快速的城市化进程导致城市热岛效应逐年加剧，各国学者逐渐开始关注街区空间形态与微气候环境的关联机制。商业街区使用人流密集，建筑密度高，城市热岛效应明显，使用者室外停留时间长，对室外舒适度要求更高，以成为城市中微气候亟待改善的区域。尤其对于东北严寒地区来说，冬季寒冷漫长，商业街区使用效率较低。通过对商业街区进行气候适应性规划，以提升室外微气候舒适度，从而提升街区的使用效率是非常必要的。
　　目前，国内外对于城市气候环境与建筑环境的研究已较为深入，但对于严寒气候影响下的街区形态调控，缺乏系统的理论研究和指导标准。针对这些问题，本研究基于典型严寒地区城市气候条件，探索商业街区形态要素与微气候环境以及室外人体热舒适的关联性。基于对街区形态要素与微气候建立的定量关系，提出具有气候适应性的商业街区形态要素优化设计策略。
　　首先，本研究对严寒地区典型城市哈尔滨的商业街区形态特征进行了系统的调研与分析，通过地理信息系统对商业街区形态参数进行了提取。并选取了典型街区进行了微气候实测；对商业街区的微气候时空分布特征进行分析；通过问卷调查获取商业街区使用者对室外微气候环境的期望与舒适度指标。
　　其次，基于测试数据，分别分析了各街区形态参数对于温度的影响。同时通过敏感性分析、多元回归等数学分析方法，建立了参考温度、日照辐射、墙体总面积、建筑覆盖率、平均建筑高度、植被绿化率、街道覆盖率与温度的多元回归方程。再次，采用CFD平台对简化的街区形态模型进行了风环境模拟分析，提取出影响风速权重较高的街区形态要素，并建立街区形态参数与街区平均风速之间的关联方程。
　　最后，以温度、日照以及风速综合最优作为目标，以获取的人体室外热舒适指标作为评价标准，采用数学中的多目标寻优方法（SPEA2遗传算法），进行多目标综合优化。通过参数化构建平台Grasshopper对典型街区形态特征进行限定。在符合基本特征的范围内，进行街区布局自动生成，同时模拟日照辐射时长、日照辐射量、风速分布。根据三者的模拟数据，结合室外舒适指标，进行帕累托前沿择优迭代分析。经过大量案例运算，得出其中最优的布局解集。根据计算得出的最优解集，提取布局规律，在街道方向性高宽比、街区建筑密度、街区容积率、街区植被绿化率、建筑排列布局等6个方面提出了切实可行的优化设计策略，并选择实际案例进行验证与应用。