随着我国城市化进程的加快,城市开发强度不断增加,高密度的建筑环境增大了城市地面粗糙度使得城市通风受到严重影响;城市下垫面属性的改变使得部分地区产生严重的逆温现象,影响大气污染物的扩散;交通污染物排放是城市大气污染的主要来源,机动车保有量的激增使得城市大气环境日益恶化。位于城市中心地区的历史街区受到交通污染的影响程度较大,对其空气污染状况的研究是指导其更新改造策略的一项重要措施。本文为研究既有城市历史街区的空气质量,选取武汉市16个历史街区为研究对象,利用数值模拟的方法厘清了历史街区空间形态与空气污染物扩散分布的关系,并基于污染物控制提出空间形态优化策略。本文主要进行了以下四个方面的研究。首先,通过文献阅读和基础理论分析,研究了历史街区形态分类方法;街区尺度影响空气质量的形态因素,并分别从路网形式、街道形态、建筑布局、建筑密度和建筑高度五个方面进行阐述;依据历史街区保护目标和原则最终确定适用于优化历史街区空气质量的形态要素。其次,以武汉市历史街区为例,依据相关标准对其边界进行界定,并在形态类型学理论的基础上将历史街区空间形态组成划分为形态区域和形态基本组成要素两个层次。通过现场调研、GIS数据获取相关空间特征指标数据,依据空间指标,参考现有文献研究使用聚类分析的方法对武汉历史街区进行类型划分,得到5类关系最为紧密的街区类型。然后,使用数值模拟软件ENVI-met对五类典型历史街区的空气污染物扩散分布进行模拟,探讨历史街区空间形态与空气污染物浓度分布的关联性,研究发现影响历史街区空气污染物扩散分布的重要因素是街道空间形态,其次是建筑布局。最后,依据数值模拟发现的问题和相关的历史街区保规范提出历史街区外部空间更新建议,并利用数值模拟方法在实际案例中进行原方案和优化方案的对比,以验证优化策略的有效性。