太阳能建筑设计

A. 对于住宅建筑必须设计太阳能热水系统吗

高层住宅太阳能热水系统的弊端： 一、换热效果差 比如市场上常规的夹套水箱，夹套水箱使用运行的问题：一般市场上夹套内胆为陶瓷水箱，夹层里面很难做到全部陶瓷或有的干脆不搪，虽然厂家要求安装时必须加入专用的循环介质，但不敢什么样的介质都有水份含量，由于夹套内的水温经常在不断的变化，形成水温差，当防冻液蒸发、液位下降时，升降区内腔全部充满了水蒸气，水蒸气会直接导致升降区的夹套部分很快腐蚀，最终导致水箱报废。大家都知道，防冻液是60%~70%的水溶液(H2O)，氧是导致物体腐蚀的罪魁祸首。 除了夹套水箱的制造工艺和使用运行出现的问题外，还有其换热效率低，得热量少的诸多问题。通常100L的夹套水箱分析，一般直径为Φ340mm，夹套的长度为620mm~800mm，减去升降区实际可以换热的长度只有500mm~700mm，实际换热面积不到0.7m2.夹套水箱为壁厚2mm的碳钢，其传热系数为40W/(m.k左右)，内有0.4mm厚的搪瓷涂层，其传热系数为2W/(m.k)，按照傅里叶平壁传热方程计算其传热系数是非常低的，所以换热效率低，是造成夹套水箱水不热的主要因素。有的企业为了避免夹套水箱的问题，有些采用了胆中胆水箱，虽然解决了夹套氧化腐蚀问题，但更大程度上减少了换热面积，导致系统循环性能大大下降，循环问题加重，换热面积大大缩小，从一个极端走向了另一个极端，也是一种非常低级的错误设计。 其实不管是夹套内胆还是胆中胆的水箱，两种产品换热的效率都相当低、再好的集热器其实都是得不到好的热效率转换，阳台太阳能只当是一种摆设或者开发商称作为建筑节能示范区的一种噱头，大多数时间以电加热来加热，俨然像一个电热水器，并没有起到节能的效果。 二、加防冻液麻烦 一般阳台式太阳能采用间接换热方式，这样可以防止在寒冷地区管路结冰不能工作的问题，也可以解决直接循环集热器里容易结水垢的问题。但是一般的产品加介质必须要专用充液泵，而且手续麻烦，也有用直接倒入方法的，不过不能控制防冻液量的多少，而且集热器和管路里的空气也不能排除，导致循环效率低下或不能工作。日后维护、补液一般操作都需专用人员来完成，造成售后服务费烦，大大增加销售商的工作压力，用户也不知道什么时候需要补液，给用户带来很多困惑。 三、安装位置受局限 现在市场上的太阳能热水器一般产用自然循环，自然循环采用虹吸热水与冷水的比重原理所以水箱必须高于50cm以上，如果集热器安装在阳台栏杆上，那么水箱必须高挂在墙上。大容量的就没法挂在墙上，浪费阳台空间，也影响美观。再加上集热器与水箱连接管细阻力大，高低落差小等原因，所以导致换热缓慢、效率低下。 由于自然循环太阳能管路细循环阻力大，，也使得冷热交换速度缓慢，再加上管路安装条件苛刻，水箱底部必须高于集热器，所以水箱必须搞在墙上，所以使得房产商对阳台太阳能外观不满意，导致推广受阻，安装好的也只是应付一下节能验收。

B. 简述什么是太阳能与建筑一体化设计

太阳能建筑是指主要能源利用太阳能来供应，然后设计辅助热源供应太阳能不能满足的部分。
太阳能建筑一体化是指一个大的概念，将太阳能设备融入建筑专业，充分考虑整体美观等
个人见解，仅供参考

