图 伦敦兰贝斯克拉珀姆公园的光绿复合屋面的实践

光绿复合屋面

——集成综效下的城市

可持续发展新选择

绿色屋顶和光伏板（PV）都具有环境效益，但这两种技术似乎会争夺屋面空间。然而，越来越多的研究表明，将光伏与绿色屋面相结合可以为光伏发电和绿色屋顶社区带来互惠互利。

降温效益

随城市大面积扩张，城市热岛问题严峻化。光绿复合屋面结合了屋顶绿化和太阳能光伏技术的优势，提供了显著的降温效应。这对于改善城市小气候和减轻建筑内部的冷却负担具有重要意义。

（1）屋顶绿化的自然冷却作用。

屋顶绿化通过植被的蒸发散热作用实现冷却效果。当水分从植物叶片蒸发时，可以显著降低周围空气的温度，从而减少热量传递到建筑内部。这种自然的冷却机制有助于降低整个建筑的能耗，尤其是在夏季。

（2）光伏板的遮阳作用。

光伏板的安装在屋顶上可以为建筑提供必要的遮阴，防止太阳直射进入建筑内部。太阳能板吸收太阳光转化为电能的同时，也减少了屋顶表面接受的总热量，进一步降低了建筑的温度。

光绿复合屋面不仅能够降低建筑本身的温度，还能对周围的微气候产生积极影响。屋顶绿化可以增加城市绿地面积，帮助调节城市的整体温度，特别是在密集的城市环境中，这种效应尤为重要。

图 剑桥大学土木工程系光绿复合屋面实践

节能效益

光伏板进行的太阳能发电的历史性增长是可观的，在屋顶上安装光伏电池板成为能源生产的环保替代方案。然而，传统单一的光伏屋面常存在光伏板效率的问题。随温度的升高，光伏板的发电效率受到影响，当环境温度超过25℃时，光伏板的发电效率下降。因此，可以通过冷却光伏板表面来提高面板效率。

绿色屋面通过植物的蒸腾效应降低环境温度，其比黑色屋面更凉爽，比白色屋面的加热速率更缓慢，成为维持光伏板凉爽的有效方案。而绿色屋面对光伏板的冷却作用，最大限度地提高光伏系统的功率输出，减少了建筑能耗。

图 光绿复合屋面的降温节能效益原理

生物多样性效益

（1）光绿复合屋面对于植物的影响

相比于传统的绿色屋面，光伏发电和绿色屋面的结合会导致屋面部分区域被光伏遮挡，而部分区域不受光伏影响。这使植物暴露在不同的环境条件下，存在太阳辐射和土壤湿度的环境异质性。非生物条件的差异，影响植物的发芽、生长速度和植物种类分布，不同的植物在特定的光照水平和湿度水平下发芽生长，形成阴影区和非阴影区的植被差异化覆盖。

此外光伏板也具有和庇护植物类似的作用，形成正向反馈。在恶劣环境中，光伏板能减少高干扰区域对植物的影响，如收集水分、缓解风速等，同时不与植被争夺营养资源，形成对植物多样性的正向作用。

（2）光绿复合屋面对于动物的影响

光绿复合屋面对动物的影响，一方面表现为绿植系统对动物多样性提升的作用，另一方面表现为光伏板对植物影响下的其他营养级的变化影响。一般来说，更多样化的植物群落与更多样化的节肢动物群落相关。因此，光伏板对部分昆虫可能产生正向的间接影响。此外光伏板通过阴影或结构本身产生的差异化栖息地，对昆虫、鸟类等产生直接影响，塑造了光绿复合系统下的动物群落。

图 悉尼的光绿复合屋面的生物多样性研究

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