太陽能建築設計

A. 對於住宅建築必須設計太陽能熱水系統嗎

高層住宅太陽能熱水系統的弊端： 一、換熱效果差 比如市場上常規的夾套水箱，夾套水箱使用運行的問題：一般市場上夾套內膽為陶瓷水箱，夾層裡面很難做到全部陶瓷或有的乾脆不搪，雖然廠家要求安裝時必須加入專用的循環介質，但不敢什麼樣的介質都有水份含量，由於夾套內的水溫經常在不斷的變化，形成水溫差，當防凍液蒸發、液位下降時，升降區內腔全部充滿了水蒸氣，水蒸氣會直接導致升降區的夾套部分很快腐蝕，最終導致水箱報廢。大家都知道，防凍液是60%~70%的水溶液(H2O)，氧是導致物體腐蝕的罪魁禍首。 除了夾套水箱的製造工藝和使用運行出現的問題外，還有其換熱效率低，得熱量少的諸多問題。通常100L的夾套水箱分析，一般直徑為Φ340mm，夾套的長度為620mm~800mm，減去升降區實際可以換熱的長度只有500mm~700mm，實際換熱面積不到0.7m2.夾套水箱為壁厚2mm的碳鋼，其傳熱系數為40W/(m.k左右)，內有0.4mm厚的搪瓷塗層，其傳熱系數為2W/(m.k)，按照傅里葉平壁傳熱方程計算其傳熱系數是非常低的，所以換熱效率低，是造成夾套水箱水不熱的主要因素。有的企業為了避免夾套水箱的問題，有些採用了膽中膽水箱，雖然解決了夾套氧化腐蝕問題，但更大程度上減少了換熱面積，導致系統循環性能大大下降，循環問題加重，換熱面積大大縮小，從一個極端走向了另一個極端，也是一種非常低級的錯誤設計。 其實不管是夾套內膽還是膽中膽的水箱，兩種產品換熱的效率都相當低、再好的集熱器其實都是得不到好的熱效率轉換，陽台太陽能只當是一種擺設或者開發商稱作為建築節能示範區的一種噱頭，大多數時間以電加熱來加熱，儼然像一個電熱水器，並沒有起到節能的效果。 二、加防凍液麻煩 一般陽台式太陽能採用間接換熱方式，這樣可以防止在寒冷地區管路結冰不能工作的問題，也可以解決直接循環集熱器里容易結水垢的問題。但是一般的產品加介質必須要專用充液泵，而且手續麻煩，也有用直接倒入方法的，不過不能控制防凍液量的多少，而且集熱器和管路里的空氣也不能排除，導致循環效率低下或不能工作。日後維護、補液一般操作都需專用人員來完成，造成售後服務費煩，大大增加銷售商的工作壓力，用戶也不知道什麼時候需要補液，給用戶帶來很多困惑。 三、安裝位置受局限 現在市場上的太陽能熱水器一般產用自然循環，自然循環採用虹吸熱水與冷水的比重原理所以水箱必須高於50cm以上，如果集熱器安裝在陽台欄桿上，那麼水箱必須高掛在牆上。大容量的就沒法掛在牆上，浪費陽台空間，也影響美觀。再加上集熱器與水箱連接管細阻力大，高低落差小等原因，所以導致換熱緩慢、效率低下。 由於自然循環太陽能管路細循環阻力大，，也使得冷熱交換速度緩慢，再加上管路安裝條件苛刻，水箱底部必須高於集熱器，所以水箱必須搞在牆上，所以使得房產商對陽台太陽能外觀不滿意，導致推廣受阻，安裝好的也只是應付一下節能驗收。

B. 簡述什麼是太陽能與建築一體化設計

太陽能建築是指主要能源利用太陽能來供應，然後設計輔助熱源供應太陽能不能滿足的部分。
太陽能建築一體化是指一個大的概念，將太陽能設備融入建築專業，充分考慮整體美觀等
個人見解，僅供參考