C. 不同朝向太阳辐射差别对太阳能建筑设计的影响

这样自拍下来的效果还是不错的，而且呢可以有自动的设置功能。朝向太阳辐射的时候呢拍出来的建筑物呢有一定的方向性，而且呢太阳光直射的时候呢，一般建筑物内部的光线呢不受影响，太阳光斜塞的时候，前方的建筑有可能打过。

D. .太阳能住宅 设计方案

目前对太阳能已有一定的研究，但对太阳能热水器一体化住宅的外观设计常走向两个极端，一种是设计时忽视太阳能热水器的设备，在立面造型完成后将需要的设备简单安装上；另一种则是只相辅相成。失去建筑立面整体的平衡感。太阳能热水装置本身有别于建筑，但其作必须通过建筑的整体才能充分显示。下面就太阳能热水器与住宅建筑设计的有机结合进行讨论。
1 设计原则
太阳能热水器一体化住宅的造型设计应当充分考虑到其居住建筑的特点。首先，无论是高层住宅还是多层住宅，都是由套型组成，没有大空间，平、立面结构和造型一般比较规整；其次，房间的功能性限制大，非常强调自然采光和自然风；第三，住宅受造价限制较大，外墙也应当尽量平直。由于住宅的这些特点，在造型处理上可以有大的体量变化，但一般很难打破层、套等单元性因素的限制。实际中常常利用相同元素的重复、增减来达到艺术效果。从这一点来看，住宅的造型设计较之公共建筑更有难度。但从另一角度来看，住宅内部严谨的结构性和功能的主导地位非常符合技术美学所强调的逻辑性及目的性。太阳能热水器一体化的设计在住宅中表现技术美学是可行的，当然高层住宅、多层住宅有自己的特点，应当区别对待。
（1）高层住宅
高层住宅本身就标志着现代科学技术在建筑工程领域的成就，太阳能热水器一体化的设计可与之相辅相成。由于管线和住户密度的原因，高层建筑中的太阳能集热器常常安装在墙面和阳台，顶部的集热器只能为上部几层提供热水。所以首先讨论竖用。直面上集热器与建筑的协调。
首先，可以利用较大面积的集热器加强垂直构思。我国的高层住宅，特别是塔式住宅，平面会有一些变化，但其体形特征多为高耸挺拔。进一步加强垂直构思，可以使其更富于现代风格。集热器可以集中连续布置，也可以与窗或阳台的凹凸处理结合形成竖向的划分，使整个建筑在垂直方向上形成强烈的韵律感。太阳能热水器的水箱应当尽量放置于室内，以免破坏立面整体效果，常常选用强制循环式或直流式集热器，并采用顶水式的管路。
集热器的利用还可以体现在住宅部件和材料的处理上。近年高层住宅，常在顶部或外凹部拉梁采用特有的体形或符号来加强标志性，以避免单调的感觉。太阳能集热器由于采用了吸收性涂层而具备特殊的色泽和质感，其表面非常光亮，如果将其与高层顶部的电梯间或水箱间结合，既可以起到装饰的作用，也能为上部几层的住户提供生活热水。在一些热带或亚热带地区的住宅中，常采用大面积的玻璃窗，但又必须配备遮阳构件，利用出挑的集热板充当遮阳体。由它形成的阴影增加了造型的虚实对比和空间的层次。
（2）多层住宅
多层住宅太阳能热水器一体化设计首先可以从形式和体量出发，由于集热器需要南向的坡屋面或墙作为安装的依托，争取尽量多的实体面积和可利用空间就成为一体化住宅形体设计的指导思想。通常可以使用退阶和半接地式的设计。通过立体构成的切割手法，使整个体量的横断面类似于台阶或三角形。
