Светоотражающие крыши: какой оттенок кровли принесет пользу

Выбирая цвет кровли, учитываются требования по отоплению, климатическим условиям и атмосферной влажности. Светоотражающие крыши экономят энергию и создают комфорт в помещении.

Отражательная способность и коэффициент излучения таких крыш создают тепловую защиту от солнца. Эти характеристики даже внесены в свод некоторых международных энергетических кодексов по строительству энергоэффективных зданий.

Однако у кровельных компаний и архитекторов нет единого мнения о том, насколько целесообразно использовать светоотражающие крыши.

Где провести климатическую границу

Светоотражающие крыши снижают охлаждающую нагрузку и энергопотребление. Солнечный свет отражается от поверхностей, которые отдают тепло быстрее, чем традиционные конструкции. Кровлю изготавливают в светлых тонах, но чаще в белом цвете. Однако встает вопрос о том, будет ли в холодном климате экономия на охлаждении летом превышать отопительные затраты зимой. Ответы вызывают разногласия. Некоторые производители рекомендуют использовать белые кровли только в южных регионах, где преобладает охлаждающая нагрузка.

Считать градусодни - слишком упрощенное представление, потому что это сводка, как часто средняя температура становится выше или ниже целевой, а не прямые энергозатраты на отопление или охлаждение. В большинстве коммерческих зданий преобладает внутренняя нагрузка. Осветительные приборы, оборудование и люди внутри выделяют тепло круглый год.

Темные крыши не дают никаких преимуществ, когда отапливается здание. Напротив, летом светоотражающие крыши снижают охлаждающую нагрузку.

На температуру поверхности влияет и угол падения солнечных лучей. «Из-за меньшего угла наклона солнца и увеличенной облачности интенсивность солнечного излучения зимой в 3-5 раз ниже, чем летом».

Острова тепла и климатические эффекты

Ученые соглашаются с тем, что светоотражающие крыши снижают локальную температуру воздуха: «острова тепла» теряют силу. Исследования с помощью компьютерного моделирования показывают, что тепло зданий, автомобилей и тротуаров в больших городах поднимается до километра от земли. Зимой струйный поток теплого воздуха нагревает холодные арктические воздушные массы, которые достигают некоторых районов Сибири, Аляски, и северо-запада Канады. Из-за этого зимние температуры там повышаются до 1 ⁰C.

В пригороде Альмерии, Испания, фермеры белят крыши теплиц гашеной известью каждый июнь, чтобы снизить жару в летние месяцы. Позже известь смывают, повышая поглощающую способность кровли в зимние месяцы.

За пределами городов: мировой масштаб

Остается вопрос, как отражательная способность поверхностей влияет на температуру окружающей среды в остальных регионах планеты. Те же модели, которые демонстрируют преимущества охлаждения в одних городах, показывают, что в других этот эффект приблизится к нулю или даже приведет к повышению температуры.

Это связывают с тем, как конвективные потоки воздуха влияют на формирование облаков. В районах, где традиционно проходит много гроз, сниженная температура воздуха нарушит формирование облаков и, как следствие, уменьшит количество дождей, которые снижают температуру поверхностей. Исследование Стэнфордского университета [1] показывает, что, если все крыши зданий на планете сделать белыми, то атмосфера потеплеет на 0,07 ⁰C.

Конденсация

Беспокойство, связанное со светоотражающими крышами, вызывает не только температура, но и влажность. «Задокументированные случаи отмечают конденсат под белыми крышами в южных регионах». Поскольку температура прохладных оболочек чаще опускается ниже точки росы, влага конденсируется быстрее, чем под темной поверхностью. Эта вода способна пропитать изоляцию или образовать в конструкции крыши слой льда.

Однако бороться с конденсацией приходится, когда проектируются как тёмные, так и светлые крыши, и цвета темных оттенков не будут однозначно беспроигрышным вариантом.

Отражательная способность

Отражательная способность кровли из-за загрязнений и атмосферных воздействий со временем исчезнет. Производительность крыши снизится, и охлаждающая нагрузка перестанет снижаться.

Специально разработанные материалы сохраняют свойства дольше, чем другие. «Покрытия из фторированных полимеров остаются чистыми и не теряют светоотражающих свойств». Состав лучше наносить на фабриках, так как в полевых условиях эластичные материалы распыляются с недостатками. «Такие поверхности загрязняются, теряя способность отражать и излучать тепло».

Снеговая нагрузка

Тёмные крыши поглощают больше УФ излучения, которое помогает растапливать снег и не накапливаться в холодном климате. Однако, когда снег закрывает темную поверхность, цвет кровли не значителен.

Не надо светоотражающую крышу ставить на каждое здание. В теплых и солнечных местах этот способ уменьшит приток солнечного тепла и сократит потребление энергии. Лучше найти золотую середину.

Ссылки:

1. https://web.stanford.edu/group/efmh/jacobson/Articles/IV/HeatIsWhitRoofJClim12.pdf

Источник: BuildingGreen