1、如何把太阳能与建筑技术美学融为一体？导读：能源危机和环境恶化的不断加剧，让中国和世界各国一样面临着资源与环保的双重压力。太阳能是一种无污染的能源，也是人类可利用的最丰富的能源，如何把太阳能利用纳入建筑与环境的总体设计，使太阳能设施成为建筑物的有机整体，让建筑、技术和美学相互有机结合，取代传统利用太阳能的简单叠加模式，是我们做为建筑师需要研究的问题。一、建筑应用太阳能的三种主要形式先简单介绍太阳能建筑利用常见模式。目前在建筑上应用太阳能主要有光电、光热、光导三种形式。太阳能光电系统：光伏建筑一体化（BIPV）是将太阳能发电（光伏）产品集为建筑构件或者建筑部件系统，如太阳能幕墙、太阳能窗、太阳能屋
2、顶等。光伏建筑一体化是光伏系统依赖或依附于建筑的一种可再生能源利用形式。光伏建筑一体化安装与建筑构造优化设计是以不损害和影响建筑效果，保证结构安全可靠，构件的防雷、防水、抗风、隔热、保温等指标满足建筑营造标准，其功能和寿命均不受影响前提下，把传统的仅耗散能量的建筑构件（屋顶、墙面、阳台板、遮阳系统等）转换为能够吸收太阳能并转化为电能的建筑构件，以节约建筑用能。在实际应用中，光伏组件需要与建筑互适结合，既满足其发电条件：光伏组件本身是由玻璃、太阳电池、高分子胶膜和铝合金框架组成的板式发电器件，有隔热、防水、防潮、强度、刚度等要求，其光电转换效率受地域气象条件、建筑方位、部位、构造连接方式等影响；
3、同时作为一种建筑构件，还必须具备可承受一定荷载、防雷、防水、抗风、隔热、通风功能以及满足建筑对构件结构安全、工业化施工、造价合理等规范要求；这些条件需要有特殊的构造措施来满足，因此需要创新与产品相适应、有别于传统建筑构造的光伏建筑构造技术。所以，在建筑物的外围护结构上布设太阳光伏阵列产生电力即建筑物与光伏发电集成化，形成一种集发电、隔音、隔热、安全和装饰功能为一身的新型功能性建筑，与传统建筑的最大区别它不是选择以减少能量损失为主的传统建筑消极节能模式，而是采取利用光伏技术把通常被当作有害因素被屏蔽掉的太阳光，转化为可被人们利用的电能的积极节能模式，并且它提供的是一种洁净的能源，符合我国节能减排
4、的能源利用标准。光伏建筑实际应用需要研究的技术有很多：1）包括不同建筑形式、不同安装部位和不同安装方式的光伏组件与建筑功能的可靠、合理的协调解决方案、建筑构造设计；2）包括光伏建筑构件和组件的支撑配件或支架的强度计算与材料选择；光伏构件和建筑构件在不同安装形态下荷载参数的选择与计算方法；3）包括光伏构件和建筑构件连接节点、配件的标准化设计；4）同时还涉及光伏电气布线系统的安装构造设计、防雷电及电磁辐射、防渗漏、防水、隔热等构造技术。光伏建筑需要标准化的性能指标：1）光伏建筑构件在各类建筑上的安装方式、节点构造措施应能保障光伏器件的最佳的发电效果；2）光伏集成构件及组件的荷载计算、防雷电及电磁辐
5、射、防渗漏、防水、建筑热工指标、维护检修便利性应达到现行建筑相关规范标准。3）光伏建筑构件、组件的安装构造设计符合现行建筑相关规范标准规定的热工、物理指标和光伏系统并网技术标准。 （摘自：中国绿色建筑研究院）4）光伏建筑构件和组件的支撑配件或支架的强度计算与材料选择；光伏构件和建筑构件连接节点、配件的标准化设计。光伏建筑构件和组件的使用寿命超过 30 年，长期裸露在室外的支撑配件或支架，其材料选择和强度计算非常重要，在日本等国家，都已经制定了“太阳能电池阵列用支撑物设计标准”，我国目前还没有，实际应用极易发生因恶劣气象、环境条件下支撑体受破坏导致光伏系统和建筑受损事故。5）光伏构件及组件在不同
