随着城市化的深入发展,高密度的城市建设使得城市室外热环境状况急剧恶化。热环境状况的恶化不是简单的温度上升现象,而是影响到人居舒适度、公共卫生、人流活动等多个方面的环境问题。影响室外热环境的因素众多,除气象因素外,主要有城市空间形态、植被覆盖、表皮材料等,其中表皮材料对局部的热环境有着直接关系。关于城市空间形态、植被覆盖,有不少学者研究了这两个方面对城市室外热环境的影响机制和作用效果,并且结合实际进行了改善热环境状况的实践。而有关表皮材料这一影响因素,目前还缺少普遍性的研究。针对这一问题,本文选择了基于稳态传热的模拟模型,以武汉市为例,对室外热环境进行模拟仿真,研究不同材料对局部热环境的影响。论文在阐述热环境的评价指标、热环境的数值模拟模型的基础上,选择ENVI-met软件来模拟建筑区域的热环境。论文首先说明了热环境模拟中相关数据的预处理方法,主要涉及到空间几何信息提取和气象数据拟合。同时,根据不同材料的热物理性质,对地面、建筑立面常用的材料予以分类,并对每一类选取典型材料来完成相关计算机模拟仿真。最后,以武汉市为例,选取典型区域,基于稳态传热模型,以夏季炎热天气为典型气象条件,选择平均辐射温度作为表征室外热环境的定量化指标。根据平均辐射温度分布和时序变化,分析了不同材料对室外热环境状况的影响效果,得到主要结论如下:1.不同地面材料对街区室外热环境的影响地面使用低吸收率高反射率材料对室外空间的平均辐射温度起到增温效果,并且增温幅度明显;地面使用高吸收率低反射率材料对室外空间的平均辐射温度起到降温效果,温度变化速度比其他类型材料要低;不同地面材料的运用改变了区域内的温度值,但并不能实质性地改变冷热区域的空间分布。在均匀建筑立面材料的情况下,垂直面上最凉的高度在紧挨建筑屋顶的上方,从此高度开始,向上向下都呈增温态势,近地面的平均辐射温度达到最高。建筑间隙空间中,较大的空间高宽比虽然能凭借阴影覆盖而凉于较小高宽比的空间,但正午前后当阴影面积非常小时,这些较大高宽比的空间往往积热较多,比开敞空间呈现出更高的平均辐射温度。2.不同建筑立面材料对街区室外热环境的影响不同的建筑立面材料使得室外空间中不同高度上热环境状况更加复杂。高透射性玻璃的运用增加了长短波辐射在建筑群中的行进距离,使得整个区域中的平均辐射温度水平有所回落;但是大面积地运用高透射性玻璃有可能对建筑室内的热环境造成负面影响。金属等高反射率材料的运用使得整个区域的温度变化幅度大大增加,夜间的平均辐射温度大大降低;长短波辐射在空间中的活动范围大大增加,同一时刻区域内的冷热差距减小。同时,活跃的长短波辐射运动使得升降温幅度非常大,在有日照的时间段快速升温而无日照时又快速降温。结果表明,不同的材料、不同的铺设部位均会导致室外热环境状况的变化。高吸收率低反射率材料在地面铺设对室外空间起到降温作用;不同地面材料的运用改变了区域内的冷热程度,但并未实质性影响空间中的冷热分布。低吸收率高反射率材料运用于地面时会导致室外空间升温,而运用于建筑立面则有降温效果。玻璃等高透射性的材料用于建筑立面时,增加了空间中长短波辐射的活动范围,客观上对室外空间起到降温作用,但有可能牺牲室内的热环境品质。