随着可持续建筑设计理念的推广,光伏建筑一体化技术作为挖掘太阳能资源以及充分利用建筑表皮的重要途径被人们所重视。与此同时,柔性薄膜光伏技术的发展为光伏在曲面建筑表皮上的集成提出了实践的可能性。本研究在此基础上,探讨曲面光伏建筑表皮的优化形式,以期实现产能的最大化以及曲面结构的稳定。首先,由于曲面形式自身的复杂,设计必须保证结构的合理性。本研究以曲面网壳结构为主要曲面结构实现形式,总结其形式特征、连接类型、构成要素,由此建立了十二种典型的网壳结构生成模块,实现了对曲面表皮结构体系的快速嵌入。在设计初期实现了结构形式的可视化,也奠定了结构分析的基础。其次,本研究针对曲面表皮集成光伏材料后的产电能力进行优化研究。借助参数化设计工具,通过曲面控制点调整表皮形式,以遗传算法为搜索寻优原理,以太阳辐射接收量最大为目标,建立曲面表皮辐射量优化模型。并以某建筑的南立面曲面表皮优化为例,检验优化流程的可行性,并利用主成分分析法分析各控制点对优化结果的影响权重。最后,本研究在以上结构生成模块和辐射统计模型的基础之上,进一步在参数化平台上,借助Grasshopper以及相关插件,整合出双目标优化流程。即以实现结构应变能最小化和辐射量最大化的Pareto最优为目标,借助进化算法搜索最优解集,以期获得结构合理,高效产能的建筑表皮形式。并从几何层面出发,对控制点的分布,数量以及变化幅值对优化效果的影响进行了定量研究,从而为建筑师进一步完善方案提供设计指导。本研究所提出的优化设计流程,在方案设计初期介入,通过模拟协同的方式,将建筑性能分析前置,从而实现了结构、产能与形式的统一。摒弃了以往模拟滞后,反复调整的被动局面。此外,通过对控制点的分析,阐述了不同位置、数量、幅值对优化造型的影响,从而在方案深化阶段,提出了修改曲面造型的合理方向。