6、安装形态下设计荷载参数的选择和计算方法（摘自：中国绿色建筑研究院）为了保证光伏系统及其安装设施在各种极端条件下的安全和免使建筑遭受损坏，必须对光伏系统及其安装设施在不同安装形态下的设计荷载参数进行研究，以提供建筑工程师进行荷载计算。需要研究的技术单元：1）固定荷载的荷载条件与组合；荷载条件：要分别考虑长期与短期状态，在广东地区要考虑台风、暴雨和地震状态；2）风压荷载的荷载条件与组合；荷载条件：除了通常应考虑的风压、风速、风力系数外，还要研究用途系数、环境系数、高度修正系数的选择等因素；3）材料及其允许应力计算。光伏系统及其安装设施在不同安装形态下的设计荷载，在不同建筑气候区，不同荷载条件下，其
7、组合系数是不同的，需要纳入的系数因素也不同。目前我国还没有制定关于光伏系统及其安装辅件荷载计算的相关规范与规定，需要进行创新研究。6、根据功能必要、技术可行、经济合理的原则，研究光伏构件及组件的防雷电及电磁辐射、防渗漏、防水、隔热等构造设计技术。太阳能光热系统：太阳能光-热转换是太阳能热利用的基本方式，目前已比较成熟，如太阳能热水器、太阳能制冷空调系统、太阳能干燥、太阳房、太阳能灶等。太阳能集中供热系统具有一次性投资，运行费用低的特点，太阳能集中供热系统、燃气热水器、电热水器、燃油锅炉这几种方案比较，太阳能集中供热系统是经济效益最好的，而且安全可靠、美观、无污染。太阳能集热系统从工程上又可分为
8、以下几类：闷晒（微循环）方式、自然循环方式、强迫式循环系统。太阳能光热建筑一体化的设计，常用的有以下几种方式：天窗式、壁挂式。太阳能光导系统：太阳能光导系统属于自然光利用范畴，光导照明系统是通过采光装置聚集室外的自然光线，并将其导入系统内部，然后经过光导装置强化并高效传输后，由漫反射器将自然光均匀导入室内需要光线的任何地方，达到节约能源、经济、光效好、健康、提高工作效率的效果。常用于地下室、车库等人工照明区域。把太阳光引入室内，恰当地和人工照明结合。特别是浅层地下空间以及大量以日间人工照明为主的商业办公等建筑中，设太阳光跟踪器、收集器和导光系统将阳光引入室内，通过散光器可以进行自然光照明。二、
9、太阳能技术在建筑中的应用1、太阳能在采暖系统中的应用被动式采暖：被动式采暖是指利用房屋结构本身完成太阳能的集热、蓄热和放热功能。常用的被动式采暖主要有直接收益式、蓄热墙和附加阳光间 3 种。主动式采暖：太阳能主动式采暖是利用太阳能集热器吸收太阳能作为采暖系统的热源，向采暖系统提供低温热水，通过室内部分的采暖系统完成室内的加温过程，使室内温度达到设计要求。根据 2 种方式采暖自身的特点，室外气温较高的地区可以采取被动方式；对于夏热冬冷的地区应将主动式与被动式结合起来使用。2、太阳能在空调系统中的应用目前，实现太阳能空调一般有 2 条途径：一是先实现光一电转换，再以电力推动常规的压缩式制冷机制冷；
10、二是进行光一热转换，以热能制冷。前者系统简单，但成本太高，其造价为进行光一热转换的 45 倍。因此，国内外的太阳能空调系统至今仍以进行光一热转换为主，而进行光一热转换又多采用吸收式制冷系统。与常规空调相比，太阳能吸收式空调具有三大优点：1、太阳能空调的季节适应性好；2、吸收式制冷机是以无毒、无害的溴化锂为介质，它对保护环境十分有利；3、同一套太阳能吸收式空调系统可以将夏季制冷、冬季采暖和其他季节提供热水结合起来，显著地提高了太阳能系统的利用率和经济性。为了提高太阳能系统的利用率，可将打采暖、空调、热水供应组成统一的系统。在太阳能的具体应用过程中，应特别注意太能阳与建筑的一体化设计，努力减少太阳
