Trombe墙式太阳能烟囱结构作为一种被动式吸收太阳能的结构,能够加强室内建筑通风,在减少建筑能耗,节能减排方面发挥着重要的作用。Trombe墙太阳能烟囱通道内气流自下而上的流动特性对强化建筑室内的通风有直接影响,进而会直接影响建筑的空调能耗,因此有必要对Trombe墙式太阳能烟囱通道内的气流流动特性进行深入分析。本文采用实验研究与数值模拟相结合的方法,对带有Trombe墙的二层建筑通道内的流动特性进行了分析。结果表明:Trombe墙太阳能烟囱通过吸收太阳能,能够加强室内通风,上下层房间的通风量随着太阳辐射强度的增加而增加,在中午12:00左右太阳辐射和通风量同时达到最大值,在一天之中下层通风量与上层通风量相比,增加41%~56%。在通道内,从Trombe墙到透明玻璃方向上存在温度逐渐降低的温度边界层,热流密度越大,烟囱通道内的温度越高,在不同热流密度下,Trombe墙面和透明玻璃面均为最底部温度变化最小,通道顶部温度变化最大。对于二层建筑模型,烟囱通道内的Gr数随着常热流密度呈四次函数的曲线增长,但增长速率逐渐降低。同时,通道内下层的Gr数和Ra数要大于上层的Gr数和Ra数,导致下层房间通风量要高于上层房间的通风量。因此为了使通风量达到最佳,应最大程度增加烟囱通道内的Gr数和Ra数。利用数值模拟方法,对1-10层的Trombe墙烟囱进行了仿真分析,并针对10层通道入口处存在的逆流问题及各层入口处通风量进行了优化设计。结果显示:在不同高度处,Gr数与热流密度之间为四次函数关系式,与二层建筑中拟合结果一致,Gr数随着热流密度增加而增加,但由于Trombe墙通道宽度的限制,增长速率逐渐降低。在不同增高高度下,烟囱出口尺寸均存在最佳值;在不同出口尺寸下,均为增高高度越大,通风效果越好。同时改变两参数,气流流动状态优于改变单一变量时的状态,烟囱通道内烟囱效应显著,第十层入口无逆流现象,并且通风量得到明显提升。以24层高层建筑为例,采用数值模拟的方法对高层建筑通道内的气流流动特性进行研究发现:在Trombe墙烟囱通道顶部设置无遮挡开口,能够有效缓解顶层房间的逆流现象,并且同时不影响其他楼层的通风量。在烟囱通道各层出口设置倾斜角度为45°的三角形导流肋进行优化,当导流肋尺寸为0.3m时,各层通道入口处以及各层入口处上方负压最大,使得通道入口有着最佳的空气流动状况,通风量最大,通风效果最好。在0.4m的烟囱通道内,设置尺寸为0.3m的三角形导流肋,导流肋倾斜角度越小,各层入口处及各层入口处上方负压越大,入口处空气流动状况越佳,通风量越大,通道Trombe墙烟囱通道方式加强室内通风的效果越好。因此通过对24层建筑Trombe墙烟囱通道的优化,在烟囱通道顶部设置无遮挡开口以及在烟囱通道内设置三角形导流肋,可使高层建筑通道入口处通风换气次数提升112%-383%,加强通风效果明显,并且消除了建筑顶层气流由通道逆流进入房间的现象。同时优化后的通风换气次数满足办公室通风换气次数的标准要求。