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我国城市室外热环境形势严峻,尤以湿热地区问题突出。城市住区是城市的重要组成部分,也是与人们生活关系最为密切的区域。为从规划设计阶段着手控制和解决住区室外热环境问题,我国颁布了多部绿色评价标准和设计规范。然而,现有的城市住区性能优化侧重于方案评价而非设计,方案的性能优化方法和软件工具并不完善,无法满足多目标性能优化设计的需求。因此,本文以城市住区室外热环境优化为出发点,基于参数化设计和多目标寻优算法,开展城市住区的绿色优化设计研究。首先,论文通过对城市住区设计过程和绿色住区评价体系的研究,提出相应的城市住区优化设计方法,筛选面向方案阶段的优化目标及其性能评价指标。基于参数化软件Rhinoceros&Grasshopper,研究方案的生成规则与方法,检验了SPEA2和HpyE进化算法插件Octopus的多目标优化性能。其次,从现有住区热岛强度计算问题出发,通过湿热地区夏季住区室外热环境测试,明确住区热岛强度的定义,为合理指导住区热岛强度的计算与设计提供科学依据。提出并验证基于改进绿色CTTC模型的住区热岛强度计算方法,通过实测获得改进绿色CTTC模型的关键参数:树木的太阳辐射遮挡率和对流换热率,为定量计算住区平均气温与热岛强度提供技术支持。第三,基于行列式住区案例的统计调研,建立典型行列式布局的数值模型,并通过数值模拟方法计算建筑迎背风面的表面风压差,采用多元线性回归的方法确定住区建筑风压差的参数化经验计算公式,为定量预测和评价住区的室外风环境性能提供技术支持。计算公式仅需较少步骤,输入少量规划布局与设计参数,便可快速预测住区各建筑的风压差,可用于南方地区常见行列式住区板式建筑的风压差预测。最后,针对目前优化设计工具的不足,基于上述优化设计方法和方案性能计算的研究,提出了一种基于遮挡角和反三角函数的城市天空遮挡简化算法,编制开发了面向方案设计阶段的绿色住区优化设计平台。该平台基于参数化设计软件Rhinoceros&Grasshopper,采用Python脚本语言、可视化编程技术并结合SPEA2与Hpy E进化算法编制开发。该平台能同时针对技术经济指标和环境性能指标进行定量计算、评估与优化,可获得满足多目标优化的总平面布局最优解集,为住区规划设计提供合理、科学的决策支持。经检验,软件平台的计算精度和可靠性满足工程设计的需要。