11、能系统对环境和建筑本身带来的不良影响，实现人、居、环境和谐发展。3、太阳能光伏发电在照明系统中的应用光电池和建筑围护结构一体化设计能使建筑物从单纯的耗能型转变为供能型，产生的电能可独立存储，也可以并网应用，并网式适合于已有电网供电的用户，当产生的电量大于用户需求时，多余的电量可以输送到电网，反之可以提供给用户。利用太阳能组件将太阳能转变为电能用于照明已经有很成熟的案例。应用比较好的有格雪姆肖在塞维利亚博览会大帐蓬使用光电板来遮阳和发电；英国诺森伯兰大学一座教学楼在修缮时，外墙结合了光电池提供大楼夏天 40%的用电以及冬天所需用电的 10%。光电池板的质量很轻，它们还可以随时间照射的角度转动，英
12、国考特公司开发了电动百叶和光伏电池结合的设备，能够在不同时刻、不同季节随太阳光线变化转动，建造出外部结构可以灵活移动的建筑，同时太阳能光电板优美的外观，具有特殊的装饰效果，更赋予建筑物鲜明的现代科技色彩。三、光电复合建筑材料开发与应用2010 年 8 月 1 日， 民建太阳能光伏系统应用技术规范正式启动使用，意味着光伏建筑一体化作为建筑节能的主要手段已无需质疑。国内市场迟迟不能启动的主要原因是：成本高、价格贵，与网电相比，消费者仍然难以接受。要启动市场，必须大幅度降低太阳能发电的建筑应用成本。1、光伏建筑应用的常规技术路线（1）叠加：将光伏组件叠加在建筑构件之上实现发电功能。（2）制造具有新功
13、能的建筑材料：如发电玻璃幕墙、采光屋顶、PVC 或不锈钢薄膜电池屋面板、墙板等。此类新型建材在具备发电功能的同时会缺失部分传统建材功能，如保温、隔热、隔音，因此使用有局限性，并不能代替传统建材。（3）附加成本：实际建筑应用还需要增加辅助配件，构造安装等配套成本，行业准入附加成本，销售渠道成本和产品销售成本。这些成本的叠加形成消费者购买价格，远比现在业内计算的每瓦 10-30 元的成本高得多，价格和使用局限性注定它的市场有限。新的技术路线：将光电组件复合在传统建筑材料表面，生成光电复合建筑材料。2、光伏建筑应用的新技术路线将光电组件复合在传统建筑材料表面，生成光电复合建筑材料。光电复合建筑材料=
14、光伏组件（面材）+传统建材（基材）（1）新技术路线的特点：通过复合技术将传统建材表面材料替换成光电组件，是在传统建材上附加发电功能，建筑功能要求由基材满足，发电功能由面材完成，由于没有改变原有的建材特性和建筑构件作用，不会产生与建筑功能不相适应的问题。而二者复合产生的对节能市场的推动效应却会为正处于寒冬的组件业和建材业点起一把火。（2）市场优势：光电组件附加在传统建材之上进入建筑材料生产链，数量庞大的传统建材企业就成为光电组件业的客户。据不完全统计，中国具有规模传统建材企业超过数百万家，年生产销售建筑超过数千亿平方米，远远超过目前中国组件业的产能。利用建材业现成的生产能力和销售渠道，组件业实现
15、了捆绑式销售，轻松打开国内销售市场。就可以大规模提高生产能力，利用规模化优势促进组件业技术发展和生产成本的大幅度降低。（3）应用成本优势：由于剔除了组件裸件成本之外的附加成本和配套成本，销售渠道建设成本，光电组件的应用成本大幅度降低。（4）技改成本优势：利用光电组件做表面材料，传统建材企业无需投资新厂增添复杂设备，只要对材料表面结合工艺和设备做少许改进就可以生产具有发电功能的新型建材，即提高产品的附加值，又顺利实现传统建材的升级换代。（5）技术推广优势：应用光电复合建材降低了节能建筑的技术门槛和工作量，大大节省建筑技术界对可再生能源应用集成技术的开发投入。（6）社会接受度优势：最终的收益属于消
