随着人们在室内度过的时间日益增多,对室内舒适性和空气质量的要求也在不断提高。办公建筑中的中央空调系统是实现上述要求的重要手段,但由于其设备群体庞大、系统运行复杂,在营造舒适与健康环境的同时,消耗了大量的能源,其能耗在建筑能耗中占比达50%以上。因此,在兼顾室内环境舒适性与空气质量的同时,降低室内环境控制系统能源消耗的研究具有重要意义。传统的同时满足建筑室内舒适与节能目标的研究中大多以单一变量或单个设备的能量平衡来建立模型,缺乏准确数学模型来作为优化基础;节能优化方法单一,效果不理想;舒适性-能耗目标研究多采用帕累托方法,具有一定局限性;因此,论文针对目前建筑室内舒适与节能环境中存在的问题,建立了数学模型,针对节能优化方法、舒适性-能耗目标优化策略以及室内舒适与节能环境控制方法三个问题进行了研究。首先,建立了由空气处理单元调节的建筑室内空间动态模型,该模型分析了室内空间以及空气处理单元的质量、能量平衡关系,采用实例对其有效性和可行性进行验证。在该模型的基础上,以关键自由度取值范围和空气处理单元正常运行条件为约束,以最小能耗为目标,提出了基于舒适区的节能优化方法。为证明所提优化方法的普遍性,分别对冬季工况和夏季工况下的耗能情况进行仿真实验,并与传统的设置点追踪方法进行对比。仿真实验结果表明:所提方法可在满足舒适性的条件下实现更好的节能效果,相较于传统方法,可节省能耗70%左右。其次,基于所建立的模型研究了舒适性-能耗目标优化,提出了折衷点追踪优化策略。该策略通过求解在可行域内与极限性能距离最近的点的坐标来获得权重。仿真实验表明:折衷点追踪优化策略能够较好的解决舒适性和节能之间的冲突,无需计算帕累托前沿,计算时间较短,且能有效处理陡峭的帕累托峰。该策略适用于建筑能源的实时管理以及多种组合的多目标优化问题。最后,研究了建筑室内舒适与节能环境控制问题,提出了热舒适度模糊控制方法。以所建立的动态模型为基础,采取热舒适度控制策略结合模糊控制算法对所提基于舒适区的节能优化方法的决策结果进行控制实现,结果表明:采用热舒适度模糊控制的空调系统,其调节时间和超调都较小,且能够保持舒适度在±0.2的范围内波动。该控制器结构简单,无需过多改造成本,便于实现。