建筑业的蓬勃发展和人类生活水平的大幅度提高,使得居民对室内热环境舒适性提出了更高的要求,同时寒冷季节下建筑供暖能耗的需求量也将大大增长。建筑能源的大量消耗加速了温室气体排放和全球气候变暖,而提高可再生能源在建筑能耗中的应用比例是一种有效的对策,不仅可以减少化石能源等传统燃料的消耗,还能缓解全球的气候问题。作为一种具有清洁、储量丰富、成本低等众多优点的可再生能源,太阳能目前已在生活中被广泛应用,在建筑中也颇具利用潜力。大力发展太阳能建筑一体化技术,将太阳能应用技术与建筑围护结构有效结合,融入楼体规划设计,是太阳能在建筑中应用的一个重要发展趋势。本文调研了国内外太阳能在建筑中应用的研究现状,设计了一种结构简单的太阳能建筑一体化墙体。太阳能建筑一体化墙体,不仅应具备在采暖工况能较好地将太阳能引入室内和防止室内热量散到室外,而且要在夏季空调工况能较好地阻止太阳能热进入室内。近年来,虽然在改善围护结构保温隔热性能方面的研究成果较多,但仍然很难满足围护结构的可变化保温隔热性能的要求。良好的太阳能建筑一体化技术,应综合考虑其各项性能参数。因此,本研究设计了一种太阳能建筑一体化墙体,在墙体中设置了太阳能热水循环系统,墙体内设有集热板、热辐射板,集热板与热辐射板通过带有控制阀门和水泵的循环管连接,调节阀门可以改变太阳能热水流量和墙体的传热特性。该墙体在采暖季节可以减小墙体的有效热阻,提高太阳能采暖的利用效率,而在空调季节可以增大墙体的有效热阻,减小室外热量进入室内,减小空调负荷。在湘潭寒冷气候条件下,对该墙体进行了实验和模拟研究。研究结果表明:1)结合光热系统的太阳能建筑一体化墙体,其传热量随太阳辐射照度增大而增大,但太阳能热利用率随太阳辐射照度增大而减小。2)增大循环水流量可以提高墙体传热量和太阳能热效率,改变墙体的有效热阻。实验工况下,其传热量和太阳能热效率分别可达1530.21W和63.8%,循环水流量大于200L/（h·m~2）时,其传热量和太阳能热效率变化不明显。3)热辐射板与集热板的面积比值对墙体传热量和太阳能热效率的影响较大,传热量和热效率均随其面积比值的增大而增大,模拟工况下,面积比由0.5增大到2.0,水流量为200L/（h·m~2）时,传热量由672.37W增大为1831.62W,热效率由16.8%增大为45.8%,增大室内辐射板面积有利于提高太阳能利用率。