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【摘 要】 随着社会的发展，人们越来越重视节约能源，在建筑工程中使用太阳能技术能够降低建筑能耗，减轻化石能源对环境的污染。本文分析了太阳能与建筑一体化的应用。
【关键词】 太阳能；建筑一体化；应用
引言：
随着城镇化进程的逐步推进，我国建筑行业得到快速发展，建筑能耗也随之迅速上升。为适应太阳能与建筑一体化应用的要求，太阳能必须从产品结构和性能上脱骨换代，太阳能与建筑结合的技术细节需要深入研究，使太阳能与建筑结合灵活、巧妙、美观。
1、太阳能热水器与住宅建筑一体化设计应用原则
太阳能资源是可再生资源中最易获得并能有效利用的资源之一，其储量巨大、清洁廉价、适用性广。太阳能建筑一体化的关键在于要在住宅建筑设计布局之初就开始进行，同步设计，同步施工，使太阳能热水系统与建筑基本构造形成整体，真正达到一体化。太阳能热水器与住宅建筑一体化设计应用主要有以下四个原则：
（1）外观上的一体化。太阳能热水系统与建筑的完美结合必须要根据建筑的外形点对太阳能集热器合理的选择和摆放，从而使太阳能集热器属于建筑中的一部分，使得颜色、造型协调和统一。
（2）管路布局的一体化。要对太阳能热水系统的循环管路以及冷热水供应管路进行合理的布置，从而使得热水管路的长度大大减小，进行建筑设计施工的时候，要记得事先设计留出所有管路布局和通路。
（3）建筑结构上的一体化。建筑结构的设计和施工主要是解决好太阳能集热器的摆放和安装问题，使得建筑物的承重、防水等功能不会受到影响，同时还要考虑太阳能集热器承重、抗风雪冰雹等能力。
（4）太阳能系统管理的方便性。运行和管理太阳能热水系统，要达到可靠、稳定、安全，方便进行安装、检修和维护，同时要解决好太阳能与辅助能源的匹配问题，能够进一步的实现太阳能系统的智能化自动控制。
2、太阳能建筑一体化
就目前的情况来看，太阳能与建筑一体化主要分为两种形式，包括光热建筑一体化和光伏建筑一体化。光热建筑一体化主要是在建筑上安装太阳能热水器、采暖器等，将太阳能转化为热能再加以利用。光伏建筑一体化是将太阳能光伏产品集成到建筑上，充分利用建筑外表面，安装多种光伏发电产品，所产生的电能或供自身使用或并网输送。
2.1光热建筑一体化
我国实行低碳生活，坚持可持续发展，为了响应政策，利用绿色能源是非常重要的，因此太阳能因为节能和环保以及可再生等特点越来越受到人们的重视。在我国很早就开始探索太阳能在建筑上的应用方式与方法，也相继颁布了《家用太阳能热水系统》和《太阳能集热器》两项国家标准，后来相继出台《家用太阳能热水系统能效限定值及能效级》，其目的是为了能够进一步地使太阳能热水器得到推广和运用，在很多的省区明确规定12层以下并满足安装条件的民用建筑强制安装太阳能热水系统。
2.2太阳能光伏建筑一体化
太阳能光伏建筑应用技术，是指利用伏打效应，将太阳能辐射转化为电能，作为建筑电源系统或多能互补的建筑能源系统，从而减少对化石能源的依赖。光伏与建筑的结合形式可以分为建材型和非建材型两种，建材型的光伏构件本身具备建筑功能，将其置于屋顶或墙面，无需额外用地或增建其他设施就可以为建筑提供电能，如光伏瓦；非建材型是指将光伏组件与建筑外表或者周边环境结合的形式，如在屋顶和南立面安装光伏组件。
将光伏组件与建筑物外围结构表面相结合，为建筑提供电能，实现太阳能光伏建筑一体化（BIPV），建筑与光伏发电的集成化，将是未来建筑的一个重要发展方向。该项技术可以原地发电、原地用电，能够节约电网投资；夏天时，空调、冰箱等设备的大量使用，会形成用电高峰，给供电电网带来很大的压力，BIPV除满足自身需求外，还可以并网供电，舒缓电网供电压力；并且光伏组件安装在屋顶或围墙上，将吸收的太阳能转化为电能，能够减少屋顶和墙体的吸热量，从而降低室温，也能节约能源；建材型光伏组件，能够做出各种色彩和形状，代替玻璃幕墙，可以减少传统建材的使用，且降低建筑物的整体造价，还可以使建筑外观更美观。
