2019年中国进入了高等教育普及化时代,借鉴欧美发达国家高等教育的发展规律,高等教育空间与设施将成为城市中日益重要的角色,并将进一步突出以使用者为中心的空间营造。同时,我国快速的城镇化进程加剧了对能源和自然资源的超常规利用,在倡导资源节约型和环境友好型社会的总体要求下,针对大学校园的设计、建造与管理,国家教育部发展规划司与住房和城乡建设部提出了以节能、节地、节水、节材为核心的绿色校园设计导则,为大学校园的建设指出了明确的方向。然而,在我国寒冷地区,大学校园需要以更高的能源代价抵御严酷的自然气候,对于自然资源、土地资源粗放的利用模式亟待改善,设计重点需要从强调功能分区、整体形式逐步转向以人为本的空间品质提升。本文引入了群体智能的机制与研究方法。自然界中大量社会性生物个体通过协作,实现对外部环境的灵活适应以及对生存资源的高效利用,趋利避害,以最小的代价实现种群的延续与进化,契合了寒地大学校园适应寒地环境、优化资源配置、自我空间完善的发展需求。基于生物学、社会学以及计算机科学的交叉学科研究,提取群体智能的作用机制作为指导寒地大学校园品质提升的理论依据,构建系统的设计框架。结合实证分析、动态群体智能仿真、社会网络分析、多目标优化等方法,提出寒地大学校园设计方法,为进一步提升寒地大学校园的适应性、集约性以及人本性提供设计理论依据及数据支撑。研究从寒地大学校园的品质解析出发,在精神层面上,寒地大学校园的品质主要受到时代背景、教育理念与地域文化的影响,是校园物质空间营造的思想内核,研究重点关注寒地大学校园的物质层面品质,从校园设计的角度解构为场地品质、功能品质与空间品质,构成了基本的研究框架。基于新时期我国高等教育事业在人才培养过程中的主要需求,提出了寒地大学校园品质应以提升校园环境质量、适应多元教学模式以及校园空间的人本回归为主要提升方向。进而结合现状调研,借鉴城市设计的系统设计理论框架,提出了校园场地的生态组织、校园功能的交叉共享以及校园空间的健康可持续为品质的提升目标。同时,研究从生物智能、人工智能与计算智能三个层面解析了群体智能的现象、机制以及方法与应用。将群体智能的应变、协作与进化机制引入到寒地大学校园品质提升设计中,提出了校园场地应变、功能协作以及空间迭代优化的设计框架。对寒地大学校园设计方法的探索围绕场地、功能和空间三个系统展开。首先,在群体应变机制的启发下,建立开放式的动态群体智能仿真模型,加载校园场地的地形、地势与景观条件,进行人群行为感应的协同仿真,实现场地路径的应变生成,并结合实证研究提出顺应地势、回应需求以及优化体验的校园场地协同设计方法。其次,以群体协作的视角,建构以社会网络为协作方式的寒地大学校园功能系统,基于对冬季寒地大学校园使用者行为模式的调研,使用社会网络分析的方法建立寒地大学校园功能网络,对使用人群对寒地大学校园功能的差异化需求进行量化分析,进而提出功能节点的混合赋能、功能模块的优化配置以及功能网络的有机生长的设计方法。最后,将生物群体的进化机制引入到寒地大学校园空间的优化设计中,建构参数化多目标优化流程,加载进化算法,对寒地大学校园组团进行外部空间微气候优化迭代,得到建筑形态控制性指标优化取值范围,并结合项目实践和工程案例,提出了寒地大学校园外部空间的适候优化、建筑空间的节能优化和单一空间的共享优化设计方法。本文基于新时期我国寒地大学校园发展的需求与挑战,将群体智能机制与方法引入到寒地大学校园的品质提升研究中,探索了一系列研究方法在大学校园设计中的应用,提出了寒地大学校园品质提升的设计框架与设计方法,期望为寒地大学校园的品质提升提供新的理论平台与设计启发。