通风口尺寸对太阳能烟囱自然通风的影响
通风长度与风筒直径
通风长度与风筒直径通风长度与风筒直径是通风系统设计中的两个重要因素。
通风长度是指空气从送风口到排风口所经过的距离，而风筒直径则是指送风或排风的管道的直径。
在实际的通风系统设计中，通风长度和风筒直径的选择都会影响通风系统的性能和效率。
通风长度的影响因素通风长度的选择是根据实际需要输入的空气量来决定的。
较长的通风长度会导致空气阻力增大，从而影响通风效果。
此外，通风系统的材料和风阻也会影响通风长度的选择。
在选择通风长度时，需要注意以下几点：1. 注意空气阻力随着通风长度的增加，空气的阻力也会增大。
这会导致空气流速的减慢，降低通风效果。
因此，在设备通风长度时，需要注意减小空气阻力，使空气流速达到所需的速度，同时保证通风效果。
2. 选择合适的材料通风系统的材料也会影响通风长度的选择。
例如，使用粗糙的材料，如旧的通风管道，会增加空气阻力并降低通风效果。
因此，在选用通风系统材料时，可以选择光滑表面并且阻力小的材料，以提高通风效率。
3. 风阻要适宜通风系统的风阻也会影响通风长度的选择。
过高的风阻会降低通风效率，因此需要选择适当的风机和风阻以保证通风效果。
风筒直径的影响因素风筒直径是影响通风系统性能和效率的重要因素。
适当的风筒直径可以提高通风效率和经济性，同时保证设备稳定运行。
以下是风筒直径的选择方面需要注意的几点：1. 设备所需的空气量选择合适的风筒直径时，需要根据所需空气量来确定直径。
较大的风筒直径可以提供更大的空气流量，但会增加材料和安装费用。
因此，需要根据实际需要选择风筒直径。
2. 空气速度空气流速也会影响风筒直径的选择。
较高的空气速度可以提高通风效率，但也会增加噪音和风力压力。
因此，在选择风筒直径时需要平衡通风效率和噪音和压力的影响。
3. 管道阻力管道阻力也是影响风筒直径选择的重要因素。
较大的风筒直径可以减小管道阻力并提高通风效率。
因此，在选择风筒直径时需要考虑管道阻力影响。
总体来说，通风长度和风筒直径是通风系统设计中需要仔细考虑的因素。
太阳能烟囱在强化建筑自然通风中的应用
太阳能烟囱在强化建筑自然通风中的应用太阳能烟囱在强化建筑自然通风中的应用摘要：介绍了太阳能烟囱强化自然通风的原理、意义及太阳能烟囱的实例应用。
在总结了国内外学者关于太阳能烟囱强化自然通风的研究成果的基础上，提出三种可用于实际的复合太阳能烟囱系统。
关键词：太阳能烟囱；自然通风；生态建筑；复合系统中图分类号：S891+.5 文献标识码：A 文章编号：0 引言太阳能是世界上最丰富的可再生能源，太阳能的利用技术，也一直备受关注。
如何将太阳能有效地融入建筑设计中以实现太阳能建筑一体化已成为生态建筑研究的热点问题。
太阳能烟囱作为被动式太阳能利用形式之一，最早是由法国太阳能实验室主任Felix Trombe教授在1967年提出的，其研究成果在当时引起了人们的普遍关注。
在近几十年的时间里，国内外对太阳能烟囱进行了大量实验及数值模拟研究，提出了各种各样的太阳能烟囱结构形式，并应用于室内通风及其他领域。
1 太阳能烟囱强化自然通风的原理太阳能烟囱基于热压作用下的通风原理，巧妙地应用太阳辐射热和烟囱的“拔风”作用来强化室内自然通风。
太阳能烟囱通过吸收太阳辐射能加热腔内空气，增大烟囱内外温差从而增强热压，同时利用烟囱效应的抽吸作用强化自然通风，增加室内通风量，改善通风效果。
常见的太阳能烟囱形式有：Trombe墙体式、竖直集热板屋顶式、倾斜集热板屋顶式，另外还有墙壁-屋顶式、辅助风塔通风式结构等。
[1]利用太阳能烟囱技术来强化室内的自然通风具有很显著的意义，主要表现为：1)加强室内自然通风，能够提高室内空气质量，避免由于空气质量的下降而引发空调综合症。
