(重要)太阳能烟囱增强热压自然通风的计算研究

太阳能烟囱强化自然通风在建筑节能中的应用研究太阳能烟囱是一种利用太阳能驱动的自然通风系统，可以在建筑节能中发挥重要作用。

它通过利用太阳能的热量来驱动气流的运动，实现建筑内外的热量交换，减少空调系统的能耗。

本文将详细介绍太阳能烟囱在建筑节能中的应用研究。

首先，太阳能烟囱可以被广泛应用于建筑物的通风系统中。

该系统由两部分组成：太阳能烟囱和室内排气机。

太阳能烟囱通过太阳能吸收板将太阳能转化为热能，将热空气向上运动。

室内排气机将室内的热空气排出室外，形成一种自然的通风效果。

该系统可以在不使用空调的情况下，通过通风的方式实现室内外的热量交换，达到节能的目的。

其次，太阳能烟囱可以提高建筑物的空气质量。

通过太阳能烟囱的通风系统，室内的污浊空气可以及时排出，而新鲜空气可以进入室内，提高室内空气的质量。

这对于人们的身体健康和舒适度非常重要。

此外，太阳能烟囱还可以减少建筑物的能耗。

传统的空调系统需要消耗大量的电力来调节室内的温度。

而太阳能烟囱可以充分利用太阳能来驱动气流的运动，无需消耗额外的能源。

因此，使用太阳能烟囱可以减少建筑物的能耗，降低能源消耗和相关的环境污染。

而且，太阳能烟囱还可以提高建筑物的舒适度。

在炎热的夏天，太阳能烟囱可以将热空气排出室外，从而降低室内温度，提供一个凉爽的环境。

在寒冷的冬天，太阳能烟囱可以使室内温暖，减少供暖的能耗。

通过调节通风系统，太阳能烟囱可以根据季节和室内不同的需求来实现舒适度的提高。

最后，太阳能烟囱还可以提高建筑物的建筑形态设计。

太阳能烟囱可以被设计成建筑物的一部分，融入到建筑物的整体设计中。

通过合理设计太阳能烟囱的形状和位置，可以使其在美学上具有一定的功效，提升建筑物的外观效果。

总结起来，太阳能烟囱作为一种利用太阳能驱动的自然通风系统，在建筑节能中具有重要的应用价值。

它不仅可以降低建筑物的能耗和环境污染，提高空气质量和舒适度，还可以美化建筑物的外观。

因此，加强太阳能烟囱在建筑节能中的应用研究，对于促进可持续发展和创建绿色建筑具有重要的意义。

《建筑室内热源羽流与多曲面太阳能烟囱协同通风性能研究》摘要：本文旨在研究建筑室内热源羽流与多曲面太阳能烟囱的协同作用，在提高室内空气质量、减少能耗和促进通风效果上的综合表现。

通过对该协同系统的原理、实验方法及数据分析进行深入研究，以期为绿色建筑设计与可持续发展提供有力的技术支持。

一、引言随着人们对建筑室内环境要求的提高，以及可持续发展理念的普及，绿色建筑逐渐成为建筑设计的主流方向。

在绿色建筑中，如何有效地利用自然能源，实现室内空气的高效流通和热源的有效管理成为研究的重点。

其中，多曲面太阳能烟囱和室内热源羽流的应用及二者之间的协同效应是本文研究的重点。

二、多曲面太阳能烟囱原理及特点多曲面太阳能烟囱是一种利用太阳能进行自然通风的装置。

其工作原理是通过吸收太阳辐射能，在烟囱内部形成温度梯度，进而产生热压驱动空气流动。

多曲面设计能够提高太阳能的吸收效率，并增强烟囱内部的热空气流动速度。

三、室内热源羽流分析室内热源羽流是指由室内热源产生的热空气上升流动的现象。

这种羽流能够带动周围空气的流动，从而改善室内的通风状况。

通过对室内热源的合理布局和调控，可以有效地引导和控制羽流的流动方向和速度，从而达到优化室内通风的目的。

四、协同系统的工作原理与实验设计本文研究的协同系统结合了多曲面太阳能烟囱与室内热源羽流的优点。

系统通过太阳能烟囱产生的热压和室内热源羽流的上升力共同作用，形成了一个高效、自然、绿色的通风系统。

实验设计通过建立模拟室内环境，测试协同系统在不同天气条件、不同时间段及不同室内温度下的工作效果。

五、实验结果与分析实验结果表明，协同系统在阳光充足的情况下，能够有效地利用太阳能驱动烟囱内部空气流动，并引导室内热源羽流形成有组织的通风模式。

这不仅提高了室内的空气质量，减少了空调等设备的能耗，还降低了噪音污染。

同时，通过对数据的深入分析发现，协同系统在冬季和过渡季节的表现尤为突出，能够有效利用太阳能为建筑提供暖风。

太阳能烟囱在强化建筑自然通风中的应用太阳能烟囱在强化建筑自然通风中的应用摘要：介绍了太阳能烟囱强化自然通风的原理、意义及太阳能烟囱的实例应用。

在总结了国内外学者关于太阳能烟囱强化自然通风的研究成果的基础上，提出三种可用于实际的复合太阳能烟囱系统。

关键词：太阳能烟囱；自然通风；生态建筑；复合系统中图分类号：S891+.5 文献标识码：A 文章编号：0 引言太阳能是世界上最丰富的可再生能源，太阳能的利用技术，也一直备受关注。