16、费者和社会。产业和产品成本的大幅度降低最终使得光电复合建筑材料的性价比和市场占有率大幅提升，推动社会节能减排成效提高。3、复合建材开发与应用研究对建材产业发展的意义。（1）节能建材每年的增速超过 10%，目前竞争主要集中在中低端产品，高端产品基本为国外企业把持，国内建材企业把持，国内建材企业的平均收益率呈逐年下降趋势。如果将光电组件引入建材业，对提高节能建材的附加值，增加企业竞争力，促进建材业升级换代，进而拉动节能建筑、绿色建筑市场具有重大作用。（2）光电复合建材的产业化涉及中国两大行业发展。对于跨行业的产品开发，需要在项目的初始阶段组织跨行业的团队研发关键技术，设计科学的研发流程，选择远见的
17、建材企业参与批量实验，为攻克一批产业核心技术和关键性技术做好准备，从而避免后期投入形成浪费和无效性，减少后期重复研发环节，提高项目成功的机率。四、太阳能建筑应用工程案例选登：1、江阴环境监测中心大楼太阳能光伏发电系统设计江阴市环保局环境监测中心大楼，位于江阴市西南面，座北朝南，建筑最高 8 层，总建筑面积 2.4 万 m2，下面从工程设计方案论证、施工设计和运行维护阶段，对该项目太阳能光伏与建筑一体化系统进行介绍。（一）方案论证：初步选定在南面屋顶设置光伏组件，在南立面玻璃墙设置部分透光型光伏组件，在南面裙房屋顶景观构架上部分设置光伏组件。但在进一步考察、论证、选择光伏组件时，由于非标准透光型
18、光伏组件加工较困难和价格较高等原因，取消了在南立面玻璃幕墙上的透光型光伏组件，最终确定在南面屋顶和景观构架上设置光伏组件。太阳能光伏发电系统安装容量的确定：1、南面屋顶光伏组件安装容量：南屋顶建筑面积约 630m2。经设计计算确定：光伏方阵倾角为 250，方阵间距为 1200mm，共安装 288 块光伏组件，设计安装容量为 23KWp。2、南面景观构架光伏组件安装容量：景观构架按建筑设计师和景观设计师要求，不规则布置部分光伏组件。经设计计算确定：光伏方阵倾角为 200，方阵间距为 1080mm，共安装 144 块光伏组件，设计安装容量为 37.5KWp。该项目光伏发电系统安装总容量 WP 为
19、60.5KWp3、太阳能光伏发电系统的确定太阳能光伏发电系统，根据系统构成和负载种类进行分类，可分为并网型和离网型（独立型） 。离网型多用于小型系统（装机容量20KW）或需要对电能进行存储的系统；并网型多用于中型（20KW100KW）,将发电量即时输入用户或电网。并网型又根据是否允许通过供电变压器向公用电网馈电，分为逆流型和非逆流型。由于本项目太阳能光伏发电安装容量为 60.5KWp，为中型系统，确定采用非逆流型并网系统，即光伏发电系统输出的电能并接于电力电网低压端口（380V 侧） ，实现光伏发电的自发自用运行模式。非逆流型并网系统应具备并网运行模式和无市电运行模式。4、太阳能光伏发电系统发
20、电量计算根据气象资料，江阴地区平均年日照射时数为 2038 小时，0oC 及以上的平均日照时数为 1800-2200 小时，太阳年辐射量为 4000-4800MJ/m2，年日照百分率为 47%-50%。经计算，本项目光伏发电系统日均发电量 Ep 为 160KWh，年最大发电量 En 为 57000KWh。5、节能减排效益分析根据科技部全民节能减排手册中提供的数据，1kWh 的发电量需要消耗0.369kg，1kg 标准煤在发电时产生 2.55kgCO2。由此计算，本项目光伏发电系统年节煤量为 57000kWh*0.369kg/kWh=21033kg，减少 CO2 排放量为 21033kg*2.5
