与传统的不可变建筑表皮相比，动态建筑表皮在应对全年多变的气候环境上具有更大的灵活性和节能优势。尤其对于占我国国土面积16.2%的夏热冬冷地区，既要考虑夏季隔热降温，又要考虑冬季保温节能的情况下，动态建筑表皮是一种非常具有竞争力的低能耗建筑表皮解决方案。目前国外已有的新型动态表皮开发与性能评价的相关研究案例较多，但国内对于动态建筑表皮的研究多关注于理论类型的探索，很少有对动态表皮节能性能的定量化系统研究。
　　由此，本文主要研究夏热冬冷气候区气候响应式动态建筑表皮的设计及优化方法，并且通过提出的相变材料(Phase change material, PCM)驱动的动态表皮进行方法实践，主要分为设计响应气候、选型与应用、性能评价与优化三部分。
　　首先，分析了国内外传统建筑中针对不同气候挑战所采用的设计策略，并且针对夏热冬冷气候区气候特征，总结了夏热冬冷气候挑战驱动的动态建筑表皮设计需求以及应对方法，为建筑师进行动态建筑表皮设计时提供了理论参考。其次，分类研究了当下已建成动态表皮的变形方式、环境适应性以及能源依赖性，得到动态建筑表皮应对冬夏季气候挑战可采用的部分策略、形式及原理，在此基础上提出了一种PCM驱动的新型动态建筑表皮原型。最后，动态建筑表皮性能评价与优化部分由三个方面进行研究，分别为基于遗传算法的夏热冬冷气候区动态表皮单元尺寸优化研究、动态表皮对夏热冬冷气候区室内光热环境的影响研究、基于Arduino的虚拟表皮与物理环境交互研究，并通过PCM驱动的动态表皮进行实践，证明了针对以上研究所采用的方法的可行性以及效果。
　　在实践部分，基于Grasshopper、LBNLWindow和Fluent可模拟出动态表皮在不同工作状态下的SHGC值、VT值和U值，通过Octopus，Honeybee进行机器学习和建筑运行能耗模拟，最终以GalapagosEvolutionalSolver优化出了PCM驱动的动态表皮最优单元尺寸区间。同时计算机模拟和热箱对比实验证明了该表皮在夏热冬冷气候区应用的节能优势以及在实际工程中应用的经济合理性，可有效降低冬夏季室内冷热负荷。应用Radiance的光环境模拟证明该表皮对室内光环境有一定影响，在遮阳球完全膨胀状态下会导致室内天然光采光不足的问题，还需进一步优化。交互实验部分搭建了具有普适性的交互程序，实现了动态表皮计算机模型与物理现实中光环境和热环境的正向和反向反馈。