近年来,性能化的建筑设计及其优化方法逐渐成为国内外关注的研究热点,在推动绿色、低碳、节能的建筑设计方面发挥了重要作用。能耗是建筑性能中最重要、最常见、最受关注的一种,因此,建筑节能优化设计成为性能化的建筑设计及其优化方法这一研究领域的主要研究方向。优化算法是建筑节能优化设计的重要组成部分,对其效果和效率有决定性的影响,它对于建筑节能优化设计的作用就好比航空发动机对于飞机的作用一样,是成败的关键。然而,当前对建筑节能优化设计中优化算法的研究非常不足,理论上对算法何时有效、何时失效、为何失效缺乏科学认知,应用上缺少面对不同的建筑节能优化设计问题时如何选择适宜算法的指导原则,导致设计实践中容易出现效率低下、无法获得最优设计方案等困难。本文通过建筑学、计算机科学、数学等学科的交叉,系统地开展了建筑节能优化设计中优化算法的效能研究,论文的主要内容如下:(1)基于通用优化理论,采用多参数的视角,分析了建筑节能优化设计问题的基本属性,提出了两种确定优化问题属性的方法。(2)提出了建筑节能优化设计中评价优化算法效能的指标体系,对每个评价指标给出了数学定义和定量计算方法。(3)揭示了建筑节能优化设计中优化算法的失效性,分析了优化算法失效的典型情况和可能导致算法失效的原因。(4)针对常用的几种优化算法,使用提出的效能评价指标对它们在解决不同属性的建筑节能优化设计问题时的效能进行了评价;针对不同的建筑节能优化设计变量和优化设计目标,根据它们对应的目标函数的属性,给出了适宜的优化算法和应该避免使用的优化算法建议。(5)提出了一种针对特定的建筑节能优化设计问题确定优化算法最佳参数设置的方法;针对不同的建筑节能优化设计问题,使用该方法确定了三种常见优化算法的最佳参数设置,同时给出了在建筑节能优化设计中合理设置算法参数的建议。(6)以南京牛首山风景区东入口游客服务中心为案例,进行了建筑节能优化设计方法的应用,分别使用推荐的适宜优化算法和建议避免的优化算法以比较它们的效能。结果证明,推荐使用的适宜优化算法的表现显著好于建议避免的优化算法,能更好地解决实际工程设计中的建筑节能优化设计问题。