同时，太阳能烟囱强化室内自然通风的动力为太阳能，较之机械通风可节省风机能耗。
2) 太阳能烟囱技术对绿色生态建筑的发展具有积极的推动作用。
作为被动式太阳能利用形式之一，太阳能强化通风技术因其设计简单、造价低及效果明显等优点而颇受建筑设计者的青睐，近年来成为生态建筑能源系统设计中的一个必备的节能与生态元素。
太阳能烟囱 讲解解读
如何提高其通风效率？
太阳能烟囱的结构形式、 空气通道宽度、 进口面积、出口面积、 壁面热流、 太阳辐射强度、 烟囱的高度和深度（玻璃盖板与集热墙的 间距）对建筑物所形成的速度场、温度场
目前有关利用太阳能烟囱强化自然通风的 研究主要集中于烟囱的高度和深度以及进 口面积的优化，通过实验研究和理论模拟 得到最大气体流速条件下对应的结构参数。
2003年，王丽萍利用实验模拟主要分析了Trombe墙体式 太阳能烟囱的特性，得出： 太阳能烟囱的通风量随着太阳辐射强度和烟囱高度的增加 明显增加。 对于Trombe墙体式太阳能烟囱，存在可以得到最大通风 量的空气通道宽度与太阳能烟囱高度最佳比值，这个比值 与进口设计有关，近似的可以认为在大多数情况下，太阳 能烟囱的最佳空气通道宽度等于太阳能烟囱高度的1/10。 并且从数值结果可以看出，获得最大通风量的太阳能烟囱 的最佳空气通道宽度在0.2-0.3m之间。 对于Trombe墙体式太阳能烟囱，高度应大于1m，最佳的 结构尺寸为空气通道宽度与高度比约为1/10；进出口宽度 应大于0.1m，进出口宽度与高度比约为3/20。
对于各种结构的太阳能烟囱缺乏统一完整的理论分析，结果较 为零散，缺乏实际的指导意义，能够用于工程设计的资料不多。 尚未对不同结构形式的太阳能烟囱进行经济性比较，缺乏在不 同的气候条件下可行性分析。 现有的研究都是针对太阳能烟囱在单个房间的通风性能，现实 中建筑一般都为多层，因此有必要对太阳能烟囱强化通风在高 层建筑及住宅楼中的应用进行研究。 现有文献对各种太阳能烟囱的结构参数和环境因素对通风效果 的影响进行了分析，但没有就各种参数的综合影响进行研究。 今后应加强太阳能烟囱影响因素的综合研究。另外还可以将不 同形式的太阳能烟囱结合，以达到更好的通风效果；与空调系 统、风塔等设备相互结合，进一步挖掘太阳房节能潜力
影响烟囱性能的因素
影响烟囱性能的因素
1. 烟囱高度：烟囱高度越高，排放烟气的压力越大，烟气排放的速度也就越快，排放效果也更好。
2. 烟囱直径：烟囱直径过大会导致向上排烟不畅，过小则会影响烟囱的通风效果。
3. 烟囱形状：烟囱的形状和角度也会影响其通风效果。
例如，烟囱变弯曲或者倾斜，会导致烟气排放不畅，甚至倒灌进室内。
4. 烟囱材质：烟囱的材质也会影响其性能。
不同的材质在绝热性、承重能力和抗腐蚀能力等方面都会有所不同。
5. 风向和风速：风向和风速对于烟囱性能也有影响，风速过大或者风向不利于排烟会影响烟囱的工作效果。
6. 烟囱内部积存物：如果烟囱内部积存了灰烬等杂物，会影响到烟气排放的通畅性和效果。
7. 烟气温度：烟气温度越高，烟气排放的速度也就越快，排放效果也更佳。
8. 取风口的位置和数量：如果取风口设计不合理，或数量不足，会导致烟囱的
效果下降。
9. 安装位置和姿态：安装烟囱时，其位置和姿态也会影响其性能，需要注意角度和高度的合理安排。
开窗高度对室内走道自然排烟的影响
《 建筑设计防火规范》 第 ９ ． １ ． ３条规 定 公 共 建 筑 中长 度 大 于 ２ ０ ． ０ ｍ 的 内走 道 以及 其 他 建 筑 中长 度 大 于 ４ ０ ． ０ ｍ 的 疏散走道应设置排 烟设 施 ， 对 于 自然 排 烟 口位 置 没 有 特
