济南地区作为典型的寒冷地区城市,其高层住宅设计中需保证良好的建筑自然采光,合理的室内自然光环境既能带来视觉上的舒适又可减少人工照明所带来的能源浪费。在建筑室内光环境的研究中,以往研究多着重天空模型、光环境衡量体系的建设,通过完整的天空模型以计算和模拟室内光环境的分布情况与光系数数值,并通过光环境的评估衡量体系得出室内光环境的优劣程度。本文将根据建筑设计阶段中,从建筑布局、建筑平面以及建筑采光构件等设计入手,针对较为普遍应用的住宅类型,利用相关软件进行模拟优化,从而得出相应的优化设计方案与结论。在现行规范中,对于济南地区的光气候分区、室外照度值的选择以及室内采光参数等均有所改变。经实地调研可得,济南地区由于雾霾天气以及北方的日照特征,天空照度值较低,室内的自然光环境一般难以达到标准要求,部分功能空间白天仍需要人工照明,因此在进一步的研究中,采用室外照度临界值和现行规范规定的采光参数标准相结合,以得到最优的室内自然光环境设计方案。在建筑布局中一方面根据需考虑住宅区域内建筑相互间的阴影影响,另一方面也要考察新建住宅同既有建筑间的影响。另外,根据软件模拟可得出最佳建筑朝向,综合交通布局得出最佳的建筑朝向设计。在垂直方向布置时,宜在较好采光方向向较低采光方向除逐渐增加建筑高度。在建筑平面设计中,可根据建筑进深与开间之比同工作面照度值的关系求得最佳的房间进深与开间之比。之后,可根据建筑平面布置的不同,综合通风、能耗、工程造价等合理布置建筑平面。在建筑采光洞口的设计中,本文通过多项模拟研究,得出采光洞口的大小、参数同采光效果的关系。在平面设计和采光洞口无法满足需求时,通过遮阳、光偏转等手段可以更好的优化室内的光环境。另外,在优化光环境的同时对于其他室内环境因素的改变,需要综合性的优化方案。结合通风、热工、隔声等构件的优化,也是整个优化设计的原则。最后本文结合实例,对光环境的优化设计进行了进一步的研究。