在室外热环境研究中,辐射由于其瞬时变化性和空间不均匀性,是最为复杂的物理环境参数之一。国内外学者针对室外辐射的实测与模拟已开展大量研究工作,但仍存在不完善之处。本文通过理论分析、实验研究结合模拟的方式,首先对室外空间辐射场中的辐射变化一般性规律进行了探索,对包括六向法和黑球温度计法在内的两种平均辐射温度实测方法进行深入分析和对比,最后对室外热舒适模型进行辐射换热的计算优化。本文在天津大学校园内选取测试地点进行多工况的辐射观测实验,对室外辐射变化的一般性规律进行总结。发现场地空间特征会对短波辐射产生明显影响,天穹可见度（Sky View Factor,SVF）的降低带来场地内短波辐射水平的降低,但对长波辐射总体水平没有显著影响。不同季节内太阳高度角和方位角存在变化,主要对短波辐射产生了影响;而季节交替带来空气温度及下垫面温度的变化,导致长波辐射水平的变化。天气工况的变化对短波辐射影响显著,而对长波辐射量影响甚微。结合理论分析与数据归纳,发现六向法和黑球温度计法平均结果的相关性良好,但单日内黑球温度计法的平均辐射温度结果的波动性很强,极差较大。随着短波辐射通量的增大,黑球温度计法的平均辐射温度结果准确度下降。风速大小不同对其影响程度不同,在风速低于0.1m/s及高于1.5m/s的时刻下,结果的不准确度较高。据此对黑球温度计法的准确度进行评价并提出修正。另外,风向的变化则对黑球表面的热量分布及换热效果产生影响。最后,对室外热舒适模型进行梳理,对不同模型的辐射换热计算方法进行总结,在辐射换热模块优化上进行探索,为后续探究辐射参数波动和局部热感觉之间的联系提供基础。