如何将太阳能有效地融入建筑设计中以实现太阳能建筑一体化已成为生态建筑研究的热点问题。

太阳能烟囱作为被动式太阳能利用形式之一，最早是由法国太阳能实验室主任Felix Trombe教授在1967年提出的，其研究成果在当时引起了人们的普遍关注。

在近几十年的时间里，国内外对太阳能烟囱进行了大量实验及数值模拟研究，提出了各种各样的太阳能烟囱结构形式，并应用于室内通风及其他领域。

1 太阳能烟囱强化自然通风的原理太阳能烟囱基于热压作用下的通风原理，巧妙地应用太阳辐射热和烟囱的“拔风”作用来强化室内自然通风。

太阳能烟囱通过吸收太阳辐射能加热腔内空气，增大烟囱内外温差从而增强热压，同时利用烟囱效应的抽吸作用强化自然通风，增加室内通风量，改善通风效果。

常见的太阳能烟囱形式有：Trombe墙体式、竖直集热板屋顶式、倾斜集热板屋顶式，另外还有墙壁-屋顶式、辅助风塔通风式结构等。

[1]利用太阳能烟囱技术来强化室内的自然通风具有很显著的意义，主要表现为：1)加强室内自然通风，能够提高室内空气质量，避免由于空气质量的下降而引发空调综合症。

同时，太阳能烟囱强化室内自然通风的动力为太阳能，较之机械通风可节省风机能耗。

2) 太阳能烟囱技术对绿色生态建筑的发展具有积极的推动作用。

作为被动式太阳能利用形式之一，太阳能强化通风技术因其设计简单、造价低及效果明显等优点而颇受建筑设计者的青睐，近年来成为生态建筑能源系统设计中的一个必备的节能与生态元素。

太阳能烟囱内部气流换热特性的数值模拟柳仲宝;苏亚欣;刘向锋【摘要】太阳能烟囱是一种利用热压强化自然通风的有效方法.采用FLUENT模拟软件对不同高度的太阳能烟囱进行了数值模拟,分析了烟囱内部空气的温度场、速度场以及局部对流换热系数的变化情况,结果表明在集热墙与玻璃盖板的近壁面处,边界层内温度梯度与速度梯度较大.局部对流换热系数在烟囱进风口上端一定范围内的数值波动较大,并随着竖直高度的增加而逐渐降低,直至流动状态发生变化后随着竖直高度的增加而升高.【期刊名称】《建筑热能通风空调》【年(卷),期】2014(033)004【总页数】4页(P17-19,28)【关键词】自然通风;太阳能烟囱;数值模拟;对流换热系数【作者】柳仲宝;苏亚欣;刘向锋【作者单位】上海市建筑科学研究院(集团)有限公司;东华大学环境科学与工程学院;上海市建筑科学研究院(集团)有限公司【正文语种】中文太阳能烟囱是一种利用热压强化自然通风的有效方法。

近年来研究人员对不同形式的太阳能烟囱自然通风的热性能进行了实验测试、理论模型以及数值模拟的研究[1～5]。

在前人建立的理论模型中，普遍采用经验公式来计算太阳能烟囱内空气的局部对流换热系数，进而求得烟囱的通风量。

然而空气在太阳能烟囱通道内受热流动的过程中，由于速度的变化必然会引起玻璃和墙体表面的局部对流换热系数发生变化，这必然会引起换热过程的计算误差从而影响通风量计算的准确性，因此深入探讨烟囱内部的局部流换热系数对研究太阳能烟囱的通风性能具有重要意义。