21、5=52583kg。另有资料介绍：10m2 的森林或 25m2 的草坪每天可吸收 1kg 的 CO2。由此可计算得：52583*10/365=140m2 的森林或 52583*25/365=3600m2 的草坪。结论：该项目光伏发电系统年预期可产生绿色电能 5.7 万 kWh，节约标准煤 21t，减少CO2 排放 53t。6、与工程总用电量的比值日用电量比值 Ep/W=160/6000=0.02672%，满足江苏省地方标准 江苏省绿色建筑评价标准中规定的“可再生能源发电量不低于建筑用电量的 2%的要求。装机容量比值 Wp/S=60.5/2500=0.0240.2%，满足江苏省地方标准公共建筑节
22、能设计标准中规定的“可再生能源总功率不低于建筑物总变压器容量的 0.2%的要求。（二）施工设计1、设计依据的确定：以国家和地方现有的标准，规范为主，作为系统电气设计的主要依据，同时也参考部分国外设计标准：GB/12632-T1990单晶硅太阳电池总规范 ；GB/T18210晶体硅光伏（ PV）方阵 I-V 特性现场测量 ；GB/T20046-2006光伏（PV）系统电网接口特性 ；GB/Z19964光伏发电站接入电力系统的技术规定 ；GB/T12325电能质量供电电压允许偏差 ；GB/T14549电能质量公用电网谐波 ；2、系统架构设计该项目光伏发电系统由太阳能光伏电池组件、电池组件汇流装置、
23、直接配电装置、光伏并网功率调节器（即光伏并网逆变器） 、防逆流控制装置、交流配电装置、防雷接地以及数据采集、监控和显示装置组成。（1）太阳能光伏组件：光伏电池组件：根据设计要求：组件光电转换效率不低于 15.0%、组件使用寿命不低于 25 年、组件衰减率 10 年内不高于 10%，25 年内不高于 20%、组件采用优质、牢固的铝合金边框，可以抵御强风、冰冻及变形，同时采用高透光率的低铁玻璃以增强抗冲击力。经过比对，该项目太阳能光伏并网发电系统全部采用单晶硅光伏电池组件。（2）太阳能电池组件汇流装置：该系统拟采用的汇流箱工作模式为 8 进 1 出，即输入相同规格的 8 路电池串列经汇流后输出 1
24、 路直流。（3）直流配电装置设计主要要求：直流配电柜采用室内落地式安装，柜体外壳防护等级不低于 IP20；每台汇流保护装置对应直流配电柜一个直流断路器，各直流断路器输出经铜母线汇总输出；柜内设置母线电压检测仪表；直流配电柜对应并网逆变设备，之间通过电缆连接；直流柜的断路器的额定电流按照方阵额定电流的 1.5-2 倍进行选择额定电压按照方阵的额定电压等级进行选择。（4）光伏并网功率调节器（即光伏并网逆变器）采用太阳电池方阵最大输入电压不超过 500V 的三相（市电网额定电压 AC380V）并网逆变设备，额定太阳电池方阵最大功率跟踪运行电压为 250-400V。逆变器最大效率不低于 94%，平均无
25、故障时间不低于 5 年，并网逆变器质保期不低于2 年。并网逆变器的总电流谐波分量应不大于 5%，各次电流谐波分量应不大于国家标准规定的技术要求。 （5）防逆流控制装置为了确保光伏系统所发的电力是直接提供给客户端负荷用电，而不是馈送至电力电网，防逆流控制设备会随时监测电力电网侧的电压与电流。若发生向电网输入电能的情况，该设备会立即通过通讯控制逆变设备降低输入电流，减小光伏发电系统的发电功率。当出现通讯故障或其他系统故障时，防逆流控制设备会控制电气控制开关断开输出回路，从而彻底停止向电网供电，以保证光伏发电系统自身及电力电网的安全。（6）交流配电装置逆变设备对应交流电柜内设置相应交流断路器，交流断
