胡同更新中绿色科技的应用探讨

摘 要：绿色科技利用是发展绿色建筑，实施由传统高消耗型发展模式向高效能绿色发展模式转变的重要载体。大城市旧城更新过程中，绿色科技利用已成为探索城市建设发展新机制、新措施和新方法的发展方向和趋势。本文探讨中心城区胡同平房试行光伏屋顶项目的方式和效果，为以后相关更新方案制定和大规模实施提供参考。

关键词：绿色建筑;光伏屋顶发电;旧城更新

1 绪论

建设绿色节能、环保舒适的新型建筑业成为北京旧城更新改造中不断追求的目标，中心城区力求在原有建筑基础上，以整治和逐步恢复传统风貌为主，适时引进现代科学技术，进行为满足当地居民生活需要的“有机更新”，改善居民居住生活环境。

北京城市中心区的平房较多，平房耗热量一般是楼房2～3倍，且中心区平房多不属于古建建筑，围护结构标准低，房屋冷负荷量大，能耗高。本文以胡同平房屋顶太阳能光伏屋顶发电工程，降低建筑冷负荷量，产生的电能供给胡同新引进的智能设施，改善胡同周边的环境设施，提高城市平房居民居住的舒适度，此这工程符合北京低碳环保和智能科技的发展方向。下面对项目实施的技术可行性、经济适用性和效果进行详细阐述。

2 光伏屋顶项目及技术可行性分析

2.1 光伏屋顶工程简介

太阳能与建筑一体化在建筑节能中起到十分重要的作用，屋顶在建筑外围结构中所接受的日照时间最长，接受太阳辐射量也最大，具有利用太阳辐射的优越条件，同时屋顶不占用地面空间，不破坏区域整体环境，在城市中，建筑屋顶是太阳能利用和发展的最佳场所。此次选择一处在城市更新中的院落的南房南侧和东房东侧进行调研分析。

2.2 光伏屋顶电气系统技术可行性

项目位于北京中心城区，年平均照度约1365KWh/m2，属于太阳能资源丰富地区，适合进行光伏系统安装使用。

安装采用储能并网无逆流方式接入，为3.5KW的景观照明负载供电，并预留到5KW，蓄电池容量50Ah/48V，南房南侧面房屋安装汉能瓦39块;东房东侧面安装汉能瓦114块，系统总装机容量4.59kWp，当光伏及蓄电池不能满足用电需求时，由市电补充，保障用电同时达到节能目的。

3 光伏屋顶工程能耗分析

进行汉能瓦光伏屋顶项目改造，汉能瓦可以吸收屋顶太阳辐射，降低房屋冷负荷量，同时产生电能，下面本文首先对进行光伏屋顶改造房屋进行节能分析。

3.1 平房屋顶能耗分析

工程上对经墙体、屋面、玻璃等维护结构传热形成的负荷，利用相应的传递函数系数产生出的负荷温度计算。

3.1.1 屋顶冷负荷

房屋夏季室内设计温度为26℃，计算得到K0为1.299W/m2℃，屋顶24小时逐时冷负荷为65362.3W。

3.1.2 外墙冷负荷

查表得37mm外墙的传热系数为1.5W/m2℃，外墙24小时逐时冷负荷70107.14W。

3.1.3 外玻璃窗门瞬时传热引起的冷负荷

计算得外窗24小时逐时冷负荷12305.65W。

3.1.4 门窗日射得热形成的冷负荷

查表得，综合遮阳系数为Cz=0.74*0.6=0.444，外窗透入日射得热引起的冷负荷43736.73W。

总计：维护结构总负荷191511.73W，其中屋顶占比34.13%。

3.2 光伏屋顶工程节约能耗

通常计算得到，平房坡屋顶房屋冷负荷约占整个房屋耗热量34.13%，查表得水泥瓦太阳辐射热吸收系数为0.75[3]，进行屋顶光伏发电后可以减少维护结构耗热量25.6%，单侧屋面按一半计算减少耗热量，即此次烂缦胡同光伏屋顶改造工程可以减少房屋整体能耗12.3%。

4 光伏屋顶工程经济分析

4.1 光伏屋顶工程经济分析

光伏屋顶发电后产生电量将用于胡同智慧灯杆、夜景照明等公共设施，现北京商业用电价格为1元/kWh，根据《北京市分布式光伏发电奖励资金管理办法》规定，市级财政按0.3/KWh补贴，工程施工后每年产生电量约4520KWh，产生新价值5876元。

施工后转变为商业用房，商业电价为1元/kWh，根据上述能效分析可知，进行单侧屋顶光伏屋顶节约12.3%的电量，通常夏季北京平均每天每间屋开启空调8小时，北京夏季按125日历天计算，项目施工后年节约电能1230kWh，年节约费用约1230元。

4.2 光伏屋顶经济评价

此次进行的光伏屋顶发电项目施工费用为242540元，年均产生新价值总计7106元，项目静态回收期为34.13年。

上述分析可知，屋顶光伏发电项目的静态投资回收期还是很长的，进行光伏屋顶发电成本比常规电价高出近1倍，现阶段光伏发电产业还处于需要政策扶持的阶段，随着光伏发电产业的不断发展，项目初期安装费用是有望大幅下调的。同时屋顶瓦面属于不活动构件，一经安装完成后，后期维护成本是很低的。

5 工程施工做法

5.1 测量放线安装挂瓦条

挂瓦条安装：挂瓦条规格宜为30mm*30mm，挂瓦条应铺钉牢固、顺直，表面平整间距应为415～420mm。

5.2 安装护边瓦及汉瓦

（1）汉瓦安装前螺栓挂接件的组装工作在现场完成。

（2）在已安装好的挂瓦条上从下到上依次安装护边瓦、汉瓦，护边瓦尺寸250mm*500mm，每三块搭接成一组，调整搭接边间隙，使之与汉瓦尺寸吻合，每三块安装一个防风挂钩，依次类推。安装完底层护边瓦后再依次安装上面汉瓦，最上一层护边瓦和左右两侧护边瓦的安装应与安装屋脊和屋檐合瓦的装饰单位配合施工。

6 结论

综上所述，烂缦胡同光伏屋顶发电工程的施工及应用，能够满足胡同内智慧灯杆、景观照明、智能设施的用电需要，达到了工程设计目标，绿色科技的利用，为旧城整治工程中绿色节能建筑的应用和推广提供有力的实践经验。接下来将持续记录整年光伏屋頂使用情况，深入分析这个项目的综合利用，进一步探索城市建设发展新方法。

参考文献：

[1]褚玉芳.光伏屋顶的发展现状[J].黑龙江：牡丹江师范学院学报，2008.

[2]晏晨.历史文化名城保护的困境与思考[J].宁夏：宁夏社会科学，2018.

[3]薛殿华.空气调节[M].北京：清华大学出版社，2000.

作者简介：王钺（1985-），男，河南人，中级工程师，从事土建施工方向。