建筑性能——包括经济性、功能性、结构性能、可持续性等——的优化已经成为建筑设计中最受认同的价值取向之一。随着计算机工具在建筑设计中的广泛运用,借助计算机的再现、生形、模拟、优化等参数化设计手段成为了实现性能导向的建筑优化设计最有潜力的设计方法。计算机辅助的优化设计方法在建筑设计早期阶段方面仍有很大的研究空间,尤其是对于复杂的空间布局问题:尽管许多研究都提出了对于布局问题的解决思路,但是完整的具有实用性的综合考虑可持续性能的设计框架仍然十分少见。本文选题着眼于功能性和可持续性,提出以人机协同的方法实现空间布局的参数化设计和优化设计的具体流程。通过分阶段处理“形式”和“功能”,在优化设计过程中整合设计师的人工调整,本文尝试克服现有优化设计方法的局限,扩展优化设计方法在功能性、物理性能、美学要求、结构合理性上的综合处理能力,扩宽其应用范围,并且在一个实际项目的背景下演示和测试了流程框架的实用性。本文首先介绍了本研究的研究背景、研究目的与意义、研究内容与方法、研究框架,对主要的相关概念做出界定;接下来介绍计算机辅助下性能导向的优化设计相关的基础知识,包括研究现状和相关要点,重点介绍了早期阶段人机协同的设计方法;针对本文主要研究的对象——空间布局问题做了相关综述,包括已有研究在研究思路、建模方法和优化设计方面的相关重点;在文献调研的基础上,总结提炼了本文的设计框架,概述了本文实现空间布局优化设计的基本思路;最后在一个实际项目背景中应用所提出的设计框架完成了从项目开始到空间布局基本成型的设计过程,提出了针对性的算法策略,验证了设计框架的可行性。本文提出的流程框架提出了对于适应实际要求的空间布局问题优化设计的一种可行方法。该方法以网格模型为基础,以分阶段处理功能和形式问题为主要策略,以遗传算法为主要优化算法,以人机协同为基本操作方法,对于在设计实践中应用空间布局优化方法的主要方面都有具体的策略方案。