１ ． １ 场 景模 型
。
采用 Ｆ ＤＳ ４ ． ０进 行 火 灾 模 拟 。为 了更 好 地 研 究 排 烟 口位 置 对 排 烟 效 果 的 影 响 ， 共设 置 １ １个 火 灾 场 景 ， 表 １
给 出 了 各 场 景 具 体 工 况 。排 烟 口大 小 始 终 保 持 不 变 ， 初
：
纛 筑膊擞 瓣 计＿ ｌ ＿
开 窗 高 度 对 室 内走 道 自然 排 烟 的影 响
陈 寅 ， 王 蔚
（ 福 州 市消 防支 队 ， 福建 福州 ３ ５ ０ ３ ０ ０ ）
摘 要 ： 以一条长度 为 ５ ０ ｍ 的 内走 道 为研 究 对 象 ， 采 用 数
值模拟 的方法 ， 改 变排 烟 窗在 内走 道 中 的 高度 ， 研 究 开 窗 高 度
较 高 时 有 利 于 人 员的 疏 散 。
关键词 ： 内走 道 ； 自然 排 烟 ；数 值 模 拟 中图 分 类 号 ： Ｘ９ １ ３ ． ４。ＴＵ８ ３ ４ ． １ 文 献 标 志码 ： Ｂ
文章编号 ： １ ０ ０ ９ —０ ０ ２ ９ （ ２ ０ １ ３ ） Ｏ ４ 一Ｏ ３ ７ ６ 一Ｏ ３
建 筑设 计 防 火 规 范 》 第８ ． １ ． ３ ． １条 规 定 一 类 高 层 建 筑 和 建筑高度超过 ３ ２ Ｉ Ｔ ｌ 的 二类 高 层建 筑 中 长 度 超 过 ２ ０ ｍ 的 内走 道 应 设 排 烟 设 施 ， 第 ８ ． ２ ． ４条 规 定 排 烟 窗 宜设 置 在 上方 ， 并 应 有 方 便 开 启 的 装 置 。在 实 际 工 程 中 ， 如 何 合 理 设 置 排 烟 口 的位 置 ， 使其更有利于减小火 灾危险性 ， 增 加
太阳能通风技术的实验研究与应用
太阳能通风技术的实验研究与应用摘要：文章介绍了太阳能通风技术的原理、结构形式及其应用。
同时还在重庆大学城环实验楼楼顶进行了太阳能烟囱的通风实验。
实验结果表明，在2009年10月7日，太阳能烟囱获得的单位面积通风量为204m3/h。
说明利用太阳能烟囱进行自然通风，通风效果明显。
关键词：自然通风；太阳能烟囱；通风实验；建筑节能利用自然通风既可以改善室内空气品质，又可以节约设备和运行费用以及维修费用，创造了可持续发展的绿色生态建筑。
通风的动力能源尽量取自太阳能、风能、地热能等可再生能源。
其中利用太阳能强化自然通风技术是应用最广泛的，并已取得了一定的进展。
1、太阳能通风原理太阳能通风是利用烟囱效应来加强空气自然通风的。
热压效应也即为烟囱效应，是由于空气被加热升温后，密度减小而上浮的一种现象。
太阳辐射被太阳能烟囱的集热面吸收，通过对流换热的形式重新释放到夹层的空气中，使得夹层中的空气被加热升温并超过室外空气温度。
由于内外空气的密度差，在太阳能烟囱下部将会形成一个负压，上部将形成正压，空气将从空腔的下部流向上部，并通过排风口排出，而下部的进风口则不断的有空气吸入补充，形成太阳能通风的自然通风现象。
太阳能通风是基于自然通风原理，然而它在减少建筑能耗和保护环境上却是优于传统的自然通风和机械通风的。
太阳能的优势使得太阳能通风作为一项能够利用太阳能来强化自然通风的技术，在许多建筑场合都得到应用。
2、太阳能通风的结构形式太阳能通风主要的结构形式包括太阳能通风墙、太阳能烟囱、中庭通风、太阳能空气集热器等。
其中太阳能通风墙和太阳能烟囱的结构类似，两者的共同特点是由盖板、集热板以及空气流道共同组成的排风系统。
太阳能烟囱一般来说，有太阳能集热墙体和太阳能集热屋面两种结构形式。
目前，在西方国家中，太阳能烟囱已被应用于被动式太阳房，并成为太阳房的主要组成部分。
