目前市场上太阳能系统在建筑上的不和谐安装造成建筑“毁容”，以致城市面貌的损坏，所以业内呼吁太阳能要与建筑融合，必须走太阳能装置构件化的之路。这要求太阳能企业与建筑界携手创造，使太阳能系统的利用在建筑上有和谐的崭新的面貌出现。本文突出建筑与太阳能的融合理念，分析太阳能装置建筑构件化、装配式安装设计的优秀实例并以此为借鉴，做相应的集热器建筑构件化设计方案进行初步尝试，对太阳能与建筑一体化设计所涉及的问题以及解决的办法做初步探讨。
太阳能集热装置构件化是一体化设计的迫切需要
目前我国太阳能生产企业产品标准不一，产品外形和尺寸迥异，特别是安装部位以在屋面最为普遍。屋面上散乱的太阳能装置破坏了建筑的第五立面，进而成为城市景观的不和谐音符。对于必须暴露在阳光直射下的太阳能集热装置，如何与建筑完美结合，已经是迫切需要解决的问题。对此，本文提出太阳能集热装置建筑构件化的概念，即将太阳能集热装置作为建筑构件，建筑师通过“建筑的语言”，在建筑设计中和谐地表现太阳能装置，使一体化设计的太阳能建筑以更新的面貌出现，以崭新的表情面对欣赏它的众人。也就是根据安装部位的不同设计出相应的太阳能集热构件，这些构件按照严格的标准、不同的联接方式和相异的外观面貌构成产品，建筑师则在设计过程中，根据建筑构思的需要，充分考虑并选择构件产品的安装位置尺寸、形状外观，并与建筑的整体造型整合，太阳能集热装置就像建筑的元素一样，在太阳能建筑中自然和谐而又完美突出。
为实现这个目的，首先，建筑师要了解太阳能系统的组成及各部分要求，研究太阳能集热装置在建筑上可设的位置，如向阳的屋顶、坡屋面、墙面、阳台、雨罩、遮阳板，甚至花园中花架，凉亭的罩顶等等，将太阳能集热装置与建筑有机地结合。而太阳能企业则需要根据建筑师的要求努力将太阳能集热装置建筑构件化，使其成为建筑师设计中的“建筑语言”。太阳能集热装置构件化的过程是建筑界与太阳能企业互动的过程：建筑由于应用太阳能系统会有新的建筑形式出现；而建筑对太阳能系统“建筑语言”的要求会促进太阳能产品的建筑构件化。种类繁多的建筑构件化的太阳能集热产品的诞生又会使太阳能建筑呈现出千姿百态、多姿多彩的风貌。这样，太阳能企业与建筑界才能在认识统一、目标一致的基础上，沟通互动的过程中得到双赢互利的收获。
太阳能集热装置构件化的建筑实例分析
太阳能集热装置构件化思路，是太阳能系统应用发展的必由之路，需要从建筑设计伊始，即将太阳能系统所包含的所有内容作为建筑不可缺的设计元素加以考虑，巧妙地将太阳能系统的各个部件融入建筑之中整合设计，使太阳能系统成为建筑不可分割的组成部分，而不是附加的多余构件。太阳能集热装置作为建筑构件，以它具有科技内容的特殊身份加入建筑之中，会使建筑呈现全新的造型与外观，增强了太阳能建筑的表现力。
不少发达国家在这方面已经做了一些有益的探索和尝试，使太阳能技术的应用与建筑设计得到了巧妙而有机的结合，许多成功的实践给我们以启迪和经验。
坡屋顶一定的倾斜角度适宜放置太阳能集热装置。（图１）所示是德国一幢住宅，坡顶上的太阳能集热板与窗子有机结合在一起，形成一个整体构件，镶嵌在坡屋顶的屋面瓦中，太阳能集热板、坡屋面、窗子紧密结合，浑然一体。
荷兰一处联排住宅中（图２），设计者在适宜接受阳光角度的斜屋面上，采用了坚固的标准化框架体系，这种标准构件将建筑屋面结构与采光窗、太阳能集热板巧妙组合成一个整体，不仅使太阳能系统与建筑达到了有机的结合，同时也创造了一种全新的太阳能建筑外观形象。
太阳能集热装置构件化与建筑一体化设计的尝试
建筑师对太阳能集热装置的奢望是它能够成为建筑师的“建筑语言”，随着建筑师的创作去发挥和表达，也就是太阳能集热装置要建筑构件化。建筑师将太阳能集热装置作为建筑构件元素来考虑，与屋面、阳台、窗子、墙面等有机地结合在一起设计，太阳能集热装置就会成为建筑中不可分割的部分，成为建筑形体中多姿多彩的点缀。为此我们为集热装置构件化的太阳能建筑设计做了一系列大胆的尝试。
