從2006年起，海南、廣東、山東等一些地區(qū)相繼出臺(tái)法規(guī)，規(guī)定低于12層高度的新建筑必須安裝太陽能熱水系統(tǒng)。在此大背景下，建筑行業(yè)開始探 索以太陽能利用作為解決居民生活用能日益增高問題的新途徑。經(jīng)過這么多年的不懈努力，太陽能利用技術(shù)日臻完善，目前我國太陽能在建筑中的應(yīng)用技術(shù)大概可以 分為以下五個(gè)方面。
1、 太陽能熱水系統(tǒng)與建筑相結(jié)合的技術(shù)
目前我國在太陽能熱水器方面，2010年全球累計(jì)安裝面積為2.46億平方米，其中中國占64%；2010年全球新增裝機(jī)量3300萬平方米， 中國為2500萬平方米，占了新增量的80%，而排在第二位的德國僅占3.1%。中國擁有世界上唯一的商業(yè)化運(yùn)作最好的太陽能熱水器市場(chǎng)，也是世界上最大 的太陽能熱水器市場(chǎng)，還擁有全球最大的太陽能熱水器生產(chǎn)能力。
雖然太陽能熱水器行業(yè)已經(jīng)日趨成熟，但是太陽能熱水器如何與建筑的使用功能及建筑美觀相結(jié)合，仍是我們需要重點(diǎn)研究的問題。具體應(yīng)注意以下幾 點(diǎn)：首先建筑的使用功能應(yīng)與太陽能熱水器的利用有機(jī)的結(jié)合在一起，形成多功能的建筑構(gòu)件，巧妙高效的利用空間，使建筑物的向陽面或屋頂?shù)靡猿浞掷?；其?要同步規(guī)劃設(shè)計(jì)，同步施工安裝，節(jié)省太陽能熱水系統(tǒng)的安裝成本和建筑成本，一次安裝到位，避免后期施工對(duì)用戶生活造成的不便以及對(duì)建筑物產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性破壞； 三是綜合考慮建筑結(jié)構(gòu)和太陽能設(shè)備協(xié)調(diào)和諧，構(gòu)造合理，使太陽能熱水系統(tǒng)和建筑物融合為一體，不影響建筑的外觀；最后應(yīng)優(yōu)先采用集中式系統(tǒng)，有利于平衡負(fù) 荷和提高設(shè)備的利用效率。
2、 集群式太陽能供熱制冷裝置的研究應(yīng)用
集群式太陽能供熱制冷裝置通過熱超導(dǎo)太陽能集熱管、太陽能空氣源熱泵、吸收制冷機(jī)等設(shè)備將太陽能的光能首先轉(zhuǎn)化為熱能，使用太陽能再加上電輔助 加熱方式，可直接用于采暖或制取熱水。在夏天通過吸收式制冷機(jī)可將常溫水轉(zhuǎn)化為冷水，從而實(shí)現(xiàn)空調(diào)制冷。通過這樣的方式實(shí)現(xiàn)太陽能冬季采暖、夏季制冷，一 年四季制取熱水，建筑的采暖、制冷能耗均來自太陽能，達(dá)到環(huán)保、節(jié)能的效果，為太陽能的使用開拓了一個(gè)新的領(lǐng)域。
3、 被動(dòng)式太陽能建筑設(shè)計(jì)及建造技術(shù)
我國的第一幢被動(dòng)式太陽房建成于1977年，地點(diǎn)在甘肅省民勤縣，是一棟南窗直接受益結(jié)合實(shí)體集熱蓄熱墻的組合式太陽房。在20世紀(jì)80年代 初，又通過國際合作項(xiàng)目，如中德新能源村、聯(lián)合國開發(fā)署支持的甘肅太陽能采暖降溫研究基地的建立使太陽房得到進(jìn)一步發(fā)展。在“六五”、“七五”、“八 五”，包括到“十一五”期間，國家科技攻關(guān)計(jì)劃中都列入了太陽能建筑項(xiàng)目，取得了一系列成效。
當(dāng)前，我國被動(dòng)式太陽房已進(jìn)入規(guī)模普及階段。由群體太陽能建筑向太陽能住宅小區(qū)、太陽村、太陽城發(fā)展。特別是常規(guī)能源相對(duì)缺乏、經(jīng)濟(jì)相對(duì)落后、 環(huán)境污染比較嚴(yán)重的西部地區(qū)，發(fā)展速度更為迅速，有的地區(qū)年平均遞增率達(dá)15%。各地還制定了包括推廣太陽能建筑的陽光計(jì)劃，如投資額達(dá)4.28億元的蘭 州市“陽光計(jì)劃”，甘肅省臨夏市建成了占地9.8公頃、建筑面積9.2萬擴(kuò)的太陽能小區(qū)，以及西藏計(jì)劃投資900萬元資助新建太陽房27萬平方米等大型工 程項(xiàng)目。
