在众多太阳能利用技术中,太阳能光热技术最成熟、应用最广泛、产业化程度最高,太阳能光热与建筑一体化系统的应用能够有效替代部分常规能源满足建筑物的用能需求。因此,太阳能光热与建筑一体化的推广应用是未来建筑节能的一个重要发展方向。但目前太阳能光热系统仍存在大量技术和经济上的问题,成为太阳能在建筑中广泛使用的障碍。为进一步研究并推广太阳能光热技术与建筑一体化,探索太阳能光热技术与建筑的最优结合形式,本文对分别适合于阳台、墙面和屋顶一体化集成的三种新型太阳能光热利用技术在住宅建筑中的应用进行了有益尝试和研究。主要内容包括如下：1、针对太阳能与阳台一体化应用,为解决传统阳台壁挂式太阳能热水器冬季结冻、热水输水管热损较大、水温提高时效率降低等一系列问题,我们提出了壁挂式太阳能环路热管-热泵热水系统。该系统将具有防冻、高导热和长距离传热特性的环路热管与热泵系统有机结合,使环路热管始终处于稳定且较低的工作温度,提高其光热利用效率。2、建立了壁挂式太阳能环路热管-热泵热水系统的稳态传热模型,对系统在给定结构参数和环境参数下的性能进行了数值模拟。研究发现,热管工质的选择、玻璃盖板数量、板换换热面积、辐照强度以及环境温度对系统性能均产生影响：有玻璃盖板的系统性能优于无玻璃盖板的系统；板换换热面积越大、太阳辐照强度和环境温度越高则系统效率越高；比较了采用R22、R134a和R600a三种制冷剂为热管工质时系统的性能,R600a的效果最好。3、搭建了壁挂式太阳能环路热管-热泵热水系统实验测试平台,并建立了相应的动态数学模型,对系统的动态运行特性进行了实验测试和模拟计算。研究发现,系统在实验测试条件下平均集热效率和COP分别为71.0%和4.93。数值模拟结果与实验测试结果基本吻合。以系统动态模型为基础,对系统分别在北京、合肥、广州、伦敦、斯德哥尔摩和马德里六个地区使用时的全年性能进行模拟计算和研究分析,并与常规电加热热水器方案进行技术经济比较,分析了该系统的节能性、环保性和经济性。4、针对太阳能与墙面一体化应用,为更好地解决传统太阳能被动采暖技术在非采暖季闲置、夏季过热等问题,并提高太阳能被动采暖技术的运行性能和可控性,改善室内热舒适性,我们在传统Trombe墙的基础上提出了百叶型Trombe墙。建立了百叶型Trombe墙的流动传热二维模型和三维模型,并搭建了实验测试平台,根据实验测试结果对模型进行验证。利用经过实验验证的模型对百叶型Trombe墙的内部结构进行了分析和优化,并给出了雷诺数范围为4173～16693时,不同百叶角度下空气与百叶的对流换热关系式和流动阻力关系式。5、针对太阳能与南向坡屋顶一体化应用,提出了瓦型太阳能双效集热器,既能充分利用屋顶的有限面积为建筑提供热量,又能改善屋顶安装集热器的建筑外观效果,丰富屋顶的表现形式。在考虑集热器集热水模式的情况下对瓦型太阳能双效集热器和平板型太阳能双效集热器进行对比实验研究,并建立相应的数学模型。结果显示瓦型太阳能双效集热器在较高的工作温度和较弱的太阳辐照强度下具有更高的太阳能集热效率,太阳能集热效率主要受入口水温、入口水流流速、太阳能辐照强度和环境温度的影响。6、设计了一栋综合应用新型太阳能光热利用系统的双层住宅建筑,建立了相应的建筑热工模型。针对合肥地区冬季采暖季节,模拟分析了百叶型Trombe墙和瓦型太阳能双效集热器为太阳能建筑提供采暖的节能性。