太阳能热水器一体化设计还可以借助局部的构件来表达技术特征和现代风格，因为受功能的影响，多层住宅体型的变化常会受到局限，此时局部的处理和构件的形式将起到重要的作用。
2 构造方案与系统选择
太阳能热水器一体化住宅外观设计的美学原则和手法以及构造方案与系统选择，是建筑师对太阳能热水系统所做的二次产品设计和加工，是实现“ 一体化”的关键步骤。内容包括安装部位选择和构造方案设计，既要考虑到保证太阳能热水器的工作效率，又要与住宅的结构、使用功能以及美观相协调。为了保证足够的日照时数，集热器可能的安装位置包括屋顶和南向的外墙和阳台。下面就不同的安装部位进行讨论。
（1）屋顶部位
当太阳能热水器安装在屋顶时，由于其位置较高，可以形成自然压头，管路选择比较灵活，既可以选择顶水式，也可以选择落水式。相应集热器类型也有较大的自由度，自然循环式、强制循环式和直流式均可。但住宅屋顶形式有平屋顶和坡屋顶之分，所以需要重点解决太阳能设备与不同屋顶形式的有机结合和连接。
就热水器的安装而言，平屋顶的优点是施工比较方便，集热器或支架与屋顶结构的连接技术难度较小。而且平屋顶在一般视点是无法看到的，因此不需过多考虑集热器的外形与建筑立面的协调。考虑到由高层或其他位置能够看到平屋顶的情况，集热器只需排列整齐即可。而坡屋顶安装太阳能热水器，根据其坡度不同，可以直接将集热器安装在屋顶，也可以用支架安装，但都要做到不影响房屋的使用和外观。实际上，我国许多住宅的坡屋顶都是相对稍缓。稍缓的倾角更有利于集热器接受太阳漫射辐射，可以不必另行安装支架。由于坡屋顶正常视高一般可见，集热器可以起到丰富其外观的作用。缺点是施工会牵扯到防水的问题，技术上相对复杂。
1）平屋顶的安装
太阳能热水器在平屋顶安装时，要注意集热器的平面安装位置。应当尽量减少水平管路的长度，将集热器置于卫生间的上方。优点是此处的楼板为现浇混凝土结构，有利于设置管路和固定支架。
如果用户选择循环式热水器，则集热装置必须按一定角度倾斜安装，集热器须外加支架与屋面结构相连接。支架的冷轧钢板的厚度不应当小于2mm，不锈钢板的厚度不应小于1.5mm。屋面构造上可以在柔性防水上另加40mm厚混凝土刚性防水层，预埋铁件与支架焊接或螺栓连接。
如果用户选用了直流式热水器，则集热器可以直接水平安装在屋顶上方，减小风荷载，增加系统的安全性。而且，由于集热管和反射板的遮挡，使屋面的隔热作用有所加强，从而降低住宅顶层夏季室内温度，也使构造连接的热桥效应减至最小。调试时，安装人员根据当地的位置和自然地理情况旋转集热管，将吸热体的角度调整为最佳，就可以达到比较好的集热效率。
2）坡屋顶的安装
一般循环式太阳能集热器均需要一定的倾角，利用坡屋顶的结构坡度是很自然的。由于坡屋顶楼面下一般有吊顶空间，可以容纳横向管路，所以集热器的平面位置可以比较灵活。