3、太阳能通风实验文章介绍的太阳能通风实验的实验平台搭建在重庆大学城市建设与环境工程学院实验楼的平屋顶上。
太阳能烟囱通风量计算方法和通风效果强化研究
太阳能烟囱通风量计算方法和通风效果强化研究太阳能烟囱通风量计算方法和通风效果强化研究引言：在建筑设计中，通风是一个重要的要素，它能够有效地保持室内空气的流动和新鲜。
而太阳能烟囱通风系统是一种利用太阳能的通风方式，通过利用太阳能来驱动室内空气流动，以实现通风的目的。
本研究旨在探讨太阳能烟囱通风量计算方法和通风效果的强化。
一、太阳能烟囱通风量计算方法太阳能烟囱通风量的计算是核心问题之一。
其计算方式可以通过以下步骤进行：1. 确定烟囱高度：烟囱高度的决定一方面与建筑的高度有关，另一方面也与环境的气候条件有关。
一般情况下，建筑高度越高，烟囱通风量越大。
2. 确定烟囱截面积：烟囱截面积是影响通风量的重要因素之一。
截面积越大，通风量越大。
通常采用烟囱截面积与建筑总楼层面积之比进行计算。
3. 考虑烟囱效应：烟囱效应是指由于烟囱内部温度的差异而产生的气流驱动力。
在计算烟囱通风量时，需要考虑这一因素，通常通过差压计算烟囱效应。
4. 考虑热量损失：在计算通风量时，还需要考虑烟囱的热量损失。
烟囱的热量损失与烟囱内外温度差、烟囱壁材质等因素有关。
通常采用热量传递公式进行计算。
二、通风效果的强化研究1. 优化烟囱结构：通过优化烟囱的形状、尺寸和材质，可以增强其通风效果。
烟囱底部的进风口设计合理、截面积适当，能够提高烟囱的通风效果。
2. 多烟囱通风系统：采用多烟囱通风系统可以增加通风量，提高室内空气的流动。
多烟囱通风系统需要进行合理的布局，考虑到建筑的形状、环境条件等因素。
3. 太阳能辅助：通过利用太阳能来驱动烟囱通风系统，可以增加通风量，提高通风效果。
太阳能板的设置和面积的确定需要根据太阳辐射量、建筑朝向等因素进行合理配置。
4. 增加通风口：增加建筑内的通风口数量和面积，能够增强烟囱通风效果。
通风口的设置需要考虑到室内空气的需求，并保证宽度适当，以降低通风阻力。
结论：本研究通过探索太阳能烟囱通风量计算方法和通风效果的强化，为建筑设计中的通风问题提供了一些有益的思考。
太阳能烟囱 讲解解读
太阳能烟囱作为一种被动的太阳能利用方 式，由于不需要消耗电能和其他化石能源， 成为太阳能利用领域的热点。其实，太阳 能烟囱的技术很早就被人们利用。太阳能 烟囱作为通风装置至少在16 世纪意大利就 出现了，被成为“Scirocco rooms”
我国传统建筑中的四合院，庭院细高的天 井等都是利用烟囱效应来通风、降温、排 烟的典型，从某种意义上来说，这些建筑 己经包含了太阳能烟囱设计的思想、
现代的太阳热能科技将阳光聚合，并运用 其能量产生热水、蒸气和电力。除了运用 适当的科技来收集太阳能外，建筑物亦可 利用太阳的光和热能，方法是在设计时加 入合适的装备，例如巨型的向南窗户或使 用能吸收及慢慢释放太阳热力的建筑材料。
建筑
利用太阳能供暖和制冷的建筑。在建筑中 应用太阳能供暖、制冷，可节省大量电力、 煤炭等能源，而且不污染环境，在年日照 时间长、空气洁净度高、阳光充足而缺乏 其他能源的地区，采用太阳能供暖、制冷， 尤为有利。目前太阳能建筑还存在投资大， 回收年限长等问题。
我国太阳能资源丰富利用太阳能干燥装臵既可以节约能源又可缩短干燥周期提高农产品质量投资少回收期短经济效益显著由于太阳能烟囱发电的局限性特别是超大型烟囱因高度而产生的安全问题所以用其直接抽取地下水是一个不错的解决方案特别是对于我国西部缺水的地区实际应用的烟囱一般采用钢筋混凝土结构以保证一定的强度和防风抗震性能
