1. 目的：通过对建筑物较为合理的设置太阳能烟囱强化建筑自然通风，以降低建筑能耗，达到满足室内空气调节的温度、人类居住的热舒适性要求及建筑节能的目的；同时通过对室内污染物特征的研究，利用太阳能烟囱对室内污染物进行净化，以保证室内环境空气洁净。

2. 意义：①利用可以获得的太阳能来进行自然通风，将室外新鲜空气送入室内,提高室内空气质量,避免长期处于空调环境下,空气品质下降所引发的“空调综合症”。②利用太阳能这一清洁能源净化室内污染物，以净化室内空气环境，同时，进一步提高节能效果。③太阳能烟囱越来越多的被应用于被动式太阳房或多元通风建筑中，太阳能烟囱的应用对于推动新能源与建筑一体化具有积极的意义，并有助于绿色生态建筑的发展。

3. 国内外研究现状：①太阳能烟囱的一个或多个壁面是由玻璃盖板构成的透明墙体，可以利用透过透明玻璃盖板的太阳辐射热增加烟囱内外温差从而增加浮力和热压，利用烟囱效应的抽吸作用（亦即热压作用下的自然通风）使冷空气从建筑物下部进入，热空气从建筑物上部排出，在建筑物内形成空气流动，增加室内通风量、改善室内空气条件，降低建筑能耗。②目前研究较为普遍的太阳能烟囱结构形式有三种：Trombe 墙式太阳能烟囱（见图 1）、竖直集热板屋顶式太阳能烟囱（见图 2）、倾斜集热板屋顶式太阳能烟囱（见图 3）。③太阳能烟囱技术在欧美国家以及部分亚洲国家已经被广泛地应用于被动式太阳房，在建筑采暖、通风冷却等方面都表现出了较好的效果。然而我国在有关太阳能烟囱的研究上处于起步阶段，对太阳能烟囱内部有限空间的对流换热过程尚未给出理论的研究结果，经验性的验证实验及计算机模拟技术尚有不足之处。综合来看,人们对太阳能烟囱进行了一定的研究,也取得了一定的成果。但目前的研究多集中于如何提高太阳辐射热的吸收以及对流换热特性的研究,而对于烟囱的优化设计研究较少。④室内污染物的来源和种类日趋增多，家用燃料的消耗量、食用油的使用量、烹调菜肴的种类和数量等都在不断增加；特别是在现代室内装饰中，大量使用多种有机合成材料，如粘结剂、涂料、夹板等等，致使室内产生大量空气污染物、特别是挥发性有机化合物（volatile organic compounds, VOCs），致使室内空气质量恶化。据统计，至今已发现室内空气污染物约有 300 多种。这些污染物可通过呼吸道系统、消化道系统、皮肤系统进入人体，并进而对神经系统产生影响，严重的话可致癌。⑤至今，室内空气污染问题已经成为许多国家极为关注的环境问题之一，室内空气质量的研究已经成为建筑环境科学领域内的一个新的重要的组成部分。国际性的专业学术会议如 Indoor Air Quality and Climate 会议自 1978 年在丹麦哥本哈根举行第一次会议以来已举行过 9 次，2005 年在中国举行；IAQVEC 会议自 1992 年以来举办过 4 次，2001 年的会议由中国主办。联合国世界卫生组织对此也极为关注和支持。 关于室内空气品质问题，我国自 20 世纪 90 年代以来相继开展了深入的研究工作。在强调以人为本的今天，只有创造健康舒适的室内人工环境，实现建筑节能与环保的协调统一，才能实现建筑环境技术可持续发展。

2. 研究的基本内容与方案

1. 研究的基本内容：①影响太阳能烟囱的各方面（内部、外部）条件对通风效果的影响。②室内污染物的种类及其各自具有的特征

2. 目标：①通过对不同太阳能烟囱几何模型的研究寻找出满足室内自然通风风量要求的较为适宜的太阳能烟囱模型。②通过对室内污染物种类、分布、释放速率等特征的研究，探寻室内污染物的净化方法或设备，并将其与太阳能烟囱结合。

3. 拟采用技术方案：理论分析总结、计算流体力学（CFD）。①理论分析总结是在查阅文献资料的基础上，整理总结他人研究内容，从自然通风的理论基础上分析其模型的合理性。②计算流体力学（CFD）是一种广泛应用于小区流场,室内空气组织模拟计算的方法,但是它计算量大,对工作条件的要求也较高。

4. 措施：通过之前总结几何模型，综合其所给条件计算验证，并改变其进出口风速、太阳辐射、环境温度等条件再次计算；通过改变现有模型的尺寸、烟囱设置位置等影响因素，计算得出其通风效果，并比较不同模型的室内污染物净化效果；最后通过改变计算网格数目进行多次计算以验证网格的独立性和计算结果的正确性。

[1]Renaud de_Richter, Tingzhen Ming,, Philip Daviesc, Wei Liud, Sylvain Caillol：Removal of non-CO2 greenhouse gases by large-scale atmospheric solar photocatalysis.Progress in Energy and Combustion Science 60 (2017) 68-96