随着我国工业化、城镇化进程加快和人民生活水平的提高,人们对于能源的刚性需求正在快速地增长,而能源消费急剧增长的同时,带来了二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、烟气粉尘等污染物大量的排放,导致环境和生态问题日益严重,已经影响到经济和社会的可持续发展。在常规能源日益枯竭的形势下,可再生能源的利用将不可避免替代部分的常规能源。在此背景之下,大规模推广多种可再生能源的被动式节能建筑显得尤为重要。目前国内外专家学者分别对太阳能烟囱和地道风系统都进行了大量的研究,但涉及两者高效联合使用的研究还不是很多。为了填补这方面研究的不足,本文提出一种同时利用太阳能和地热能的太阳能烟囱—地埋管耦合系统,利用地层的蓄热能力对空气进行预热/预冷,同时利用太阳能烟囱产生的热压为地埋管新风系统提供动力,在保证室内热环境质量的前提下可大幅降低被动建筑新风系统能耗,缓解日益严峻的能源与环境问题。由于该耦合系统是一个地埋管换热和集热器换热影响通风量、通风量反过来影响地埋管换热和集热器换热的复杂传热通风系统,因此需要并对其开展了包括理论分析、实验验证和影响因素数值模拟分析等方面的研究,主要工作内容如下:首先,从实验研究和理论分析等角度归纳总结既有太阳能烟囱和地道风系统研究成果,基于热平衡法和傅里叶导热微分方程,建立了太阳能烟囱—地埋管耦合系统热压通风稳态数学理论模型。然后,利用TRNSYS和MATLAB两种软件交互作用的特点,进一步搭建了应用于建筑室内的太阳能烟囱—地埋管耦合系统仿真模拟平台,并通过既有的实验数据分别对仿真平台中太阳能烟囱模型和地埋管—空气换热模型的准确性和可靠性进行了验证。之后,利用验证后的耦合系统仿真平台量化分析埋管管长、埋管管径、集热器长度和烟囱高度等关键参数对该系统热压、通风量以及空气温降等参数的影响。最后,通过耦合系统通风量和地埋管出口空气温度的变化规律,找出耦合系统的优化尺寸模型,并基于优化的尺寸结构,进一步模拟分析得到自然通风条件下该耦合系统满足室内热环境温度要求的太阳辐射强度下限值和室外空气温度上限值。总而言之,本文提出的耦合系统数学模型和模拟得出的优化尺寸模型,为被动式建筑的通风设计提供理论依据和技术支撑,对促进可再生能源开发利用和节能建筑的发展具有重要意义。