城市大气污染日益严重,这一现象威胁到终日生活在城市建筑室内外空间的人类的健康,则城市环境问题需要解决控制或降低室内外污染物浓度的方式和方法。在研究城市气态污染时既要考虑以室外空间向室内正向扩散的机动车尾气污染物,也要考虑当室内存在强污染源项时也会向室外空间逆向扩散的废气污染物。另外大尺度的城市形态分析研究依赖于既成事实的城市空间形态所建立的边界范围,对于每一具体空地块范围内的规划设计所要考虑的却是依据规划生长型城市中最小细胞元素即组团建筑的组合、裂变和演变最终形成最适宜于该地块的空间形态设计。因此组团建筑空间范围成为规划设计中首要研究的边界范围,但是组团建筑空间室内外污染物扩散影响因素具备了多样性和复杂性的特点。本文以掌握城市建筑室内外空间污染物双向扩散特性规律为目的,以组团建筑空间为研究对象,采用了基础理论分析、实地测量验证和模拟预测扩展三者结合的数值分析方法,主要展开以下相关研究:首先,依据建筑功能和污染物源项位置定义了组团建筑空间类型;通过对流传热传质分析和影响因素指出了室内外污染物扩散存在环境参数的耦合作用,即除了风,温度和湿度也会影响污染物扩散;在大气污染扩散模式和高架道路污染物扩散计算模式的基础上建立了考虑室内向室外扩散气态污染物的室内外污染物双向扩散数学模型,根据模型中所涉及和简化了的室内外污染物双向扩散主要影响因素,指导设计了不同组团建筑空间类型的实地室内外示踪气体同步测试,并找到各影响因素的权重关系。其次,统计分析了西安市主城区内40条城市交通峡谷空间的环境参数、组团建筑形状因子、叶面积指数和CO源强的基础数据,取得了8种实地测量工况下六个影响因素的基于BP神经网络分析的权重及组团建筑空间微气候设计方法;并针对生活型街谷空间和工业生产型空间和单体建筑室内外空间,分别在不同季节采用昼夜连续性的实地测试方法,分析了在建筑类型和建筑功能空间不同的情况下,室内外污染物双向扩散规律和基于BP神经网络分析的权重,为数值模拟边界条件设计了主要影响因素中主要扩展模拟参数,如环境参数中风向、组团建筑形状因子和有无绿化情况。最后,通过实测与模拟数值误差分析,建立了西安地区室内外污染物扩散数值模拟模型,针对7种多元化组团布局,依次改变其主要扩展模拟参数,以无量纲浓度作为衡量指标得出西安地区的优选组团方案和单体建筑设计优化方案建议。