1.1 物理模型太阳能烟囱主要由玻璃盖板、集热墙以及空气通道所构成，如图1所示。

烟囱的空气通道的宽度为0.3m，下部空气入口的高度为0.3m，烟囱的高度在2～4m之间变化。

室外太阳辐射通过透明玻璃盖板进入烟囱通道后被集热墙的蓄热材料吸收，从而加热通道内的空气，使之产生内外密度差形成向上运动的自然对流，从烟囱顶端流出至室外。

室内空气则通过集热墙下部的入口流入空气通道，从而使室内的空气形成自然通风，达到通风换气的目的。

多通道太阳能烟囱的通风性能赵文博;雷勇刚;王飞【摘要】提出在竖直式太阳能烟囱中内置半圆柱形吸热墙的多通道太阳烟囱结构形式,并通过数值模拟对其通风特性进行研究.分析竖直式太阳能烟囱优化结构在不同的通道宽度W、墙体高度H、半圆柱吸热墙半径R下通风量的变化,并对优化与传统的结构形式的通风量进行对比.结果表明:在内置吸热墙半径为60、75、100、150 mm,热流密度为100～1 000 W/m2的范围内,设置半圆柱形吸热墙的多通道太阳能烟囱通风量比传统的结构增长了16％～32％.【期刊名称】《兰州理工大学学报》【年(卷),期】2016(042)005【总页数】5页(P142-146)【关键词】太阳能烟囱;半圆柱形吸热墙;优化;数值模拟【作者】赵文博;雷勇刚;王飞【作者单位】太原理工大学环境科学与工程学院,山西太原030024;太原理工大学环境科学与工程学院,山西太原030024;太原理工大学环境科学与工程学院,山西太原030024【正文语种】中文【中图分类】TU834近年来，随着能源消耗问题变得突出，利用自然通风改善室内环境和实现建筑节能越来越受到人们的重视.利用太阳能强化自然通风不仅可以改善室内热环境,满足房间一定的舒适性要求，还可以节约设备和运行费用，创造可持续发展的绿色建筑环境.Bouchair [1]在实验室条件下对太阳能烟囱进行全尺寸的实验研究.Mathur等[2-3]从理论和实验方面评估了在热气候条件下利用太阳能诱导室内通风的可能性,发现空气流量随太阳辐射照度、吸收壁面与玻璃盖板间的空气通道尺寸的增大而线性增加；同时研究了利用SC(solar chimney)增强自然通风的效果.Burek和Habeb[4]利用电加热模拟了太阳辐射照度在200～1 000 W/m2范围内太阳辐射照度和烟囱宽度对烟囱内通风量的影响.赵平歌[5]利用美国麻省理工学院的MITFLOW程序,获得了太阳能烟囱中三维温度场和速度场分布,得到了通风量与烟囱的高度及进、出风口面积的关系.荆海薇[6]针对竖直集热板SC自然通风模型,通过实验方法研究了其在一侧墙壁受热、热流密度不同时烟囱内部的温度场和速度场分布情况,结果表明烟囱宽高比为1∶2时测得的通风量最大.孙猛等[7]通过数值模拟的方法对太阳能烟囱房间的气流流动进行了模拟分析，研究了太阳辐射量、环境温度以及太阳能烟囱截面宽度对房间通风量的影响，数值模拟计算结果与理论计算结果吻合程度较好，为强化建筑通风提供了理论依据.左潞等[8]详细阐述了太阳能烟囱强化自然通风的研究背景、技术原理、研究进展以及研究意义，并在总结国内外学者在该领域的主要研究方法和成果的基础上，指出了目前存在的问题，并给出了富有建设性的意见.许淑惠等[9]对太阳能烟囱辅助教室混合通风系统进行了研究，采用了模型实验和数值模拟的方法就室内热源强度、机械送风口位置、机械送风速度和太阳能烟囱辐射强度对教室内空气温度的影响进行了分析.苏亚欣和柳仲宝[10]研究了太阳能竖直集热墙体式和倾斜集热板屋顶式两种典型太阳能烟囱的结构及其强化自然通风的基本原理，并详细讨论了影响太阳能烟囱通风性能的主要因素.井光娥等[11]采用Fluent软件对不同太阳辐射量下太阳能烟囱强化自然通风对室内热环境的影响进行模拟.秦文[12]针对三种太阳能烟囱结构形式，借助数值模拟方法研究了在全天玻璃表面与集热板热流强度动态变化条件下太阳能烟囱的通风量变化、室内热环境和空气流动特征.柳仲宝等[13]采用 Fluent模拟软件对不同高度的太阳能烟囱进行了数值模拟，分析了烟囱内部空气的温度场、速度场以及局部对流换热系数的变化情况，结果表明在集热墙与玻璃盖板的近壁面处，边界层内温度梯度与速度梯度较大，局部对流换热系数在烟囱进风口上端一定范围内的数值波动较大，并随着竖直高度的增加而逐渐降低，直至流动状态发生变化后随着竖直高度的增加而升高. 本文研究提出太阳能烟囱结构的优化，即在竖直式烟囱中内置半圆柱形吸热墙的多通道太阳能烟囱结构形式；并通过三维数值模拟的方法，对其通风性能进行研究. 图1为太阳能烟囱的传统竖直式结构示意图.通风墙高为H，宽度为W，深度为L，进口高度为h;进口与吸热墙体在一侧，出口位于烟囱的顶部，左侧为透明的玻璃盖板，右侧为吸热墙体，烟囱的前壁面和后壁面为对称壁面，均为绝热壁面.太阳能烟囱的优化竖直式结构如图2所示.通风墙高为H，宽度为W, 深度为L，进口高度为h，烟囱内置的半圆柱型吸热墙的半径为R;模型的左侧为透明的玻璃盖板，右侧为室内墙体，前壁面和后壁面为对称的墙体，位于烟囱内部的半圆柱形墙体为吸热墙.为了加强自然通风，该结构形式在传统的太阳能烟囱中内置半圆柱形吸热墙，增大了太阳辐射面积，加热通道内空气，使内外密度差增大，推动了热气流上升，强化了太阳能烟囱的通风性能.2.1 计算网格及独立性考核在模型建立中，由于计算模型的复杂性，烟囱内部采用了非结构化的四面体网格，局部计算网格如图3所示.为了使计算结果准确和节省计算资源，进行了网格的独立性考核，建立了多套网格，网格数分别为207 794、249 942、319 000、414 141，通过采用不同的网格数目对通风道内的通风量进行计算.计算结果如图4所示.从图中可以看出，第三套和第四套网格计算结果的偏差为1%.从计算结果的精度及计算速度方面考虑，选择第三套网格作为数值模拟的网格，其网格数为319000.2.2 数学模型太阳能烟囱内空气流动的数学控制方程如下：1) 连续性方程2) 动量方程3) 能量方程4) κ方程5) ε方程式中:vi为在xi方向上的速度分量；vj为在xj方向的速度分量；ρ为空气密度；p 为压力；gi为i向的重力加速度；β为热膨胀系数；T为温度；k为湍流动能；ε为湍流动能耗散率.以上公式中，i-Τ∞)源于流体密度变化，由Boussinesq假设项获得.假设认为，除竖直流动中的浮升力项整个系统被认为不可压流，即仅考虑空气密度变化对浮升力的影响.2.3 边界条件数值模拟的边界条件如下：1) 固体壁面的速度采用无滑移条件，吸热墙的热流密度为100～1 000 W/m2，玻璃的吸光率为0.06，透光率为0.85，黑色涂料的墙壁吸热率为0.95，相对应玻璃的热流密度分别为7.43～74.3 W/m2，模拟中对玻璃的热流设置为10.5 W/m2，烟囱的底部，前后侧和右侧的墙壁都为绝热墙壁.2) 烟囱的进口和出口处设为压力边界条件，进口侧温度为296 K.2.4 计算方法模拟计算时采用RNG k-ε模型, 壁面采用标准壁面函数方法处理；速度与压力之间的耦合采用半隐式SIMPLE 算法进行处理；采用二阶迎风格式对方程进行离散，离散方程的求解应用亚松弛 TDMA 算法.计算中，能量方程的收敛标准为10-6，连续性方程和动量方程中的速度收敛指标为10-5，k方程和ε方程的收敛指标为10-5.3.1 计算有效性验证为验证本文模型及数值方法上的可靠性，对文献[14]实验条件下竖直式太阳能烟囱模型内的自然通风进行数值模拟计算.文献[14]中的实验为一个烟囱壁面为均匀的热通量变化的竖直式太阳能烟囱模型，其烟囱高度为1.5 m，深度为0.62 m，宽度在0.1～0.6 m之间变化，热流密度变化范围为200～600 W/m2.模拟结果与实验结果的比较如图5所示.图5为通风量随热流密度的变化关系.可以看出，太阳能烟囱通风量随热流密度的增大呈上升趋势，与实验中所观察到的结果基本吻合.数值模拟与实验所采用的材料及厚度不同，对通风量造成了一定的影响.结果表明，计算结果与实验结果的偏差小于15%.数值计算结果与实验数据吻合较好，充分说明了本文数值模拟的有效性和可靠性.3.2 太阳能烟囱宽度对自然通风特性的影响图6为内置不同半径的半圆柱形吸热墙结构和传统结构的太阳能烟囱通风量随着烟囱宽度变化的关系图.