在设计中，最好选择集热器与储水箱分离的热水系统，将储水箱置于吊顶内，可以减少屋面的荷载。在采用自然循环时，要求集热器不高于水箱水位；而采用强制循环则没有这种限制。
另一方面，我国出现了质量分布比较均匀的水箱— 集热器一体化太阳能热水器。屋脊式太阳能热水器克服了单管上下水不能24小时随时用热水及操作繁琐的缺点，上水无需任何操作，通常天气热水随开随用，结构独特，适合于人字形屋顶，重心低，安装极其方便、稳固。坡屋顶横管式太阳能热水器最适合坡屋顶平房或楼房，水箱外形像“ 饼干”一样平贴于斜屋面，克服了各种太阳能热水器重心高、在坡屋顶上安装困难等缺点，安全可靠，外形平整，成片安装整齐美观，已大量被房地产公司配套安装。其共同的特点是水箱与集热器结合在一起，降低了管路的造价。
（2）墙面与阳台
在墙面或阳台安装太阳能热水器，可以减小管路的长度。对于高层住宅是其他安装方式不能替代的。而且其位置往往处于立面的视觉焦点，可以成为立面构成的重要因素，这也更加符合一体化设计的思想。由于与用水端没有足够的高差，所以在墙面或阳台安装的系统必须采用顶水式管路。而且同坡屋顶一样，应尽量选择集热器与储水箱分离的系统，可以减小坠落伤人的概率。根据使用情况的不同，构件连接可以分为固定式和活动式两种情况。
1）固定式
固定式是指热水器在安装后用户不再移动其位置或角度。所以要求集热器在安装之初就能够达到比较好的效率，而且又不会造成立面的混乱或造成不安全因素。很明显，斜向悬挑的固定集热器无论在力学上还是心理上，都会形成不安全因素。所以在当今的技术条件下，比较现实可行的方案是在竖直墙面上安装直流式横向集热管和在阳台倾斜栏板上安装热管式或平板式集热器。集热器可单独悬挂于建筑物向阳的阳台或外墙窗口下方，彻底解决高层建筑低层住房想装却怕管道太长及屋顶无法安装诸多难题。水箱悬挂于阳台地面或室内墙角。全自动，拧开龙头即可用热水。管道基本不在室外，冬季不怕冻结，由于独特的聚光专利技术，以及消除集热器表面落灰的方便条件，冬季水温比屋顶式高得多。
2）活动式
活动式连接是指集热器可以由用户控制而在支架滑轨上运动，使其可以贴于竖直墙面，也可以斜出以达到最佳的集热效果。活动式连接是循环式集热器常常采用的方式。比较理想的一种情况是将支架安装在窗户的上方，除支架外其余部分可以收起。使用时，将集热器放至适当位置和角度，在集热同时起到遮阳的作用，尤其适合夏季太阳高度角比较高的情况。在外挑支架上设有档位，可使集热器在不同季节分别处于最佳的倾角。集热器的打开和收起可利用下端的拉杆完成。缺点是由于集热器已经位于窗上过梁位置，该层已没有足够空间容纳水箱，所以采用自然循环时水箱必须置于其上一层户内。但如果大规模建造或采用强制循环，则上述不便也不成为问题。此外，活动式连接还可以应用在阳台的竖直栏杆或栏板外侧。
3 结语
住宅太阳能热水器一体化的设计将与现有住宅在形式和风格上存在比较明显的差别，在样式各异的住宅中独树一帜，无论对住户还是开发商，其独特的可识别性都是有吸引力的。更为重要的是，这种一体化的设计所代表的是一种新生事物，其前途和生命力都是无可限量的。