3、太阳能与建筑一体化应用的理念
（1）单体设计
为了使太阳能热水系统与建筑立面建构成有机整体，在确定了太阳能热水系统与住宅一体化主要以建筑立面为载体后，要选择太阳能供水系统类型和太阳能与建筑立面组合类型。
太阳能供水类型包括：（1）安装一个集中储水式太阳能热水系统，热水通过管道被输送到每户人家，这种方式通常在酒店式公寓中比较常用。这种方式不同楼层供水管道长度不相同，热水资源分配差异较大，且楼层越多差异越大。如：山西省xx市颐龙湾商住小区的住宅楼就是采用这种形式。（2）采用“分户集热-分户储水-分户使用”的太阳能热水系统，这种方式通常用在普通住宅中。
太阳能热水系统与建筑立面的组合类型包括：（1）与建筑外墙一体化组合，将太阳能集热器置于南向的外墙之上，如窗间墙、窗台墙等。（2）与建筑阳台一体化组合，将太阳能集热器置于阳台栏板之外，储水箱置于阳台吊顶之下。（3）与建筑空调外机一体化组合，将太阳能集热器结合空调室外机的百叶统一设计，将储水箱置于空调外机之上。
（2）太阳能生活热水系统安装方案
为了保证外墙立面的统一和美观效果，同时提高集热器的使用效率，统一将壁挂式集热器在阳台栏板的预留位置处与背板立面成6-7度的倾斜夹角壁挂安装，以便能更多角度、更大限度地接受太阳能辐射；水箱安装在阳台内靠近集热器循环管一侧的墙面上；水箱和集热器之间通过循环进出水管道连接，连接室内的冷热水管采用埋地敷设形式，循环管及热水管均做保温处理，以防止冬季冻胀，减少热量损失。
（3）太阳能热水系统水箱的放置
为实现太阳能与建筑一体化，太阳能热水系统水箱放置除考虑房屋面的承重问题外，还兼顾考虑与建筑结合问题。在住宅工程中，热水箱的放置采用了三种方式。第一种方式，放置在建筑屋顶露天平台的楼梯间上，为避免建筑外观的破坏，加砌与建筑外观一致的护拦；使得在地面尽可能看不见热水箱；第二种方式，没有屋顶露天平台的其他单元，在楼梯间顶部专门设计一个放置热水箱阁楼；阁楼设计成斜屋顶，与建筑外观协调和谐，给整栋建筑增添一分色彩，同时在建筑外面看不到热水箱；第三种方式，别墅的热水箱放置在地下车库，具有很好的隐蔽性。
（4）集热器的安装
集热器循环水管预留穿墙洞的直径为80毫米以上，位置与水箱悬挂的位置一致：即水箱在阳台左侧时预留洞即在背板左侧，水箱阳台在右侧时预留洞即在背板右侧。先用膨胀螺栓将集热器支架固定在背板上，安装时再将集热器直接固定在支架上。水箱和集热器固定后，把循环进出水管和水箱的循环进出水口连接。同时用厚度30mm的橡塑保温管保温，外部用纯铝铝箔胶带包扎。
（5）冷热水管道的铺设和连接
冷热水管道采用国标优质De16的PP-R管，采用埋地敷设形式，将冷热水管道在结构地面上敷设在地暖绝热层之间，热水管还须进行保温处理，敷设完毕后在隐蔽前做气压试验，并在地暖保护层的施工中保持试验压力。冷热水管均从离阳台最近的厨房或卫间连接到阳台水箱处。
4、太阳能与建筑一体化的应用前景
太阳能与建筑一体化技术体系的推广运用，属于太阳能利用技术的重大革新，从技术和实践来看，是完全可行的。它代替了传统的屋面太阳能技术，并能够与建筑完美结合，同时可以达到可观的节能减排效果。在国家大力推广绿色建筑、大力提倡和扶持太阳能产业的良好形势下，要继续坚持不懈地持续营造绿色建筑工程，并高效利用产业和研发基地，在设计过程中要充分考虑各种因素，做到与建筑物的完美结合。根据建筑物的实际情况确定建筑物的有效的极热面积、进而确定合理的安装方案和热水使用方案在太阳能与建筑一体化的应用，力争在全国做到规模化运营，从而起到推动其产业化发展的社会效益，降低社会的总能耗，为实施大气污染治理、实现绿色经济、低碳环保生活发挥更大的引领作用。
参考文献：
[1]庄剑英.建筑节能与节能建筑材料.建筑节能.2005，（7）：47-49.
[2]赵夏.住宅建筑被动式节能设计研究[D].太原：太原理工大学，2013.
