近些年我国建筑节能领域研究不断向“绿色建筑”、“超低能耗建筑”、“近零能耗建筑”发展,并指定了相应的技术标准,最新颁布的《近零能耗建筑技术标准GB/T51350-2019》在我国建筑节能发展的道路上迈出了关键的一步。随着技术的完善和发展,实现零能耗建筑这个终极目标指日可待。随着建筑节能技术的发展,高性能的保温材料、被动式技术、高效的用能系统和设备、可再生能源的利用等节能措施的选用,使零能耗建筑的设计更加复杂,如何通过组合多种节能措施来实现零能耗目标,并尽可能减少成本,是零能耗建筑设计的要点和难点。本文,参考国外先进建筑性能模拟优化软件的思路和方法,发展了符合中国居住建筑特点和需求的中国居住建筑性能模拟优化软件CResOp(Chinese Residential Building Energy Simulation and Optimization Program)。软件能够快速建立建筑模型,配备软件中国数据库供设计人员参考选用,方便快速建立建筑设计方案,并运用搭载的优化算法对各类建筑设计参数的组合进行大量方案的快速优化计算和模拟结果对比分析,针对不同目标函数找出最优方案和技术群。该软件为中国工程设计人员,提供了界面友好,操作简单,功能全面的工具,有效减少了设计人员的工作量,提高了零能耗居住建筑设计过程的效率,其计算结果能够有效降低零能耗建筑成本。本文通过对既有研究的综述和对中国零能耗建筑设计流程的调研,针对零能耗建筑设计的特点和流程,为中国零能耗居住建筑设计和优化,提出了整体优化和分步优化两个策略,并结合遗传算法和顺序搜索优化算法对两种策略进行了对比,确定了两种策略的适用情况和适宜的优化算法,为我国工程应用场景中,零能耗居住建筑设计和优化提供了参考。最后,本文利用CResOp软件结合分步优化策略和顺序搜索优化算法,完成了对大连市某居住建筑设计方案的优化计算和分析,最终实现零能耗目标并有效控制了方案成本。