E. 《济南市太阳能热水系统建筑一体化设计图则》（J14SJ001）是哪个出版社出版

根据济南市人民政府《关于全面推进绿色建筑发展的实施意见》济政发〔2013〕17号文件，自2014年起，100米以下新建住宅建筑和集中供应热水的公共建筑全部按太阳能热水系统与建筑一体化要求设计。为落实济南市政府有关要求，进一步规范高层建筑太阳能热水系统与建筑一体化设计应用，济南市城乡建设委员会委托山东同圆设计集团有限公司牵头编制了《济南市太阳能热水系统建筑一体化设计图则》（图则号：J14SJ 001）。经济南市高层建筑太阳能应用与建筑一体化技术专家组审查，达到有关标准设计深度和质量要求，同意在济南市建设工程中应用。

该图则由集团王春堂总建筑师和王方琳总工程师负责主持编制，由山东桑乐太阳能有限公司、山东力诺瑞特新能源有限公司、北京市太阳能研究所有限公司参编。图则自2014年3月1日起执行。

F. 被动式太阳能建筑的主要设计方式

在网络里就有详细的介绍：
被动式太阳能建筑主要指被动式太阳房：
被动式太阳房最基本的工作机理是所谓“温室效应”。被动式太阳房的外围护结构应具有较大的热阻，室内要有足够的重质材料，如砖石、混凝土，以保持房屋有良好的蓄热性能。按采集太阳能的方式区分，被动太阳房可以分为以下几类：
（1）直接受益式
冬天阳光通过较大面积的南向玻璃窗，直接照射至室内的地面墙壁和家具上，使其吸收大部分热量，因而温度升高。其示意图见图3-39所吸收的太阳能，一部分以辐射、对流方式在室内空间传递，一部分导入蓄热体内，然后逐渐释放出热量，使房间在晚上和阴天也能保持一定温度。采用这种方式的太阳房，由于南窗面积较大，应配置保温窗帘，并要求窗扇的密封性能良好，以减少通过窗的热损失。窗应设置遮阳板，以遮挡夏季阳光进入室内。
（2）集热蓄热墙式
这种太阳房主要是利用南向垂直集热蓄热墙吸收穿过玻璃采光面的阳光，通过传导、辐射及对流，把热量送至室内。椅的外表面涂成黑色或某种深色，以便有效地吸收阳光。集热蓄热堵的形式有：实体式集热蓄热墙，花格式集热蓄热墙，水墙式集热蓄热墙，相变材料集热蓄热墙，快速集热墙等。
（3）附加阳光间式
阳光间附建在房屋南侧，其围护结构全部或部分由玻璃等透光材料构成。与房间之间的公共墙上开有门、窗等孔洞。阳光间得到阳光照射被加热，其内部温度始终高于外环境温度。所以既可以在白天通过对流经曲’刁、窗供给房间以太阳热能，夏季采暖过程的工作原理如图3-40（a）-（b）又可在夜间作为缓冲区，减少房间热损失。冬季采暖过程的工作原理如图3-40（c）-(d)
（4）屋顶池式
屋顶池式太阳房兼有冬季采暖和夏季降温两种功能，适合冬季不属寒冷，而夏季较热的地区。用装满水的密封塑料袋作为储热体，置于屋顶顶棚之上，其上设置可水平推拉开闭的保温盖板。冬季白天晴天时，将保温板敞开，让水袋充分吸收太阳辐射热，水袋所储热量，通过辐射和对流传至下面房间。夜间则关闭保温板，阻止向外的热损失。夏季保温盖板启闭情况则与冬季相反。白天关闭保温盖板，隔绝阳光及室外热空气，同时用较凉的水袋吸收下面房间的热量，使室温下降；夜晚则打开保温盖板，让水袋冷却。保温盖板还可根据房间温度、水袋内水温和太阳辐照度，进行自动调节启闭。

G. 太阳能在未来的建筑设计中还会有什么作用

向太阳能建筑一体化发展，太阳能被动暖房。增温，照明，发电。

H. 高层建筑怎样装太阳能

随着我国能源的紧缺和《可再生能源法》的颁布和实施，太阳能等作为可再生能源，在建筑中的应用越来越受到人们的重视，许多地方政府出台了一系列的文件强制要求小高层住宅安装太阳能热水器。目前，高层建筑不适宜太阳能集热工程安装的一些理论阻碍了太阳能在城市普及的步伐，建筑商不敢冒然投资，许多太阳能企业面对高层建筑也是望而却步。其实能不能安装，终归于技术和安全方面问题的解决，以及有没有实行太阳能热水器与建筑“一体化”设计。像日利达太阳能上海经纬城市绿洲大型太阳能集热供水系统工程，就科学合理地解决了14至21层太阳能安装问题，终结了制约太阳能与高层建筑一体化纵深发展的困局。

一、实例
上海经纬城市绿洲位于宝山区祁连北块地区，是香港房产大鳄经纬集团投资建设的大型生态家园基地，占地面积约1平方公里，总建筑面积达150万平方米。经纬城市绿洲是一个集规划、交通、环境、文化、教育、商圈、医疗、运动、智能、服务十项全能的国际时尚社区，在2003年度上海市住宅区规划设计项目评选中获得银奖。

