太陽能建筑在中國已經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展。最初的太陽能建筑為我國五六十年代的太陽房，主要采用被動(dòng)技術(shù)，通過被動(dòng)設(shè)計(jì)滿足人們的基本需求?，F(xiàn)在，太陽能技術(shù)除被動(dòng)技術(shù)外，還發(fā)展了主動(dòng)技術(shù)，這主要表現(xiàn)在太陽能光熱利用和太陽能光電利用兩個(gè)方面。光熱利用主要是用于采暖和制冷，根據(jù)利用溫度的高低分為高溫利用、中溫利用和低溫利用。工程供熱主要是太陽能高溫利用，日常的生活熱水供應(yīng)主要是低溫利用。太陽能光電技術(shù)主要是利用單晶硅或多晶硅將光能轉(zhuǎn)化為電能，一般用于航天飛機(jī)、空間站或邊遠(yuǎn)地區(qū)。太陽能建筑的光電利用，主要是用來實(shí)現(xiàn)太陽能照明。
太陽能光熱技術(shù)在中國的應(yīng)用非常廣泛，具有良好的產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化基礎(chǔ)。而太陽能光電技術(shù)，由于其較高的成本，還未像光熱那么普及。下面按照時(shí)間和技術(shù)的更新將太陽能建筑劃分為3個(gè)階段，并結(jié)合實(shí)例加以介紹。第一代太陽能建筑建于2002年，已運(yùn)行3年多，總體運(yùn)行很好，我們從中積累了大量數(shù)據(jù)；第二代為超級(jí)節(jié)能示范樓，2005年建成，用于接待VIP客人的客房，大量應(yīng)用了太陽能和其它新能源；第三代太陽能建筑剛剛起步，在建中的皇明太陽能新總部大樓可以視為這一代的代表。
一、第一代太陽能建筑—初具雛形
2002年在山東德州的皇明科技園區(qū)，矗立起一棟棟外形獨(dú)特的太陽能建筑，這是中國現(xiàn)代太陽能建筑發(fā)展的雛形。也正是從這里開始，太陽能從單純的生活熱水利用逐步發(fā)展成為綠色生態(tài)建筑中重要的組成部分。
太陽能的有效利用需要與系統(tǒng)的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)、先進(jìn)的建筑節(jié)能技術(shù)和節(jié)能產(chǎn)品等優(yōu)化組合，才能實(shí)現(xiàn)建筑耗能的結(jié)構(gòu)調(diào)整，提高利用太陽能的保證率，為住宅提供采暖、制冷和生活用水，營造低能耗、高舒適、健康的居住環(huán)境，實(shí)現(xiàn)可再生能源的高效利用。在一個(gè)四面透風(fēng)的建筑中利用太陽能是毫無意義的。
太陽能熱水系統(tǒng)在這代建筑中處于核心地位，通過在房屋的屋面和立面安裝排放整齊的太陽能集熱器，為建筑提供熱水和采暖。在這代建筑中，還采用了太陽能遮陽、太陽能除濕空調(diào)以及太陽能游泳池等技術(shù)。其中，太陽能涼亭，太陽能水幕噴泉和太陽能墻等產(chǎn)品，由于同時(shí)具備了美觀性與藝術(shù)性，收到了節(jié)能與美觀的雙重效果。
太陽能墻可以使一整面墻吸收太陽熱能，從而形成一個(gè)巨大的吸熱器，成為冬季重要的熱源。太陽墻由西山墻上大量的真空管組成，夏季將熱量送到假山下的鵝卵石進(jìn)行蓄熱，冬季再將這些熱能送入室內(nèi)進(jìn)行采暖。
太陽能涼亭兼具功能性和藝術(shù)性，既可以生產(chǎn)熱水又可以產(chǎn)生電能，夏季還可以納涼休閑，三位功能一體化。
二、第二代太陽能建筑—綜合利用
在第一代太陽能建筑的基礎(chǔ)上，第二代太陽能建筑在設(shè)計(jì)上提出了：天地結(jié)合互補(bǔ)，開源節(jié)流并重的理念。所謂天與地的結(jié)合就是既應(yīng)用天上的太陽能，同時(shí)也應(yīng)用地下的地?zé)崮埽赐寥涝?。通過綜合使用可再生能源，減少傳統(tǒng)能源的消耗。開源指的是盡量利用太陽能等可再生能源，節(jié)流就是做好建筑的維護(hù)結(jié)構(gòu)，限度地減少建筑能量的負(fù)荷。