26、路器输出经导线至光伏/市电互补转换装置，互补转换装置的输出亦经交流断路器保护后接至用户配电箱，提拱负何电源。（7）系统防雷及接地系统光伏并网发电的防雷、接地系统，包括室外的太阳电池组件、汇流保护装置、组件支架、镀锌电缆保护管或桥架等设备，以及室内的镀锌电缆保护管或桥架，电气设备所需的防雷及接地保护措施。（8）数据采集，监控及显示装置该光伏并网发电系统，根据用户需要设置一套计算机数据采集、监控和显示装置。装置安装在大楼弱电机房内，负责采集整个电站的所有运行信息，包括光伏发电系统的运行参数、状态、故障信息等内容。详细（三）运行与维护根据施工设计文件要求，经招投标，最终选定一家专业公司作为总承包商，
27、对该项目的太阳能光伏发电并网系统进行设备采购、安装、调试工作。同时在运行阶段，承包商也要对系统进行长期的跟踪服务，包括系统的维护、调试、元器件的检测等工作。结语：该项目采用的太阳能光伏与建筑一体化并网系统的特点是寿命长、易安装、可靠性高。2、住宅小区太阳能热水系统实例：山东德州市某小区 6 层住宅，建筑面积 7733.16m2，建筑高度 19.2m，总户数80 户，采用墙面壁挂式太阳能集成器 24h 全日供热水系统。德州年水平面太阳辐照量5125.748MJ/m2，水平面年平均日太阳辐照量 14.043MJ/m2，年日照时数 2597.3h，年平均日照时数 7.1h，年平均环境温度 14.29
28、oC。根据计算，太阳能热水系统增投资 6750 元，年节能量 5898.22MJ，寿命期内太阳能热水系统总节能费用 2092.14 元，回收年限 10.33 年，二氧化碳减排量 10.09MJ。该项目经济性、节能性及环保性能明显，项目中使用的太阳能光热设备既实用美观又做到建筑物结合。3、太阳能与建筑一体化技术在住宅中的应用太阳能与建筑一体化技术在住宅中的应用，技术上主要有光热和光电两方面，布局上主要在屋顶、阳台、外墙等有充足阳光的部位设置。光热方面：光热主要体现在住宅的供应生活热水、供热制冷上。太阳能热水系统与住宅的一体化除在设计时要考虑太阳能热水系统的布置外，太阳能热水系自身的体系和形式也将
29、作进一步改进，传统的真空管太阳能热水系统已不能满足日益变化的住宅布局和造型的需要，普通太阳能热水器除了前述美观因素以外，安装困难，容易破坏屋面防水屋，导致屋面渗漏；上下水管道暴露于室外，热损大，管路冷水多，造成水资源浪费，影响使用；防雷、防风措施不到位存在安全隐患；真空管属于易损件，产品维修率高，尖顶楼房维修困难，还很不安全；高寒地区为防止结冰炸管冬季不得不停止使用；从质量和性能方面都不能满足太阳能与建筑一体化的需要，取而代之的是适应性更大的平板式太阳能集热系统，太阳能集热器的安装能比较好地与建筑实现完美结合，以分体式双循环承压动行为主，将储热水箱设在地下室，楼阁或楼梯间、阳台等部位隐藏放置，
30、不占室内空间，避免屋顶、阳台和外墙承重；可以采用单水箱、双水箱，甚至是多水箱，能够取得比较大的保温水箱容积，相应集热器安装面积也较大，从而满足大量的热水需求；热水的用途不仅仅是洗浴，还用来供暖和提供生活用水，其水质保持清洁，达到饮用水标准；平板集热器板芯采用真空溅射选择性涂层，吸收率高，发射率低，耐久可靠，性能指标好；双循环系统以防冻液为工质，保证高寒地区冬季正常使用；辅助能源选用燃气炉、壁炉或者电加热器，一般通过换热器间接加热，确保全天候热水供应。集热器与住宅屋顶、南立面的阳台护栏、飘窗、墙面等相结合，使住宅外观整体统一，层次丰富，效果突出。在住宅屋顶上，坡屋顶可以把集热器像天窗一样镶嵌于坡