面对高层住户的太阳能安装障碍，日利达早有准备。在安装技术上，日利达公司采用高端U型管式分体壁挂式太阳能热水器，太阳能集热器与水箱分离，集热器安装在墙体外侧，水箱置于室内。独具的嵌入式设计，在集热器的后边安装空调外机，从而达到一位双用，既节约了空间，一排排时尚美观的太阳能集热器又变身为建筑艺术品和避阳工具，如同百叶窗，实现了太阳能与高层建筑的完美结合；在产品质量和安全上，日利达高端U型管式分体壁挂式太阳能热水器坚持了日利达一直以来的“高能效标准”，具有防风、防冻、热效率高、水温均衡等诸多优越性能，无论住在几楼的小区住户，都能在家享受到温度适宜的热水；在与建筑的结合上，日利达根据2500多家住户特点全部采用个性化设计，仅定制的真空管长度就有88cm——180cm共达20多种规格，一个工程个性化设计数量之多，堪称太阳能行业之最。最主要的是，日利达参与了房屋设计的全过程，真正实现了太阳能与建筑的完美结合。

此次上海经纬城市绿洲大型太阳能集热工程，日利达致力于突破太阳能与高层建筑结合的技术难题，完善太阳能设计和安装的个性化方案，提升工程项目附加值，做到了效果、质量、成本的最优组合。这对将来太阳能和房产行业的精细化合作，打造现代节能建筑，具有重要的借鉴意义。
二、小高层住宅采用太阳能热水系统需要考虑的几个问题

1、在选择不同的太阳能热水系统方案时，应优先选择系统运行可靠，管理方便，便于摊销辅助能源费用、冷热水费用和运行费用成本等，达到管理简单方便，容易被住户接受，不产生物业与住户的矛盾等。

