近20年来，中国城市的发展迅速，城市的规模不断扩大，虽然人们的生活水平的得到了大幅度的提高，但是面对与之同时产生的城市环境污染问题，如雾霾等严重的空气质量问题，只能望洋兴叹。PM2.5颗粒物作为雾霾中主要的成分，成为了导致众多问题的罪魁祸首。而严寒地区的城市在为期较长的采暖期期间由于采暖导致环境中PM2.5浓度剧增，因此研究居民活动频繁的城市住区的空间形态对于PM2.5浓度值的影响具有现实意义。本研究旨在站在减缓PM2.5污染的角度，探讨城市住区中PM2.5扩散情况与其空间形态之间的关系，并以此研究出一套适用于城市住区形态布局设计的方案策略以及住区空间的优化策略，为城市的住区规划设计提供参考。
　　本文首先阐述了关于PM2.5特性及其扩散特征等基础理论，并且对哈尔滨市多层住区的围合式、行列式和混合式形态进行了分析和归类，为之后的住区形态与PM2.5扩散的研究奠定了基础。之后通过实测与模拟相结合的研究方法来对哈尔滨市多层住区空间形态进行研究。首先是在哈尔滨市冬季采暖期期间，选择具有典型多层住区形态特征的道里区海富康城小区、新天地小区及附近区域的住区进行实地测试。实测结果显示，住区中空气温度、相对湿度以及空间形态差异均对PM2.5浓度变化及浓度场分布产生影响。PM2.5浓度与空气温度呈显著的负相关性，与相对湿度呈显著的正相关性，且相对湿度越大其正相关性越强；其中行列式住区排列方式的不同会影响PM2.5的扩散，以及PM2.5浓度与空气温度及相对湿度的相关性大小，围合式住区院落形态差异同样影响PM2.5的扩散。
　　另外，采用CFD模拟的方法对实测住区进行模拟，并将实测结果对模拟结果进行比对，验证模拟的准确性。之后，建立本研究中各种住区形态的简化模型，做进一步模拟研究。在改变各类空间形态影响因子的情况下，对各类简化后的理想模型进行模拟，模拟结果显示，空间形态因子，如围合式住区的院落开口数量、方位及院落尺寸，行列式住区的建筑面宽、错列因子，以及混合式住区中围合与行列的相对方位都对PM2.5的扩散产生显著的影响，并且系统分析了各类理想化住区的PM2.5浓度场状况。
　　本文通过实测与模拟两大类研究方法，对哈尔滨采暖期冬季的PM2.5浓度分布与住区多层空间形态的关联性有了大致的掌握，得出了最利于PM2.5扩散的多种空间形态，并且基于此研究结果对哈尔滨市的多层住区空间及其形态规划提出了优化策略。