31、屋面、平铺于屋脊和建筑融为一体，增加了建筑美观；平屋顶利用太阳能平板集热器替代屋顶覆盖屋或替代屋顶保温屋，即符合住宅造型要求，又避免了重复投资，降低了成本；此外，平板式集热器还可以与阳台、飘窗、外墙结合，实现太阳能的最大化利用，为住宅的立面设计提供了新的方式方法，达到了一物多用的目的。光电方面：光电主要体现在住宅的光电转换照明上。太阳能光伏建筑一体化 BIPV 是应用太阳能发电的一种新概念，简单地讲就是将太阳能光伏发电方阵安装在建筑的维护结构外表面来提供电力。由于光伏方阵与建筑的结合不占用额外的地面空间，是光伏发电系统在城市中广泛应用的最佳安装方式，因而倍受关注。根据光伏方阵和建筑结合形式的不
32、同，BPV 可分为两大类：一类是光伏方阵与建筑的结合。将光伏方阵依附于建筑物上，建筑物作为光伏方阵载体，起支承作用。另一类是光伏方阵与建筑的集成。光伏组件以一种建筑材料的形式出现，光伏方阵成为建筑不可分割的一部分。如光电瓦屋顶、光电幕墙和光电采光顶等。五、太阳能建筑应注意的问题（1）太阳能与住宅通风相结合。利用太阳能装置使住宅维护结构与通风、被动式采暖融为一体，从而达到改善建筑性能和节能的目的。太阳能通风体系的主要应用形式是太阳能集热墙体和太阳能集热屋面，在太阳辐射的作用下利用热压实现自然通风和被动式采暖。（2）太阳能与住宅采暖相结合。太阳能采暖系统可根据传热媒介质分为气媒型和水媒型。以空气为
33、媒介的太阳能采暖系统由空气集热器、蓄热器、风机、辅助热源以及风道等组成，然而由于风机电耗较高、蓄热器体积过大，集热效率低等问题尚未得到有效解决，气媒型太阳能采暖系统并未得以推广使用。相对而言，以水为介质的太阳能采暖系统集热效率高，且可以和太阳能热水系统联合使用，有着广泛的发展前景。（3）太阳能与住宅制冷相结合。利用太阳能制冷的主要途径有两种。第一种是利用太阳能集热器等实现光热交换，以热制冷；第二种是利用光电转换器等实现光电转换，以电制冷。后者由于成本较高，应用较少。目前实践领域中应用较广的是光热制冷方式。（4）太阳能与住宅供水系统相结合。太阳能光热转换技术在我国应用比较广泛的是太阳能热水技术。
34、按照太阳能热水系统供水方式，可分集中型、集中-分散型和分散型三种。其中，集中型和集中-分散型系统运行时，水量、水压、水质等方面具有明显优势，是太阳能热水系统的发展方向。但由于技术要求高、管路系统及控制复杂，进一步推广尚需时日。分散型系统是以小型家用太阳能热水器为主，其工作原理是利用太阳能集热器与闭式蓄热水箱之间形成密闭高压系统，通过温差控制模式实现全自动运行。家用太阳能热水器在水量、水压、水质等方面存在的不稳问题尚未完全得以解决，但因安装和控制方便，在我国得到了较广泛的应用。（5）大规模发展太阳能建筑还存在以下问题：1）需要多层面、全方位地调整现行经济、技术与设计政策，深化、细化太阳能建筑一体
35、化的相关条款。2）需要加强宣传，提高人们对开发利用太阳能和其它可再生能源重要性的认识。由主管部门负责组织实施及提供技术支持，充分利用现有的科研成果，加快太阳能建筑一体化的发展步伐。（3）推动发展多层次功能太阳房，满足不同需要。从兼具采暖、空调、供热水和供电等功能到单一被动太阳房，因地制宜推广太阳能系统与建筑的一体化。太阳能建筑一体化的目标，是为了更好地发挥姥的综合性能，同时降低综合成本。借鉴发达国家的经验，应充分发挥政府与市场各自的功能，结合地区特点和市场需要，实现太阳能产品的标准化和产业化。结语：太阳能在建筑中的应用具有一定的经济性、节能性、环保性。太阳能光伏、光热综合利用与建筑有机结合的不断完善，一定是未来建筑节能的方向。因此，作为建筑师，需要认真研究太阳能与建筑技术、设计美学融为一体的问题。
