近年来,随着城市化的高度发展,城市大气环境问题日益严重。在现代社会中,人们在室内度过的时间高达80~90%,室内空气污染物对人体的危害变得不可忽视,特别是突发空气性传播疾病的爆发和传播,严重威胁着城市居民的工作和生活。2003年春天的非典型性肺炎、2006年夏天的禽流感和2009年初夏的甲型H1N1流感等流行性疾病的发生,给城市居民带来了巨大的安全隐患甚至是生命威胁,同时也引起了人们对流行性疾病的恐慌和恐惧。受室外风环境和建筑外形构造的综合影响,空气污染物在高层居住建筑周围的流动和扩散变得极其复杂。因此研究空气污染物在建筑微环境中的传播和扩散机理对改善城市建筑通风设计以及采取非常情况下的紧急预防举措都有着非常重要的现实意义。本论文以香港典型高层居住建筑为研究对象,利用风洞试验技术和数值模拟相结合的研究方法,分析空气污染物在建筑周围的流动和传播特性。本文试验研究在风洞大气边界层中完成,采用示踪气体技术进行空气污染物的扩散研究。为了全面研究建筑周围的污染物扩散特性,作者建立了两个物理模型,模型1的几何比例为1:150,该模型代表高度为100米、层数为33层的高层居住建筑;模型2的几何比例为1:30,该模型代表高度为30米、层数为10层的高层居住建筑。分别对建筑表面分压系数进行了测试和研究;在不同单元层的建筑外窗口位置,空气污染物的浓度利用快速粒子燃烧检测仪进行了测试,并给出了无量纲浓度的分布特性研究。通过对不同源项位置、不同风向试验对比,分析了不同室外风环境下空气污染物的传播和扩散特性。本论文通过对建筑外表面的风压系数分布和示踪气体浓度分布,全面系统地分析了自然通风条件下空气传播性污染物在建筑周围的扩散过程和扩散特性。在风洞高速段完成了模型1建筑外表面风压系数及周围污染物的扩散研究。模型1为一个实体模型,即建筑外表面没有任何外开窗。此模型研究的目的在于探寻高层居住建筑外流场的流动特性,并在此基础上研究空气传播性污染物在建筑天井中可能的扩散路径。通过对模型1的研究,清晰的量化了建筑外表面的风压系数分布,明确了建筑外流场的正压区和负压区。研究发现示踪气体不仅能沿着建筑外表面进行垂直方向的传播和扩散,还可以沿着建筑外表面进行水平方向的传播和扩散。污染物沿着建筑立面垂直方向在建筑天井内传播和扩散时,同时既可以向建筑上层扩散,又可以向建筑下层扩散。这说明当突发空气传播性疾病爆发时,整个建筑的居民都有被感染的风险。试验数据还可以用来对数值模型进行标定,采用了k ?ε湍流模型研究建筑外表面的风压系数、流场和浓度场。研究结果发现,所采用的k ?ε湍流模型均可以很好地计算和预测建筑外表面的风压系数分布;对于浓度场的预测,模拟结果和试验结果有一定的偏差。对模型修正后,数值模拟结果亦可以达到接受的范围并用来计算和预测建筑天井内的污染物浓度分布特性。在风洞低速段完成了模型2建筑天井内污染物的扩散研究。模型2为一个较大比例的建筑模型,与建筑原型相对的窗口位置均装有可开启的建筑外开窗,建筑外开窗可以通过控制手段实现建筑的关窗和开窗。模型2的研究目的在于对比分析在建筑开关窗的工况下建筑外流场和浓度场的分布特性。研究发现,污染源项的位置和来流风向的不同对建筑天井内的浓度分布有着重要的影响。通过对比建筑开关窗的情况发现,在开窗情况下的无量纲浓度分布普遍比开窗工况下低1个数量级,无量纲浓度的波动特性也较关窗工况下明显,但浓度场的分布仍比较相似。在本论文研究中,作者还对建筑天井内的无量纲浓度的波动特性进行了分析和研究,以深入分析和探寻无量纲浓度的波动特性。另外,作者根据风险评判方法,提出了可以预测和评价室内外空气污染物交叉感染的被动感染风险评价模型,实现了对不同时刻以及不同位置建筑单元的定量化风险感染评价。