多层建筑太阳能烟囱的全年通风潜力评价

张明杰，郜 志

(南京大学 建筑与城市规划学院，江苏 南京 210093)

建筑自然通风有助于提高室内空气品质和降低建筑空调负荷.然而，自然通风受室外气象条件影响具有不稳定性的特征[1].作为一种有组织自然通风的装置，太阳能烟囱可以将辐射得热转化为热压动力从而强化建筑自然通风，在研究和应用中受到越来越多的关注.

国内外已有研究探讨了多种太阳能烟囱在不同工况下的通风效果[2-3].缩尺和全尺寸实验研究奠定了太阳能烟囱通风效果研究的基础.但由于成本较高，较难开展系统性的研究.随着相关研究的不断深入，太阳能烟囱通风流量计算理论模型被提出并得到不断完善.上世纪九十年代，Bansal等[4]、Andersen[5]提出可用于简化计算的太阳能烟囱流量公式；公式包含烟囱出入口温度和流量系数等自变量.流量系数可取经验值，范围在0.6±0.1，其值与孔口形状、阻力等因素相关[2].2003年，Ong[6]提出了一个简单的Trombe式太阳能烟囱稳态传热数学模型，通过矩阵反演方法求解包含烟囱玻璃罩表面、吸热墙壁面和腔体内空气等边界温度的热网络方程组，进一步完善了烟囱理论模型.之后，一些学者[7-8]建立了太阳能烟囱动态能量模型，考虑烟囱运行过程的非稳态和热惯性特征，可以用于计算烟囱流量和空腔内部温度随时间的变化.除了实验和理论研究，计算流体力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)和建筑能源模型(Building Energy Model, BEM)等数值计算方法也逐渐应用在太阳能烟囱研究领域.这尤其促进了……