由甘肅省建材科研設計院、中國科學院電工研究所、清華大學建筑節(jié)能研究中心聯(lián)合研制設計的國內(nèi)首座光熱-光伏-儲熱聯(lián)合運行的太陽能供暖示范建筑在甘肅永登省建材院中試基地建成。

該太陽能供暖示范建筑主要由以下幾個單元組成：(1)既有建筑節(jié)能改造系統(tǒng);(2)集熱面積100m2的熱管式真空管集熱系統(tǒng);(3)22kW屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng);(4)9m3的混凝土儲熱系統(tǒng)和3m3的儲熱水箱。

該建筑原為單層磚混結構，保溫隔熱性能差，建筑能耗高。因此對原建筑物的屋面、墻面、地面、門窗等進行了系統(tǒng)的節(jié)能改造，采用了多項建筑節(jié)能新技術，改造后的該建筑達到國家建筑節(jié)能65%標準的要求。

集熱器選用山東力諾光熱集團生產(chǎn)的熱管式真空管，防凍性能好，集熱效率高，集熱面積100平方米，太陽能供暖建筑面積314平方米。

該建筑屋面設置22kW光伏發(fā)電系統(tǒng)(并網(wǎng))，用于基地生產(chǎn)、照明以及儲熱供暖系統(tǒng)補熱。

儲熱混凝土利用熱容大、熱穩(wěn)定性較好的原料和一些工業(yè)廢棄物作為主要集料，選用新型高效復合減水劑改善混凝土工作性能并提高其密實度和強度，摻入部分廢金屬絲等高導熱率材料，提高了混凝土的導熱系數(shù)，進而提高儲熱系統(tǒng)的充熱、放熱速率。儲熱混凝土容重達到3100kg/m3，導熱系數(shù)可達到2.65W/(m·K)，熱容1.2kJ/(kg.℃)。

該套系統(tǒng)以9立方米特種混凝土為儲熱介質，同時使用3噸循環(huán)水箱，末端采用蘭州隴星集團生產(chǎn)的高效散熱器，經(jīng)過近四個月的試運行，可滿足建筑的供暖需求，儲熱系統(tǒng)可提供16小時連續(xù)供暖。

該示范建筑的運行表明，太陽能供暖技術是發(fā)展綠色低碳建筑的的可行技術之一，可為治理大氣污染、發(fā)展節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)做出重要貢獻。目前該系統(tǒng)需進一步降低成本并進行工程優(yōu)化，以利大面積推廣應用。

太陽能供暖的前提條件是建筑物自身必須是節(jié)能的，也就是說建筑物的圍護結構要具有良好的保溫隔熱性能。儲熱是太陽能供暖建筑的核心問題之一，為了使太陽能這樣一種非連續(xù)能源為建筑物提供穩(wěn)定熱源，必須在系統(tǒng)中設置儲熱單元，以便在夜晚或日照不好的情況下連續(xù)為建筑物提供熱量。

這一示范建筑大大擴展了混凝土的化學和物理性能，更大的發(fā)展了混凝土的用途。