随着我国经济的快速发展和人民生活水平的提高,建筑能耗和碳排放也快速增长,本文提出一种耦合太阳能的空心通风内墙(hollow-ventilated interior wall,简称HVIW)系统为高寒地区普通居住建筑进行供暖,通过建筑自身内围护结构的蓄放热特性,来提升夜间室内的舒适性。论文首先对HVIW系统各部件的传热过程进行理论分析,得到空腔内循环热空气与内墙内壁面间的换热系数、换热量、内墙外壁面与室内自然对流、辐射换热量及分别对应的换热系数的计算公式。针对墙体的蓄放热过程,提出了蓄热效率、墙体非加热时间段对室内的累计放热量以及放热比等参数对蓄热性能进行评价。其次,搭建具有HVIW结构的实验房间并设计实验方案,通过改变送风温度和送风速度开展了9组稳态和4组非稳态实验。稳态实验结果表明,当风速不变时,空腔与内墙内壁面的对流换热系数随送风温差变化较小;当送风温差一定时,对流换热系数随着风速的增大而增大。内墙外壁面与室内换热的自然对流换热系数在2.88~3.54W/(m~2·K)之间变化,辐射换热系数变化范围为5.43~5.55W/(m~2·K),总换热系数为8.32~9.09W/(m~2·K)。非稳态实验结果表明,全天内墙均在向室内持续放热,非加热时间段累计放热量占全天累计放热量均达到40%以上,表明该系统在非加热时间段能够有效利用热量。最后建立了实验墙体的CFD数值计算模型,通过实验结果验证了数值计算方法和模型的合理性。利用验证后的数值计算模型模拟分析了内墙蓄放热性能的影响因素,包括空腔隔板、空腔厚度、墙体厚度、送风方式、加热时长、送风条件、墙体内加金属薄片等。模拟结果表明:空腔隔板数的增加能使传热更加均匀,但空气的输送能耗会呈指数形式增长;增大空腔厚度、内墙实体层厚度以及在内墙中添加金属薄片都能降低内墙外壁面的温度波动,并增大非加热时间段的累计放热量和放热比,进而提升墙体的蓄热性能。全天累计放热量会随着空腔厚度的增大而降低,但基本不随内墙实体层厚度变化而变化,而不同宽度的金属薄片可分别将其增大2.02%、6.81%和9.03%;采用上送下回和下送上回两种不同的送风方式基本不会对内墙传热过程产生太大影响;延长送风时间能够大幅度提升全天累计放热量与放热比,其中放热量以线性关系增长,而放热比的增幅会随加热时间的增加而减小;采用波动送风温度和风机间歇运行的方案都会提升全天累计放热量以及非加热时间段的累计放热量。