胡同更新中綠色科技的應用探討

摘?要：綠色科技利用是發展綠色建筑，實施由傳統高消耗型發展模式向高效能綠色發展模式轉變的重要載體。大城市舊城更新過程中，綠色科技利用已成為探索城市建設發展新機制、新措施和新方法的發展方向和趨勢。本文探討中心城區胡同平房試行光伏屋頂項目的方式和效果，為以后相關更新方案制定和大規模實施提供參考。

關鍵詞：綠色建筑;光伏屋頂發電;舊城更新

1 緒論

建設綠色節能、環保舒適的新型建筑業成為北京舊城更新改造中不斷追求的目標，中心城區力求在原有建筑基礎上，以整治和逐步恢復傳統風貌為主，適時引進現代科學技術，進行為滿足當地居民生活需要的“有機更新”，改善居民居住生活環境。

北京城市中心區的平房較多，平房耗熱量一般是樓房2～3倍，且中心區平房多不屬于古建建筑，圍護結構標準低，房屋冷負荷量大，能耗高。本文以胡同平房屋頂太陽能光伏屋頂發電工程，降低建筑冷負荷量，產生的電能供給胡同新引進的智能設施，改善胡同周邊的環境設施，提高城市平房居民居住的舒適度，此這工程符合北京低碳環保和智能科技的發展方向。下面對項目實施的技術可行性、經濟適用性和效果進行詳細闡述。

2 光伏屋頂項目及技術可行性分析

2.1 光伏屋頂工程簡介

太陽能與建筑一體化在建筑節能中起到十分重要的作用，屋頂在建筑外圍結構中所接受的日照時間最長，接受太陽輻射量也最大，具有利用太陽輻射的優越條件，同時屋頂不占用地面空間，不破壞區域整體環境，在城市中，建筑屋頂是太陽能利用和發展的最佳場所。此次選擇一處在城市更新中的院落的南房南側和東房東側進行調研分析。

2.2 光伏屋頂電氣系統技術可行性

項目位于北京中心城區，年平均照度約1365KWh/m2，屬于太陽能資源豐富地區，適合進行光伏系統安裝使用。

安裝采用儲能并網無逆流方式接入，為3.5KW的景觀照明負載供電，并預留到5KW，蓄電池容量50Ah/48V，南房南側面房屋安裝漢能瓦39塊;東房東側面安裝漢能瓦114塊，系統總裝機容量4.59kWp，當光伏及蓄電池不能滿足用電需求時，由市電補充，保障用電同時達到節能目的。

3 光伏屋頂工程能耗分析

進行漢能瓦光伏屋頂項目改造，漢能瓦可以吸收屋頂太陽輻射，降低房屋冷負荷量，同時產生電能，下面本文首先對進行光伏屋頂改造房屋進行節能分析。

3.1 平房屋頂能耗分析

工程上對經墻體、屋面、玻璃等維護結構傳熱形成的負荷，利用相應的傳遞函數系數產生出的負荷溫度計算。

3.1.1 屋頂冷負荷

房屋夏季室內設計溫度為26℃，計算得到K0為1.299W/m2℃，屋頂24小時逐時冷負荷為65362.3W。

3.1.2 外墻冷負荷

查表得37mm外墻的傳熱系數為1.5W/m2℃，外墻24小時逐時冷負荷70107.14W。

3.1.3 外玻璃窗門瞬時傳熱引起的冷負荷

計算得外窗24小時逐時冷負荷12305.65W。

3.1.4 門窗日射得熱形成的冷負荷

查表得，綜合遮陽系數為Cz=0.74*0.6=0.444，外窗透入日射得熱引起的冷負荷43736.73W。

總計：維護結構總負荷191511.73W，其中屋頂占比34.13%。

3.2 光伏屋頂工程節約能耗

通常計算得到，平房坡屋頂房屋冷負荷約占整個房屋耗熱量34.13%，查表得水泥瓦太陽輻射熱吸收系數為0.75[3]，進行屋頂光伏發電后可以減少維護結構耗熱量25.6%，單側屋面按一半計算減少耗熱量，即此次爛縵胡同光伏屋頂改造工程可以減少房屋整體能耗12.3%。

4 光伏屋頂工程經濟分析

4.1 光伏屋頂工程經濟分析

光伏屋頂發電后產生電量將用于胡同智慧燈桿、夜景照明等公共設施，現北京商業用電價格為1元/kWh，根據《北京市分布式光伏發電獎勵資金管理辦法》規定，市級財政按0.3/KWh補貼，工程施工后每年產生電量約4520KWh，產生新價值5876元。

施工后轉變為商業用房，商業電價為1元/kWh，根據上述能效分析可知，進行單側屋頂光伏屋頂節約12.3%的電量，通常夏季北京平均每天每間屋開啟空調8小時，北京夏季按125日歷天計算，項目施工后年節約電能1230kWh，年節約費用約1230元。

4.2 光伏屋頂經濟評價

此次進行的光伏屋頂發電項目施工費用為242540元，年均產生新價值總計7106元，項目靜態回收期為34.13年。

上述分析可知，屋頂光伏發電項目的靜態投資回收期還是很長的，進行光伏屋頂發電成本比常規電價高出近1倍，現階段光伏發電產業還處于需要政策扶持的階段，隨著光伏發電產業的不斷發展，項目初期安裝費用是有望大幅下調的。同時屋頂瓦面屬于不活動構件，一經安裝完成后，后期維護成本是很低的。

5 工程施工做法

5.1 測量放線安裝掛瓦條

掛瓦條安裝：掛瓦條規格宜為30mm*30mm，掛瓦條應鋪釘牢固、順直，表面平整間距應為415～420mm。

5.2 安裝護邊瓦及漢瓦

（1）漢瓦安裝前螺栓掛接件的組裝工作在現場完成。

（2）在已安裝好的掛瓦條上從下到上依次安裝護邊瓦、漢瓦，護邊瓦尺寸250mm*500mm，每三塊搭接成一組，調整搭接邊間隙，使之與漢瓦尺寸吻合，每三塊安裝一個防風掛鉤，依次類推。安裝完底層護邊瓦后再依次安裝上面漢瓦，最上一層護邊瓦和左右兩側護邊瓦的安裝應與安裝屋脊和屋檐合瓦的裝飾單位配合施工。

6 結論

綜上所述，爛縵胡同光伏屋頂發電工程的施工及應用，能夠滿足胡同內智慧燈桿、景觀照明、智能設施的用電需要，達到了工程設計目標，綠色科技的利用，為舊城整治工程中綠色節能建筑的應用和推廣提供有力的實踐經驗。接下來將持續記錄整年光伏屋頂使用情況，深入分析這個項目的綜合利用，進一步探索城市建設發展新方法。

參考文獻：

[1]褚玉芳.光伏屋頂的發展現狀[J].黑龍江：牡丹江師范學院學報，2008.

[2]晏晨.歷史文化名城保護的困境與思考[J].寧夏：寧夏社會科學，2018.

[3]薛殿華.空氣調節[M].北京：清華大學出版社，2000.

作者簡介：王鉞（1985-），男，河南人，中級工程師，從事土建施工方向。