教室室内光、热环境质量的好坏直接关系到学生的学习效率以及身心健康，直接决定着学校能源消耗水平，教学建筑室内光、热环境的优化研究，对降低学校建筑使用能耗，建设节约型校园，保障学生身心健康具有重要的意义。教学建筑窗洞的尺度直接影响着其照明能耗和采暖能耗的大小，与两者分别是负相关和正相关的关系，为了解决这一矛盾，本文以西安某高校教学主楼为研究对象，采用问卷调查和现场测试的方法从主观和客观两个方面定量地分析了冬季高校教室室内的光、热环境及能耗现状。调研和测试显示，当前教学建筑室内光、热环境不够理想，整理调研测试数据，分析了光、热环境的变化规律，并为建立单面采光教室能耗模拟程序提供了实证基础。针对目前寒冷地区单面采光教学建筑室内光、热环境及能耗现状，本文利用ECOTECT软件建立了单面采光教学建筑能耗模型，确立了合理的模拟参数，并通过比较实测数据和模拟数据，验证了模型的正确性。利用数值模拟的方法依次改变窗洞尺寸，比较了窗洞尺度变化对照明能耗和采暖能耗的影响，并利用总能耗（Kwh）为评价指标，对单面采光的教学建筑窗洞尺度作以协同优化，模拟结果显示，在窗洞尺寸为2.7㎡时，教室总能耗达到了最小值，得到冬季室内光环境及热环境的最优平衡结果，进一步显示此结果不应朝向、层数的变化而变化，可以作为单面采光教学建筑的推荐窗洞尺度。本文利用实测和模拟软件模拟计算相结合的方法，研究了寒冷地区单面采光教学建筑窗洞尺度与能耗的优化平衡，研究结果可供建筑师解决照明能耗和采暖能耗的矛盾提供了可行性的参考。