另外 ，我國首座全太陽能建筑已在北京落成，其占地8000平方米。該全太陽能建筑，主體建筑室內(nèi)的洗浴、供熱、供電等所有能源都由太陽能來提供。太陽能新村建 筑南墻、屋頂坡面等位置都安裝著數(shù)個(gè)太陽能集熱器。這些集熱器在夏季可為空調(diào)設(shè)備提供驅(qū)動(dòng)熱源，在冬季可為采暖提供保障。此外，建筑內(nèi)還安裝了全國最大的 太陽能發(fā)電系統(tǒng)，投入運(yùn)營(yíng)后可提供50千瓦的電力，滿足日常用電所需。該工程是奧運(yùn)場(chǎng)館的試驗(yàn)性建筑，并且今年我國奧運(yùn)場(chǎng)館的部分項(xiàng)目也將使用太陽能技 術(shù)。
目前，被動(dòng)式太陽能建筑設(shè)計(jì)及建造技術(shù)要點(diǎn)是：開發(fā)利用各種新型的集熱蓄熱墻體和空氣集熱器，提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能，合理設(shè)計(jì)窗墻比，使 用高效節(jié)能窗并考慮夜間移動(dòng)保溫設(shè)計(jì)，加強(qiáng)自動(dòng)控制與運(yùn)行維護(hù)，采用有效的遮陽或其它被動(dòng)式降溫技術(shù)來解決夏季過熱問題等。解決了以上的關(guān)鍵技術(shù)問題將大 大提高被動(dòng)式太陽能應(yīng)用技術(shù)在建筑節(jié)能中的作用，不僅僅在農(nóng)村，甚至在城市節(jié)能建筑中也可大力推廣被動(dòng)式太陽能應(yīng)用技術(shù)。
4、 太陽能光伏發(fā)電板與建筑的集成技術(shù)
該技術(shù)是指將太陽能光伏發(fā)電板安裝在建筑物的屋頂或向陽墻面上，同時(shí)滿足結(jié)構(gòu)維護(hù)和太陽能發(fā)電的功能要求。目前我國已有太陽能光伏幕墻的試點(diǎn)建 筑，太陽能光伏幕墻是將太陽能電池與各類普通建筑玻璃結(jié)合制成可以發(fā)電建筑材料，產(chǎn)品包括各種晶體硅與非晶體硅太陽能光伏夾層玻璃、晶體硅與非晶體硅太陽 能光伏中空玻璃等，不僅具有發(fā)電功能，還具有獨(dú)特的美學(xué)效果，同時(shí)不影響作為建筑材料的各項(xiàng)功能。
5、 太陽能照明技術(shù)
太陽能照明技術(shù)在我國已經(jīng)大范圍應(yīng)用起來，它具有不用敷設(shè)線路、不受變電站遠(yuǎn)近限制，尤其適用于邊遠(yuǎn)的山區(qū)、江、河、湖、海中的孤島照明，它利 用高效節(jié)能的LED面光源或點(diǎn)光源實(shí)現(xiàn)室內(nèi)的白、晝照明，多種多樣、造型各異的太陽能室外燈具還可實(shí)現(xiàn)夜間公園、景區(qū)、道路、廣場(chǎng)以及廣告照明，既節(jié)約了 能源又美化了環(huán)境。
我國的太陽能熱水器產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，從20世紀(jì)80年代中后期開始起步，到現(xiàn)在逐步成為世界上生產(chǎn)和使用太陽能熱水器最多的國家。但是太陽能熱水器在我國建筑中，特別是城市建筑中的應(yīng)用還處于起步階段，現(xiàn)階段太陽能熱水器的使用多以家用為主。
太陽能熱水器與建筑結(jié)合方面還主要存在以下問題：
首先，目前已安裝的太陽能熱水器多以普通直插式為主，屬于熱水器的初級(jí)產(chǎn)品，不僅自身的造型美觀性差，而且與建筑結(jié)合性差，不適合于小高層、高層和形體復(fù)雜的建筑安裝使用。
隨意放置的太陽能熱水器
其次，太陽能熱水器的安裝應(yīng)用多為居民自發(fā)性后置安裝。房屋建成后由住戶自行購買和安裝，一方面，其安裝過程中多存在由于安裝不規(guī)范帶來的安全 隱患問題，如承載防風(fēng)、避雷等安全措施不健全；另一方面，住戶自發(fā)安裝，缺乏統(tǒng)一設(shè)計(jì)、統(tǒng)一布局、統(tǒng)一安裝，各家各戶選用的太陽能熱水器的規(guī)格、尺寸各 異，安裝位置隨意確定，造成雜亂無章的無序狀態(tài)，形成了嚴(yán)重的“視覺污染”，致使很多新開發(fā)的中高檔小區(qū)禁止在建筑上安裝太陽能熱水器；再者，由于是事后 安裝，由于施工時(shí)多沒有預(yù)留安裝位置和穿樓板孔洞，因此出現(xiàn)破壞屋頂防水層，擠占衛(wèi)生間通氣管空間等問題，更有甚者將白色管道隨意暴露在外界。
