摘?要：綠色科技利用是發(fā)展綠色建筑，實(shí)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(guò)程中，綠色科技利用已成為探索城市建設(shè)發(fā)展新機(jī)制、新措施和新方法的發(fā)展方向和趨勢(shì)。本文探討中心城區(qū)胡同平房試行光伏屋頂項(xiàng)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(shí)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(shè)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(biāo)，中心城區(qū)力求在原有建筑基礎(chǔ)上，以整治和逐步恢復(fù)傳統(tǒng)風(fēng)貌為主，適時(shí)引進(jìn)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，進(jìn)行為滿足當(dāng)?shù)鼐用裆钚枰摹坝袡C(jī)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(hù)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)低，房屋冷負(fù)荷量大，能耗高。本文以胡同平房屋頂太陽(yáng)能光伏屋頂發(fā)電工程，降低建筑冷負(fù)荷量，產(chǎn)生的電能供給胡同新引進(jìn)的智能設(shè)施，改善胡同周邊的環(huán)境設(shè)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(duì)項(xiàng)目實(shí)施的技術(shù)可行性、經(jīng)濟(jì)適用性和效果進(jìn)行詳細(xì)闡述。

2 光伏屋頂項(xiàng)目及技術(shù)可行性分析

2.1 光伏屋頂工程簡(jiǎn)介

太陽(yáng)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(shí)間最長(zhǎng)，接受太陽(yáng)輻射量也最大，具有利用太陽(yáng)輻射的優(yōu)越條件，同時(shí)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(yáng)能利用和發(fā)展的最佳場(chǎng)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(jìn)行調(diào)研分析。

2.2 光伏屋頂電氣系統(tǒng)技術(shù)可行性

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

安裝采用儲(chǔ)能并網(wǎng)無(wú)逆流方式接入，為3.5KW的景觀照明負(fù)載供電，并預(yù)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(jī)容量4.59kWp，當(dāng)光伏及蓄電池不能滿足用電需求時(shí)，由市電補(bǔ)充，保障用電同時(shí)達(dá)到節(jié)能目的。

3 光伏屋頂工程能耗分析

進(jìn)行漢能瓦光伏屋頂項(xiàng)目改造，漢能瓦可以吸收屋頂太陽(yáng)輻射，降低房屋冷負(fù)荷量，同時(shí)產(chǎn)生電能，下面本文首先對(duì)進(jìn)行光伏屋頂改造房屋進(jìn)行節(jié)能分析。

3.1 平房屋頂能耗分析

工程上對(duì)經(jīng)墻體、屋面、玻璃等維護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱形成的負(fù)荷，利用相應(yīng)的傳遞函數(shù)系數(shù)產(chǎn)生出的負(fù)荷溫度計(jì)算。

3.1.1 屋頂冷負(fù)荷

房屋夏季室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度為26℃，計(jì)算得到K0為1.299W/m2℃，屋頂24小時(shí)逐時(shí)冷負(fù)荷為65362.3W。

3.1.2 外墻冷負(fù)荷

查表得37mm外墻的傳熱系數(shù)為1.5W/m2℃，外墻24小時(shí)逐時(shí)冷負(fù)荷70107.14W。

3.1.3 外玻璃窗門瞬時(shí)傳熱引起的冷負(fù)荷

計(jì)算得外窗24小時(shí)逐時(shí)冷負(fù)荷12305.65W。

3.1.4 門窗日射得熱形成的冷負(fù)荷

查表得，綜合遮陽(yáng)系數(shù)為Cz=0.74*0.6=0.444，外窗透入日射得熱引起的冷負(fù)荷43736.73W。

總計(jì)：維護(hù)結(jié)構(gòu)總負(fù)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(jì)算得到，平房坡屋頂房屋冷負(fù)荷約占整個(gè)房屋耗熱量34.13%，查表得水泥瓦太陽(yáng)輻射熱吸收系數(shù)為0.75[3]，進(jìn)行屋頂光伏發(fā)電后可以減少維護(hù)結(jié)構(gòu)耗熱量25.6%，單側(cè)屋面按一半計(jì)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(jì)分析

4.1 光伏屋頂工程經(jīng)濟(jì)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(shè)施，現(xiàn)北京商業(yè)用電價(jià)格為1元/kWh，根據(jù)《北京市分布式光伏發(fā)電獎(jiǎng)勵(lì)資金管理辦法》規(guī)定，市級(jí)財(cái)政按0.3/KWh補(bǔ)貼，工程施工后每年產(chǎn)生電量約4520KWh，產(chǎn)生新價(jià)值5876元。

施工后轉(zhuǎn)變?yōu)樯虡I(yè)用房，商業(yè)電價(jià)為1元/kWh，根據(jù)上述能效分析可知，進(jìn)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(shí)，北京夏季按125日歷天計(jì)算，項(xiàng)目施工后年節(jié)約電能1230kWh，年節(jié)約費(fèi)用約1230元。

4.2 光伏屋頂經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)

此次進(jìn)行的光伏屋頂發(fā)電項(xiàng)目施工費(fèi)用為242540元，年均產(chǎn)生新價(jià)值總計(jì)7106元，項(xiàng)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(xiàng)目的靜態(tài)投資回收期還是很長(zhǎng)的，進(jìn)行光伏屋頂發(fā)電成本比常規(guī)電價(jià)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(xiàng)目初期安裝費(fèi)用是有望大幅下調(diào)的。同時(shí)屋頂瓦面屬于不活動(dòng)構(gòu)件，一經(jīng)安裝完成后，后期維護(hù)成本是很低的。

5 工程施工做法

5.1 測(cè)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(yīng)鋪釘牢固、順直，表面平整間距應(yīng)為415～420mm。

5.2 安裝護(hù)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(chǎng)完成。

（2）在已安裝好的掛瓦條上從下到上依次安裝護(hù)邊瓦、漢瓦，護(hù)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(gè)防風(fēng)掛鉤，依次類推。安裝完底層護(hù)邊瓦后再依次安裝上面漢瓦，最上一層護(hù)邊瓦和左右兩側(cè)護(hù)邊瓦的安裝應(yīng)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(yīng)用，能夠滿足胡同內(nèi)智慧燈桿、景觀照明、智能設(shè)施的用電需要，達(dá)到了工程設(shè)計(jì)目標(biāo)，綠色科技的利用，為舊城整治工程中綠色節(jié)能建筑的應(yīng)用和推廣提供有力的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。接下來(lái)將持續(xù)記錄整年光伏屋頂使用情況，深入分析這個(gè)項(xiàng)目的綜合利用，進(jìn)一步探索城市建設(shè)發(fā)展新方法。

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作者簡(jiǎn)介：王鉞（1985-），男，河南人，中級(jí)工程師，從事土建施工方向。