太阳能烟囱是一种利用太阳辐射辅助进行有组织的促进室内空气流动的被动通风装置,其系列设计已广泛应用于国内外各类节能建筑中,根据其地区差异和建筑需求在采暖、通风、发电等方面发挥了较好的作用,但其效果由于影响要素众多更多依赖于实地感知,缺乏系统、统一的经验指导。除田野实验外,目前太阳能烟囱的理论研究主要为利用计算流体力学方法（Computational Fluid Dynamics,CFD）模拟研究稳定状态下太阳能烟囱的通风效果,而缺乏以建筑为单位的,长期变化环境下相关研究,且无法得到统一完整的理论分析体系。Modelica作为一种基于方程和面向对象的建模语言,在模拟多领域工程系统之间的动态过程和相互作用有独到优势,且擅长处理复杂系统的整体控制和运行优化,利用Modelica语言,以其仿真工具OpenModelica为平台进行太阳能烟囱的模拟,可补足在长时间、多因素、以建筑为单位考虑多个系统模拟上的缺失,综合考量烟囱的通风效果和建筑能耗,同时发挥Modelica语言的独特优势对其运行模式进行进一步优化控制,复现实际使用中的运行方案并为其合理性或更优解提供依据。本文搭建了OpenModelica的太阳能烟囱模型,将其与常用软件Fluent和Energy Plus对比验证其准确性,探究影响因素和室内工况对烟囱通风效果和房间能耗的影响,并提出了多种模型的控制优化方案,通过考量建筑需求和监控始时环境条件提出更合理、符合实际的运行模式。文章以高度为3米,面积为20m~2的房间为例,在稳态下探究烟囱空腔宽度、高度、室外辐射强度和房间窗口大小对烟囱通风量的影响,证明这些因素的取值增大均对烟囱的通风量起积极作用,其中房间窗口大小对太阳能烟囱的通风能力的影响力存在一个临界值,在本文中这个临界值接近1m~2,当房间窗口大小小于1m~2时烟囱通风能力随窗口增大而增大,超过1m~2则影响可忽略不计。动态条件下,本文探究有无太阳能烟囱对室内两种工况（全年开窗且无空调控温系统,全年关窗且将室内温度控制在一定温度区间内）下环境的影响,证明太阳能烟囱对室内通风环境有明显的增强作用,在有烟囱的条件下两种工况均可满足全年ACH大于1的要求,但在冬季和夏季可能导致能耗的增加。文中提出三种对带太阳能烟囱房间模型运行模式的优化方案:建立合理的烟囱-房间体积配比,对本文选用的房间案例来说合适的太阳能烟囱长度约为0.5米;控制房间窗户的开启时段,通过监控室外环境温度控制房间窗户的开闭,与建筑在实际使用中的情况相同;控制太阳能烟囱的通风能力,可从烟囱的阀门入风口和玻璃板遮阳率入手,模拟得到的结果证明此方案可将室内通风量控制在需要的范围,且一定程度上减小冬夏季节建筑能耗,两种控制情况相比,阀门控制的效果更加明显。本文正文共约46000字,图表88幅。