利用太阳能发电最早是由德国Schlaich等在 1978年提出了建造太阳能烟囱电厂(SCPP) 的设想。
ห้องสมุดไป่ตู้
•
由太阳能集热棚、太阳能烟囱和涡轮机发 电机组3个基本部分构成。太阳光穿过透明 的集热棚，被棚内地面吸收，棚内被加热 的地面与空气之间的热交换使集热棚内空 气温度升高，受热空气由于密度减小而上 升，进入棚内的烟囱。同时棚外冷空气通 过四周的间隙进入集热棚，从而形成了空 气的循环流动。热空气在烟囱中上升速度 提高，同时上升气流推动涡轮发电机运转 发电
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通风口尺寸对太阳能烟囱自然通风的影响唐明远【摘要】太阳能烟囱可强化自然通风效果,提高室内热舒适性.文章采用计算流体力学方法模拟了太阳能烟囱进风口尺寸对烟囱内部气流分布的影响.通过分析烟囱进风口尺寸对烟囱内部气流组织的影响发现合理的进风口尺寸可以减少烟囱内部回流现象,有助于提升自然通风效率,防止气流在烟囱内部出现短路;而进风口尺寸对温度场和压力场的分布影响较小.这为被动式建筑设计中太阳能烟囱进风口尺寸的优化设计提供了参考依据.【期刊名称】《低温建筑技术》【年(卷),期】2018(040)003【总页数】4页(P165-168)【关键词】太阳能烟囱;自然通风;数值模拟【作者】唐明远【作者单位】中南大学能源科学与工程学院,长沙410083【正文语种】中文【中图分类】TU830 引言建筑能耗在传统能源消耗中占据较大比重，而建筑中的各类设备如供暖、空调、照明、家用电器等又消耗大量能源。
其中建筑通风能耗部分通常为人们所忽略，通风能耗占建筑能耗的20%左右[1]。
其中建筑通风方式主要分为机械通风和自然通风两大类。
一般的机械通风不仅消耗大量的能源而且效果不佳，在节能减排和零能耗建筑设计趋势的推动下，自然通风作为一种健康绿色环保的技术措施现正被广泛使用中。
其中以太阳能作为驱动力的自然通风节能技术被广泛应用于各类建筑中。
目前应用普遍的太阳能烟囱通风方式有三种：Trombe墙式太阳能烟囱，竖直式太阳能烟囱，倾斜式太阳能烟囱[2]。
国内外的不少学者从上个世纪末就开始对太阳能烟囱有比较深入的研究。
王汉青等运用CFD方法模拟了既能用于强化自然通风又可用于冬季供暖的Trombe墙太阳能烟囱，分析发现这种被动式建筑节能技术对于冬季供暖具有显著的效果[3]。
Li Yuguo理论分析了单个房间中浮力作用的影响[4]。
KTAndersen从基本的流动控制方程出发分析单层房间由于内外温度不同而造成的浮力作用从而引起强化通风的效果[5]。
Ziskind G等通过实验和数值模拟的方法研究了房间顶部受热强化通风效果的情况[6]。
目前绝大多数文献主要研究太阳能烟囱的结构形式，忽略了进风口尺寸对于烟囱内的气流也有一定的影响。
本文建立太阳能烟囱三维物理模型，采用CFD方法，选用Realizable k-湍流模型、DO辐射模型对太阳能烟囱内部的温度场、速度场和压力场进行非稳态模拟，得出进风口尺寸对烟囱内部气流分布的影响规律，为太阳能烟囱的合理设计提供指导建议[7]。
1 模型的建立1.1 物理模型及工况本文中所模拟的太阳能烟囱长、宽、高分别为：L=1.3m，W=0.8m，H=15.6m，两层进风口高度分别设置为 200、500、800、1100mm。
在太阳辐射强度相同的情况下，模拟了4种不同进风口尺寸烟囱的内部气流分布规律。
为研究方便，将模型简化处理，简化模型如图1所示。
且模型作如下假设：（1）外界环境稳定。
（2）热通道内的空气为不可压缩牛顿流体，且满足Boussinesq假设。