C. 不同朝向太陽輻射差別對太陽能建築設計的影響

這樣自拍下來的效果還是不錯的，而且呢可以有自動的設置功能。朝向太陽輻射的時候呢拍出來的建築物呢有一定的方向性，而且呢太陽光直射的時候呢，一般建築物內部的光線呢不受影響，太陽光斜塞的時候，前方的建築有可能打過。

D. .太陽能住宅 設計方案

目前對太陽能已有一定的研究，但對太陽能熱水器一體化住宅的外觀設計常走向兩個極端，一種是設計時忽視太陽能熱水器的設備，在立面造型完成後將需要的設備簡單安裝上；另一種則是只相輔相成。失去建築立面整體的平衡感。太陽能熱水裝置本身有別於建築，但其作必須通過建築的整體才能充分顯示。下面就太陽能熱水器與住宅建築設計的有機結合進行討論。
1 設計原則
太陽能熱水器一體化住宅的造型設計應當充分考慮到其居住建築的特點。首先，無論是高層住宅還是多層住宅，都是由套型組成，沒有大空間，平、立面結構和造型一般比較規整；其次，房間的功能性限制大，非常強調自然採光和自然風；第三，住宅受造價限制較大，外牆也應當盡量平直。由於住宅的這些特點，在造型處理上可以有大的體量變化，但一般很難打破層、套等單元性因素的限制。實際中常常利用相同元素的重復、增減來達到藝術效果。從這一點來看，住宅的造型設計較之公共建築更有難度。但從另一角度來看，住宅內部嚴謹的結構性和功能的主導地位非常符合技術美學所強調的邏輯性及目的性。太陽能熱水器一體化的設計在住宅中表現技術美學是可行的，當然高層住宅、多層住宅有自己的特點，應當區別對待。
（1）高層住宅
高層住宅本身就標志著現代科學技術在建築工程領域的成就，太陽能熱水器一體化的設計可與之相輔相成。由於管線和住戶密度的原因，高層建築中的太陽能集熱器常常安裝在牆面和陽台，頂部的集熱器只能為上部幾層提供熱水。所以首先討論豎用。直面上集熱器與建築的協調。
首先，可以利用較大面積的集熱器加強垂直構思。我國的高層住宅，特別是塔式住宅，平面會有一些變化，但其體形特徵多為高聳挺拔。進一步加強垂直構思，可以使其更富於現代風格。集熱器可以集中連續布置，也可以與窗或陽台的凹凸處理結合形成豎向的劃分，使整個建築在垂直方向上形成強烈的韻律感。太陽能熱水器的水箱應當盡量放置於室內，以免破壞立面整體效果，常常選用強制循環式或直流式集熱器，並採用頂水式的管路。
集熱器的利用還可以體現在住宅部件和材料的處理上。近年高層住宅，常在頂部或外凹部拉梁採用特有的體形或符號來加強標志性，以避免單調的感覺。太陽能集熱器由於採用了吸收性塗層而具備特殊的色澤和質感，其表面非常光亮，如果將其與高層頂部的電梯間或水箱間結合，既可以起到裝飾的作用，也能為上部幾層的住戶提供生活熱水。在一些熱帶或亞熱帶地區的住宅中，常採用大面積的玻璃窗，但又必須配備遮陽構件，利用出挑的集熱板充當遮陽體。由它形成的陰影增加了造型的虛實對比和空間的層次。
（2）多層住宅
多層住宅太陽能熱水器一體化設計首先可以從形式和體量出發，由於集熱器需要南向的坡屋面或牆作為安裝的依託，爭取盡量多的實體面積和可利用空間就成為一體化住宅形體設計的指導思想。通常可以使用退階和半接地式的設計。通過立體構成的切割手法，使整個體量的橫斷面類似於台階或三角形。
