圖 倫敦蘭貝斯克拉珀姆公園的光綠復合屋面的實踐

光綠復合屋面

——集成綜效下的城市

可持續發展新選擇

綠色屋頂和光伏板（PV）都具有環境效益，但這兩種技術似乎會爭奪屋面空間。然而，越來越多的研究表明，將光伏與綠色屋面相結合可以為光伏發電和綠色屋頂社區帶來互惠互利。

降溫效益

隨城市大面積擴張，城市熱島問題嚴峻化。光綠復合屋面結合了屋頂綠化和太陽能光伏技術的優勢，提供了顯著的降溫效應。這對于改善城市小氣候和減輕建筑內部的冷卻負擔具有重要意義。

（1）屋頂綠化的自然冷卻作用。

屋頂綠化通過植被的蒸發散熱作用實現冷卻效果。當水分從植物葉片蒸發時，可以顯著降低周圍空氣的溫度，從而減少熱量傳遞到建筑內部。這種自然的冷卻機制有助于降低整個建筑的能耗，尤其是在夏季。

（2）光伏板的遮陽作用。

光伏板的安裝在屋頂上可以為建筑提供必要的遮陰，防止太陽直射進入建筑內部。太陽能板吸收太陽光轉化為電能的同時，也減少了屋頂表面接受的總熱量，進一步降低了建筑的溫度。

光綠復合屋面不僅能夠降低建筑本身的溫度，還能對周圍的微氣候產生積極影響。屋頂綠化可以增加城市綠地面積，幫助調節城市的整體溫度，特別是在密集的城市環境中，這種效應尤為重要。

圖 劍橋大學土木工程系光綠復合屋面實踐

節能效益

光伏板進行的太陽能發電的歷史性增長是可觀的，在屋頂上安裝光伏電池板成為能源生產的環保替代方案。然而，傳統單一的光伏屋面常存在光伏板效率的問題。隨溫度的升高，光伏板的發電效率受到影響，當環境溫度超過25℃時，光伏板的發電效率下降。因此，可以通過冷卻光伏板表面來提高面板效率。

綠色屋面通過植物的蒸騰效應降低環境溫度，其比黑色屋面更涼爽，比白色屋面的加熱速率更緩慢，成為維持光伏板涼爽的有效方案。而綠色屋面對光伏板的冷卻作用，最大限度地提高光伏系統的功率輸出，減少了建筑能耗。

圖 光綠復合屋面的降溫節能效益原理

生物多樣性效益

（1）光綠復合屋面對于植物的影響

相比于傳統的綠色屋面，光伏發電和綠色屋面的結合會導致屋面部分區域被光伏遮擋，而部分區域不受光伏影響。這使植物暴露在不同的環境條件下，存在太陽輻射和土壤濕度的環境異質性。非生物條件的差異，影響植物的發芽、生長速度和植物種類分布，不同的植物在特定的光照水平和濕度水平下發芽生長，形成陰影區和非陰影區的植被差異化覆蓋。

此外光伏板也具有和庇護植物類似的作用，形成正向反饋。在惡劣環境中，光伏板能減少高干擾區域對植物的影響，如收集水分、緩解風速等，同時不與植被爭奪營養資源，形成對植物多樣性的正向作用。

（2）光綠復合屋面對于動物的影響

光綠復合屋面對動物的影響，一方面表現為綠植系統對動物多樣性提升的作用，另一方面表現為光伏板對植物影響下的其他營養級的變化影響。一般來說，更多樣化的植物群落與更多樣化的節肢動物群落相關。因此，光伏板對部分昆蟲可能產生正向的間接影響。此外光伏板通過陰影或結構本身產生的差異化棲息地，對昆蟲、鳥類等產生直接影響，塑造了光綠復合系統下的動物群落。

圖 悉尼的光綠復合屋面的生物多樣性研究

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