2、应考虑如何解决住在低层用户使用太阳能热水的问题。

3、太阳能系统设计时，应考虑到阴雨天气时太阳能产热水不足的问题。为确保热水供应的可靠性，系统设计应配置辅助加热系统，以确保用户全天24小时或定时供应热水。

4、系统应达到优先利用太阳能源加热热水，当太阳能不足时，再让辅助能源补充加热。实现充分利用太阳能源，降低辅助加热能源的费用的目的。

5、太阳能热水系统应合理、可靠、先进；太阳能及辅助加热系统运行应实现全自动化、智能化；在保证工程质量和效果的前提下，尽可能降低工程造价，提高系统的性价比。

6、太阳能热水系统的布局与摆放应与周围的建筑物相协调，日常使用维护检修应方便。

7、太阳能热水系统设计应与建筑工程设计同步进行，前期为安装太阳能热水系统预留管线、预埋件等应到位，以方便后期太阳能热水系统安装。

三、太阳能热水系统解决方案选择

在小高层住宅设计安装太阳能热水系统，主要有以下四种解决方案可供选择。下面对这些解决方案的优缺点分别加以分析，然后作出最佳选择。

解决方案（一）在楼顶每户安装一台家用太阳能热水器（家用单台系统）

优点：

1、各住户的太阳能相互独立，互不影响；

2、运行过程中，不存在收费管理问题；

3、系统投资最低，运行较稳定，技术成熟。

4、安装简单方便

缺点：

1、低层住户的太阳能，使用时受到水压的影响，使用不便，甚至无法使用；

2、各户的太阳能都是一个独立的系统，无论哪家的太阳能有问题，都要上楼顶维修，因此上楼维修的频率最高，不便于楼顶管理和维护；

3、摆放不方便，不易与建筑物相协调，影响观瞻；

4、各户上下两根管道，过多的管道敷设空间受限；

5、不能实现热水资源共享，热水资源存在“旱涝不均”的问题。

解决方案（二）安装一套分体式太阳能热水系统，集热单元安装在阳台或南墙面上，储热水箱放置在室内（分户集热分户储水系统）

优点：

1、住户的太阳能相互独立，互不影响；

2、运行过程中，不存在收费管理问题；

3、各户水箱可放置在室内方便的地方，如地下室、设备间、卫生间、厨房、阳台、阁楼等位置。

4、系统投资较高，运行较稳定，技术成熟。

缺点：

1、集热单元安装需安全、牢靠，否则易存在安全隐患；

2、采用自然循环效果不理想，采用水泵强制循环，费电，水泵存在噪音，增加控制功能。

3、应综合考虑各户集热单元安装位置，否则会破坏建筑立面美观。、

4、受倾角影响，阳台型采光效率低，成本高。

5、集热单元若出问题维修可能不方便，因此需采用高档产品。

6、不能实现热水资源共享，热水资源存在“旱涝不均”的问题。

分户集热分户储水系统示意图

解决方案（三）在楼顶安装一个集中储水的太阳能热水系统，通过管道供热水至每家每户（集中集热集中储水系统）

优点：

1、可以实现热水资源共享，不受楼层高低限制；

2、便于根据建筑情况灵活布局，可以实现与建筑物相协调；

3、只有一个系统，运行可靠，上楼维修率低，楼面太阳能可由物业负责维护管理；

4、系统投资较低，运行较稳定，运行成本低，技术成熟。

缺点：

1、辅助能源用量受天气阴晴影响，不便于核算运行成本和费用；

2、运行过程中，热水需要收费；收费标准制定不当，易造成物业和住户的矛盾。

3、需要在楼顶放置一个大储热水箱，建筑设计需考虑楼顶承重问题。

解决方案（四）楼顶安装集中集热的太阳能集热系统，通过管道将热能送至各户，并给安装在各户家里的储热水箱加热（即集中集热分户储热系统）

优点：

1、各住户使用自家水箱里的热水和辅助能源，不存在收费问题；

2、不受楼层高低限制，并可以实现太阳能热能资源共享；

3、运行过程中，不存在收费管理问题；

4、只有一个系统，运行可靠，上楼维修率低，楼面太阳能可由物业负责维护管理；

5、可以根据楼面建筑情况灵活布局，最容易实现与建筑物相协调；

6、集热系统集中放置在屋面位置，各户贮水箱放置在各户室内方便的位置。

缺点：

1、为方便使用和安全可靠，应采用承压型储热水箱，并带有电加热功能。因此水箱成本高，从而造成系统成本较高。

2、为避免各住户由于贮水箱温度不同，热量互混现象，电气控制系统应特殊设计。

第四种解决方案虽然造价较高，但优点突出，不须考虑水箱承重、电辅加热预留、线路预留、供热水循环、热水计费等问题，是将来小高层住宅统一安装太阳能热水器的发展方向。因此小高层住宅采用太阳能热水系统应按解决方案四进行设计，如果房地产开发商受投资限制，可以采用以下方法解决。该解决方法，可以使房产开发商对太阳能的投资低于其它几种方案。

1、太阳能集中集热和通到各住户的管路部分由开发商出资，产权归开发商所有，供住户免费使用。

2、各住户有免费使用太阳能热源的权力，但用户如愿意使用太阳能，储热水箱由各户出资购买。
以下是为某房地产开发公司杭州某住宅小区设计安装的集中集热分户储水太阳能热水系统为例详细介绍该系统设计实施要点。

