近年来,随着国内城市雾霾污染的不断加剧,关于大气颗粒物的研究开始逐渐受到重视。住区作为城市居民最常活动的场所之一,住区以及建筑内的空气质量与人们的健康息息相关。严寒地区城市由于其独特的气候特点,导致其在能源结构、下垫面构成以及建筑形式等方面均与其它城市存在着一定程度的差别,而这些因素都会对相关尺度上的颗粒物污染特征产生影响。整体上,关于严寒地区城市住区内颗粒物扩散及浓度分布的研究还相对比较缺乏。基于以上问题,本文结合实测、实验以及数值建模等研究手段对严寒地区城市典型住区内以及室内外环境之间的颗粒物扩散过程以及浓度分布特征进行了研究,并通过试验设计等方法对影响因素进行了进一步分析。首先,选取严寒地区城市某典型住区为研究对象,在供暖季中设置2个有代表性的室内采样点,1个室外采样点以及1个热源采样点,对空气中的PM_2.5进行采样,并对采样结果进行了质量浓度分析、碳成分分析以及水溶性离子分析。通过各采样点采样结果的对比分析发现,供暖季中供热量的增加会导致室内外环境中PM_2.5及其成分浓度的升高,且其室内外环境之间的相关性较强。但是,由于室内人员活动等因素的影响,同一时间两个室内采样点的PM_2.5浓度水平也存在着较为显著的差异。此外,基于组分分析结果的二次颗粒物生成量估计显示二次生成颗粒物是环境中PM_2.5的重要组成部分,室内及室外PM_2.5中二次生成颗粒物所占的平均比例分别达到了57.29%和40.34%。其次,利用实验方法对室内外颗粒物的扩散过程以及室内环境中颗粒物的动力学特性进行了研究。室内外颗粒物传输实验主要探究了室内颗粒物源排放以及开窗行为对室内PM_2.5以及不同粒径区间的颗粒物浓度的影响,结果显示,室内源会对室内不同粒径区间内颗粒物的浓度产生不同程度的影响,其中较小粒径区间内颗粒物浓度的升高更加显著;通常短时间的开窗可以有效加速源排放后室内颗粒物浓度的下降,且对于粒径较大的颗粒物,去除效果更加显著。而室内颗粒物沉降及凝并实验则主要分析了室内空气温度和空气混合强度对颗粒物的沉降和凝并过程的影响,结果显示,室内空气温度的升高以及空气混合强度的增强均会对颗粒物的沉降和凝并起到促进作用,而随着室内颗粒物浓度的降低,由于颗粒物间碰撞作用的减弱,凝并对室内颗粒物浓度的影响可以逐渐忽略。基于前面的实测与实验研究结果,为了更加系统地研究严寒地区城市住区内颗粒物的扩散过程以及建筑室内外颗粒物的浓度关系,在城市区域冠层内热气候预测模型的基础上建立了严寒地区城市局地-建筑尺度下的颗粒物扩散模型,并结合实测和实验结果对模型的准确性进行了验证。验证结果表明该模型较好地把握了局地尺度内颗粒物浓度的变化和分布趋势以及交通等因素对颗粒物浓度水平的影响,并可以较准确地体现出室内源排放以及开窗期间室内颗粒物浓度的变化情况,同时,该模型的计算效率可满足对局地尺度内颗粒物的扩散以及建筑室内外环境之间颗粒物的传输进行长期动态模拟。最后,基于建立的严寒地区城市局地-建筑尺度下颗粒物扩散模型,分别对供暖季某超高层住区内PM_2.5的浓度分布情况以及室内外PM_2.5浓度的关联性进行了数值模拟研究。模拟结果显示,由于地面源的影响,冠层内PM_2.5质量浓度的分布整体呈现出随高度逐渐降低的趋势,且1.5 m处PM_2.5质量浓度随时间的变化与交通流量呈现出较好的一致性。此外,正交试验分析结果显示住区内交通流量、建筑密度、建筑布局以及下垫面构成等因素均会对PM_2.5的浓度分布产生不同程度的影响,其中交通流量的影响最为显著。对于建筑室内外PM_2.5质量浓度的关联性,模拟结果显示随着楼层高度的增加,由于换气次数的增大导致PM_2.5质量浓度的I/O比（室内浓度与室外浓度比值）也会逐渐增大,另外,室内外温差和室外风速的增大均会提高PM_2.5的质量浓度I/O比,而外门窗的气密性的增加则会显著降低I/O比。此外,延长室内颗粒物源的排放时间和增强其排放强度均会显著提高室内源对室内PM_2.5质量浓度水平的影响持续时间,而室内源排放后开窗虽然可以加速室内PM_2.5质量浓度的降低,但是对室内源影响持续时间的缩短并不明显。本论文结合不同的研究手段,对严寒地区城市住区以及室内环境中的颗粒物污染情况进行了系统的研究,发现了严寒地区城市典型住区内PM_2.5质量浓度的影响因素和分布规律以及建筑室内外环境之间PM_2.5质量浓度的关联特性。该研究为进一步通过优化城市住区建筑布局、控制颗粒物源的排放等手段改善严寒地区城市住区及室内的空气品质提供了一定的理论依据与技术支持。