胡同更新中綠色科技的應用探討

摘?要：綠色科技利用是發(fā)展綠色建筑，實施由傳統(tǒng)高消耗型發(fā)展模式向高效能綠色發(fā)展模式轉(zhuǎn)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(fā)展新機制、新措施和新方法的發(fā)展方向和趨勢。本文探討中心城區(qū)胡同平房試行光伏屋頂項目的方式和效果，為以后相關(guān)更新方案制定和大規(guī)模實施提供參考。

關(guān)鍵詞：綠色建筑;光伏屋頂發(fā)電;舊城更新

1 緒論

建設綠色節(jié)能、環(huán)保舒適的新型建筑業(yè)成為北京舊城更新改造中不斷追求的目標，中心城區(qū)力求在原有建筑基礎上，以整治和逐步恢復傳統(tǒng)風貌為主，適時引進現(xiàn)代科學技術(shù)，進行為滿足當?shù)鼐用裆钚枰摹坝袡C更新”，改善居民居住生活環(huán)境。

北京城市中心區(qū)的平房較多，平房耗熱量一般是樓房2～3倍，且中心區(qū)平房多不屬于古建建筑，圍護結(jié)構(gòu)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(fā)電工程，降低建筑冷負荷量，產(chǎn)生的電能供給胡同新引進的智能設施，改善胡同周邊的環(huán)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(huán)保和智能科技的發(fā)展方向。下面對項目實施的技術(shù)可行性、經(jīng)濟適用性和效果進行詳細闡述。

2 光伏屋頂項目及技術(shù)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(jié)能中起到十分重要的作用，屋頂在建筑外圍結(jié)構(gòu)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(yōu)越條件，同時屋頂不占用地面空間，不破壞區(qū)域整體環(huán)境，在城市中，建筑屋頂是太陽能利用和發(fā)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(cè)和東房東側(cè)進行調(diào)研分析。

2.2 光伏屋頂電氣系統(tǒng)技術(shù)可行性

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

安裝采用儲能并網(wǎng)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(cè)面房屋安裝漢能瓦39塊;東房東側(cè)面安裝漢能瓦114塊，系統(tǒng)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(jié)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(chǎn)生電能，下面本文首先對進行光伏屋頂改造房屋進行節(jié)能分析。

3.1 平房屋頂能耗分析

工程上對經(jīng)墻體、屋面、玻璃等維護結(jié)構(gòu)傳熱形成的負荷，利用相應的傳遞函數(shù)系數(shù)產(chǎn)生出的負荷溫度計算。

3.1.1 屋頂冷負荷

房屋夏季室內(nèi)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(shù)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(shù)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(jié)構(gòu)總負荷191511.73W，其中屋頂占比34.13%。

3.2 光伏屋頂工程節(jié)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(shù)為0.75[3]，進行屋頂光伏發(fā)電后可以減少維護結(jié)構(gòu)耗熱量25.6%，單側(cè)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(jīng)濟分析

4.1 光伏屋頂工程經(jīng)濟分析

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

施工后轉(zhuǎn)變?yōu)樯虡I(yè)用房，商業(yè)電價為1元/kWh，根據(jù)上述能效分析可知，進行單側(cè)屋頂光伏屋頂節(jié)約12.3%的電量，通常夏季北京平均每天每間屋開啟空調(diào)8小時，北京夏季按125日歷天計算，項目施工后年節(jié)約電能1230kWh，年節(jié)約費用約1230元。

4.2 光伏屋頂經(jīng)濟評價

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

上述分析可知，屋頂光伏發(fā)電項目的靜態(tài)投資回收期還是很長的，進行光伏屋頂發(fā)電成本比常規(guī)電價高出近1倍，現(xiàn)階段光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)還處于需要政策扶持的階段，隨著光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，項目初期安裝費用是有望大幅下調(diào)的。同時屋頂瓦面屬于不活動構(gòu)件，一經(jīng)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(guī)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(xiàn)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(diào)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(cè)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(jié)論

綜上所述，爛縵胡同光伏屋頂發(fā)電工程的施工及應用，能夠滿足胡同內(nèi)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(jié)能建筑的應用和推廣提供有力的實踐經(jīng)驗。接下來將持續(xù)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(fā)展新方法。

參考文獻：

[1]褚玉芳.光伏屋頂?shù)陌l(fā)展現(xiàn)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(diào)節(jié)[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。