为论证如何提高太阳能在建筑能源结构中的地位，本文对用于洗浴和采暖的太阳能热水系统、用于并网馈电的光伏系统与建筑的混合集成进行了研究。首先，根据不同的集成程度将已有的具体集成方式归纳为加层、支架、架空、叠合和复合这五类，对具体的集成方式进行了聚类分析，就太阳能系统对建筑在安全、热工性能和景观方面的影响，以及建筑对太阳能系统在能效、可靠性和维护检修方面的影响进行了重点阐述，明确了建筑和太阳能系统在各种集成方式中的相互影响与集成后果，并根据结论给出了适合不同建筑部位的优化集成方案。第二，通过对太阳能系统的用途、集光器的材料特性、安装姿态和建筑环境的分析，完整地提出了太阳能系统与建筑墙面的集成设计方法，拓展了集成部位，并详细分析了不同用途的太阳能系统在建筑部位、姿态、材料选择、系统组成、与建筑及建筑其它设备的连接方式、外部效果等方面的集成设计区别。第三，在太阳能系统用途与集光器选用、太阳能系统与建筑部件的尺寸匹配设计、连接固定方式以及设备间、检修管井和通道设计方面给出了规范化的设计建议，为平屋面、坡屋面、女儿墙、窗间墙、阳台栏板和遮阳挡板的基本集成方案提供了详细的构造设计图，为集成设计明确了由方案阶段到构造图阶段的方法、步骤乃至于各阶段的具体工作如何分工。第四，基于对部分夏热冬冷地区城市不同用途和集光器姿态的太阳能系统的有效能量输出值、单位能量成本现值和天然气、不同用途电力的单位能量成本现值的计算和比较，给出了各用途太阳能系统对天然气和不同用途电力的替代效益计算方法和结果，及各子系统经济规模的确定方法。第五，对居住建筑方案的设计进行了探索。研究表明，通过拓展太阳能系统在建筑中的用途和集成部位，可显著提高太阳能在建筑能源结构中的地位。 本论文创新之处主要有： 1)提出了“集成程度”的概念并根据集成程度对具体集成方式进行了聚类分析，修正了将太阳能系统部件与建筑的“集成”简单等同于“一体化”的片面之见，便于太阳能系统供应商和建筑师面对众多具体集成方式时进行优劣判断、正确选择和优化组合。 2)拓展了集成部位，丰富了集成设计的类型与范式，给出了太阳能系统与建筑关于构造设计兼容的规范化建议、集成设计由方案阶段到构造图阶段的方法步骤和基本集成方案的详细构造图，并明确了不同用途的太阳能系统在不同建筑部位的集成设计区别，使太阳能系统成为建筑的常规设备和新的景观表达手段。 3)对夏热冬冷地区的不同用途和建筑部位的太阳能系统能效进行了比较，给出了各用途太阳能系统对天然气和不同用途电力的替代效益计算方法。 4)提出了根据总替代效益净现值确定各子系统经济规模，使不同用途太阳能系统与建筑进行混合集成的方法，在保证经济可行性的前提下显著扩大太阳能在建筑能源结构中的比例。