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首先在一幢多层的公寓住宅中，在通常的阳台部分做了特殊的处理（图３），阳台一侧采用长度为１米的太阳能集热管，横向排列通高布置（图４）。相邻两户阳台组合比例适当。其他部分有与横向太阳能集热管相应的建筑处理，最终得到一个和谐的太阳能建筑的立面。水箱则放在阳台内被集热管遮挡的位置（图５），满足了集热装置与水箱最短距离的要求。此种１米长集热管所构成的建筑构件化集热器，竖向排列通长布置也可用来做阳台栏板，能呈现出另一种太阳能建筑的建筑形式。在有特殊要求的位置撤掉集热管后的反射板，建筑效果会更好。
如图６、图７所示是在联排别墅中使用太阳能集热装置的尝试。采用清华阳光研制的产品构件尺寸，将太阳能构件放在建筑的阳台及遮阳板位置上，经过与阳台等构件配合设计，同样也得到了漂亮的与众不同的外观。
图８ 太阳能别墅（ＩＩＩ）
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别墅（或称独立式小住宅）因其所建位置及投资会有其丰富多变的造型外观，如图８（ａ、ｂ）是一幢置于林中使用太阳能提供热水及地板采暖的独立住宅，设计采用了屋面一坡到底的建筑造型，将阳光室、阳光走廊及居室屋面整合成倾斜为３０度角的整体屋面，装置约９０平方米的太阳能集热管?穴屋面结构与清华阳光产品尺寸相匹配?雪，阳光走廊及阳光室冬天起着暖房的作用，夏天窗子开启，会有良好的通风。起居室屋面上覆盖的太阳能集热管局部撤去反射板，构成如同百页窗式的“天窗构件”，阳光自倾斜的屋面“百页天窗”洒下，随着时间的变化，“百页”式集热管窗的斑影落在墙上、地板上，飘流移动情趣盎然。
以上各例是将太阳能集热装置作为建筑构件与建筑一体化的设计尝试，本文落笔之时，太阳能集热器竖直放置、特别是在同时撤掉反射板的状态下还没有准确的实验技术参数供参考。目前相关的实验正在进行当中，如果能够得以实现，就会给建筑师提供更为准确合理的技术参数，提高设计依据的可靠性。此外太阳能集热装置构件化安放在墙面上的一些研究也正在进行当中，这也是我们与太阳能企业联手打造构件化太阳能集热装置的一种探索。
太阳能集热装置构件化与建筑一体化设计的问题及解决办法初探
太阳能集热装置构件化的目的是寻求丰富的崭新的太阳能建筑形式这个答案，直截了当地说，就是要使建筑因为有了太阳能装置而更加漂亮?选它不应是无奈的添加，也最好不是小心的“贴补”或“挖补”，而是使太阳能建筑充分表达自己的个性，放出更夺目的光彩。
但是针对构件化概念而言，市场上大量营销的直插式太阳热水器就面临着一个问题———不适宜做这个与建筑融合的构件。能够承担构件化使命的也只能是分体式太阳能装置。目前太阳能集热器装置大多以不同方式安置在坡屋面上，但对千姿百态的建筑来说，仍有一定的局限性。分体式的太阳能集热装置在建筑上可生存的空间还是相当可观的，如建筑外墙面、阳台、屋顶?穴平、坡?雪、女儿墙、遮阳板等。当然，建筑界也没有用心地研究，究竟什么规格、什么形式尺寸的太阳能集热构件更适合建筑，它们放置位置的可能性以及放置的方法如何，不同位置、不同放置方法的太阳能构件尺寸规格在满足功能要求的前提下又如何与建筑构件匹配等等，这些问题都是太阳能集热装置构件化进程中必须面对和解决的问题。
太阳能产品建筑构件化的实质实际上是太阳能集热构件建筑化。如何使太阳能集热装置建筑构件化?芽解决问题的根本途径是太阳能企业与建筑师通力合作，太阳能企业与建筑界在探求结果的过程中沟通与互动合作。建筑为太阳能而设计，太阳能为建筑所构成，这样就能给太阳能集热装置构件化与建筑一体化设计一个全优的答案。
电话：０１０－６２７８３４９６
编辑点评：希望太阳能企业、建筑企业以及相关行业共同为太阳能产品构件化做出不懈的努力，协作研制出与屋面、阳台、墙面、窗户等建筑构件相匹配的太阳能构件产品，使太阳能构件在与建筑一体化的基础上达到多元化、系列化，为建筑师的创作提供更多更丰富的物质语言。