随着城市化的快速发展,城市人口的数量随之增多,城市内部在有限的空间内建筑和人愈发聚集。不合理的城市规划和设计,不合理的建筑摆放和布局以及建筑材料的使用不当,使城市风热环境,尤其是小区风热环境日益严峻。小区严峻的风环境以及热环境,会增加夏季的空调使用能耗,还会对人体的健康产生危害。近些年来,越来越多的专家学者认为想要从根本上改善住区环境质量,其中最有效的方法是科学的进行规划设计。这就要求我们在对小区进行规划时就要着重关注小区的风热环境,通过模拟等方法提前预测小区的风热环境,从中发现存在的问题并对相关问题加以改善。本论文以室外风环境以及热环境作为主要研究对象,对风环境以及热环境的影响因子进行模拟,结果表明风环境和热环境有着密不可分的关系,建立了基于风环境、热环境以及日照环境的多目标优化系统,并运用到实际工程中去,主要内容如下:首先,对风、热环境的影响因子进行逐个分析,其中风环境的影响因素考虑以下几个方面:建筑面宽、建筑高度、建筑与主导风向角以及建筑间距;热环境的影响因素考虑:通风、大气温度,太阳辐射强度、建筑高度以及建筑间距。其次,采用数值模拟的方法,把各个影响因素分成多种不同的情况,对不同的工况分别进行模拟,并对模拟结果分别加以分析,分析出不同情况下对热环境、风环境的影响情况,为室外的风环境以及热环境提出一些可行的建议。结果发现,城市的风环境、热环境较为恶劣,微环境模拟分析在传统设计中存在效率低下等问题,同时发现风环境和热环境会互相影响,若能把风环境和热环境综合考虑在一起,会得到较为准确的结果。最后为了提高城市规划的效率的同时优化室外微环境,本文针对方案初始时期,利用Grasshopper参数化平台对城市室外的风环境、热环境以及日照环境三个方面进行多目标优化设计。在研究初期,整合对比分析城市设计参数化方法和国内外关于室外环境的评价指标,通过Grasshopper参数化设计平台把评价指标转换成计算机可识别的语言,进行各个评价指标的计算;还研究了多目标问题的概念以及处理方法,选取Grasshopper参数化设计平台的Octopus插件;设计出关于城市设计的多目标优化系统,结合沈阳市沈河区某老旧小区的实例,得出风环境最优、热环境最优、日照环境最优以及各目标均优等四种方案,从舒适性和经济性两个方面对四种优化方案进行分析对比,给设计人员提供一些借鉴意义,为未来的城市建设提供一种思路。