随着我国城镇化的加快，建筑业迎来了更快的发展，从而使得建筑材料、建材的运输耗能迅速提升。调查研究发现，我国建筑业的耗能量在逐年增加，而且所占总耗能比也达到了20%-30%。建筑业的发展使得能源消耗与日俱增，其引起的资源消耗已经成为制约我国经济社会快速发展的重要因素。研究发现，建筑施工过程中，有60%-70%的材料消耗可以通过有效的设计和正确的施工节约，如果建筑师能认真分析，从节约能源和资源的角度出发，充分利用当地的地理条件和气候条件以及资源优势，就可以最大化的利用有效资源，和自然资源，创造出更环保、节能的建筑。实现环境和人的和谐共存。这也是建筑今后发展的方向。
1太阳能在建筑设计中的应用
当前，建筑业是经济发展的支柱产业，同时也是消耗能源较多的行业。现代建筑和传统的建筑有所区别，不仅是为人提供工作和居住的居所，还要满足不同的需求，建立和谐发展的宜居环境。也就是建筑要利用各种绿色能源，在尽量减少环境污染的情况下，利用各种环保材料，或者其他洁净能源来满足人们的日常生活需求。太阳能材料的发现和使用为建筑业提供了新的发展趋向，它作为一种绿色环保的能源必将在今后的建筑业中发挥巨大的作用。零能耗太阳能建筑设计中应用的太阳能技术现状主要有太阳能热水器、太阳能空调、太阳能暖气、太阳能发电等等。
下面就以太阳能热水系统为例讲述一下其工作原理，及在建筑设计中的应用。太阳能热水器是现在应用较广泛的技术，无论是单独的太阳能热水器，还是建筑施工中使用的太阳能热水系统，都已经成为一项成熟的技术。其构造主要有太阳集热器、贮水箱、循环管道、支架、控制系统、热交换器、水泵设备和附件。其中集热系统是其特有的一个部分，也是太阳能热水器利用的关键。如何在建筑中利用好太阳能热水器，使其发挥应有的功能呢。
首先，要从心理上承认太阳能是一种绿色能源，是环保节约的好手段，另外，在小型建筑中要在设计过程中，就把能源利用的设想加入到建筑设计中。
其次，太阳能建筑设计中太阳能集热系统是设计的关键环节，在设计中要根据不同地区权威部门给出的检测报告，结合检测数据，根据当地的气象资源合理的进行太阳能集热系统的设计，以确保建成后的建筑物能安全稳定的进行工作。
再次，太阳能热水系统的技术已经基本掌握，其理论也已经付诸实践，但是在小型建筑中如何把太阳能系统加入到建筑当中，还存在一些问题，这是设计者要解决的问题。
最后，为了保证太阳能系统能在小型建筑中设计合理，建设者要和太阳能单位共同进行商议设计，以保证太阳能系统的正常使用，太阳能系统的加入不但要保证建筑物的基本功能不被破坏，还要有一定的防护功能，做到建筑物结合太阳能系统的有机结合，协调适应。
2太阳能利用所面临的问题
2.1 体制方面的问题
现阶段，我国居住性建筑物建设中，建设者、管理者、使用者这三方通常是分开的，他们在建筑物上没有直接的关系。建设者的目的就是利用更少的资金建设更多的房子，他们不关心节能环保的问题，他们以为那是国家的事。而管理者，对于节能环保虽然重视，但是节能环保要花费更多的资金去进行建设，管理者的目的是建设更多的房子满足广大群众的住房需求，但是资金太高，建设的数量就少，所以他们也不愿按照节能环保进行建设。而使用者也担心资金的问题，担心资金的投入是否最终能带来一些受益。
2.2 技术方面的问题
在技术方面，目前，玻璃制真空管的太阳能集热装置应用较多，成本也相对较低，而且技术也比较成熟。但是要实现其在小型建筑中的结合应用，实现一体化还存在一些技术上的问题，例如其在建筑中的安全问题，受压问题，密封性问题等等，而采用金属制流道集热装置可以很好的解决这些问题，但是这种材料的应用有存在成本高的问题。
2.3 建筑行业和太阳能产业界之间的问题