太陽能熱水器一體化設計還可以藉助局部的構件來表達技術特徵和現代風格，因為受功能的影響，多層住宅體型的變化常會受到局限，此時局部的處理和構件的形式將起到重要的作用。
2 構造方案與系統選擇
太陽能熱水器一體化住宅外觀設計的美學原則和手法以及構造方案與系統選擇，是建築師對太陽能熱水系統所做的二次產品設計和加工，是實現「 一體化」的關鍵步驟。內容包括安裝部位選擇和構造方案設計，既要考慮到保證太陽能熱水器的工作效率，又要與住宅的結構、使用功能以及美觀相協調。為了保證足夠的日照時數，集熱器可能的安裝位置包括屋頂和南向的外牆和陽台。下面就不同的安裝部位進行討論。
（1）屋頂部位
當太陽能熱水器安裝在屋頂時，由於其位置較高，可以形成自然壓頭，管路選擇比較靈活，既可以選擇頂水式，也可以選擇落水式。相應集熱器類型也有較大的自由度，自然循環式、強制循環式和直流式均可。但住宅屋頂形式有平屋頂和坡屋頂之分，所以需要重點解決太陽能設備與不同屋頂形式的有機結合和連接。
就熱水器的安裝而言，平屋頂的優點是施工比較方便，集熱器或支架與屋頂結構的連接技術難度較小。而且平屋頂在一般視點是無法看到的，因此不需過多考慮集熱器的外形與建築立面的協調。考慮到由高層或其他位置能夠看到平屋頂的情況，集熱器只需排列整齊即可。而坡屋頂安裝太陽能熱水器，根據其坡度不同，可以直接將集熱器安裝在屋頂，也可以用支架安裝，但都要做到不影響房屋的使用和外觀。實際上，我國許多住宅的坡屋頂都是相對稍緩。稍緩的傾角更有利於集熱器接受太陽漫射輻射，可以不必另行安裝支架。由於坡屋頂正常視高一般可見，集熱器可以起到豐富其外觀的作用。缺點是施工會牽扯到防水的問題，技術上相對復雜。
1）平屋頂的安裝
太陽能熱水器在平屋頂安裝時，要注意集熱器的平面安裝位置。應當盡量減少水平管路的長度，將集熱器置於衛生間的上方。優點是此處的樓板為現澆混凝土結構，有利於設置管路和固定支架。
如果用戶選擇循環式熱水器，則集熱裝置必須按一定角度傾斜安裝，集熱器須外加支架與屋面結構相連接。支架的冷軋鋼板的厚度不應當小於2mm，不銹鋼板的厚度不應小於1.5mm。屋面構造上可以在柔性防水上另加40mm厚混凝土剛性防水層，預埋鐵件與支架焊接或螺栓連接。
如果用戶選用了直流式熱水器，則集熱器可以直接水平安裝在屋頂上方，減小風荷載，增加系統的安全性。而且，由於集熱管和反射板的遮擋，使屋面的隔熱作用有所加強，從而降低住宅頂層夏季室內溫度，也使構造連接的熱橋效應減至最小。調試時，安裝人員根據當地的位置和自然地理情況旋轉集熱管，將吸熱體的角度調整為最佳，就可以達到比較好的集熱效率。
2）坡屋頂的安裝
一般循環式太陽能集熱器均需要一定的傾角，利用坡屋頂的結構坡度是很自然的。由於坡屋頂樓面下一般有吊頂空間，可以容納橫向管路，所以集熱器的平面位置可以比較靈活。
