寒地建筑是我国地域建筑体系的重要组成部分,特殊的气候是寒地建筑形态设计的制约条件,在严酷的气候条件下,实现建筑的适用、经济、绿色、美观,提高人居环境品质,是寒地建筑设计需要持续探索的根本问题。在漫长的发展过程中,我国寒地建筑形成了鲜明的地域特色,从空间组织到群体布局均有独到之处。传统寒地建筑形态的设计方法是值得学习与借鉴的,但是,任何建筑形态都是历史发展过程中的一个片段,随着时代的进步,寒地建筑形态的设计方法需要进步与提升。本文以我国寒地特殊的气候条件为依据,从环境资源、区域经济以及文化背景的角度,综合分析了寒地建筑形态设计的限制因素,并通过与发达国家寒冷地区的气候特点及人居环境水平的横向对比,研究了我国寒地建筑形态设计背景的独特性与复杂性。在此基础上,结合建筑气候学、建筑形态学以及复杂性科学等交叉学科,提出了“集约整合、环境友好、有机共生”的契合时代发展需求的寒地建筑形态设计趋势。寒地建筑形态与寒地环境之间的关系是极其复杂的,研究寒地建筑形态的适应性,本质上研究的是复杂适应系统的问题。自组织是复杂适应系统得以运转的动力,因此,自组织为寒地建筑形态适寒系统的构建提供了理论依据。本文以自组织的理论视角对寒地建筑形态系统进行构建,利用自组织系统的开放性与交互性,将寒地建筑、建筑师与寒地环境作为统一的开放系统,从而紧密的建立寒地建筑形态与环境的关联;并以自组织的相关理论为基础,研究了寒地建筑形态自组织适寒系统的构建依据,在此基础上,利用自组织系统的反馈性、应变性与协同性,从建筑形态系统的各个层级尺度,研究了寒地建筑形态自组织适寒的作用机制。建筑形态自组织适寒设计是对传统寒地建筑形态的优化,因此,本文提炼了传统寒地建筑形态的基本原型,将其作为形态自组织适寒设计的优化基础,并提出了寒地建筑从封闭走向开放、从被动走向优适、从孤立走向系统的形态自组织适寒设计目标。基于上述理论基础,本文以有机体生长的内在机制为建筑形态的生成逻辑,研究了“反馈机制下的腔体形态自组织适寒”、“应变机制下的胞体形态自组织适寒”与“协同机制下的群落形态自组织适寒”的形态设计策略,并针对以上策略研究了具体设计方法。其目的是改变寒地建筑被动封闭的现状,提高寒地建筑对能量的利用效率,增加寒地建筑的环境包容性,从而促使寒地建筑自发地、积极地、灵活地、并且高效的适应寒地复杂环境。寒地建筑形态自组织适寒设计的提出,是从环境友好、生态关怀的角度建构寒地建筑与环境的共生关系。将自组织理论引入形态适寒设计,优化了传统寒地建筑形态的基本原型;促进了寒地建筑以更加精准的形态反应环境的作用力,在保证气候抵御力的基础上,以更加亲和的方式融入环境;推动了寒地建筑从“被动抵御”走向“积极适应”。形态自组织适寒设计是对传统寒地建筑形态设计方法的优化,它不仅仅局限于寒地建筑的节能,而是从更广义的层面强调寒地建筑以更加开放的姿态面向民众与环境,通过对地域资源的“最优利用”实现寒地建筑与环境的“最优关系”。