第三，太陽能熱水器的安裝應(yīng)用多出現(xiàn)在低層或多層住宅中，安裝方式亦較單一，多為屋頂布置，自然循環(huán)系統(tǒng)。目前，隨著節(jié)能省地政策的逐步推廣， 小高層、高層住宅的占有量開始越來越多，屋頂安裝集熱器的面積不夠、熱水管道太多太長(zhǎng)等因素成為太陽能熱水器進(jìn)入居住建筑的主要因素之一。
第四，太陽熱水系統(tǒng)與建筑結(jié)合的大部分工作是由太陽熱水系統(tǒng)生產(chǎn)企業(yè)來完成，諸多試點(diǎn)項(xiàng)目由企業(yè)來設(shè)計(jì)、安裝。建筑設(shè)計(jì)單位對(duì)此大都只是在構(gòu)造 和系統(tǒng)的安全方面提出一定的要求。這樣無疑給太陽熱水系統(tǒng)生產(chǎn)企業(yè)增加了不少額外的負(fù)擔(dān)，多數(shù)生產(chǎn)企業(yè)對(duì)系統(tǒng)和產(chǎn)品較為得心應(yīng)手，但是涉及到與建筑如何配 合則心有余而力不足，難免使太陽熱水系統(tǒng)與建筑結(jié)合方一面存在一些不足之處。
第五，在農(nóng)村市場(chǎng)，由于知識(shí)普及不夠完善，大小規(guī)格不一的太陽能熱水器充斥市場(chǎng)。有些企業(yè)不惜以犧牲產(chǎn)品質(zhì)量，靠著低端價(jià)位的產(chǎn)品打拼市場(chǎng)。乘 著家電下鄉(xiāng)的“順風(fēng)車”透支未來市場(chǎng)銷量，騙補(bǔ)趁機(jī)撈取“黑心錢”飲鴆止渴，造成企業(yè)發(fā)展遲緩，惡性循環(huán)，質(zhì)量壽命得不到保障，經(jīng)過三兩年之后，效率低 下，不能用或者夏天湊合用，而且農(nóng)民權(quán)益不能得到及時(shí)的保障，售后維修不能及時(shí)的解決等等問題的出現(xiàn)，造成了農(nóng)村市場(chǎng)的萎縮。
第六，我國現(xiàn)行我國現(xiàn)行太陽能熱水器標(biāo)準(zhǔn)過低，沒有強(qiáng)制性要求，太陽能存種種隱患。比如黃明太陽能董事長(zhǎng)黃鳴曾曝光的行業(yè)兩個(gè)潛規(guī)則，第一個(gè)是水箱內(nèi)膽薄如紙，廠家因私利反對(duì)將厚度寫入強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)；第二個(gè)是電熱管無3C認(rèn)證，自行改裝或致漏電。
第七，目前，國家相關(guān)部門和協(xié)會(huì)缺乏監(jiān)管。該行業(yè)中存在低價(jià)中標(biāo)，“不論品質(zhì)，只論低價(jià)，皆以低價(jià)論英雄”，導(dǎo)致短命工程、垃圾工程充斥市場(chǎng)。如前一段江蘇省質(zhì)檢院因“騙補(bǔ)”事件，被江蘇省質(zhì)監(jiān)局給予警告處分，并暫停該院太陽能熱水器產(chǎn)品檢驗(yàn)項(xiàng)目計(jì)量認(rèn)證資質(zhì)6個(gè)月。
總之，太陽能利用在我國建筑行業(yè)，特別是在城市住宅中的一體化設(shè)計(jì)，還正處于蹣跚學(xué)步的階段。目前，研究集合住宅中太陽能利用的資料還很少。發(fā) 達(dá)國家可供借鑒的一體化設(shè)計(jì)方案在我國并不完全適合，尤其是國外利用太陽能的居住建筑人多數(shù)為獨(dú)立或聯(lián)排式小住宅，雖然這對(duì)于我國分散用能的廣大農(nóng)村、鄉(xiāng) 鎮(zhèn)非常重要，然而我國目前城市住宅建設(shè)的主流是多高層集合住宅。因此，在我國研究和推廣符合國情的一體化設(shè)計(jì)建筑，尤其是被動(dòng)式太陽能多高層住宅勢(shì)在必 行，這就為我們建筑師提出了新的挑戰(zhàn)和更高的要求。