建筑和太阳能产业的人员在产能上缺乏必要的配合，建筑行业在过去根本没有进行利用太阳能进行建设的一体化建设施工经验，对太阳能的工作原理，设计方法，以及应用都存在很大的不足，所以在一体化建筑设计和施工中很难完成，因为他们缺少对太阳能各项参数的参考，缺乏设计必要的基础参数，因此没有在设计过程中预留按照太阳能的预留空间，给太阳能的安装造成了困难。太阳能公司也只考虑了太阳能的利用，以及太阳能的性能，没有考虑太阳能的器件如何应用到建筑物当中，不能使得太阳能的各种部件与建筑物有机结合，不是造成外观不协调，就是造成太阳能的使用效率不高，很难达到和谐统一，只有太阳能企业和建筑业相互配合，才能创造出节能环保、安全可靠的太阳能建筑。
3 零能耗太阳能太阳能小型建筑的重要性
我国很长一段时间为了满足建筑不足的局面，进行了大量的建设，而在建设过程中只注重建筑物的功能和需求，而对于建筑物的其他问题却放到了一边。尤其是对于能源利用上，存在浪费，污染环境等问题的存在。在环保意识上存在很大的缺陷。而且在太阳能的应用上，也没有能把太阳能的应用于建筑物的建设有机的结合起来，很多太阳能的应用都是安装在建筑物的外表面或者安装在建筑物的房顶，形成了杂乱无章的格局，使得楼宇的美观度受到很大的影响，也给人带来了视觉上的污染。由此带来的问题，建筑行业和太阳能行业要对其认真讨论，如何把太阳能设备和建筑物更好的结合起来已经，实现零能耗建筑的建设是摆在当前的重要问题。
把太阳能技术充分利用到建筑业中，建设零能耗的太阳能小型建筑，是设计人员要解决的关键性问题。而太阳能行业也要开发一些适合在建筑行业使用的一体化的太阳能建材。建筑师也要根据
太阳能材料，做好设计工作，力求设计方案从开始就把太阳能设备作为建筑物建设中不可少的结构进行设计，使建筑物不但在外观上美，还要使得其能充分利用太阳能进行日常的照明，热水等等。实现太阳能建筑的一体化。
4零能耗太阳能小型建筑设计新构想的提出
较好的收集利用太阳能是建筑设计过程中要考虑的问题，同时还要兼顾到建筑物外形的美观、实用和建造成本，针对这一问题，本文提出了一个新构想，即在接受太阳光较好的墙体外表（南面及东西两面）的护围结构上修筑太阳墙和光伏组件，增大接受太阳能的面积；在接受太阳光较少的北面修筑保温墙，减少已吸收的太阳能的损耗；建筑物的屋顶则采用太阳能热泵低温集热技术，把太阳能热管集热器做成与建筑物屋顶相搭配的造型安放在屋顶的预留空位上；采用分体式太阳能热泵吸收式中央空调系统将生活用热水和空调的使用相分离，确保两者互不影响；建筑的功能方式上要以太阳能为主，电力或燃气为辅。这样将太阳能的接受利用方式的被动接受式变为主动接受式，大大提高了太阳能的利用效率。
5零能耗太阳能小型建筑的实施方式
5.1 太阳墙、光伏组件与建筑墙体的设计建设
零能耗太阳能小型建筑的光照较好的南墙，东墙或者西墙等可以采用太阳墙的建设方式，并利用主动和被动相结合的方式，使其可以采暖、热水、发电、建筑防护等等各种功能相结合。这种墙，墙体最外一层通常是太阳能光电屏幕墙，通常把其安放在一种特制的金属板上，当金属板下空气在空腔内接受到太阳的热量，并在风机的带动下，预热的空气从墙体顶部进入空调系统或者排除到室外，形成空调的效果。和传统的建筑不一样的是，太阳能墙代替了传统的墙体结构，从而使得照在墙上的太阳能被吸收或者阻隔掉，形成隔热保温，降温的作用。研究发现，光电墙的反射率在15%左右，而光转化率能达到17%-35%；冬天，集热板又可以把光电墙浪费的部分太阳能聚集起来用于空调机组的空气的预热，从而使得空调的空气预热可以达到30度，热利用效率达到50%-60%，相当于在建筑里每平方米加了一个五百瓦的灯，与此同时，室内的热量随墙体向往扩散，在扩散到金属板上，又可以通过管道内的热空气进行循环，从而进一步减少了墙体与外界的能量交换；然而进入夏季后，让风机停止运行，这时被太阳能加热的空气就会在墙体和金属板之间的空隙向上排出，这样一来，首先可以是得还环境的热能不能直接通过墙体的传导将热量传递到室内，进而使得空调减轻了负荷。其次，光电墙和金属之间的空隙中，空气不停的流动，在一定程度上也降低了光电墙的温度，从而使得光电墙提升光电率，从以上设计来看，这种方法如果运用到小型建筑上肯定要比单纯的采用光电墙或者其他材料要效果好的多。