其中，热流密度为1 000 W/m2，高为3 m.计算结果表明：当半圆柱形吸热墙的半径分别为60、75、100、150 mm时的通风量均高于同一宽度时传统太阳能烟囱的通风量.可以看出，优化和传统结构的通风量随着烟囱通道宽度的增加而增大，但是增加的幅度越来越小.这主要是由于烟囱的宽度增大，通道内的空气质量增多，使得空气的温升减缓，从而降低了空气黏度，使空气阻力下降，又使空气的流速增大，因此增大了烟囱内的通风量.但是,随着烟囱宽度的增大，烟囱内部会开始出现回流现象，阻碍气流，因此通风量增加的幅度越来越小. 当烟囱的宽度分别为300、350、400、450、500 mm时，优化结构与传统结构相比，风量的增长幅度依次为22.8%～24.6%，19.4%～26.2%，26.5%～27.5%，28.0%～29.6%，29.5%～32.0%；当烟囱宽度为500 mm，半径为150 mm时，风量的增长幅度达到最大约32%.值得注意的是，内置半圆柱形吸热墙优化结构的通风量的增长幅度会随着太阳能烟囱宽度的增大而增大，这意味着该结构在太阳能烟囱宽度较大时，其强化通风的效果更好.3.3 半圆柱形吸热墙的半径对自然通风特性的影响图7为内置不同半径的半圆柱形吸热墙的优化结构的通风量随着吸热墙半径变化的关系图.其中，热流密度为1 000 W/m2，烟囱高为3 m.计算结果表明：当烟囱的宽度为300 mm时，吸热墙半径在60～100 mm时通风量增大了0.3%；而当吸热墙半径为150 mm时通风量降低了1.1%；烟囱的宽度为400 mm时，随着吸热墙半径增大通风量只增大了0.87%；当烟囱的宽度为500 mm时，随着吸热墙半径增大，通风量的增长幅度也很小，只有1.2%～1.6%.从而可以得知，随着吸热墙半径的增加，通风量变化趋势平缓.这是由于在同一高度和深度时，随着半圆柱形吸热墙的半径不断增大，吸热墙的吸热面积不变，因此随着吸热墙半径的变化，通风量变化较小.3.4 太阳能烟囱的高度对自然通风特性的影响图8为内置半圆柱形吸热墙的优化结构的通风量随着烟囱高度变化的关系.其中热流密度为1 000 W/m2，烟囱宽度为300 mm.计算结果表明：当烟囱的高度分别为2.0、2.5、3.0、3.5、4.0 m，半圆柱形吸热墙的半径为60、75、100、150 mm时，通风量均高于相同高度下传统烟囱的通风量.从图中可以看出，随着烟囱高度的增加,通风量的增加程度极其明显.这是因为当烟囱宽度确定时，随着烟囱高度的增加，空气流动的热压随之升高,而且由于烟囱高度的增加，蓄热板的表面积增大,从而得到更多太阳辐射热量,由此强化了太阳能烟囱自然通风.当烟囱的高度分别为2.0、2.5、3.0、3.5、4.0 m时，将优化结构与传统结构相比，风量的增长幅度依次为18.8%～22.0%，21.1%～23.3%，22.7%～24.6%，23.8%～24.9%，24.7%～26.0%.其中，当高度一定，吸热墙半径为75 mm时，风量的增长幅度达到最大；当烟囱高度为4 m，半径为75 mm时，风量的增长幅度达到最大约26%.结果表明，优化结构的通风量的增长幅度会随着高度增大而增大；当吸热墙半径为75 mm时，烟囱内风量增长的幅度达到最大，其中存在一个最佳的半径，使得通风效果达到最好.3.5 壁面热流密度对自然通风特性的影响图9为烟囱的优化结构与传统结构的通风量随着热流密度的变化关系.其中，烟囱高度为3.0 m，宽度为300 mm，吸热墙半径为100 mm.计算结果表明，当热流密度为100～1 000 W/m2时，优化结构与传统结构的通风量不断增大，但是优化结构的通风量增长幅度比传统结构的增长幅度大.在热流密度从100 W/m2增加到1 000 W/m2时，优化结构的通风量相对于传统结构，风量增长的幅度为6.3%～24.6%.随着壁面热流密度增加，壁面吸收的热量增大，即用来加热烟囱通道内空气的热量增大，烟囱内的温度越高，则内外的密度差越大，热压越大，从而增大了自然通风量.从图中进一步分析可以看出，优化结构的通风量要明显大于传统结构的通风量，而且随着热流密度的不断增长，优化结构通风量的增长幅度较大. 提出内置半圆柱形吸热墙的竖直式太阳能烟囱.通过三维数值模拟，对内置半圆柱形吸热墙的太阳能烟囱的通风性能进行研究，主要结论如下.1) 在竖直式太阳能烟囱内设置半圆柱形吸热墙，不仅增大了吸热墙的表面积，而且增加了太阳辐射的热量，并以此来加热夹层空气，驱动其流动，使得烟囱内的通风量增加.2) 在热流密度为100～1 000 W/m2范围内，设置半圆柱形吸热墙的太阳能烟囱结构的通风量要明显大于传统结构的通风量.随着热流密度的不断增长，优化结构通风量的增长幅度要远高于传统结构的增长幅度，风量增长的幅度为6.3%～24.6%.3)设置半圆柱形吸热墙的太阳能烟囱的通风量随着烟囱宽度和高度的增大而增大，并且随着宽度和高度的增大烟囱内部开始出现回流现象，通风量增大的幅度变小.随着半圆柱形半径的变化，烟囱内的通风量变化不大.致谢：本文得到太原理工大学校团队项目基金(2013T051)的资助，在此表示感谢.【相关文献】[1] BOUCHAIR A.Solar chimney for promoting cooling ventilation in southern Algeria [J].Building Services Engineering Research and Technology,1994,15(2):81-93.[2] MATHUR J,BANSAL N,MATHUR S,et al.Experimental investigations on solar chimney for room ventilation [J].Solar Energy,2006,80(8):927-935.[3] MATHUR J,MATHUR S.Summer-performance of inclined roof solar chimney for natural ventilation [J].Energy and Buildings,2006,38(10):1156-1163.[4] BUREK S A M,HABEB A.Air flow and thermal efficiency characteristics in solar chimneys and Trombe Walls [J].Energy and Buildings,2007,39(2):128-135.[5] 赵平歌.太阳能烟囱增强热压自然通风的计算研究[J].西安工业学院学报,2004,24(2):181-184.[6] 荆海薇.太阳能烟囱自然通风效果实验研究 [D].西安:西安建筑科技大学,2005.[7] 孙猛,刘靖,雷兢.太阳能烟囱强化自然通风的数值模拟 [J].建筑科学,2006,22(6):26-29.[8] 左潞,郑源,周建华,等.太阳能强化烟囱技术在强化室内自然通风中的研究进展 [J].暖通空调,2008,38(10):41-47.[9] 许淑惠,董海广,马恬蕾.太阳能烟囱辅助教室混合通风的温度分布特征研究 [J].建筑科学,2010,26(10):47-52.[10] 苏亚欣,柳仲宝.太阳能烟囱强化自然通风的研究现状 [J].科技导报,2011,29(27):67-72.[11] 井光娥,周艳,李庆领.太阳能烟囱热压强化自然通风对室内热环境的影响 [J].青岛科技大学学报(自然科学版),2013,34(1):66-70.[12] 秦文.太阳能烟囱强化自然通风的动态特征研究 [J].制冷与空调,2013,27(4):420-424.[13] 柳仲宝,苏亚欣,刘向锋.太阳能烟囱内部气流换热特性的数值模拟 [J].建筑热能通风空调,2014,33(4):17-19,28.[14] CHEN Z D,BANDOPADHAYAY P,HALLDORSSON J,et al.An experimental investigation of a solar chimney model with uniform wall heat flux [J].Building andEnvironment,2003,38(7):893-906.。