[3]肖潇，李德英.太阳能光伏建筑一体化应用现状及发展趋势[J].节能，2010，（2）：12-18.
【关键词】 太阳能；建筑一体化；应用
引言：
随着城镇化进程的逐步推进，我国建筑行业得到快速发展，建筑能耗也随之迅速上升。为适应太阳能与建筑一体化应用的要求，太阳能必须从产品结构和性能上脱骨换代，太阳能与建筑结合的技术细节需要深入研究，使太阳能与建筑结合灵活、巧妙、美观。
1、太阳能热水器与住宅建筑一体化设计应用原则
太阳能资源是可再生资源中最易获得并能有效利用的资源之一，其储量巨大、清洁廉价、适用性广。太阳能建筑一体化的关键在于要在住宅建筑设计布局之初就开始进行，同步设计，同步施工，使太阳能热水系统与建筑基本构造形成整体，真正达到一体化。太阳能热水器与住宅建筑一体化设计应用主要有以下四个原则：
（1）外观上的一体化。太阳能热水系统与建筑的完美结合必须要根据建筑的外形点对太阳能集热器合理的选择和摆放，从而使太阳能集热器属于建筑中的一部分，使得颜色、造型协调和统一。
（2）管路布局的一体化。要对太阳能热水系统的循环管路以及冷热水供应管路进行合理的布置，从而使得热水管路的长度大大减小，进行建筑设计施工的时候，要记得事先设计留出所有管路布局和通路。
（3）建筑结构上的一体化。建筑结构的设计和施工主要是解决好太阳能集热器的摆放和安装问题，使得建筑物的承重、防水等功能不会受到影响，同时还要考虑太阳能集热器承重、抗风雪冰雹等能力。
（4）太阳能系统管理的方便性。运行和管理太阳能热水系统，要达到可靠、稳定、安全，方便进行安装、检修和维护，同时要解决好太阳能与辅助能源的匹配问题，能够进一步的实现太阳能系统的智能化自动控制。
2、太阳能建筑一体化
就目前的情况来看，太阳能与建筑一体化主要分为两种形式，包括光热建筑一体化和光伏建筑一体化。光热建筑一体化主要是在建筑上安装太阳能热水器、采暖器等，将太阳能转化为热能再加以利用。光伏建筑一体化是将太阳能光伏产品集成到建筑上，充分利用建筑外表面，安装多种光伏发电产品，所产生的电能或供自身使用或并网输送。
2.1光热建筑一体化
我国实行低碳生活，坚持可持续发展，为了响应政策，利用绿色能源是非常重要的，因此太阳能因为节能和环保以及可再生等特点越来越受到人们的重视。在我国很早就开始探索太阳能在建筑上的应用方式与方法，也相继颁布了《家用太阳能热水系统》和《太阳能集热器》两项国家标准，后来相继出台《家用太阳能热水系统能效限定值及能效级》，其目的是为了能够进一步地使太阳能热水器得到推广和运用，在很多的省区明确规定12层以下并满足安装条件的民用建筑强制安装太阳能热水系统。
2.2太阳能光伏建筑一体化
太阳能光伏建筑应用技术，是指利用伏打效应，将太阳能辐射转化为电能，作为建筑电源系统或多能互补的建筑能源系统，从而减少对化石能源的依赖。光伏与建筑的结合形式可以分为建材型和非建材型两种，建材型的光伏构件本身具备建筑功能，将其置于屋顶或墙面，无需额外用地或增建其他设施就可以为建筑提供电能，如光伏瓦；非建材型是指将光伏组件与建筑外表或者周边环境结合的形式，如在屋顶和南立面安装光伏组件。
将光伏组件与建筑物外围结构表面相结合，为建筑提供电能，实现太阳能光伏建筑一体化（BIPV），建筑与光伏发电的集成化，将是未来建筑的一个重要发展方向。该项技术可以原地发电、原地用电，能够节约电网投资；夏天时，空调、冰箱等设备的大量使用，会形成用电高峰，给供电电网带来很大的压力，BIPV除满足自身需求外，还可以并网供电，舒缓电网供电压力；并且光伏组件安装在屋顶或围墙上，将吸收的太阳能转化为电能，能够减少屋顶和墙体的吸热量，从而降低室温，也能节约能源；建材型光伏组件，能够做出各种色彩和形状，代替玻璃幕墙，可以减少传统建材的使用，且降低建筑物的整体造价，还可以使建筑外观更美观。
3、太阳能与建筑一体化应用的理念
（1）单体设计