5.2零能耗太阳能热泵集热装置与建筑屋顶相结合的设计
建筑物的屋顶在积热和保温方面起着重要的作用，太阳能热泵低温集热技术与建筑物屋顶的完美结合不仅可以使建筑更好的吸收太阳辐射，而且这样的设计还使建筑物的整体外观更富艺术感，更具现代性。将金属传热管中的太阳能热管模块化集热器设计成与建筑物相搭配的造型并涂上与屋顶相协调的颜色，有利于装置与建筑物的完美融合。不仅如此，太阳能热管模块化集热器的应用可以增强装置的承受压力，还可以使装置的密封性提高，这样既能对室外的太阳能辐射进行直接的、充分的吸收，又能间接的吸收室外环境中的热量，使太阳能装置不再受有无太阳光直射的天气状况的影响，即使是在寒冷的冬季下雪天也能进行太阳能低温积热。除此之外，采用太阳能热泵低温集热技术的太阳能装置而做成的蒸发式太阳能热泵机组的蒸发器就相当于一个热源，它将直接作用于蒸发器中的热媒，当其加热的热媒的温度达到10-30摄氏度时就可以迅速汽化，再通过压缩制热，可以使正常水温升高到60摄氏度以上，这样就可以作为热水和取暖源供应给用户和给制冷系统提供发生器所需的热媒水。太阳能热泵吸收式中央空调系统的结构紧凑，省去了传统建筑群中的锅炉房，从而减少了初期投资，也节约了建筑空间。太阳能热泵吸收式中央空调系统与传统的利用太阳能的驱动中央空调和热水器的方式节能效果更好。
5.3零能耗太阳能小型建筑相配合的建筑保温设计
在太阳能小型建筑的背面或者受日光照射较少的地方，可以采用一些轻质的建筑保温材料当做墙体，这样就可以使得小型建筑的墙体可以阻止更多的热能交换，并且在框架结构中，应用较薄的、强度高的墙体可以达到隔热保温的作用，同时也使得建设成本降低，建筑物的压力减轻，负荷较小。在门窗的采用上，建议设计安装外表面经过镀膜的且与外墙颜色相同的中空玻璃，因为这种玻璃的性能较好，而且具有隔声，隔热，防冻，防霜，密封严实等特点，可以有效的挡住外界的有害辐射，同时，又不影响光线；在夜晚或者天气不好的时候，室内的热辐射可以有效的被阻隔，从而使得热量不至于扩散出去。从而使得整个太阳能小型建筑就像一个保暖瓶，在一定程度上，只依靠太阳能就可以提供家庭的日常生活实用能源，使得建筑物的热能只能以单一的方向进行热传导，减少了建筑物室内热能的流失，减少了废弃物的排放，节省了能源。
6 远景与展望
太阳能是一种安全、卫生、洁净的、取之不竭的能源，太阳能的应用已经引起全球众多国家的重视，很多国家都把太阳能的利用设为重要公关课题来进行研究。今年来我国太阳能的利用也在逐年增加，相关的研究也日益增大，很多太阳能应用的产品面世，但是太阳能与建筑结合的事例还不是很多，随着其他矿石燃料的减少，太阳能在建筑行业的应用将是今后的发展趋势。现在建筑行业已经开法出了利用太阳能取暖、照明、制冷、发电等的设备，例如，太阳能热水器、太阳能光伏电、太阳能热泵空调等等，这些都为我国太阳能建筑一体化提供了前提，因此，今后，太阳能利用和建筑的一体化必将成为我国建筑行业的发展主流方向。太阳能建筑必将从小型建筑设计扩展到大型建筑，并将在我国各地迅速的发展蔓延，将来城市的建筑必将以太阳能建筑为主。
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