太阳能通风技术的实验研究与应用摘要：文章介绍了太阳能通风技术的原理、结构形式及其应用。

同时还在重庆大学城环实验楼楼顶进行了太阳能烟囱的通风实验。

实验结果表明，在2009年10月7日，太阳能烟囱获得的单位面积通风量为204m3/h。

说明利用太阳能烟囱进行自然通风，通风效果明显。

关键词：自然通风；太阳能烟囱；通风实验；建筑节能利用自然通风既可以改善室内空气品质，又可以节约设备和运行费用以及维修费用，创造了可持续发展的绿色生态建筑。

通风的动力能源尽量取自太阳能、风能、地热能等可再生能源。

其中利用太阳能强化自然通风技术是应用最广泛的，并已取得了一定的进展。

1、太阳能通风原理太阳能通风是利用烟囱效应来加强空气自然通风的。

热压效应也即为烟囱效应，是由于空气被加热升温后，密度减小而上浮的一种现象。

太阳辐射被太阳能烟囱的集热面吸收，通过对流换热的形式重新释放到夹层的空气中，使得夹层中的空气被加热升温并超过室外空气温度。

由于内外空气的密度差，在太阳能烟囱下部将会形成一个负压，上部将形成正压，空气将从空腔的下部流向上部，并通过排风口排出，而下部的进风口则不断的有空气吸入补充，形成太阳能通风的自然通风现象。

