能、低能耗建筑、BIM技术应用等相关文献的阅读,总结归纳绿色低能耗建筑的特点,分析建筑低能耗设计的内部及外部影响因素。对相关研究理论以及研究成果进行归纳和梳理,在此基础上进一步总结借助于BIM技术进行设计所具有的优点。对BIM集成协同设计模式进行了论述和说明:不同时期的集成设计内容、BIM协同设计的执行手段、BIM设计的集成化方法、集成设计基本步骤。分析了建筑单目标优化设计研究方法与流程,依据正交试验与Ecotect建筑性能模拟软件进行建筑热环境与光环境下的能耗模拟方案的试验,最后利用遗传算法从绿色低能耗建筑除室内使用功能外的最应考虑的节能、室内通风、采光舒适度三个子目标出发,选择改进温频法简化模型、平均自然采光、自然压帕时数作为建筑性能预测与性能评价指标。对窗开口大小、传热系数以及透射比等进行优化变量范围设置、优化,获得Pareto改进边界,最终建立了科学合理的方案。本文总结分析了基于BIM技术的建筑方案阶段优化设计流程与实施方法,系统分析了单目标优化过程与内容,提出了利用遗传算法多目标优化理论进行建筑能耗与室内采光通风舒适度的优化方法,对建筑节能优化设计进行深入的研究。