建筑绿色化、低碳化和智能化是中国建筑行业未来发展的重要方向。同时也是落实“双碳”目标,满足百姓健康舒适需求和推进建筑行业高质量发展的关键。近年来,随着科教兴国战略的全面推进,为青少年健康成长创造良好的教育环境已经受到全社会的广泛关注。目前既有中小学教学楼建筑普遍功能合理,但教学楼室内外物理环境舒适度较低,教学楼产生的能源消耗和碳排放量也不可避免地增长,进而对我国实现“碳达峰”、“碳中和”带来严峻挑战。因此,要解决这类问题,开展光热性能提升的中小学教学楼优化设计策略研究具有重要的意义。论文以寒冷地区为例,借助模拟分析软件建立中小学教学楼参数化分析模型,进行光热性能提升的中小学教学楼优化设计策略研究,主要工作如下:第一,结合国内外建筑室内外舒适度研究现状和未来的发展趋势,对研究对象相关的概念进行阐述,明确了本文的研究目的与研究意义,确定了本文的研究内容与研究方法,为后文研究的展开奠定了基础。第二,通过问卷调查、中小学教学楼案例调研和现场实测,对寒冷地区中小学教学楼布局形态和内部空间进行样本统计及分析,总结中小学教学楼室内外物理环境存在的问题,为进一步的研究提供依据。第三,对中小学教学楼室外热舒适性的影响因素进行分析。在Grasshopper中搭建参数化模拟分析平台,并建立教学楼分析模型,从建筑D/H值、朝向、围合方式及形体设计四个设计因素探究其对教学楼场地冬、夏两季室外热舒适性的影响,提出教学楼布局形态层面的优化设计策略。在此基础上,利用SPSS统计分析软件,建立四个因素结合的正交试验模型,得到整合设计因素下的最优策略。第四,对中小学室内光热性能的影响因素进行了分析,在Grasshopper中搭建参数化模拟分析平台,建立教学楼内部空间分析模型,从平面组合方式、教室空间尺度、教室窗洞口和遮阳四个层面,对热舒适性和采光性的影响进行分析,提出教学楼内部空间层面的优化设计策略。在此基础上,在Grasshopper中搭建光热综合目标优化设计平台,从优化算法、优化过程和解集质量三个方面对光热综合目标进行实验研究,提出光热综合目标影响下的最优策略解集。最后,基于以上研究,结合所参与的济宁市某小学教学楼设计实践,对该项目教学楼的布局形态、教室空间尺度、窗洞口及遮阳方式进行调研分析,并对室外热环境和室内光热环境进行的现场实测,提出适用于该项目教学楼的优化设计目标和优化设计方案。然后,基于Grasshopper插件对优化方案进行了教学楼场地热舒适性、普通教室内光热舒适性的模拟分析。结果表明,通过济宁市某小学教学楼设计实践,使得该教学楼在满足基本功能需求的同时,有效地提升了室内外光热舒适性能。因此,该研究成果对寒冷地区中小学教学楼设计工作提供参考和借鉴意义。