我国乡村节能减排的工作落后于城市,传统采暖方式热效率低、室内环境差,但是新型采暖方式价格昂贵,人们负担较重。太阳能是清洁可再生能源,和建筑较难结合,但是太阳墙可以作为立面方式解决这一难题。本文针对夏热冬冷地区乡村的冬季采暖问题,提出了更加经济节能,保护环境的采暖方式-低造价太阳墙,并且设计和优化了适用于乡村等地区的太阳墙系统。通过实测和模拟分析了该系统的作用效果,直观反应其对室内环境的影响。本文通过对废旧材料的循环利用,实际建造出低造价太阳墙,并将其安装在华中科技大学建筑学院楼顶的实验房南墙上。在2017年2月进行有无安装低造价太阳墙实验房的热性能实验,实验结果表明安装低造价太阳墙的实验房比未安装的在白天平均高出4.5℃,比室外高出4℃。而且由于低造价太阳墙的吸湿作用,对室内湿度由明显的改善。然后利用扩展的PMV模型对实验房的热舒适性能做出了评价并且计算了其集热效率,基本维持在33%左右的较高水平。在2017年4月对流道大小进行了实验研究,结果表明流道大的太阳墙更有利于室温的升高,而且集热效率更佳。同时低造价太阳墙的经济性能也十分可观,相较于一般太阳墙和安装空调而言,成本优势突出。在低造价太阳墙系统的理论分析中,计算出了总方程式,清楚反映出室温的升高与太阳辐射、集热板的吸收率等因素的关系。为了对低造价太阳墙进行优化,本文应用ANSYS软件模拟研究,同时运用辐射模型和湍流模型。先根据实际情况建立理论模型,进行实际和模拟对比验证。然后运用验证的理论模型对各个因素,包括有无通风口、结构的合理性、流道的大小、辐射工况的差异以及集热材料的选取等进行模拟研究,从模拟结果中对比得到低造价太阳墙系统的最优模式,补充了实测结论。最后,综合运用实验和模拟情况,作出了贴近实际的设计建议。