（3）不考虑玻璃蓄热。
（4）除了进风口和出风口以外，烟囱内的封闭性能良好。
（5）常温下幕墙材料特性与温度无关。
（6）太阳能烟囱位于建筑正南侧，且周围无遮挡。
1.2 边界条件的确定本文模拟计算的区域的图1所示，烟囱进风口设置在集热墙上；对所有玻璃壁面上的速度取无滑移边界条件u=v=0；进风口处温度根据供暖季室内条件取=22℃；玻璃幕墙的透射率为0.86，吸收率为0.05，集热墙吸收率为0.93；室外太阳辐射强度取500W/m2，玻璃盖板表面对应的热流密度为30W/m2，集热墙表面对应的热流密度则为403W/m2；进风口和出风口分别设为压力入口和压力出口；对于烟囱内壁面，则选取可以解决层流边界层问题的增强壁面函数；烟囱通道左右侧墙及下地板绝热，风口边缘壁面绝热[8]。
2 模拟结果2.1 速度场的分布太阳辐射透过烟囱外侧的玻璃进入烟囱内部，在集热墙的作用下，烟囱内部通道内的空气快速升温，产生的浮升力使得空气竖直向上流动，热通道下端和进风口处出现负压区，进风口处的气体在热通道内外压差作用下进入到烟囱内部，在碰到烟囱壁面的玻璃后速度方向改变而竖直向上流动。
从图3速度分布云图和图4速度矢量图中可以看出这4种不同尺寸的通风口中烟囱通道内的最大速度没有超过3.5m/s；在第二层入口上端的1～2m处出现速度的最大值，随着气流继续上升，随着烟囱高度增加，速度会慢慢减小。
这主要是因为随着高度的增加，气流沿烟囱壁面的阻力增大速度减慢；若高度设置不合理会导致部分气流倒流入室内，故烟囱高度并不是越高越好，这也是大部分被动式建筑中太阳能烟囱只有在一、二层设置风口的原因。
从图3速度分布云图中可以看出进风口宽度为200mm时，风口速度较大，随着进风口尺寸的增大，风口速度慢慢减小，接近于2m/s；当增加到800mm时，风口处的速度已经开始出现0.2m/s的区域；当增加到1100mm时，风口有超过50%区域的速度减小至0.2m/s，显然此时的通风效果已经开始降低，不利于室内污染物的排出。
从图4速度矢量图中可以清楚地看到进风口尺寸为200mm时，在一、二层风口中间段出现较大的回流区，烟囱通道横截面上有超过50%的区域出现气流短路，一层通风口的空气流通不畅；随着通风口尺寸的增大，回流区慢慢减小，500mm时回流区已经得到明显改善。
虽然四种情况下烟囱底部都有不同程度的回流，但不影响烟囱排出室内污染物的能力。
当进风口尺寸为500mm时，风口速度分布较为合理，未出现较大回流区，此时自然通风效果最佳，有利于及时排出室内污浊空气。
图1 物理模型简图图2 500mm速度云图图3 太阳能烟囱通道内的气流速度分布图4 太阳能烟囱通道内的气流速度矢量图2.2 温度场的分布从图5中看出烟囱左侧集热墙的温升要比烟囱内的气流快，这也验证了国内有学者提出集热墙也是影响太阳能烟囱通风性能的一个重要因素，指出墙体的最佳厚度决定了墙体的蓄热能力[9]。
在其他条件不变的情况下，增加集热墙的厚度相当于增加热阻，减少热损失，从而增加了通道中空气的浮升力和通风量。
图5 太阳能烟囱壁面温度分布图6 太阳能烟囱气流温度分布从图5烟囱壁面温度分布以及图6烟囱气流温度分布情况来看，4种通风口尺寸的太阳能烟囱内部温度分布均较接近。
通风口尺寸为500mm和800mm时，烟囱底部温度较其余的温度高出6℃，从烟囱3.5m处开始气流温度接近一致。
烟囱壁面附近温度均高于空气温度，且烟囱内空气温度波动较小，说明烟囱进风口尺寸对通道内气流温度分布影响较小。
2.3 压力场的分布对太阳能烟囱处于最佳工作状况下的压力场进行模拟分析，研究了两层太阳能烟囱内压力场的分布。
图7为烟囱内空气总压力分布云图。