在設計中，最好選擇集熱器與儲水箱分離的熱水系統，將儲水箱置於吊頂內，可以減少屋面的荷載。在採用自然循環時，要求集熱器不高於水箱水位；而採用強制循環則沒有這種限制。
另一方面，我國出現了質量分布比較均勻的水箱— 集熱器一體化太陽能熱水器。屋脊式太陽能熱水器克服了單管上下水不能24小時隨時用熱水及操作繁瑣的缺點，上水無需任何操作，通常天氣熱水隨開隨用，結構獨特，適合於人字形屋頂，重心低，安裝極其方便、穩固。坡屋頂橫管式太陽能熱水器最適合坡屋頂平房或樓房，水箱外形像「 餅干」一樣平貼於斜屋面，克服了各種太陽能熱水器重心高、在坡屋頂上安裝困難等缺點，安全可靠，外形平整，成片安裝整齊美觀，已大量被房地產公司配套安裝。其共同的特點是水箱與集熱器結合在一起，降低了管路的造價。
（2）牆面與陽台
在牆面或陽台安裝太陽能熱水器，可以減小管路的長度。對於高層住宅是其他安裝方式不能替代的。而且其位置往往處於立面的視覺焦點，可以成為立面構成的重要因素，這也更加符合一體化設計的思想。由於與用水端沒有足夠的高差，所以在牆面或陽台安裝的系統必須採用頂水式管路。而且同坡屋頂一樣，應盡量選擇集熱器與儲水箱分離的系統，可以減小墜落傷人的概率。根據使用情況的不同，構件連接可以分為固定式和活動式兩種情況。
1）固定式
固定式是指熱水器在安裝後用戶不再移動其位置或角度。所以要求集熱器在安裝之初就能夠達到比較好的效率，而且又不會造成立面的混亂或造成不安全因素。很明顯，斜向懸挑的固定集熱器無論在力學上還是心理上，都會形成不安全因素。所以在當今的技術條件下，比較現實可行的方案是在豎直牆面上安裝直流式橫向集熱管和在陽台傾斜欄板上安裝熱管式或平板式集熱器。集熱器可單獨懸掛於建築物向陽的陽台或外牆窗口下方，徹底解決高層建築低層住房想裝卻怕管道太長及屋頂無法安裝諸多難題。水箱懸掛於陽台地面或室內牆角。全自動，擰開龍頭即可用熱水。管道基本不在室外，冬季不怕凍結，由於獨特的聚光專利技術，以及消除集熱器表面落灰的方便條件，冬季水溫比屋頂式高得多。
2）活動式
活動式連接是指集熱器可以由用戶控制而在支架滑軌上運動，使其可以貼於豎直牆面，也可以斜出以達到最佳的集熱效果。活動式連接是循環式集熱器常常採用的方式。比較理想的一種情況是將支架安裝在窗戶的上方，除支架外其餘部分可以收起。使用時，將集熱器放至適當位置和角度，在集熱同時起到遮陽的作用，尤其適合夏季太陽高度角比較高的情況。在外挑支架上設有檔位，可使集熱器在不同季節分別處於最佳的傾角。集熱器的打開和收起可利用下端的拉桿完成。缺點是由於集熱器已經位於窗上過梁位置，該層已沒有足夠空間容納水箱，所以採用自然循環時水箱必須置於其上一層戶內。但如果大規模建造或採用強制循環，則上述不便也不成為問題。此外，活動式連接還可以應用在陽台的豎直欄桿或欄板外側。
3 結語
住宅太陽能熱水器一體化的設計將與現有住宅在形式和風格上存在比較明顯的差別，在樣式各異的住宅中獨樹一幟，無論對住戶還是開發商，其獨特的可識別性都是有吸引力的。更為重要的是，這種一體化的設計所代表的是一種新生事物，其前途和生命力都是無可限量的。

