[目的]研究建筑小区海绵城市优化设计模型,为建筑小区海绵城市设计与建设提供有益支撑.[方法]在探讨外排径流系数、径流污染与海绵设施基础上,以年费用最小和径流污染削减率最大为目标函数,应用非线性规划建立建筑小区海绵城市双层耦合优化模型,并以合肥市某区域海绵城市建设为例,分析验证该模型有效性.[结果]优化后,A小区、B小区与C小区的外排径流分别为0.257,0.268,0.303;总成本为1.11×107元,年费用为9.87×105元;径流污染削减率为70.06％,与原设计方案相比,其经济效益和环境效益均有明显提高.[结论]双层耦合优化模型应用于建筑小区海绵城市设计,能有效降低年费用,提高径流污染削减率,使海绵城市设计与建设更加合理.