導語：經過
最近幾年的發展
，太陽能熱水系統技術日趨
成熟，在各種不同型別的住宅中應用普遍。太陽能熱水器與住宅建築的一體化是指
太陽能
熱水器與住宅建築進行充分的結合，在造型上及
功能
上都形成一個有機的統一整體，使得構造更加合理，
提高住宅的質量。
01
瞭解國內外太陽能熱水器與建築一體化的應用，重視構造及使用方式
1、國外太陽能熱水器與建築一體化的應用
美國在對太陽能的利用方面一直處於
世界的前列
，自1997年克林頓總統任職期間提出的“
百萬太陽能屋頂計劃
”以來，僅2016年美國太陽能裝機量就達到了16GW，比2015年的7。3GW漲了一倍多，而且目前正在以每年
110%左右的趨勢增長
。
美國對太陽能的利用應用於
各種型別的建築
，由此也帶來了巨大的經濟效益、社會效益和環境效益。在太陽能與建築一體化方面，發達國家也處於
世界的前列
。由於發達國家的住宅建築多以
低多層小住宅為主
，太陽能集熱器可以很好地與坡屋頂結合，在外觀看起來就如同天窗一樣。
而儲水箱則被放置於閣樓，
樓梯間
，地下室等隱蔽的位置。除此之外，國外許多建築設計師已經意識到太陽能集熱器已經成為了一種
建築設計語言
，除了完成它們集熱的任務之外，更是同時
具備了維護結構
，保溫遮陽和建築裝飾的作用。集熱器的形式也不再單一，出現了不同的肌理，顏色以及構造的
集熱器
。
2、我國太陽能熱水器與住宅建築一體化的應用
我國從上世紀六十年代開始
接觸太陽能，
到了八十年代開始大規模
的對
太陽能進行開發，到新世紀以來，我國的太陽能裝機量方面取得了
巨大的進步
，裝機量為世界最多。2016年中國新增
裝機量34.2GW
，同比增長126%，全球佔比46%。累計裝機也達到了77GW，佔到全球的34%。
儘管規模巨大
，但是我國在太陽能熱水器與住宅建築的結合方面還僅僅處於初級階段。住宅工程前期不夠細緻的規劃，導致了太陽能熱水器
出現了效率低
，安全隱患多，與建築結合
不美觀
等等問題。我國的住宅太陽能熱水器大多數為業主自行安裝的，放置在低層或多層住宅的屋脊上，絕大數多為
真空管式，
儲水箱位於集熱器的上部。
由於是業主自行安裝，所以出現了各個
熱水器的規模
、形狀、顏色及肌理等均不統一，擺放的位置
也無規律
；同時屋頂並沒有事先預埋的杆件，導致放置的太陽能熱水器存在較多的安全隱患；水箱暴露在外部，降低了熱水
使用效率
的同時，更增加了維護難度等等問題。
由於這些問題的存在，使得太陽能熱水器成為了
業主們
的累贅，不正當的安裝方式導致熱水器從屋頂脫落；
儲水箱
損壞
後水流溢位，在冬天造成了更大的麻煩；沒有做好的防護措施導致太陽能熱水器被風雪、雨水甚至雷電
損壞的情況時有發生
。
這使得許多小區在物業管理方面明令
禁止業主安裝
任何形式的太陽能熱水器。所以說，缺少前期規劃所導致的不規範安裝，從某種程度上來說是阻礙了我國太陽能熱水器
一體化的發展。
對此，把太陽能熱水器作為
建築設計語言，
從建築設計之處便加入到對太陽能熱水器外觀、構造以及使用方式的思考，是促進我國太陽能熱水器與
住宅建築一體化、
與住宅建築有機美觀地結合的
重要因素
。
02
太陽能熱水器比較講究不同集熱器形式，真空管式和平板式比較常見
針對不同的集熱器形式，
結合的方式也不同
。真空管式集熱器不需要面積補償，所以可以直接豎直放置在兩飄窗之間；而平板式集熱器則需要調節
最佳角度
及計算最佳角度之外的面積補償。
安裝了
不同形式的集熱器之後的住宅也形成了不同的肌理和秩序。
1、真空管式集熱器
真空管式集熱器由於沒有傾角要求，所以
結合方式多樣
，可傾斜也可豎直，為了減少對下層使用者造成的
採光遮擋
，因此選擇豎直式結合。在做法方面也沒有太多的要求，首先保持集熱器和窗戶尺寸的統一，根據窗戶的長度
計算好集熱器的寬度
，從而確定兩個飄窗之間的距離，在
飄窗之間
設定基座，透過預埋杆件與集熱器連線。
從外部看起來，格柵式的真空管集熱器成為了一種半
“虛”的元素
，與虛元素的窗戶形成了過渡的關係，填補了
飄窗之間
留下的冷漠感。這種結合方式可以適用於各種有飄窗的住宅，搭配相應的裝飾構件
效果更好
。
2、平板式集熱器
平板式集熱器要
相對複雜一些，
因為要透過調整傾角來獲取最大的
集熱效率
。前文提到過長春地區的集熱器最佳傾角是
4
3-53
°，在這種情況下的集熱器面積只需滿足每戶1。96㎡的要求即可。但這種傾角的集熱器的水平投影過長，會對下層使用者造成採光遮擋。
針對這種問題，可以透過增大
集
熱器傾角的方式來解決
，改變集熱器的面積，延長集熱器的長度，不影響下層採光的同時，還能滿足自身的集熱效率。延長後的集熱器可以搭配其他
建築構件，
從而不影響住宅本身的
秩序和韻律
。
無論是哪一種結合方式，儲水箱都可以順勢佈置在
臥室或者陽臺，
從而減少集熱器的熱損失，提高熱水
使用效率。
擇優可以選擇隱藏吊頂線腳式，方便安裝檢修。相比於沒有安裝集熱器或是隨意安裝的
集熱器方式，
此種方法極大程度地強化了豎向的線條，
強調了升騰的趨勢。
特別是對於總長度過長的板式
住宅樓
，這種做法增強了豎向的橫向的
分隔
，使建築的總體量不再笨重。適用於大多數南向
有飄窗的住宅
。對於高長比過大的住宅，此種做法的升騰屬性
更突出，
而對於高長比過小的住宅，此種做法又可以加強分隔，輕盈化體量。
但是侷限性也很明顯，傾斜的平板式集熱器會對下層使用者
造成採光影響
，所以平板式集熱器不適用於日照要求
緊張的住宅，
只能結合於最南向的住宅或是住宅樓之間間距大的住宅。
結語：
推進
太陽能熱水器和住宅
建築一體化進
程
，使太陽能熱水器與住宅建築有機地結合，增強美感；發揮熱水器的其他功能，使其成為
建築構件一部分
；提高太陽能熱水器效率及安全效能，
最佳化構件
，規範模數尺度，節約成本。為促進可持續性社會發展，提高人民生活質量，發展迴圈經濟
做出貢獻
。