E. 《濟南市太陽能熱水系統建築一體化設計圖則》（J14SJ001）是哪個出版社出版

根據濟南市人民政府《關於全面推進綠色建築發展的實施意見》濟政發〔2013〕17號文件，自2014年起，100米以下新建住宅建築和集中供應熱水的公共建築全部按太陽能熱水系統與建築一體化要求設計。為落實濟南市政府有關要求，進一步規范高層建築太陽能熱水系統與建築一體化設計應用，濟南市城鄉建設委員會委託山東同圓設計集團有限公司牽頭編制了《濟南市太陽能熱水系統建築一體化設計圖則》（圖則號：J14SJ 001）。經濟南市高層建築太陽能應用與建築一體化技術專家組審查，達到有關標准設計深度和質量要求，同意在濟南市建設工程中應用。

該圖則由集團王春堂總建築師和王方琳總工程師負責主持編制，由山東桑樂太陽能有限公司、山東力諾瑞特新能源有限公司、北京市太陽能研究所有限公司參編。圖則自2014年3月1日起執行。

F. 被動式太陽能建築的主要設計方式

在網路里就有詳細的介紹：
被動式太陽能建築主要指被動式太陽房：
被動式太陽房最基本的工作機理是所謂「溫室效應」。被動式太陽房的外圍護結構應具有較大的熱阻，室內要有足夠的重質材料，如磚石、混凝土，以保持房屋有良好的蓄熱性能。按採集太陽能的方式區分，被動太陽房可以分為以下幾類：
（1）直接受益式
冬天陽光通過較大面積的南向玻璃窗，直接照射至室內的地面牆壁和傢具上，使其吸收大部分熱量，因而溫度升高。其示意圖見圖3-39所吸收的太陽能，一部分以輻射、對流方式在室內空間傳遞，一部分導入蓄熱體內，然後逐漸釋放出熱量，使房間在晚上和陰天也能保持一定溫度。採用這種方式的太陽房，由於南窗面積較大，應配置保溫窗簾，並要求窗扇的密封性能良好，以減少通過窗的熱損失。窗應設置遮陽板，以遮擋夏季陽光進入室內。
（2）集熱蓄熱牆式
這種太陽房主要是利用南向垂直集熱蓄熱牆吸收穿過玻璃採光面的陽光，通過傳導、輻射及對流，把熱量送至室內。椅的外表面塗成黑色或某種深色，以便有效地吸收陽光。集熱蓄熱堵的形式有：實體式集熱蓄熱牆，花格式集熱蓄熱牆，水牆式集熱蓄熱牆，相變材料集熱蓄熱牆，快速集熱牆等。
（3）附加陽光間式
陽光間附建在房屋南側，其圍護結構全部或部分由玻璃等透光材料構成。與房間之間的公共牆上開有門、窗等孔洞。陽光間得到陽光照射被加熱，其內部溫度始終高於外環境溫度。所以既可以在白天通過對流經曲』刁、窗供給房間以太陽熱能，夏季採暖過程的工作原理如圖3-40（a）-（b）又可在夜間作為緩沖區，減少房間熱損失。冬季採暖過程的工作原理如圖3-40（c）-(d)
（4）屋頂池式
屋頂池式太陽房兼有冬季採暖和夏季降溫兩種功能，適合冬季不屬寒冷，而夏季較熱的地區。用裝滿水的密封塑料袋作為儲熱體，置於屋頂頂棚之上，其上設置可水平推拉開閉的保溫蓋板。冬季白天晴天時，將保溫板敞開，讓水袋充分吸收太陽輻射熱，水袋所儲熱量，通過輻射和對流傳至下面房間。夜間則關閉保溫板，阻止向外的熱損失。夏季保溫蓋板啟閉情況則與冬季相反。白天關閉保溫蓋板，隔絕陽光及室外熱空氣，同時用較涼的水袋吸收下面房間的熱量，使室溫下降；夜晚則打開保溫蓋板，讓水袋冷卻。保溫蓋板還可根據房間溫度、水袋內水溫和太陽輻照度，進行自動調節啟閉。

G. 太陽能在未來的建築設計中還會有什麼作用

向太陽能建築一體化發展，太陽能被動暖房。增溫，照明，發電。

H. 高層建築怎樣裝太陽能

隨著我國能源的緊缺和《可再生能源法》的頒布和實施，太陽能等作為可再生能源，在建築中的應用越來越受到人們的重視，許多地方政府出台了一系列的文件強制要求小高層住宅安裝太陽能熱水器。目前，高層建築不適宜太陽能集熱工程安裝的一些理論阻礙了太陽能在城市普及的步伐，建築商不敢冒然投資，許多太陽能企業面對高層建築也是望而卻步。其實能不能安裝，終歸於技術和安全方面問題的解決，以及有沒有實行太陽能熱水器與建築「一體化」設計。像日利達太陽能上海經緯城市綠洲大型太陽能集熱供水系統工程，就科學合理地解決了14至21層太陽能安裝問題，終結了制約太陽能與高層建築一體化縱深發展的困局。

一、實例
上海經緯城市綠洲位於寶山區祁連北塊地區，是香港房產大鱷經緯集團投資建設的大型生態家園基地，佔地面積約1平方公里，總建築面積達150萬平方米。經緯城市綠洲是一個集規劃、交通、環境、文化、教育、商圈、醫療、運動、智能、服務十項全能的國際時尚社區，在2003年度上海市住宅區規劃設計項目評選中獲得銀獎。

