屋顶绿化在美化屋面的同时能有效改善室内热环境。长期以来,国内外对屋顶绿化的研究通常将屋面景观设计与室内热环境设计相分离,导致室内热环境欠佳。因此,将室外景观与室内热环境设计相结合具有重要的科学意义和实用价值。本文以长沙市地理气候条件为设计依据,从屋顶综合环境设计出发,开展了以下研究:首先,通过基础理论、国内外文献综述研究及长沙市屋顶绿化实地调研考察,发现屋顶绿化设计的主要问题,明确研究方向,总结了环境设计元素模块与屋顶绿化类型。其次,结合现有屋顶绿化存在的主要问题,对模块进行景观环境设计探讨,尤其对种植模块中植物种类选择、种植方式与色彩搭配进行了深入的研究;同时运用Ecotect Analysis与Design Builder软件模拟,对环境设计模块室内热环境的影响进行了详细的量化分析,以求模块的最佳组合。最后,基于综合环境设计考虑,将室外景观与室内热环境结合,确保主要观赏对象与景观空间类型不变或相似的情况下,得出同等隔热与节能效果下环境设计模块的最低荷载组合或相应的改造方式,以适应“非观赏”型、“观赏”型、游憩型三种屋顶的不同承载类型。同时对现有屋顶绿化优秀设计案例进行分析,为屋顶绿化的推广提供了实践基础。论文为屋顶绿化的综合环境设计提供了设计方法,对同等气候条件下屋顶绿化设计有较高的参考价值。