四、简要设计

4．1设计参考依据

（1）GB/T18713-2002《太阳热水系统设计、安装及工程验收技术规范》

（2）GB50364-2005《民用建筑太阳热水系统应用技术规范》

（3）GB50015-2003《建筑给水排水设计规范》

（4）GB/T17581-1998《真空管太阳集热器》

（5）GB/T17049-1997《全玻璃真空太阳集热管》

（6）GB/T6424-1997《太阳能集热器技术条件》

（7）GB4301-84《太阳能集热器热性能试验方法》

（8）GB/T15513-1995《太阳能热水器吸热体、连接管及其配件秘用弹性材料的评价方法》

（9）GBJ1788《钢结构设计规范》

（10）GB/T12936《太阳能热利用术语》

（11）GB50275《压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范》

（13）用户要求

I. 民用建筑要进行太阳能与建筑一体化设计 为什么规定12层以下民用建筑要进行太阳能与建筑一体化设计

新建，改建，扩建建筑工程的节能设计和既有建筑的节能改造工程，应当尽可能利用太阳能，地热能等可再生能源。其中，新建12层以下的建筑，应当将太阳能利用与建筑进行一体化设计。

这一规定主要出于下考虑，居住建筑中太阳能资源的利用主要依靠屋面或墙面上安装集热器吸收太阳能辐射活的热量；如在屋面安装，在层数更多的高层建筑中，相对于全体住户而言，屋面较难满足设施安装所需的位置。
同时，由于管路较长，效益也会明显降低；如在墙面安装，收楼栋间规划间距的限制，下部几层的集热器也难于保证需热量最大的冬季有充足的午间太阳光辐射。所以，目前将太阳能利用与建筑进行一体化设计的要求规定在新建12层以下的建筑。

J. 光伏建筑一体化的建筑设计

BIPV建筑首先是一个建筑，它是建筑师的艺术品，就相当于音乐家的音乐，画家的一幅名画，而对于建筑物来说光线就是他的灵魂，因此建筑物对光影要求甚高。但普通光伏组件所用的玻璃大多为布纹超白钢化玻璃，其布纹具有磨砂玻璃阻挡视线的作用。如果BIPV组件安装在大楼的观光处，这个位置需要光线通透，这时就要采用光面超白钢化玻璃制作双面玻璃组件，用来满足建筑物的功能。同时为了节约成本，电池板背面的玻璃可以采用普通光面钢化玻璃。
一个建筑物的成功与否，关键一点就是建筑物的外观效果，有时候细微的不协调都是不能容忍。但普通光伏组件的接线盒一般粘在电池板背面，接线盒较大，很容易破坏建筑物的整体协调感，通常不为建筑师所接受，因此BIPV建筑中要求将接线盒省去或隐藏起来，这时的旁路二极管没有了接线盒的保护，要考虑采用其他方法来保护它，需要将旁路二极管和连接线隐藏在幕墙结构中。比如将旁路二极管放在幕墙骨架结构中，以防阳光直射和雨水侵蚀。
普通光伏组件的连接线一般外露在组件下方，BIPV建筑中光伏组件的连接线要求全部隐藏在幕墙结构中。 太阳能为保护环境创造了有利条件，于是许多建筑学家巧妙利用太阳能建造太阳能建筑。
1、太阳能墙：美国建筑专家发明太阳能墙，是在建筑物的墙体外侧装一层薄薄的黑色打孔铝板，能吸收照射到墙体上的80%的太阳能量。被吸入铝板的空气经预热后，通过墙体内的泵抽到建筑物内，从而就能节约中央空调的能耗。
2、太阳能窗：德国科学家发明了两种采用光热调节的玻璃窗。一种是太阳能温度调节系统，白天采集建筑物窗玻璃表面的暖气，然后把这种太阳能传递到墙和地板的空间存储，到了晚上再放出来；另一种是自动调整进入房间的阳光量，如同变色太阳镜一样，根据房间设定的温度，窗玻璃或是变成透明或是变成不透明。
3、太阳能房屋：德国建筑师塞多。特霍尔斯建造了一座能在基座上转动跟踪阳光的太阳能房屋。该房屋安装在一个圆盘底座上，由一个小型太阳能电动机带动一组齿轮，使房屋底座在环形轨道上以每分钟转动3厘米的速度随太阳旋转。这个跟踪太阳的系统所消耗的电力仅为该房太阳能发电功率的1%，而该房太阳能发电量相当于一般不能转动的太阳能房屋的两倍。