随着经济的发展,需要消耗更多的能源来承担经济的快速发展,能源消耗呈逐渐增长的趋势。在能源消耗结构中,建筑能耗占总能耗的35%左右,面对愈来愈严重的能源消耗问题,节能建筑已经成为当今建筑业研究的热点。自然通风是实现我国现阶段建筑节能和提高生活品质,减少病态建筑的重要途径。无组织自然对流和空气渗透形成的通风,已经无法产生舒适环境所需要的空气流动。夏热冬冷气候条件下,建筑节能最经济有效的方法是采用太阳能烟囱被动式技术,在夏季不仅可以将太阳热阻止在室外,同时也可为被动式通风技术提供驱动力,应用太阳辐射热为空气提供浮升力,将室外新鲜空气引入室内,增大通风量,除去室内余热、余湿,改善室内空气品质;在冬季可以利用被动式太阳能采暖技术有效改善室内热环境,在冬季太阳能烟囱集热墙吸收太阳辐射热,从而加热太阳能烟囱内空气温度,将热空气送入室内,改善冬季室内热环境。课题组通过对秦巴山区农村居住建筑调研、测试发现:建筑室内热环境差,但是当地太阳能资源具有一定利用价值。利用太阳能资源解决秦巴山地建筑夏季通风、降温,冬季采暖问题,是促进秦巴山区居住建筑可持续发展的重要措施。本文基于秦巴山区气候条件下,应用Fluent软件,根据气流状况,选择RNG k-ε湍流模型、DO辐射模型,采用SIMPLEC计算方法,在稳态条件下,模拟分析一体化太阳能烟囱结构参数对自然通风效果的影响;结合建筑能耗与建筑体形系数的关系,在室内通风最佳状态下,提出最优建筑长宽比,并应用Design Builder V3软件,对优化后的建筑室内热环境进行模拟分析,验证了秦巴山地建筑应用太阳能强化自然通风的合理性。本文主要研究成果为:(1)结合Trombe墙式太阳能烟囱、倾斜式太阳能烟囱强化通风原理,提出在秦巴山地建筑中应用一体化太阳能烟囱强化自然通风技术。(2)在秦巴山区气候条件下,层高为3m的二层农村居住建筑,当一体化太阳能烟囱宽度0.8m,进出口宽度0.2m,二层入口向下倾斜4o,倾斜段倾角30o时,太阳能烟囱通风量达到最大,即为最佳工况。(3)太阳能烟囱通风量与倾斜段烟囱倾角成反比;太阳能烟囱宽度对通风量、速度场影响最大。(4)通过分析建筑体形系数与能耗关系,以及建筑朝向与辐射量之间的关系,结合室内采光、太阳能烟囱通风对室内风速分布的影响,建议房间长宽比取为2:1。