自21世纪以来,我国建筑能耗在快速城镇化推进背景下高速增长。根据《中国建筑能耗与碳排放研究报告》[1]统计,2019年全国建筑全过程能耗总量已达22.33亿tce,其中建筑运行阶段能耗为10.3亿tce,接近能耗总量的50%,尤其是这一阶段带来的碳排放量达21.3亿tCO2,占全国碳排放总量的21.6%。为实现能耗“双控”向碳排放总量和强度“双控”的转变,以太阳能为主要代表的可再生能源在建筑运行阶段的应用正逐渐向主导能源转变。这其中,与之良好契合的被动式集热墙技术是未来实现建筑产业碳达峰和碳中和的关键。集热墙作为太阳能建筑采暖的核心集热部件,其集热性能与热能转换效率直接影响着建筑在采暖季的能耗水平。在区域太阳能资源受限条件下,传统集热墙因其空气换热面积小和换热方式单一的特点,集热效率明显下降,供暖能耗增加。本文通过将集热管束与传统集热墙相结合,提出了一种新型多通道、多换热模式的集热墙系统—多风道太阳能集热墙,通过理论分析和数值模拟的方法对其热工特性开展了一系列深入研究。本研究面向多风道集热墙系统建立墙体多换热模式下的热平衡方程和集热管内空气流动方程,通过联立方程分析了影响多风道集热墙热过程的若干因素。考虑对传统集热墙的既有研究多以当地典型气象年数据为基础,而多风道集热墙传热过程受建筑近壁面微气候显著影响,本课题以郑州地区典型高层居住建筑为对象,通过现场实测的方法,获取了采暖季建筑南向近壁面的微环境参数数据,总结了其主要变化规律和响应关系,为准确模拟该系统在郑州地区的热工性能提供了数据基础。依托传热学与流体力学理论分析多风道太阳能集热墙热过程特性,基于CFD技术以既有实测数据作为运行工况,本课题模拟并分析了多种换热模式、集热管数量、集热管管径、集热管排布方式等对集热墙集热性能的影响关系。结果表明,耦合换热模式（多风道太阳能集热墙）比间层换热模式（传统集热墙）有更早的启动速度,日平均集热效率和换热量可分别提升27.8%和36%,耦合换热模式下集热墙的集热效率最高。当支管数由9管变为11管时,多风道集热墙日平均集热效率和日平均供热量提升并不明显,其在较高太阳辐射强度下瞬时集热效率较低,研究中9管式多风道集热墙在综合方面展现出了更好的效果。管径为60mm时,集热墙日平均集热效率最高,可达70.3%;非均匀布管条件下,中间5根支管中心距为其它支管中心距的2倍时,集热墙日平均集热效率和供热量最高。本研究为多风道集热墙热性能提升及其在北方城镇地区的被动采暖降耗提供了科学依据和理论基础。