面對高層住戶的太陽能安裝障礙，日利達早有準備。在安裝技術上，日利達公司採用高端U型管式分體壁掛式太陽能熱水器，太陽能集熱器與水箱分離，集熱器安裝在牆體外側，水箱置於室內。獨具的嵌入式設計，在集熱器的後邊安裝空調外機，從而達到一位雙用，既節約了空間，一排排時尚美觀的太陽能集熱器又變身為建築藝術品和避陽工具，如同百葉窗，實現了太陽能與高層建築的完美結合；在產品質量和安全上，日利達高端U型管式分體壁掛式太陽能熱水器堅持了日利達一直以來的「高能效標准」，具有防風、防凍、熱效率高、水溫均衡等諸多優越性能，無論住在幾樓的小區住戶，都能在家享受到溫度適宜的熱水；在與建築的結合上，日利達根據2500多家住戶特點全部採用個性化設計，僅定製的真空管長度就有88cm——180cm共達20多種規格，一個工程個性化設計數量之多，堪稱太陽能行業之最。最主要的是，日利達參與了房屋設計的全過程，真正實現了太陽能與建築的完美結合。

此次上海經緯城市綠洲大型太陽能集熱工程，日利達致力於突破太陽能與高層建築結合的技術難題，完善太陽能設計和安裝的個性化方案，提升工程項目附加值，做到了效果、質量、成本的最優組合。這對將來太陽能和房產行業的精細化合作，打造現代節能建築，具有重要的借鑒意義。
二、小高層住宅採用太陽能熱水系統需要考慮的幾個問題

1、在選擇不同的太陽能熱水系統方案時，應優先選擇系統運行可靠，管理方便，便於攤銷輔助能源費用、冷熱水費用和運行費用成本等，達到管理簡單方便，容易被住戶接受，不產生物業與住戶的矛盾等。