为了使太阳能热水系统与建筑立面建构成有机整体，在确定了太阳能热水系统与住宅一体化主要以建筑立面为载体后，要选择太阳能供水系统类型和太阳能与建筑立面组合类型。
太阳能供水类型包括：（1）安装一个集中储水式太阳能热水系统，热水通过管道被输送到每户人家，这种方式通常在酒店式公寓中比较常用。这种方式不同楼层供水管道长度不相同，热水资源分配差异较大，且楼层越多差异越大。如：山西省xx市颐龙湾商住小区的住宅楼就是采用这种形式。（2）采用“分户集热-分户储水-分户使用”的太阳能热水系统，这种方式通常用在普通住宅中。
太阳能热水系统与建筑立面的组合类型包括：（1）与建筑外墙一体化组合，将太阳能集热器置于南向的外墙之上，如窗间墙、窗台墙等。（2）与建筑阳台一体化组合，将太阳能集热器置于阳台栏板之外，储水箱置于阳台吊顶之下。（3）与建筑空调外机一体化组合，将太阳能集热器结合空调室外机的百叶统一设计，将储水箱置于空调外机之上。
（2）太阳能生活热水系统安装方案
为了保证外墙立面的统一和美观效果，同时提高集热器的使用效率，统一将壁挂式集热器在阳台栏板的预留位置处与背板立面成6-7度的倾斜夹角壁挂安装，以便能更多角度、更大限度地接受太阳能辐射；水箱安装在阳台内靠近集热器循环管一侧的墙面上；水箱和集热器之间通过循环进出水管道连接，连接室内的冷热水管采用埋地敷设形式，循环管及热水管均做保温处理，以防止冬季冻胀，减少热量损失。
（3）太阳能热水系统水箱的放置
为实现太阳能与建筑一体化，太阳能热水系统水箱放置除考虑房屋面的承重问题外，还兼顾考虑与建筑结合问题。在住宅工程中，热水箱的放置采用了三种方式。第一种方式，放置在建筑屋顶露天平台的楼梯间上，为避免建筑外观的破坏，加砌与建筑外观一致的护拦；使得在地面尽可能看不见热水箱；第二种方式，没有屋顶露天平台的其他单元，在楼梯间顶部专门设计一个放置热水箱阁楼；阁楼设计成斜屋顶，与建筑外观协调和谐，给整栋建筑增添一分色彩，同时在建筑外面看不到热水箱；第三种方式，别墅的热水箱放置在地下车库，具有很好的隐蔽性。
（4）集热器的安装
集热器循环水管预留穿墙洞的直径为80毫米以上，位置与水箱悬挂的位置一致：即水箱在阳台左侧时预留洞即在背板左侧，水箱阳台在右侧时预留洞即在背板右侧。先用膨胀螺栓将集热器支架固定在背板上，安装时再将集热器直接固定在支架上。水箱和集热器固定后，把循环进出水管和水箱的循环进出水口连接。同时用厚度30mm的橡塑保温管保温，外部用纯铝铝箔胶带包扎。
（5）冷热水管道的铺设和连接
冷热水管道采用国标优质De16的PP-R管，采用埋地敷设形式，将冷热水管道在结构地面上敷设在地暖绝热层之间，热水管还须进行保温处理，敷设完毕后在隐蔽前做气压试验，并在地暖保护层的施工中保持试验压力。冷热水管均从离阳台最近的厨房或卫间连接到阳台水箱处。
4、太阳能与建筑一体化的应用前景
太阳能与建筑一体化技术体系的推广运用，属于太阳能利用技术的重大革新，从技术和实践来看，是完全可行的。它代替了传统的屋面太阳能技术，并能够与建筑完美结合，同时可以达到可观的节能减排效果。在国家大力推广绿色建筑、大力提倡和扶持太阳能产业的良好形势下，要继续坚持不懈地持续营造绿色建筑工程，并高效利用产业和研发基地，在设计过程中要充分考虑各种因素，做到与建筑物的完美结合。根据建筑物的实际情况确定建筑物的有效的极热面积、进而确定合理的安装方案和热水使用方案在太阳能与建筑一体化的应用，力争在全国做到规模化运营，从而起到推动其产业化发展的社会效益，降低社会的总能耗，为实施大气污染治理、实现绿色经济、低碳环保生活发挥更大的引领作用。
参考文献：
[1]庄剑英.建筑节能与节能建筑材料.建筑节能.2005，（7）：47-49.
[2]赵夏.住宅建筑被动式节能设计研究[D].太原：太原理工大学，2013.
[3]肖潇，李德英.太阳能光伏建筑一体化应用现状及发展趋势[J].节能，2010，（2）：12-18.