在我国城市发展已进入新时期,习近平总书记提出使城市更宜居的城市化战略的背景下,对城市室外热舒适的研究势在必行。室外热舒适水平的提升会增加室外活动人数并延长人群室外活动时间,对提升气候宜居性和居民的生活质量意义重大。目前严寒地区的室外热舒适研究相对于其他气候区来说起步晚、成果少。严寒地区有着与其他气候区迥异的气象条件,室外热舒适研究可能无法直接借鉴其他气候区的研究成果,现有的以热带、亚热带及温带气候区夏季室外热舒适为对象的研究成果无法准确反映严寒地区室外热舒适特性,不能进一步建立室外热舒适预测和评价方法,更不能提出提升严寒地区室外热舒适水平的规划策略。本文以严寒地区室外热舒适为研究对象,通过现场研究和实验研究的手段分析严寒地区室外热舒适特性,在此基础上讨论并建立适用于严寒地区的室外热舒适预测方法,最后进行基于热舒适的严寒地区城市布局优化策略研究。首先,对严寒地区室外热舒适展开现场研究,采用纵向跟踪调研的方法对固定人群的室外热舒适变化进行持续一年的跟踪记录,总结了严寒地区室外气象参数对热舒适的影响以及热适应现象;采用横向随机调研的方法研究不同年龄、性别以及居住时间的人群之间的室外热舒适特性差异。其次,由于通过现场研究无法全面了解室外热舒适中的生理适应现象,即室外人体体温调节特性,开展了严寒地区室外生理热反应和心理热反应的实验研究,侧重分析冬季室外热舒适动态变化。结合该实验前的预调研总结的冬季人群实际服装特点设置了4种人体局部暴露实验工况,重点分析了受试者在室外0～30分钟内的生理热反应（热调节现象和7个部位的局部皮肤温度变化）以及心理热反应（局部和整体热感觉以及热舒适投票变化）,并比较了不同工况间结果的差异,发现人体局部暴露对热舒适有显著影响。之后以平均皮肤温度为生理热反应特征参数,定量分析了生理热反应和心理热反应的关系,发现平均皮肤温度与整体热感觉的关系因暴露部位不同而改变。第三,分析讨论了既有室外热舒适预测方法在严寒地区预测热感觉和热舒适的适用性,并比较分析了局部暴露情况对预测效果的影响,结果表明对于严寒地区室外热舒适预测方法的建立必须从体温调节模型入手,同时进一步验证了局部暴露因素对严寒地区室外热舒适预测的重要性,表明预测方法的建立应遵循“局部至整体”的思路。为后续建立严寒地区室外热舒适预测方法明确了重点及要点。第四,在上述工作的基础上建立了严寒地区室外热舒适预测方法。该方法包括人体体温调节模型、人体热感觉预测模型以及热舒适预测模型。人体体温调节模型的建立考虑了现场研究中总结的性别和年龄间的热舒适特性差异,可得到不同性别和年龄的人体简化模型,并计算各种局部暴露情况下人体不同身体部位的皮肤温度变化。以“局部至整体”的思路建立了人体热感觉预测模型以及人体热舒适预测模型,可预测7个身体部位的局部热感觉、人体整体热感觉和人体整体热舒适。通过验证,证明上述模型相比于既有的热舒适预测方法可以更好地预测严寒地区室外热舒适水平。最后,基于建立的严寒地区室外热舒适预测方法进行了严寒地区城市布局优化策略研究。利用预测方法改进既有的城市区域冠层内热气候预测模型,以严寒地区3个二级区划代表城市漠河、哈尔滨和沈阳为研究对象,模拟了典型气象条件下,城市规划相关因素（建筑密度、建筑层数、建筑布局、道路覆盖率、草地覆盖率、林地覆盖率和水体覆盖率）不同水平下的室外热舒适。首先通过单因素试验分析了各季节室外热舒适随不同因素水平变化而变化的趋势,再通过正交试验得出了严寒地区城市布局最优方案和各因素影响的显著性,总结了严寒地区城市布局优化策略。本文的研究工作有助于更好地理解严寒地区室外热舒适形成机制;建立的适用于严寒地区的室外热舒适预测方法,为城市规划初期通过合理手段改善严寒城市室外热舒适水平提供了技术支撑;提出的基于热舒适的城市布局优化策略,有助于推动严寒地区气候宜居性城市规划理论和实践的完善。