在目前能源短缺和环境污染日趋严重的情况下,新能源的开发利用正成为社会各界关注的重点。建筑能耗作为社会活动中的耗能大户已经占社会总能耗的27%左右,并且有进一步增加的趋势。降低建筑能耗、提高建筑中可再生能源的利用率是我国建设资源节约型、环境友好型社会需要解决的当务之急。在太阳能建筑中被动式采暖降温技术由于具有能利用构造简单的围护结构、造价低、节能效果显著等优势,受到了广泛的关注并具有良好的发展前景。 本研究以被动式采暖降温技术为依托,采用实验和CFD数值模拟的研究方法,重点研究了新型被动式太阳房在不同气候条件下室内热湿环境的动态变化规律,分析不同季节下被动式太阳房内不同的被动式通风模式以及不同被动式通风模式在改进室内热湿环境方面的作用:揭示了特定被动式通风流动和换热特性、控制与预测方法;得到了计算被动式通风对流换热量的经验公式以及影响室内热湿环境的关键因素;了解了含有特朗贝墙体被动式太阳房的自身优势和仍待改进的方面;在实体大被动式太阳房实验技术方面积累了一定的经验。 经过两年多的实测和计算,根据传热学、流体力学、统计学等学科的基础理论,对大量数据进行整理归类、分析讨论,主要得到如下结论:(1)冬季,含有特朗贝墙体的被动式太阳房室内热湿环境较舒适性标准偏低,但人体感觉比较舒适,特朗贝墙体形成的热循环通风在调节室内温度和相对湿度方面起到很大的作用;(2)特朗贝墙体空气间层自然对流可以看作是两个等温独立大平板的自然对流换热过程的叠加,通过与大平板自然对流理论类比获得了计算热循环过程中对流换热量的经验公式;(3)特朗贝墙体通风口的启闭可以根据玻璃幕墙内壁面温度、蓄热墙体外壁面温度和空气间层进出口空气温度之间的关系来进行控制,从而有效地阻挡冬季冷循环的发生;(4)夏季,如没有有效的通风降温措施,被动式太阳房内会产生明显的过热。白天,可以利用热压通风改善室内微气候,调节室内相对湿度;夜间室外空气温度较低,可根据建筑结构类型、主导风速的不同择优选择单侧热压通风或者双侧通风方式,它们在改善室内热湿环境方面各有优劣,可根据实际情况酌情选择;(6)被动式太阳房北外墙风口的位置应位于中上部,这样可以既保证室内足够的通风量又能保证室内均匀的温度、速度分布。