从模拟结果中可以发现在太阳能烟囱通道内的空气基本为负压状态，直到上面部分基本变为正压。
进风口处的负压区使得室内空气源源不断进入烟囱，到第二层时风口附近存在较大的负压区；但是随着风口尺寸的加大，负压区减小，烟囱内的压力分布趋于均匀，气流速度减慢，进入烟囱的空气量减少，太阳能烟囱自然通风效果降低。
图7 太阳能烟囱通道内压力分布3 结语太阳能烟囱是一种强化自然通风的有效手段，其通风性能受烟囱结构形式、气象条件、进风口尺寸以及墙体性能等因素的影响，对烟囱结构的优化设计有利于提高烟囱的自然通风效果。
而进风口作为烟囱与房间之间连接的纽带，是直接影响房间内部气流组织的重要因素，风口尺寸的选择会直接影响房间内部气流组织的好坏。
本文通过对太阳能烟囱建立三维物理模型，采用计算流体力学数值模拟方法，对4种不同进风口尺寸的传热性能包括速度场、温度场、压力场进行研究分析，计算结果表明：（1）不同尺寸的进风口对烟囱内部气流组织均存在不同程度的影响。
进风口高度的增加使得空气在进风口处的阻力变小，空气的进入量增加，强化了烟囱的自然通风能力，从模拟结果看该高度为15.6m的太阳能烟囱当进风口为500mm时表现出最佳的通风性能。
（2）不合理的风口尺寸会引起烟囱内部出现回流现象，风口过大或过小对于房间的自然通风效果均不利，尺寸过小会导致进风口处速度偏大，如进风口为200mm时，风口处的峰值速度可以达到2.8m/s，显然对于室内环境是不利的；当尺寸增大到一定值后，烟囱的得热量不足以为更多的空气提供动力，风口处的速度衰减至0.2m/s，不足以排除室内污染物。
（3）进风口尺寸的变化并未明显改变烟囱内部的温度分布情况；而风口的适当增加可使得烟囱内部的压力分布更加均匀。
另外风口高度的设置对于房间内的自然通风效果也具有重要的影响，因此在被动式建筑设计中应用太阳能烟囱时，应结合建筑的实际情况，先进行数值模拟分析，再选择合适的进风口尺寸。
参考文献[1]端木祥玲.利用太阳能烟囱强化建筑物自然通风的基础研究[D].北京：北京工业大学，2009.[2]雷先鹏，李葵，邓启红.太阳能烟囱强化自然通风的研究进展[J].建筑热能通风空调，2009，28（6）：34-37.[3]王汉青，郭娟，周慧文.运用Trombe墙改善室内热环境的数值模拟分析[J].建筑热能通风空调，2013，（6）：74-77+90.[4]Li Y.Buoyancy-driven natural ventilation in a thermally stratified one-zone building[J].Building&Environment，2000，35（3）：207-214.[5]Karl TA.Theory for natural ventilation by thermal buoyancy in one zone with uniform temperature [J].Building and Environment，2003（38）：1281-1289.[6]Ziskind G，DubovskyV，Letan R.Ventilation bynatural convection of a one-storey building[J].Energy and Buildings，2002，34（ 1）：93-104.[7]温正.fluent流体计算应用教程[M].第2版.北京：清华大学出版社，2013.[8]柳仲宝.太阳能烟囱强化自然通风的数学模型及数值模拟[D].上海：东华大学，2012.[9]苏亚欣，柳仲宝.太阳能烟囱强化自然通风的研究现状[J].科技导报，2011，29（27）：67-72.。