随着城市化的快速推进,发展过程中的各种问题不断凸显,其中,自然气候条件和人居环境恶化、高温热浪灾害频发等影响着全球范围的人类活动,现已经成为世界关注的热点问题。增加城市公园绿地是降低城市热岛效应最有效的方式之一。改善城市户外热环境是每个城市居民的需求,也是全社会的共同诉求。作为城市风景园林设计者应该积极应对,充分发挥风景园林的积极作用,减缓人居环境的恶化、适应气候变化,以提高户外空间的热感舒适度。城市公园绿地是生态体系中的平衡木,可以通过改善大气中的水汽、热量等方式,对整体环境产生影响,在改善城市气候和帮助城市应对气候变化中有极其重要的地位。公园绿地降温效应受到诸多因素影响,然而,城市公园景观设计要素对微气候和热舒适的影响效应方面的研究还十分薄弱。本研究针对具有特定气候条件和城市形态的北京市,重点以元大都城垣遗址公园为例,深入探讨了城市公园各景观设计要素对微气候的作用,定性定量的分析其降温增湿的程度,并对公园整体进行数值模拟试验,获得其热舒适度的时空变化。以生理等效温度和标准有效温度作为热舒适评价标准,研究城市公园绿地对人体热舒适的影响,揭示了城市公园各景观设计要素占比及其所形成的空间对微气候环境和热舒适的作用。通过一系列的实测试验和模拟试验,总结出可以有效改善城市公园内部微环境气候并增加舒适度的设计方法,通过对原场地的优化设计方案的模拟,验证了方法的合理性、可行性和有效性,为改善城市公园微气候和热舒适的设计需求提供参考。本文在调研国内外研究现状的基础上,确定了工作内容和工作重点,并取得研究成果:(1)北京城市公园典型案例的实测研究。这一部分中,首先以现有文献为基础资料,对城市公园景观设计要素进行分类分析,概括性的描述城市公园及其景观设计要素对城市微气候的影响。然后,选取巴沟山水园、南长河公园、玉蜓公园等广泛实测,对测量结果进行初步分析,找出对主要气候因子(即空气温度和相对湿度)影响相对较大的景观设计要素——草坪、树木、水体、人工遮阳设施、草坪+树木、水体+树木和人工遮阳设施+树木进行具体热舒适分析。结合基于实测的热舒适计算和现场调查问卷统计,结果表明,人工遮阳设施在这些单一要素中表现出最佳的降温和节能效果,遮阳设施+树木的要素组合在所有选择的因素中表现出最佳效果。(2)北京城市公园重点研究对象的数值模拟试验。基于软件ENVI-met和RayMan,对城市公园景观设计要素对室外热环境影响进行模拟研究并分析其影响程度。以生理等效温度(PET)和标准有效温度(SET)为评价指标,分析整个公园的热舒适度,并首次提出以△PETm和△SET*m更加精确直观的表达城市公园绿地空间对人体热舒适的影响。该部分得出结论,枝干较高的乔木对热舒适形成最大的积极作用,而硬化铺装呈负相关影响。(3)基于响应面法,优化景观设计要素比例以形成相对舒适的户外空间。这一部分利用响应面分析法,设计合理而有限次数的试验,快速有效的研究各景观设计要素组合比例与热舒适度之间的关系。结果表明,当草地、树木、水体和硬化铺装四要素比例为1:2:2:0.1时,热舒适度提升最为显著,即可使户外小气候环境得到优化舒适的状态。此结论建议设计者如需提升园区舒适度,可尽量使水体与树木的比例趋于一直,草地的比例趋于树木或水体的二分之一,而应尽量降低硬质地面的比例。同时,由于实际设计情景较为复杂,应注意合理地利用本结论。该比例为建议性、导向性的,应该建立在满足园林绿地功能目的的基础之上。(4)重点分析了各设计要素及其所形成空间对微气候与热舒适的影响,系统地探讨了基于炎热气候适应性的城市公园景观设计方法。总结了基于炎热气候适应性的城市公园设计原则与设计目标。详细分析了百鸟园不同类型空间的微气候条件,并针对问题提出改善措施,应用文章第四、五、六章总结出的设计方法,对元大都城垣遗址公园百鸟园段进行优化设计,通过模拟优化方案中气候条件的方式,以其对小气候适应性表达的结果,与原有场地进行对比,对比结果可以验证,本文得出的气候适应性设计方法确实可以改善城市公园内部的微环境,证实了文章结论的合理性、可行性和有效性。本论文的研究成果可用于指导城市公园的设计,是对城市公园气候适应性设计理论的补充。通过实地测量和数字模型模拟,为城市设计者和政策制定者提供较为客观的理论支撑。