办公建筑是我国公共建筑能耗主体和节能重点之一。建筑实际运行能耗数据对于指导低能耗设计工作有重要作用,但目前性能模拟多基于简化模型和标准工况、且对于室内性能水平、使用者舒适度及行为模式的考虑不足,所得的数据很难直接应用于低能耗设计工作中。目前我国各地区针对办公建筑的能耗统计及公示工作刚刚起步,我国现有的能源统计数据过于宏观和笼统,虽已在北京、上海、深圳典型建筑类型中设立试点,但样本量有限且对于严寒地区的统计调查样本数据还是空白,我国严寒地区相较于其他气候区能耗构成有其特点,能耗问题更为严峻,相关研究亟待展开。基于以上背景,本论文通过对哈尔滨地区为代表的严寒地区办公建筑进行实地调研,在此基础上研究严寒地区建筑空间设计参数、使用者行为等对运行能耗及室内光热性能的影响程度及作用规律,针对现有性能模拟中简化模型、标准工况、CIE标准天空模型到考虑实际工况、使用者行为影响等问题进行修正,尽量使模拟结果贴近实际使用中的办公建筑运行能耗数据。建立数学预测模型,对办公建筑整体能耗进行预测。提出基于光、热以及光热耦合性能模拟的严寒地区办公建筑低能耗设计策略,为日后的建筑设计或研究提供理论与技术支持。具体研究工作包括:从研究办公建筑空间发展历程入手,从类型学角度抽象建筑原型,提取现代办公建筑空间模式,结合对严寒地区办公建筑空间设计参数分布状况的实地调研,确定设计参数特征值域,按参数分布特征制定其相应模数、计算参数敏感系数,构建严寒地区办公建筑典型模型,根据不同空间组织和面积规模共分为六种典型模型。典型模型的建立解决了简化模型对于模拟精度影响过大的问题,奠定了本研究的基础;针对严寒地区能耗构成特征,对办公建筑照明能耗、采暖供冷能耗进行分析,针对不同典型模型,分别筛选影响其整体能耗及性能表现的主要设计变量;再通过主成分分析计算设计变量对整体能耗的特征值、方差贡献率,忽略不足以影响整体能耗的参数,解决了简化模型对于结果精度的干扰问题,从根本上保证了数学模型的正确性;运用HDR-I技术,通过拍摄HDR图片对场景亮度、照度伪彩图、眩光等进行分析,与即时问卷进行对比,确定了适用于评价严寒地区光环境性能评价指标(DA、UDI)及光热耦合环境性能指标(DGP);使用哈尔滨市光气候实测数据,修正PEREZ天空模型的总辐射光通量及散射辐射光通量,建立严寒地区光气候PEREZ天空模型代替CIE标准天空用于光环境及光热耦合性能模拟,使用HDR-I技术对模拟结果的验证,以保证预测结果的正确性。将HDR-I技术用于对室内光热耦合性能的实测评价中,解决了现有标准中的性能指标和天空模型不契合严寒地区地域性特征的问题,保证了模拟边界条件的精确度;通过使用DIVA软件,根据反射光线追踪的原理,采用蒙特卡洛采样法,对真实光环境进行模拟运算,预测照明能耗及室内自然采光照度分布;使用Trnsys软件多温度场分析模块,实现光热耦合环境动态模拟,计算包含太阳辐射得能的全年采暖供冷能耗,保证了所建立的严寒地区办公建筑整体能耗预测模型的准确性。使用敏感性分析法确定影响整体能耗的主要变量、明确优化参数、优化方向,优化收益。并通过实际案例演示基于动态模拟的严寒地区低能耗设计流程及优化设计方法,使得研究成果在方案设计早期即可便捷地介入设计。本文总结归纳的严寒地区办公建筑典型模型旨在为严寒地区办公建筑方案设计初期提供整体设计的引导指标或参照物,提供可参照的数据模型。整体能耗预测模型可用于建筑师在方案设计阶段明确建筑低能耗设计的重点及优化趋势,并可预测优化收益,为实现低能耗设计目标提供便捷有效的方法。本文提出的严寒地区办公建筑低能耗设计策略不局限于办公建筑这一单一类型,它属于一个普适的方法体系,也可以应用于其他建筑类型中去。本文通过研究基于光热耦合性能模拟提出严寒地区办公建筑低能耗设计策略,构建严寒地区低能耗设计研究的理论框架,为不同地域、不同类型的低能耗建筑设计及研究提供依据。