這代建筑的能源供給來自于三個(gè)方面：太陽能光熱系統(tǒng)、太陽能光電系統(tǒng)和地源熱泵輔助系統(tǒng)。其中太陽能光熱系統(tǒng)提供生活熱水和采暖，太陽能光伏發(fā)電用于生活用電和設(shè)備用能，當(dāng)其不足時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)切換至城市電網(wǎng)。
在外墻保溫措施方面，通過利用曲板屋頂夏季防曬、合理的防熱橋設(shè)計(jì)、外卷簾遮陽系統(tǒng)、屋面外墻隔熱等措施，使建筑具有極好的保溫隔熱能力，這使太陽能供暖制冷的效率大大提高，其在能耗中所占的比例也大大增加。
在這代建筑中，更加注重除太陽能系統(tǒng)外的一些節(jié)能技術(shù)和手段的利用，如太陽能預(yù)處理和置換式新風(fēng)送風(fēng)系統(tǒng)利用及建筑智能控制系統(tǒng)的利用。智能控制系統(tǒng)可以保證建筑物不同人群或功能區(qū)對(duì)新風(fēng)量和對(duì)溫度的不同需要，從而限度地滿足使用要求、效利用能源；在室外地下埋風(fēng)道，利用土壤中的熱能對(duì)新風(fēng)進(jìn)行冬季預(yù)熱、夏季預(yù)冷處理，并結(jié)合置換式新風(fēng)送風(fēng)系統(tǒng)對(duì)回風(fēng)中的熱能回收，使送入建筑內(nèi)的新風(fēng)更舒適。
皇明公司2004年開始建造的“超級(jí)節(jié)能示范樓”就是這代太陽能建筑的代表。該建筑的總建筑節(jié)能率在90%以上。以下為該超級(jí)節(jié)能示范樓的一些主要特點(diǎn)及所采用的技術(shù)：
（1）超級(jí)外墻/屋面隔熱系統(tǒng)：外墻K<0.3W/m2.K，屋面K<0.2W/m2.K；
（2）外窗隔熱系統(tǒng)：K<1.5W/m2.K；
（3）卷簾外遮陽系統(tǒng)；
（4）低溫輻射地板采暖/制冷系統(tǒng)；
（5）新風(fēng)預(yù)處理系統(tǒng)；
（6）綠色照明和光導(dǎo)管技術(shù)；
（7）能量?jī)?chǔ)存和回收系統(tǒng)；
（8）智能建筑控制系統(tǒng)；
另外，此建筑也更加注重了太陽能技術(shù)與建筑藝術(shù)的結(jié)合，不僅在功能上滿足人們的需求，還從建筑美學(xué)的角度迎合了人們的美學(xué)需要。如：太陽能飄板集熱器、跟蹤式光電圓盤系統(tǒng)、遮陽電池板等。
集熱管鑲嵌在波浪型的屋頂飄板上，既造型美觀又有實(shí)用功能；雙軸自動(dòng)跟蹤光電圓盤系統(tǒng)具有更高的光電轉(zhuǎn)換功能；具有遮陽功能電池板陣列在夏季具有明顯的遮陽功能，有利于降低夏季室內(nèi)制冷的負(fù)荷。
太陽能光熱技術(shù)在中國的應(yīng)用非常廣泛，具有良好的產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化基礎(chǔ)。而太陽能光電技術(shù)，由于其較高的成本，還未像光熱那么普及。下面按照時(shí)間和技術(shù)的更新將太陽能建筑劃分為3個(gè)階段，并結(jié)合實(shí)例加以介紹。第一代太陽能建筑建于2002年，已運(yùn)行3年多，總體運(yùn)行很好，我們從中積累了大量數(shù)據(jù)；第二代為超級(jí)節(jié)能示范樓，2005年建成，用于接待VIP客人的客房，大量應(yīng)用了太陽能和其它新能源；第三代太陽能建筑剛剛起步，在建中的皇明太陽能新總部大樓可以視為這一代的代表。
一、第一代太陽能建筑—初具雛形
2002年在山東德州的皇明科技園區(qū)，矗立起一棟棟外形獨(dú)特的太陽能建筑，這是中國現(xiàn)代太陽能建筑發(fā)展的雛形。也正是從這里開始，太陽能從單純的生活熱水利用逐步發(fā)展成為綠色生態(tài)建筑中重要的組成部分。
太陽能的有效利用需要與系統(tǒng)的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)、先進(jìn)的建筑節(jié)能技術(shù)和節(jié)能產(chǎn)品等優(yōu)化組合，才能實(shí)現(xiàn)建筑耗能的結(jié)構(gòu)調(diào)整，提高利用太陽能的保證率，為住宅提供采暖、制冷和生活用水，營造低能耗、高舒適、健康的居住環(huán)境，實(shí)現(xiàn)可再生能源的高效利用。在一個(gè)四面透風(fēng)的建筑中利用太陽能是毫無意義的。