太阳能通风是基于自然通风原理，然而它在减少建筑能耗和保护环境上却是优于传统的自然通风和机械通风的。

太阳能的优势使得太阳能通风作为一项能够利用太阳能来强化自然通风的技术，在许多建筑场合都得到应用。

2、太阳能通风的结构形式太阳能通风主要的结构形式包括太阳能通风墙、太阳能烟囱、中庭通风、太阳能空气集热器等。

其中太阳能通风墙和太阳能烟囱的结构类似，两者的共同特点是由盖板、集热板以及空气流道共同组成的排风系统。

太阳能烟囱一般来说，有太阳能集热墙体和太阳能集热屋面两种结构形式。

目前，在西方国家中，太阳能烟囱已被应用于被动式太阳房，并成为太阳房的主要组成部分。

3、太阳能通风实验文章介绍的太阳能通风实验的实验平台搭建在重庆大学城市建设与环境工程学院实验楼的平屋顶上。

太阳能烟囱结合自然通风建筑开口的数值研究聂鹏;周军莉;王乾坤;明廷臻;余东航;向倚天【期刊名称】《建筑节能》【年(卷),期】2016(000)008【摘要】自然通风是实施绿色建筑中常用的一项技术措施.随着节能减排的大力倡导,自然通风技术引起了人们的普遍关注.目前,人们已通过不同的措施与手段来最大程度地利用自然通风以满足舒适度要求,其中太阳能烟囱作为一种利用热压来强化自然通风的有效技术也被广泛采用.太阳能烟囱的通风效果除与烟囱尺寸及当地太阳辐射强度密切相关外,也与其自然通风建筑特性有关.采用FLUENT软件对太阳能烟囱结合不同建筑开口形式及不同开口尺寸的自然通风模型进行了三维稳态数值模拟.研究了在不同方案下,不同开口形式对通风量的影响,分析了通风量随进风口尺寸的变化情况.模拟结果表明,在相同热流密度情况下,单开口建筑下的太阳能烟囱诱导的通风量大于双开口建筑,且当进出风口面积比A1/A2=2.5～4时,竖直集热板屋顶式太阳能烟囱能诱导更多的空气.【总页数】4页(P32-35)【作者】聂鹏;周军莉;王乾坤;明廷臻;余东航;向倚天【作者单位】武汉理工大学土木工程与建筑学院,武汉430070;武汉理工大学土木工程与建筑学院,武汉430070;武汉理工大学土木工程与建筑学院,武汉430070;武汉理工大学土木工程与建筑学院,武汉430070;武汉理工大学土木工程与建筑学院,武汉430070;武汉理工大学土木工程与建筑学院,武汉430070【正文语种】中文【中图分类】TU834【相关文献】1.太阳能烟囱自然通风的数值模拟 [J], 王晓冬;龙雪;万雄峰2.太阳能烟囱自然通风在建筑节能中的应用分析 [J], 李国栋3.太阳能烟囱在地下车库中强化自然通风的数值模拟 [J], 马瑞华;秦堃;刘黔蜀4.通风口高度对太阳能烟囱建筑自然通风和自然排烟性能的影响研究 [J], 戴鹏;程旭东;石龙;张瑞芳;周勇5.太阳能烟囱强化自然通风在建筑节能中的应用研究 [J], 王云山;王兰;杨晶因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

太阳能烟囱通风量计算方法和通风效果强化研究太阳能烟囱通风量计算方法和通风效果强化研究引言：在建筑设计中，通风是一个重要的要素，它能够有效地保持室内空气的流动和新鲜。

