建筑外围护结构是分隔室内外环境的界面,在调节室内外环境能量流动的同时还对建筑能耗有着重要影响。基于热电制冷原理的主动式墙体在消除传统建筑围护结构负荷的同时,还可以为室内提供一定的制冷量和制热量,近年来各国研究发展了不同类型的热电建筑一体化围护结构。然而,由于目前热电制冷芯片通常针对电子芯片散热或小型制冷系统设计,具有高热流密度、小体积的特点,在建筑围护结构中应用时需要分散布置,难以与建筑墙体有机结合。本文将大尺寸的热电制冷芯片与建筑墙体结合,采用芯片陶瓷面直接作为建筑墙体的内表面,构建了一种主动式热电墙体（Active thermoelectric wall,ATEW）系统,建立系统的理论模型,并验证模型的准确性,在此基础上优化该系统的性能。主要研究内容和结果如下:首先,介绍ATEW系统的工作原理,将大尺寸的热电制冷芯片与建筑墙体结合,在长沙搭建了实验台,并对ATEW系统进行实验研究,测试该系统在不同工作电流和室外温度下的性能。其次,建立ATEW系统的一维非稳态传热模型,并将模拟结果与实验结果进行对比,验证模型的准确性。结果表明:模拟值与实验值吻合良好,本文建立的理论模型具有较高的准确性。最后,利用建立的理论模型对ATEW系统的性能进行了优化分析。模拟分析不同工作电流、室外温度、热端散热能力下系统的性能。结果表明:系统的制冷系数和制热系数随着工作电流的增加先增大后减小;系统的制冷系数随着室外温度的降低而增大,制热系数随着室外温度的升高而增大;系统的制冷系数和制热系数随着热端散热能力的增大先增大后几乎不变化。在室内温度和室外温度分别为25℃和30℃,最佳电流为0.8A时,ATEW系统的最大制冷COP为0.231。在室内温度为20℃,室外温度为15℃,最佳电流为0.8A,ATEW系统的最大制热COP为0.539。在制热工况下,ATEW系统的COP小于1,主要原因是室内侧的热端换热强度不足。当室内热端的换热系数从10W/（m2-K）增加到130W/（m2-K）时,最大制热COP从0.539增大至2.321。将大尺寸的热电制冷芯片与建筑墙体结合,并直接采用芯片的陶瓷面作为建筑墙体内表面时,其单位面积所需要的制冷量或制热量非常小。由于目前选用的大尺寸热电制冷芯片并不是针对建筑墙体设计,ATEW运行时难以使系统在满足制冷量和制热量需求的情况下处于较高工作效率区间运行。因此可以通过减少热电制冷芯片单位面积的P-N结数量,使得芯片在为室内提供相应制冷量或制热量的同时,系统能获得较大的制冷和制热系数。ATEW系统将大尺寸热电制冷芯片集成到墙体中,消除传统墙体的负荷,并为室内提供一定的制冷量和制热量。本文研究结果为大尺寸热电制冷芯片与建筑墙体结合的设计提供参考。