太阳能建筑是指使用直接获取的太阳能的建筑的一类建筑。在建筑中应用太阳能供暖、制冷，可节省大量电力、煤炭等能源，而且不污染环境，在年日照时间长、空气洁净度高、阳光充足而缺乏其他能源的地区，采用太阳能供暖、制冷，尤为有利。太阳能建筑应用的目标是利用太阳能来满足建筑物的用能需求，包括供暖、空调、生活热水、

照明、家用电器等方面的能源供给。根据应用技术不同，太阳能建筑应用可以分为热利用技术的建筑应用和光伏技术建筑应用2大类，每一类技术根据其技术内容不同又可进一步细分。受技术发展水平和经济性等因素的影响，每种技术的发展历史、技术成熟度、产业支撑情况都不尽相同。技术经济性的差异决定了太阳能在建筑中应用水平和规模的不同。目前，部分技术如太阳能热水技术，在我国已开始进入规模化应用阶段，但太阳能建筑应用在综合利用、一体化建设等方面还有许多问题需要解决和完善。

利用太阳辐射加热房屋，从人类第一次建造住宅就已经开始了，公元前 4世纪，古希腊科学家亚里士多德就曾经提出房屋“北面窗户要小，南面窗户要大，并且要有水平伸出的檐，冬季暖和，夏天可以遮阳”。最早的有记载的被动式太阳能采暖试验是美国马萨诸塞州的摩尔斯(E．S．Morse)教授于1881 年使用“表面涂黑的，瓦装在玻璃下面，玻璃固定在房子向阳的一面，墙上有孔，整个设计使得房间里的冷空气从瓦的下边排出房间，然后在玻璃与瓦之间被加热上升的空气在顶部重新压迫进入房间”。

学术界把太阳能建筑按其有无机械动力分为主动式太阳能建筑和被动式太阳能建筑两大类。但是由于太阳辐射具有时空不连续性的特点，为了获取舒适稳定的室内热环境，通常在建筑中需要同时使用被动式和主动式太阳能联合的方式甚至添加辅助能源。

主动式太阳能建筑

主动式太阳能建筑的供热系统一般由集热、储热、散热部件、循环管道设备及控制系统组成。它是一种通过高效集热装置——太阳能集热器来收集获取太阳能，并与风机或泵、管道、末端散热设备及储热装置等组成的强制循环太阳能供暖系统或者与吸收式制冷机组成的太阳能空调及供热系统。它对太阳能的利用效率高，不仅可以供热、供热水、还可以供冷，而且室内温度稳定舒适，日波动小，储存时间长、功率大、使用方便、便于控制，在发达国家应用非常广泛。但因为它存在着设备复杂、先期投资偏高等缺点，因此，目前在我国还未得到大面积推广。

主动式太阳能系统按传热介质又可分为空气循环系统、水循环系统和水、气混合系统。

被动式太阳能建筑

被动式太阳能建筑是通过建筑朝向、平面布局及外部形态的合理布置、内部空间和外部形体的巧妙处理、建筑构造的合理设计、建筑材料的合理选择，使得其以自然运行的方式获取、储存和利用太阳能的一类建筑。被动式太阳房不需借助风机、泵和复杂的控制系统对太阳能进行收集、贮藏和再分配。窗、墙、楼板等建筑的基本要素，除满足传统的建筑功能需要（围护和支撑作用）外，还负担着热能的贮存和释放作用。一座建筑的各个组成部分同时要满足建筑学的、结构的和能量的三方面需求。每一个被动式太阳能采暖系统至少要有两个构成要素：朝南向的玻璃集热器和通常由砌块、岩石或水等保温材料组成的能量储存构件。

被动式太阳能建筑又可分为：

1.直接收益式

在房屋的朝阳面设置大面积双层玻璃窗，利用室内的地面和墙体，作为蓄热体吸收太阳能。蓄热体可用混凝土、砖、石等材料，表面最好用深色。白天蓄热，夜间利用所蓄热能供暖。

2.水墙式

将朝阳墙面做成装水的墙体，墙外设玻璃幕墙，两者之间留出空气隔层。在冬季的白天，阳光把水墙加热後向室内散热﹔夜晚关闭活动的隔热保温板，使已蓄热的水墙能保证室内热量不致散失。夏季还可利用水墙作为隔热墙之用，防止辐射热入室。

3.蓄热墙式

将朝阳墙面做成厚重实墙，外涂黑色，外层设玻璃幕墙，两者之间留出空气隔层。实墙上留出适当的采光面积，上、下留洞口。白天室内的冷空气通过下部洞口，进入空气隔层受热上升，经由上部洞口进入室内，如此形成对流循环，室内温度即可不断提高。夜间将洞口关闭，并下帘幕，使室内热量不致散失。夏季开启厚墙和玻璃幕墙上的小窗，可通风降温。

4.太阳温室式

在房屋外部建一玻璃温室，与室内有洞口相通。白天太阳将温室加热後，实墙已蓄热，热量即散入室内。实墙也可设计成隔热用的水墙。温室也可以作为一个附加的、阳光充足的空间，作为生活起居之用，可以种菜、栽花或作室内绿化，但在夏季要有遮阳措施。

5.屋顶水池式

在屋顶上用透明材料做成水袋或水池，上盖活动式隔热保温板。在冬季的白天，将保温板拉开，太阳将水加热，夜间关闭保温板。水有较大的热容，可持续向室内散热。夏季的白天大部分阳光被保温板所反射，其馀被水吸收，水袋或水池起隔热作用﹔夜间打开保温板，使之散热、降温。

组成结构

1.集热系统

即通过各种手段收集太阳的辐射热能。

主要方式：通过建筑构件本身、附加独立式集热器（如太阳能热水器、太阳能空气集热器等）。

2.蓄热系统

即将集热系统收集的热能储存起来的装置系统。

主要方式有：

通过建筑构件本身（简单经济）；

水筒蓄热系统，利用水的比热大和可充分对流换热原理；

卵石仓蓄热系统，利用热空气通过卵石缝隙将热能传递给卵石达到蓄热效果；

相变材料蓄热系统，利用物质固液状态转化中需要大量相变热的原理；

利用地下土壤蓄热系统（防空洞）。

3.分配系统

主要方式：自然散热、板式散热器、地板盘管、风机对流、风机循环、风机空气介质输送分配。

4.辅助热源

根据蓄热系统不同，辅助热源不同

利用建筑构件本身蓄热时，几乎可用任何方式辅助供热。

水体蓄热，采用锅炉、电、天然气；

卵石仓蓄热和相变材料蓄热时，采用空气加热器；

5.控制系统

基本为自动控制，利用恒温器和仪表盘，保持系统运转效率。

原理

主动式太阳能建筑靠常能(泵、鼓风机)运行的系统，由集热器、蓄热器、收集回路、分配回路组成，通过平板集热器，以水为介质收集太阳热。吸热升温的水，贮存於地下水柜内，柜外围以石块，通过石块将空气加热後送至室内，用以供暖。如将蓄热器埋於地层深处，把夏季过剩的热能贮存起来，可供其他季节使用。

被动式太阳能建筑用建筑物的一部分实体作为集热器和贮热器，利用传热介质对流分配热能的系统。被动式太阳能系统利用建筑材料的吸热性、蓄热性和传热介质的对流收集热能，贮存热能，分配热能。被动式太阳能系统在冬季吸收热能作为供暖的热源，在夏季把建筑物内的热量散发出去，作为调节室内温度的冷源。