城市街谷亦称都市“峡谷”，是指城市覆盖层内相邻建筑物与地面围合形成的类似“峡谷”的空间，作为城市人居环境的基本组成单元，城市街谷热环境是城市户外热环境的构成基础。只有系统掌握了街谷热过程的物理本质与控制机理，才有可能在城市规划和建设中有效地改善城市热环境质量，进而遏制城市热岛效应及其次生污染。针对于此，本文开展了以下研究： 首先，通过对所筛选的典型街谷各项热物理环境参数的现场实测，得到了街谷热环境及各项环境指标的分布及变化规律，掌握了各类影响因素对街谷热环境分布的影响规律和影响程度。 其次，通过对三维街谷热过程的详尽分析，解决了街谷方位角、太阳辐射荫蔽变化规律、以及街谷内各界面动态热过程、谷内绿化和人为产热等街谷热环境相关因素等一系列问题，建立了三维街谷热过程的数学模型。在此基础上，以Fluent6.1软件为平台，编制了完整的三维街谷热环境联合模拟程序，验算显示模拟结果与测试结果吻合良好。 第三，从街谷热环境的动态变化规律出发给出了“街谷”准确的数值定义，通过对七种不同高宽比的街道进行热环境模拟对比，发现高宽比1:0.9是“街谷”的数值极限，回答了街道的几何尺度应达到什么样的比例范围才可称其为“谷”的问题，为街谷的环境分析和工程应用提供了科学基础；并从实用的角度给出了最佳高宽比的推荐范围。 最后，利用本文建立的模拟评价程序，定量比较了设计要素对街谷热环境的影响。结果显示：在现行的几种设计尺寸中，高宽比在1:1.1～1:1.2时街谷内热环境质量最佳；同时指出单纯地提高下垫面反射率对改善街谷热环境的作用是极其有限的，而提高下垫面蒸发率则对改善街谷热环境是非常有效；不同走向街谷的其峰值热环境并无明显差异，所不同的只是峰值持续时间的长短；特别指出街谷两侧建筑表面凸凹起伏对街谷热环境十分不利；大多数情况下，在街谷绿化形式之中，树木对改善街谷热环境效果最佳，草坪次之，灌木最差，但不论采用何种绿化形式，至少应保持叶面积指数LAI≥3才可以对街谷热环境带来实质性的改善。 本论文首次运用建筑与工程热物理的理论方法系统完整地研究了城市街谷的热过程，为在规划设计阶段预测、评价以及改善城市热环境提供了方便可行的科学手段。