目前我国寒冷地区农村单体建筑冬季采暖主要以火炕采暖、火墙采暖、锅炉采暖、火炉采暖等采暖方式为主,然而传统的采暖方式造成采暖室内热舒适性差、室内空气污染严重等问题。随着农村经济的发展以及人民生活水平的提高,人们开始注重生活质量的改善,清洁无污染太阳能采暖系统逐渐被应用于冬季建筑采暖。因此了解传统采暖方式与新兴的采暖方式在室内热环境、室内空气质量及节能经济性等方面的优劣十分必要,进而为寒冷地区单体建筑冬季采暖方式的选型提供重要的参考依据和理论指导。本文从采暖房间的室内热环境、室内空气质量、采暖系统的经济性及污染物排放等方面,对落地火炕采暖、架空炕采暖、燃煤锅炉散热器采暖以及主动式太阳能低温辐射地板采暖系统进行对比试验研究。在2014年到2015年连续两个采暖季分别对甘肃省民勤县一栋单体建筑采用燃煤锅炉散热器采暖和主动式太阳能低温辐射地板采暖进行了对比试验;在2016年对甘肃省临洮县两间分别采用落地炕和架空炕采暖的、结构和朝向均相同的房间进行了对比试验研究。对于室内热环境的试验研究,本文主要测量了供暖房间的室内外温湿度、太阳辐照强度、室内外空气流速、围护结构内壁面温度以及室内竖直温度分布等参数;对于室内空气质量的试验研究,本文主要测量了供暖房间的SO2浓度、CO浓度、CO2浓度及室内颗粒物浓度等;对系统经济性方面本文主要从系统初投资和运行费用两方面进行了对比分析;对系统节能减排性本文主要从SO2、CO、CO2、NOx及PM10、PM2.5排放量进行了分析。本文的主要研究结果如下:(1)四种采暖系统下的室内热环境研究表明:太阳能低温地板采暖系统的室内热环境明显优于其他三种采暖系统。太阳能采暖系统供暖房间室内温度与燃煤锅炉供暖房间相似,高于架空炕采暖与落地炕采暖房间,但燃煤锅炉采暖房间的室内竖直温度由下到上逐渐升高,温度分层现象明显,太阳能采暖系统供暖时室内竖直温度分布最佳,且太阳能采暖房间的室内空气流速低,室内相对湿度稳定。(2)四种采暖系统下的室内舒适度对比评价表明:太阳能采暖房间室内热舒适性最好,下午16:00供暖开始前室内热舒适度为Ⅱ级,开始供暖之后,从18:00左右至第二天早上室内舒适性为Ⅰ级;传统落地炕采暖系统与架空炕采暖系统供暖房间的室内舒适度最差,室内舒适等级为Ⅲ级;燃煤锅炉采暖系统供暖房间室内舒适度变化较大,只有进煤之后短时间内室内舒适度较好,而在24:00以后,室内热舒适性骤降为Ⅲ级。(3)四种采暖系统下的室内空气质量对比研究表明:太阳能采暖下的室内空气质量最好,室内空气质量级别是Ⅱ级,空气未污染;燃煤锅炉采暖系统供暖房间的室内空气质量级别是Ⅳ级,属中度污染,室内颗粒物含量超标严重;传统落地炕房间和架空炕房间内的室内空气质量级别均为Ⅴ级,重度污染,PM10和PM2.5含量超标严重。(4)四种采暖方式下经济性及污染物排放情况对比分析表明,传统落地炕与架空炕安装费用最低,燃煤锅炉安装费用次之,但运行成本高,而太阳能采暖系统安装费用虽然最高,但相比燃煤锅炉采暖系统,太阳能采暖系统的投资回收期仅为2.9年;传统落地炕采暖系统、架空炕采暖系统以及燃煤锅炉采暖系统由于其燃料为煤炭薪柴等,因此采暖系统运行将排放大量的碳氧化物,而太阳能采暖系统使用清洁能源,运行过程中基本无污染物的排放,相对其他采暖系统,太阳能采暖系统节能减排效果明显。本课题的创新点:本文概述了西北地区单体建筑冬季采暖中四种常见的采暖方式,从室内热环境与室内空气质量两方面入手综合评价了不同采暖方式对单体建筑室内环境的影响,并且对比分析了不同采暖方式的经济性与污染物排放情况。