2、應考慮如何解決住在低層用戶使用太陽能熱水的問題。

3、太陽能系統設計時，應考慮到陰雨天氣時太陽能產熱水不足的問題。為確保熱水供應的可靠性，系統設計應配置輔助加熱系統，以確保用戶全天24小時或定時供應熱水。

4、系統應達到優先利用太陽能源加熱熱水，當太陽能不足時，再讓輔助能源補充加熱。實現充分利用太陽能源，降低輔助加熱能源的費用的目的。

5、太陽能熱水系統應合理、可靠、先進；太陽能及輔助加熱系統運行應實現全自動化、智能化；在保證工程質量和效果的前提下，盡可能降低工程造價，提高系統的性價比。

6、太陽能熱水系統的布局與擺放應與周圍的建築物相協調，日常使用維護檢修應方便。

7、太陽能熱水系統設計應與建築工程設計同步進行，前期為安裝太陽能熱水系統預留管線、預埋件等應到位，以方便後期太陽能熱水系統安裝。

三、太陽能熱水系統解決方案選擇

在小高層住宅設計安裝太陽能熱水系統，主要有以下四種解決方案可供選擇。下面對這些解決方案的優缺點分別加以分析，然後作出最佳選擇。

解決方案（一）在樓頂每戶安裝一台家用太陽能熱水器（家用單台系統）

優點：

1、各住戶的太陽能相互獨立，互不影響；

2、運行過程中，不存在收費管理問題；

3、系統投資最低，運行較穩定，技術成熟。

4、安裝簡單方便

缺點：

1、低層住戶的太陽能，使用時受到水壓的影響，使用不便，甚至無法使用；

2、各戶的太陽能都是一個獨立的系統，無論哪家的太陽能有問題，都要上樓頂維修，因此上樓維修的頻率最高，不便於樓頂管理和維護；

3、擺放不方便，不易與建築物相協調，影響觀瞻；

4、各戶上下兩根管道，過多的管道敷設空間受限；

5、不能實現熱水資源共享，熱水資源存在「旱澇不均」的問題。

解決方案（二）安裝一套分體式太陽能熱水系統，集熱單元安裝在陽台或南牆面上，儲熱水箱放置在室內（分戶集熱分戶儲水系統）

優點：

1、住戶的太陽能相互獨立，互不影響；

2、運行過程中，不存在收費管理問題；

3、各戶水箱可放置在室內方便的地方，如地下室、設備間、衛生間、廚房、陽台、閣樓等位置。

4、系統投資較高，運行較穩定，技術成熟。

缺點：

1、集熱單元安裝需安全、牢靠，否則易存在安全隱患；

2、採用自然循環效果不理想，採用水泵強制循環，費電，水泵存在噪音，增加控制功能。

3、應綜合考慮各戶集熱單元安裝位置，否則會破壞建築立面美觀。、

4、受傾角影響，陽台型採光效率低，成本高。

5、集熱單元若出問題維修可能不方便，因此需採用高檔產品。

6、不能實現熱水資源共享，熱水資源存在「旱澇不均」的問題。

分戶集熱分戶儲水系統示意圖

解決方案（三）在樓頂安裝一個集中儲水的太陽能熱水系統，通過管道供熱水至每家每戶（集中集熱集中儲水系統）

優點：

1、可以實現熱水資源共享，不受樓層高低限制；

2、便於根據建築情況靈活布局，可以實現與建築物相協調；

3、只有一個系統，運行可靠，上樓維修率低，樓面太陽能可由物業負責維護管理；

4、系統投資較低，運行較穩定，運行成本低，技術成熟。

缺點：

1、輔助能源用量受天氣陰晴影響，不便於核算運行成本和費用；

2、運行過程中，熱水需要收費；收費標准制定不當，易造成物業和住戶的矛盾。

3、需要在樓頂放置一個大儲熱水箱，建築設計需考慮樓頂承重問題。

解決方案（四）樓頂安裝集中集熱的太陽能集熱系統，通過管道將熱能送至各戶，並給安裝在各戶家裡的儲熱水箱加熱（即集中集熱分戶儲熱系統）

優點：

1、各住戶使用自家水箱里的熱水和輔助能源，不存在收費問題；

2、不受樓層高低限制，並可以實現太陽能熱能資源共享；

3、運行過程中，不存在收費管理問題；

4、只有一個系統，運行可靠，上樓維修率低，樓面太陽能可由物業負責維護管理；

5、可以根據樓面建築情況靈活布局，最容易實現與建築物相協調；

6、集熱系統集中放置在屋面位置，各戶貯水箱放置在各戶室內方便的位置。

缺點：

1、為方便使用和安全可靠，應採用承壓型儲熱水箱，並帶有電加熱功能。因此水箱成本高，從而造成系統成本較高。

2、為避免各住戶由於貯水箱溫度不同，熱量互混現象，電氣控制系統應特殊設計。

第四種解決方案雖然造價較高，但優點突出，不須考慮水箱承重、電輔加熱預留、線路預留、供熱水循環、熱水計費等問題，是將來小高層住宅統一安裝太陽能熱水器的發展方向。因此小高層住宅採用太陽能熱水系統應按解決方案四進行設計，如果房地產開發商受投資限制，可以採用以下方法解決。該解決方法，可以使房產開發商對太陽能的投資低於其它幾種方案。

1、太陽能集中集熱和通到各住戶的管路部分由開發商出資，產權歸開發商所有，供住戶免費使用。

2、各住戶有免費使用太陽能熱源的權力，但用戶如願意使用太陽能，儲熱水箱由各戶出資購買。
以下是為某房地產開發公司杭州某住宅小區設計安裝的集中集熱分戶儲水太陽能熱水系統為例詳細介紹該系統設計實施要點。

