본 발명은 대형 건물에서 사용되는 장스팬 구조의 일종인, 와플 슬래브에 소요되는 소요 비용과 이산화탄소 배출량을 최적화할 수 있는 와플 슬래브 최적 설계 장치 및 최적 설계 방법에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 와플 슬래브 최적 설계 장치는, 건물에 사용되는 와플 슬래브의 설계변수들, 후보값들 및 후보값 인덱스들이 저장된 후보값 데이터베이스; 기설정된 종료 조건이 만족될 때까지, 상기 설계변수들의 후보값 인덱스들을 조합하여 생성되는 유전자 비트열들에 대해 유전자 선택, 교배, 돌연변이, 대체 연산 중 적어도 어느 하나를 수행하여 매 세대마다 유전자 비트열들을 생성하고, 상기 종료 조건을 만족하는 복수의 유전자 비트열을 도출하는 유전자 알고리즘 처리부; 매 세대의 유전자 비트열들에 대하여, 기설정된 소요하중과 설계기준에 따른 제약조건들을 모두 만족하는지 여부를 판정하고, 상기 제약조건들 중 적어도 어느 하나를 만족하지 못한 경우, 위반율을 산출하는 위반율 산출부; 매 세대의 유전자 비트열들에 대하여 CO2 배출량을 산출하기 위한 제1 목적함수의 제1 산출값들과, 소요 비용을 산출하기 위한 제2 목적함수의 제2 산출값들과, 상기 위반율 산출부에서 산출된 위반율 값들을 이용하여 적합도 값들을 산출하는 적합도 산출부; 및, 상기 종료 조건을 만족하는 복수개의 유전자 비트열들 중 적합도 값이 큰 순으로 기설정된 복수개의 유전자 비트열에 대응하는 와플 슬래브의 설계안들을 도출하고, 도출된 복수개의 와플 슬래브 설계안에 대해 기설정된 최적화 비율을 이용하여 최적의 와플 슬래브 설계안을 결정하는 최적해 결정부;를 포함한다.