目前,在我国西部太阳能富集区,建筑的采暖能耗在总能耗中所占的比重较大,因此解决采暖能耗问题是重中之重。本地区太阳能资源极为丰富,通过增加对太阳能热利用和减少围护结构热损失,可以有效降低采暖能耗,因而建筑表皮设计是影响建筑能耗的关键环节。随着表皮从单一结构演变为复合结构,空腔构造作为组织表皮的一种策略,在集热蓄热性能及保温性能上极具潜力。本文以我国西部太阳能富集区采暖建筑为研究对象,分析了在建筑表皮由传统的承重围护一体化到脱离承重体系的过程中,表皮构造与材料呈复合化演变的趋势,使得表皮构造产生大量空腔,基于现有空腔对太阳能利用不足的情况下,首先对太阳能热利用在空腔构造中的传热过程及其基本原理进行了分析,分析空腔的作用体现在热量的缓冲和缓释中,归纳太阳能热利用原理的在空腔构造中的应用经验,包括集热蓄热墙、太阳墙和阳光间,分析其热过程的原理,对其优势加以利用,总结出构造的优化要点,包括集热面的设置、蓄热体的设置、热对流的应用和保温措施;然后根据功能与尺度的优化以及构造与形态的优化要求,结合现有的实例中的空腔构造进行分析,总结出了四种空腔设计策略,包括空腔单元格化,空腔剖面优化、附加阳光间和复合蓄热体;最后,根据从现状到原理再到策略的设计流程,通过三个典型的工程实例中建筑表皮空腔的构造设计,将其形态和热工性能加以整合,分析其热过程,实现了西部太阳能富集区建筑表皮空腔构造的节能优化设计。