随着社会的发展和人居生活品质的提高,建筑能耗突出的问题日益显著化,而作为建筑热工性能较为薄弱室外透光围护结构的性能改善,则成为建筑节能的关键问题之一。半透明光伏窗通过将光伏组件和普通白玻璃进行组合,在满足建筑采光、装饰等需求时,还可以利用太阳能产生清洁电力,具有良好的主动节能优势。但由于光伏外窗的光热性能具有一定的特殊性,对室内光热环境的影响也有其显著的特征,这导致其与传统玻璃窗的设计与应用有所不同,仍有待进一步深入研究。因此,本文探讨了光伏外窗建筑热环境、光环境和能耗水平方面的可选择评价指标,并通过实验平台的实验测试结果,定性描述光伏外窗房间和普通窗房间的环境参数变化特征,并得到光伏外窗房间及普通窗房间的室内环境是典型非均匀、非稳态的热环境的结论。在此基础上,进行了光伏外窗和普通窗建筑内的光热耦合影响的适应性热评价实验,先通过两类房间的光热环境参数的实验数据,并结合已有的光伏窗和普通窗视觉舒适阈值和普通窗生理效应阈值,运用样本均数方差分析法验证了光热耦合效应的显著性,从而建立起基于光热耦合影响的a PMV评价模型,并且发现,光伏外窗建筑的生理效应照度下限阈值为400lx,这与普通玻璃建筑的生理效应照度下限阈值有是不同的。之后,采用基于灰色关联改进型TOPSIS法对太原地区和成都地区的双层光伏外窗设计方案进了多目标优化分析和方案层面的选优,为双层光伏外窗的实际工程实际应用提供了技术思路;并且,通过德尔菲专家调查法确定了光伏外窗建筑热环境、光环境和能耗水平方面运行层面的指标的主观权重值,在类比了动力机械工程领域的RCM理论的基础上,建立起基于组合赋权法光伏外窗建筑运行状态的综合性能评价模型,并以实验平台的光伏外窗建筑为例,分析其测试期间的的运行综合性能值以及各方面指标的变化情况,并提出了基于指标阈值与综合性能阈值耦合控制方法,为光伏外窗与建筑设备之间运行的协调和合理集成提供了可行的技术思路。本文的研究结论如下:（1）光伏外窗房间和普通窗房间的室内热环境都属于典型的非稳态、非均匀环境,其根本原因在于太阳辐射造成了室内热环境的分布不均匀性,其日变化使得室内热环境参数的变化波动性较大。非稳态体现于被测量环境的温度变化幅度大多数时段超过1K,且温度的漂移和斜变率也超过2K/h。非均匀性体现于两个房间在室内各围护结构内表面平均温度间的变异系数也体现出很强的日变化规律,且在中午时段的变异系数水平最高;（2）光伏外窗房间的室内工作面照度水平整体上低于普通窗房间,同时,二者的照度舒适阈值范围和生理效应的显著性阈值也不同,前者照度舒适阈值为400lx-2000lx,生理效应的显著性阈值为400lx,后者照度舒适阈值为450lx-2000lx,生理效应的显著性阈值为500lx;并且,光热耦合效应对热感觉的影响在统计学角度上为显著性,基于不同照度范围的划分,计算出各个照度范围内相应的自适应系数,建立起两个房间各自的基于光热耦合效应的a PMV模型;（3）根据以已有的研究成果所提出的采光环境动态评价指标s UDI、建筑净能耗和建筑节能率等评价指标为基础,根据逼近理想解的排序法、灰色关联分析法、熵值法的原理,综合几种常用评价方法的优点,建立了基于灰色关联改进的TOPSIS双层光伏外窗建筑采光与能耗评价模型;该评价模型的建立为光伏外窗建筑设计方案优化提供了一条新的可行途径。该评价模型具有工程应用性高,能在根据工程实际情况以及结合相关软件模拟的情况下进行实际应用,比较出各个方案的相对优劣程度;（4）本文进行了有关光伏外窗建筑的热环境、光环境及能耗水平方面的权重专家征询调研并获得了有关以上三个方面的主观权重值并对其进行显著性检验,之后,建立起基于组合赋权法的光伏窗建筑运行状态综合性能评价模型,并验证了该模型基于a PMV评价指标的预测状态综合性能值与实际计算的状态综合性能值的吻合度是良好的。结合光伏外窗建筑自由运行时的各性能指标值的日运行特征和所建立的预测状态综合性能值运算机制,提出了起光伏外窗建筑运行动态的综合调控的控制逻辑和可行的运行模式。这一控制方法能保证为光伏外窗与建筑设备之间运行的协调和合理集成的目标得以实现。本文的研究成果可为我国双层半透明光伏外窗建筑的室内热环境与光环境评价提供理论支撑,并为既有光伏外窗设计方案选优和光伏外窗与建筑设备之间运行的协调和合理集成提供技术依据和理论支撑。