滨海地区由于受海洋季风以及海陆风的影响,风速较内陆地区一直偏大。但无论是设计规范还是节能规范,并未对强风地区冬季风速梯度性分布所造成的特殊影响。根据《采暖通风与空气调节设计规范》中得知,不论是围护结构耗热量还是门窗冷风渗透量都与建筑表面风速息息相关,而建筑表面风速不仅受当地风环境气候影响,由于建筑的存在而产生的逆风,分流风,下冲风都会对建筑表面风速产生影响,从而影响建筑表面换热系数,进而影响建筑冬季采暖负荷需求和建筑整体能耗。高层建筑由于设计规范统一,针对同一建筑不同高度区域并未对冬季风做出特殊的设计要求和建筑围护结构（特别是建筑外墙迎风面）保温性能的针对性加强。同时受到建筑建造施工技术条件和工程造价的相关制约,滨海地区高层住宅建筑外墙由于高风速和梯度风对建筑冬季采暖负荷的影响并未引起足够的重视,因此造成了一定的建筑能耗增加和能源浪费现象。本研究通过CFD和Design Builder等模拟工具,分析了寒冷地区典型高层住宅（一字型住宅与十字型住宅）在垂直方向梯度风的影响下建筑表面对流换热及冬季采暖热负荷的相关规律,建立了高层住宅纵向梯度风风速与建筑表面对流换热系数及冬季采暖热负荷的定量关系数学模型。通过对该数学模型的数值计算,提出了寒冷地区高层住宅外墙节能优化策略方案,并从不同层级系统分析了该方案实施后的建筑单体与建筑住区的节能有效性,得到以下研究结论:通过对一字型和十字型高层住宅的水平面和垂直面的风速分布进数值模拟和曲线拟合的分析结果可知:建筑纵向风环境梯度性较为明显,基本可以将高层住宅按风速特性纵向划分为三个区域:建筑低层区、中层区和上层区的风速变化规律有明显差异性;通过对两种典型高层住宅由风速引起的对流换热变化规律进行了模拟分析和曲线拟合的分析结果可知:一字型与十字型高层建筑在纵向方向的对流换热系数变化规律呈现明显的分段线性关系,通过曲线拟合结果的斜率不同,可以将高层建筑的对流换热系数按照建筑纵向分为三段,分别为低层区（0～21米,对应楼层1～7层）、中层区（21～66米,对应楼层8～22层）和高层区（66～100米,对应楼层23～34层）。高层住宅低层区的对流换热系数相对较小,而高层区的对流换热系数相对较大,因此可以考虑在不增加建筑外墙保温结构初投资的前提下,将低层区的建筑外墙保温层厚度降低,降低的厚度移动至高层区的外墙部分,以降低高层区的对流换热系数,实现建筑热负荷及能耗的降低。计算得到了纵向梯度风风速和建筑表面对流换热系数以及建筑冬季热负荷之间的定量关系,并提出基于三者定量关系的高层住宅外墙节能优化方法。提出了基于高层住宅纵向分区的外墙保温层节能优化模型,得到了单体建筑外墙保温层的最佳转移厚度,并求得了外墙保温层优化方案的节能率数值。提出高层住区外墙节能优化方案。方案分为两个层面:第一层面是住区整体统一采用固定的外墙节能优化方案,第二层面是住区不同区域的建筑分别采用不同的外墙节能优化方案。一字型高层住区统一采用固定外墙节能优化方案（所有建筑低层区外墙保温层按10mm厚度转移至高层区）的逐月平均节能率为1.56%,按照不同区域建筑外墙优化方案的逐月平均节能率为2.43%,不同区域建筑外墙优化方案较整体采用统一固定优化情况可深度节能0.87%;十字型高层住区按照统一外墙保温层优化方案的逐月平均节能率为0.98%,按照不同区域建筑外墙优化方案的逐月平均节能率为1.76%,不同区域建筑外墙优化方案较统一固定优化情况可深度节能0.78%。