在采用置换式自然通风的大型工业厂房内,大量的散热设备产生多股热羽流,羽流之间的相互作用会对房间的热分层高度产生重要影响,另外,围护结构传热和太阳辐射作用对室内温度场和通风排热效果也有影响。本文针对建筑内部热源及羽流,建筑墙体传热和太阳辐射作用对通风效果的影响进行实验研究。通过缩尺模型实验研究了由热压驱动的单空间自然通风,分析了自然通风模型实验相似律,实验采用了盐水模拟和空气热浮力模拟技术。盐水模型实验模拟墙体绝热条件下的自然通风,该实验以盐水和清水之间的密度差模拟空气的温度差,用盐水在清水中的运动模拟实际建筑中热羽流的运动。实验过程中可以清晰地观察到羽流的发展过程,运动规律和相互作用,研究风口,热源及羽流等因素对通风效果的影响,准确地预测热分层高度、温度分布和通风量的变化规律。空气模型实验研究非绝热围护结构内的自然通风,模型建筑的一面侧墙和顶棚被均匀加热,相当于均匀分布的太阳辐射得热。房间通风量通过示踪气体法测量;研究了置换式自然通风房间内的温度分布和通风量,以及太阳辐射强度,风口面积和热源强度对通风效果的影响。虽然实验采用了较精密的仪器和稳定的实验环境,但是无法消除室外环境温度波动引起的误差,本文引入辨识算法以最大限度地减小实验误差。实验结果表明在室内热源发热量一定的前提下,在墙体绝热的空间内采用置换式自然通风,室内形成稳定而清晰的分界面,稳定的热分层高度与热源强度无关,仅与开口有效面积,建筑高度和羽流的卷吸能力有关。大型工业厂房内热源分布不均,经常产生距离很近的两股或多股羽流。相对单股羽流而言,距离较近的羽流之间的相互影响会增大羽流的浮升力,提高热分层高度。与墙体绝热情况相比,墙体传热作用会削弱室内的分层效果;风口有效面积对通风量和室内温度分布的影响很大,进风口和排风口的最佳面积比为1:1;南墙和屋顶吸收的太阳辐射热容易在房间顶部形成热空气滞留区,严重阻碍了通风排热,应采取措施改善屋顶的隔热性能,必要时应在屋顶合理设置排风口,则可以增大热气流的浮升力,改善通风排热效果。