而太阳能烟囱通风系统是一种利用太阳能的通风方式，通过利用太阳能来驱动室内空气流动，以实现通风的目的。

本研究旨在探讨太阳能烟囱通风量计算方法和通风效果的强化。

一、太阳能烟囱通风量计算方法太阳能烟囱通风量的计算是核心问题之一。

其计算方式可以通过以下步骤进行：1. 确定烟囱高度：烟囱高度的决定一方面与建筑的高度有关，另一方面也与环境的气候条件有关。

一般情况下，建筑高度越高，烟囱通风量越大。

2. 确定烟囱截面积：烟囱截面积是影响通风量的重要因素之一。

截面积越大，通风量越大。

通常采用烟囱截面积与建筑总楼层面积之比进行计算。

3. 考虑烟囱效应：烟囱效应是指由于烟囱内部温度的差异而产生的气流驱动力。

在计算烟囱通风量时，需要考虑这一因素，通常通过差压计算烟囱效应。

4. 考虑热量损失：在计算通风量时，还需要考虑烟囱的热量损失。

烟囱的热量损失与烟囱内外温度差、烟囱壁材质等因素有关。

通常采用热量传递公式进行计算。

二、通风效果的强化研究1. 优化烟囱结构：通过优化烟囱的形状、尺寸和材质，可以增强其通风效果。

烟囱底部的进风口设计合理、截面积适当，能够提高烟囱的通风效果。

2. 多烟囱通风系统：采用多烟囱通风系统可以增加通风量，提高室内空气的流动。

多烟囱通风系统需要进行合理的布局，考虑到建筑的形状、环境条件等因素。

3. 太阳能辅助：通过利用太阳能来驱动烟囱通风系统，可以增加通风量，提高通风效果。

太阳能板的设置和面积的确定需要根据太阳辐射量、建筑朝向等因素进行合理配置。

4. 增加通风口：增加建筑内的通风口数量和面积，能够增强烟囱通风效果。

通风口的设置需要考虑到室内空气的需求，并保证宽度适当，以降低通风阻力。

结论：本研究通过探索太阳能烟囱通风量计算方法和通风效果的强化，为建筑设计中的通风问题提供了一些有益的思考。

太阳能强化烟囱技术在通风采光装置中的应用研究I. 引言A. 研究背景B. 研究目的C. 研究意义II. 太阳能强化烟囱技术的理论基础A. 太阳能原理B. 烟囱效应原理C. 太阳能强化烟囱原理III. 太阳能强化烟囱技术在通风采光装置中的应用A. 太阳能强化烟囱通风系统B. 太阳能强化烟囱采光系统C. 太阳能强化烟囱通风采光组合系统IV. 太阳能强化烟囱技术在通风采光装置中的实验研究A. 实验设计B. 实验装置C. 实验结果V. 结论与展望A. 结论B. 展望VI. 参考文献第1章引言太阳能是一种常见的可再生能源，能够有效地提供清洁且无限的能源。

近年来随着环保意识的不断提高和对节能减排政策的要求越来越严格，太阳能被广泛应用于采光、通风、加热等领域。

而太阳能强化烟囱技术是其中一项重要的技术应用，可以有效地解决建筑物通风采光不足的问题。

本文将对太阳能强化烟囱技术在通风采光装置中的应用研究进行探讨。

1.1 研究背景建筑物的通风采光系统是保证室内空气质量和生活环境的重要组成部分。

而在一些高层建筑和密闭空间，尤其是在高温酷暑或气温低迷的季节，通风采光系统可能会失去循环效应，导致室内空气质量下降，孕育细菌或病毒，严重影响人们的健康。

此外，常规的通风采光系统具有成本高、能源消耗大、工作效率低和对环境污染等问题。

因此，建筑结构及设计师必须寻求一种更有效的方法来改善通风采光系统。

随着太阳能技术的持续发展和应用，太阳能强化烟囱技术在解决建筑物通风采光问题中得到了广泛的研究和应用。

太阳能强化烟囱技术可有效增加室内空气的流通和采光，并有效地节省电力、减少能源消耗和环境污染。

1.2 研究目的本文的主要研究目的是通过对太阳能强化烟囱技术在通风采光装置中的应用研究，探索该技术在增加空气流通和采光效果的同时，能否降低建筑物的能耗和环境污染问题。

具体研究如下：1. 探究太阳能强化烟囱技术的理论及应用基础；2. 探究太阳能强化烟囱技术在通风采光装置中的应用原理及过程；3. 分析太阳能强化烟囱技术在通风采光装置中的实验研究结果；4. 探究太阳能强化烟囱技术在通风采光装置中的应用前景及未来发展方向。

太阳能强化自然通风理论分析及其在生态建筑中的应用
翟晓强;王如竹
【期刊名称】《工程热物理学报》
【年(卷),期】2004(25)4
【摘要】生态建筑作为建筑节能的一个全新设计理念,旨在最大限度地利用风能、太阳能等自然能源,削减不可再生能源的耗费。

将太阳能烟囱、Trombe墙以及太阳能空气集热器等构件与生态建筑一体化设计安装能够取得较好的效果。

本文以太阳能烟囱为例对太阳能强化自然通风的原理进行了理论分析与模拟计算。

同时,介绍了较为典型的三种太阳能强化自然通风的复合能量系统。

【总页数】3页(P568-570)
【关键词】太阳能;自然通风;理论分析;生态建筑
【作者】翟晓强;王如竹
【作者单位】上海交通大学制冷与低温工程研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TK51
【相关文献】
1.太阳能烟囱自然通风在建筑节能中的应用分析 [J], 李国栋
2.倾斜式太阳能烟囱强化自然通风理论研究 [J], 宣永梅;万文琪;马柱柱
3.太阳能烟囱在强化建筑自然通风中的应用 [J], 于建伟;李骏龙
4.太阳能烟囱强化自然通风在建筑节能中的应用研究 [J], 王云山;王兰;杨晶
5.浅谈太阳能烟囱强化建筑自然通风 [J], 张瑶;安建良
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太阳能烟囱在强化建筑自然通风中的应用随着科技的不断进步和环保意识的不断提高，太阳能烟囱在建筑自然通风中的应用日渐普及。

