集热蓄热墙是被动式太阳房应用中一种主要的集热构件，它的热性能对于被动式太阳房房间的采暖效果具有重要影响。由于室外温度参数和太阳辐射参数在周期性的变换，所以集热蓄热墙的传热过程的是一种周期性的非稳态过程，对集热蓄热墙的热性能的研究必须在非稳态条件下进行。本文采用理论分析、现场测试和数值模拟三种方法对这一过程进行了研究。建立了集热蓄热墙传热过程的数学模型，给出了墙体表面入射的太阳辐射瞬时值的计算方法，以及室外周期性温度波的数学描述；建立了集热蓄热墙和房间围护结构热平衡方程组、空气夹层传热与流动过程控制方程组，给出了墙体的对流供热量、导热供热量的计算方法。通过对各方程组的联立，得到了影响集热蓄热墙热性能的主要影响因素。研究以青海省刚察县太阳能试点工程为对象，利用实测方法研究了集热蓄热墙的在非稳态条件下的对流和导热供热规律，以及室内温度的变化规律。结果表明：“240mm砖墙+50mm苯板+瓦楞铁皮”结构的集热蓄热墙供热效率较高，可达34.5%，且具有良好的保温性能。得到通风口最佳启闭管理方案，即通风孔在日出后2小时开启，在日落前1小时关闭效果较佳。利用数值计算方法对集热蓄热墙热性能的影响因素进行了研究。分析了空气夹层厚度、通风孔面积、上下通风孔的中心距、墙体厚度、墙体材料对热性能的影响关系，并且利用现场测试数据对数值计算方法进行验证。数值计算结果表明：夹层厚度的最佳取值范围为50mm到100mm；通风孔面积的推荐值为墙体面积的1%到2%；增加通风孔的中心距，能够显著提高空气夹层空气的流速，从而增加对流供热量；120mm薄墙的热效率要高于240mm和370mm的厚墙，但是在夜间它会发生严重的热倒流现象，240mm砖墙和370mm砖墙热效率相差不大，在严寒地区可以考虑使用370mm砖墙，其他地区使用240mm砖墙即可；使用体积热容和导热系数较小的材料不但可以提高蓄热墙的夜间保温性能，而且可以提高集热蓄热墙的热效率。本文的研究结果为集热蓄热墙的各主要构件的热工设计提供了参考依据。