太陽能熱水系統(tǒng)在這代建筑中處于核心地位，通過在房屋的屋面和立面安裝排放整齊的太陽能集熱器，為建筑提供熱水和采暖。在這代建筑中，還采用了太陽能遮陽、太陽能除濕空調(diào)以及太陽能游泳池等技術(shù)。其中，太陽能涼亭，太陽能水幕噴泉和太陽能墻等產(chǎn)品，由于同時(shí)具備了美觀性與藝術(shù)性，收到了節(jié)能與美觀的雙重效果。
太陽能墻可以使一整面墻吸收太陽熱能，從而形成一個(gè)巨大的吸熱器，成為冬季重要的熱源。太陽墻由西山墻上大量的真空管組成，夏季將熱量送到假山下的鵝卵石進(jìn)行蓄熱，冬季再將這些熱能送入室內(nèi)進(jìn)行采暖。
太陽能涼亭兼具功能性和藝術(shù)性，既可以生產(chǎn)熱水又可以產(chǎn)生電能，夏季還可以納涼休閑，三位功能一體化。
二、第二代太陽能建筑—綜合利用
在第一代太陽能建筑的基礎(chǔ)上，第二代太陽能建筑在設(shè)計(jì)上提出了：天地結(jié)合互補(bǔ)，開源節(jié)流并重的理念。所謂天與地的結(jié)合就是既應(yīng)用天上的太陽能，同時(shí)也應(yīng)用地下的地?zé)崮埽赐寥涝?。通過綜合使用可再生能源，減少傳統(tǒng)能源的消耗。開源指的是盡量利用太陽能等可再生能源，節(jié)流就是做好建筑的維護(hù)結(jié)構(gòu)，限度地減少建筑能量的負(fù)荷。
這代建筑的能源供給來自于三個(gè)方面：太陽能光熱系統(tǒng)、太陽能光電系統(tǒng)和地源熱泵輔助系統(tǒng)。其中太陽能光熱系統(tǒng)提供生活熱水和采暖，太陽能光伏發(fā)電用于生活用電和設(shè)備用能，當(dāng)其不足時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)切換至城市電網(wǎng)。
在外墻保溫措施方面，通過利用曲板屋頂夏季防曬、合理的防熱橋設(shè)計(jì)、外卷簾遮陽系統(tǒng)、屋面外墻隔熱等措施，使建筑具有極好的保溫隔熱能力，這使太陽能供暖制冷的效率大大提高，其在能耗中所占的比例也大大增加。
在這代建筑中，更加注重除太陽能系統(tǒng)外的一些節(jié)能技術(shù)和手段的利用，如太陽能預(yù)處理和置換式新風(fēng)送風(fēng)系統(tǒng)利用及建筑智能控制系統(tǒng)的利用。智能控制系統(tǒng)可以保證建筑物不同人群或功能區(qū)對(duì)新風(fēng)量和對(duì)溫度的不同需要，從而限度地滿足使用要求、效利用能源；在室外地下埋風(fēng)道，利用土壤中的熱能對(duì)新風(fēng)進(jìn)行冬季預(yù)熱、夏季預(yù)冷處理，并結(jié)合置換式新風(fēng)送風(fēng)系統(tǒng)對(duì)回風(fēng)中的熱能回收，使送入建筑內(nèi)的新風(fēng)更舒適。
皇明公司2004年開始建造的“超級(jí)節(jié)能示范樓”就是這代太陽能建筑的代表。該建筑的總建筑節(jié)能率在90%以上。以下為該超級(jí)節(jié)能示范樓的一些主要特點(diǎn)及所采用的技術(shù)：
（1）超級(jí)外墻/屋面隔熱系統(tǒng)：外墻K<0.3W/m2.K，屋面K<0.2W/m2.K；
（2）外窗隔熱系統(tǒng)：K<1.5W/m2.K；
（3）卷簾外遮陽系統(tǒng)；
（4）低溫輻射地板采暖/制冷系統(tǒng)；
（5）新風(fēng)預(yù)處理系統(tǒng)；
（6）綠色照明和光導(dǎo)管技術(shù)；
（7）能量?jī)?chǔ)存和回收系統(tǒng)；
（8）智能建筑控制系統(tǒng)；
另外，此建筑也更加注重了太陽能技術(shù)與建筑藝術(shù)的結(jié)合，不僅在功能上滿足人們的需求，還從建筑美學(xué)的角度迎合了人們的美學(xué)需要。如：太陽能飄板集熱器、跟蹤式光電圓盤系統(tǒng)、遮陽電池板等。
集熱管鑲嵌在波浪型的屋頂飄板上，既造型美觀又有實(shí)用功能；雙軸自動(dòng)跟蹤光電圓盤系統(tǒng)具有更高的光電轉(zhuǎn)換功能；具有遮陽功能電池板陣列在夏季具有明顯的遮陽功能，有利于降低夏季室內(nèi)制冷的負(fù)荷。