四、簡要設計

4．1設計參考依據

（1）GB/T18713-2002《太陽熱水系統設計、安裝及工程驗收技術規范》

（2）GB50364-2005《民用建築太陽熱水系統應用技術規范》

（3）GB50015-2003《建築給水排水設計規范》

（4）GB/T17581-1998《真空管太陽集熱器》

（5）GB/T17049-1997《全玻璃真空太陽集熱管》

（6）GB/T6424-1997《太陽能集熱器技術條件》

（7）GB4301-84《太陽能集熱器熱性能試驗方法》

（8）GB/T15513-1995《太陽能熱水器吸熱體、連接管及其配件秘用彈性材料的評價方法》

（9）GBJ1788《鋼結構設計規范》

（10）GB/T12936《太陽能熱利用術語》

（11）GB50275《壓縮機、風機、泵安裝工程施工及驗收規范》

（13）用戶要求

I. 民用建築要進行太陽能與建築一體化設計 為什麼規定12層以下民用建築要進行太陽能與建築一體化設計

新建，改建，擴建建築工程的節能設計和既有建築的節能改造工程，應當盡可能利用太陽能，地熱能等可再生能源。其中，新建12層以下的建築，應當將太陽能利用與建築進行一體化設計。

這一規定主要出於下考慮，居住建築中太陽能資源的利用主要依靠屋面或牆面上安裝集熱器吸收太陽能輻射活的熱量；如在屋面安裝，在層數更多的高層建築中，相對於全體住戶而言，屋面較難滿足設施安裝所需的位置。
同時，由於管路較長，效益也會明顯降低；如在牆面安裝，收樓棟間規劃間距的限制，下部幾層的集熱器也難於保證需熱量最大的冬季有充足的午間太陽光輻射。所以，目前將太陽能利用與建築進行一體化設計的要求規定在新建12層以下的建築。

J. 光伏建築一體化的建築設計

BIPV建築首先是一個建築，它是建築師的藝術品，就相當於音樂家的音樂，畫家的一幅名畫，而對於建築物來說光線就是他的靈魂，因此建築物對光影要求甚高。但普通光伏組件所用的玻璃大多為布紋超白鋼化玻璃，其布紋具有磨砂玻璃阻擋視線的作用。如果BIPV組件安裝在大樓的觀光處，這個位置需要光線通透，這時就要採用光面超白鋼化玻璃製作雙面玻璃組件，用來滿足建築物的功能。同時為了節約成本，電池板背面的玻璃可以採用普通光面鋼化玻璃。
一個建築物的成功與否，關鍵一點就是建築物的外觀效果，有時候細微的不協調都是不能容忍。但普通光伏組件的接線盒一般粘在電池板背面，接線盒較大，很容易破壞建築物的整體協調感，通常不為建築師所接受，因此BIPV建築中要求將接線盒省去或隱藏起來，這時的旁路二極體沒有了接線盒的保護，要考慮採用其他方法來保護它，需要將旁路二極體和連接線隱藏在幕牆結構中。比如將旁路二極體放在幕牆骨架結構中，以防陽光直射和雨水侵蝕。
普通光伏組件的連接線一般外露在組件下方，BIPV建築中光伏組件的連接線要求全部隱藏在幕牆結構中。 太陽能為保護環境創造了有利條件，於是許多建築學家巧妙利用太陽能建造太陽能建築。
1、太陽能牆：美國建築專家發明太陽能牆，是在建築物的牆體外側裝一層薄薄的黑色打孔鋁板，能吸收照射到牆體上的80%的太陽能量。被吸入鋁板的空氣經預熱後，通過牆體內的泵抽到建築物內，從而就能節約中央空調的能耗。
2、太陽能窗：德國科學家發明了兩種採用光熱調節的玻璃窗。一種是太陽能溫度調節系統，白天採集建築物窗玻璃表面的暖氣，然後把這種太陽能傳遞到牆和地板的空間存儲，到了晚上再放出來；另一種是自動調整進入房間的陽光量，如同變色太陽鏡一樣，根據房間設定的溫度，窗玻璃或是變成透明或是變成不透明。
3、太陽能房屋：德國建築師塞多。特霍爾斯建造了一座能在基座上轉動跟蹤陽光的太陽能房屋。該房屋安裝在一個圓盤底座上，由一個小型太陽能電動機帶動一組齒輪，使房屋底座在環形軌道上以每分鍾轉動3厘米的速度隨太陽旋轉。這個跟蹤太陽的系統所消耗的電力僅為該房太陽能發電功率的1%，而該房太陽能發電量相當於一般不能轉動的太陽能房屋的兩倍。