太阳能烟囱可以利用太阳的光线来产生天然的空气流动，有效地降低了建筑物内的温度和湿度，提供了一个更加舒适的室内环境。

太阳能烟囱是一种创新的设计，它可以将太阳的热能储存起来，同时利用自然空气流动来保持建筑物内外的平衡。

太阳能烟囱的设计原理是利用温室效应，将太阳能转化为热能并将其储存起来。

在夜间或阴天时，储存的热能可以发挥出其作用，产生自然的空气流动，为室内提供新鲜的空气，排出室内的污浊空气，保证室内环境的健康与舒适。

太阳能烟囱具有多种优点。

首先，它可以在节约能源的同时，提高建筑的舒适度。

夏季利用太阳能烟囱进行室内自然通风，不仅不需要消耗额外的能源，更能够降低室内温度，为人们提供一个凉爽、舒适的环境。

其次，它可以降低建筑内的湿度。

夏季湿度大，空气中潮湿的空气可能会引发许多健康问题，如头疼、呼吸道疾病等等。

太阳能烟囱通过自然通风可以有效地排出室内潮湿的空气，从而降低建筑内的湿度，保持室内环境的健康。

同时，太阳能烟囱也可以减少冬季室内的干燥程度，提高室内舒适度。

太阳能烟囱在建筑自然通风方面的应用也有着广阔的前景。

它可以广泛用于大型办公楼、学校、医院、工厂等场所。

对于这些场所，通常需要大量能源来保持室内温度和湿度的平衡。

而太阳能烟囱可以在不消耗额外能源的情况下实现室内自然通风，大幅降低能源消耗，节约运行成本。

此外，太阳能烟囱还可以对城市环境进行改善。

城市中由于高层建筑密集，常常会引起“热岛效应”，太阳能烟囱的应用可以有效地缓解这一问题，并提高城市空气质量。

当然，在太阳能烟囱应用的过程中，也存在一些问题需要解决。

例如，在设计中需要充分考虑建筑物的位置、朝向、高度等因素，以确保太阳能烟囱的最大化利用效果；此外，太阳能烟囱的维护也需要十分注意，定期清理和维修太阳能烟囱系统，以保证其正常工作。

总之，在当今社会，随着人们对环保和节能的要求不断提高，太阳能烟囱在建筑自然通风中的应用将越来越受到关注和重视。

太阳能烟囱自然通风在建筑节能中的应用分析摘要：太阳能资源可以说是世界上最丰富的可再生资源，面对可再生资源短缺的情况，各个国家都在创新研究太阳能技术。

近年来，生态建筑的发展对太阳能资源的使用提出了更高的要求，太阳能烟囱集合了自然通风技术和新能源两大优势受到越来越多的追捧。

本文探讨了太阳能烟囱自然通风在建筑节能中应用的可行性及具体运用，希望对建筑行业的可持续发展有所帮助。

关键词：太阳能烟囱；自然通风；建筑节能一、前言随着人们生活水平的提高，对居住条件的要求也越来越高，建筑行业的设计理念也开始发生变化。

设计者们不仅重视建筑的外观结构，而且开始意识到建筑与环境的关系。

再生能源的开发利用开始走进建筑行业。

太阳能可谓取之不尽用之不竭，在冬天能用来取暖，在夏天能通过自然通风的方式降低建筑物的温度。

不同于机械通风，自然通风能够在节约能源的基础上提高人体居住的舒适性。

二、太阳能烟囱自然通风在建筑节能中应用的可行性分析（一）太阳能资源丰富太阳能属于可再生资源中能量最大的，平均每分钟能够到达地球表面的能量高达80*10kw，也就相当于6*10t的标准煤所产生的能量。

此外，太阳能资源随处可以获得，具有普遍性，特别是对于偏远地区，具有更大的开发潜力。

在我们国家，太阳能资源分布比较广，并且将太阳能相关技术运用到建筑行业的技术已经比较成熟，为太阳能烟囱自然通风的应用打下了基础。

（二）节约建筑能耗各行各业的发展、人类的进步等都离不开能源。

但是随着科技发展对能源需求的增加，能源短缺的情况随处可见，特别是对于能源消耗比较大的建筑行业来说更是如此。

根据研究发现，在工业化国家，接近40%的能源都是在建筑行业中消耗的。

建筑耗能主要包括生产能耗、建筑施工能耗及使用能耗。

为了节约能耗，必须从能耗量最大的空调入手，可以说每年电厂装机容量的很大一部分都被空调装机容量消耗了。

如果能够利用太阳能烟囱自然通风就能够减少对空调的使用，那么能够节约能源的数量是非常可观的。

太阳能烟囱强化自然通风的发展现状研究张华扬;秦萍;曹晓玲【摘要】综合介绍了太阳能烟囱强化自然通风的主要结构形式(Trombe墙式太阳能烟囱、竖直集热板屋顶式太阳能烟囱、倾斜集热板屋顶式太阳能烟囱)以及研究现状;在总结国内外学者主要研究成果的基础上,指出了目前太阳能强烟囱化自然通风研究应用中存在的问题及今后的研究方向.%Presents the research progressof main structures of solar chimney enhanced natural ventilation (Trombe wall solar chimney, Vertical roof solar chimney, Inclined roof solar chimney); Based on the domestic and foreign main research results in this field, Points out the existing problems and research direction of solar chimney enhanced natural ventilation in research and application.【期刊名称】《制冷与空调（四川）》【年(卷),期】2017(031)002【总页数】6页(P130-134,193)【关键词】自然通风;太阳能烟囱;研究现状;问题;研究方向【作者】张华扬;秦萍;曹晓玲【作者单位】西南交通大学机械工程学院成都 610031;西南交通大学机械工程学院成都 610031;西南交通大学机械工程学院成都 610031【正文语种】中文【中图分类】TU834近年来，随着常规能源消耗问题和环境问题日益突出，利用自然通风改善室内热环境越来越受到人们的重视。

但自然通风方式的通风量受自然条件和建筑结构的约束难以有效控制，通风效果不稳定；而利用太阳能强化自然通风，将一些通风技术与现代太阳能利用技术完美结合，利用太阳辐射为空气流动提供动力，强化自然对流换热从而获得良好的通风效果。