problemet
Ved middagstid på en klar sommerdag i USA modtager en flad (vandret) overflade omkring 1000 vand sollys pr. (Det drejer sig om 100 vand, eller kraften i en lys glødelampe, pr. kvadratfod.) Traditionelle mørke tage absorberer stærkt dette sollys og opvarmer både bygningen og den omgivende luft. Dette øger energiforbruget i airconditionerede bygninger og gør ikke-airconditionerede bygninger mindre komfortable. Varme mørke tage forværrer også byvarmeøerne ved at opvarme luften, der strømmer over taget, og bidrager til global opvarmning ved at udstråle varme til atmosfæren.
en løsning: kølige tage
Definition
på en solskinsdag kan et tag, der stærkt reflekterer sollys, forblive meget køligere end et tag, der stærkt absorberer sollys. Høj termisk emission er en anden egenskab, der også holder en overflade kølig. Termisk emittans er den effektivitet, hvormed en overflade køler sig selv ved at udsende termisk (eller “langt”) infrarød stråling. Således skal et” køligt ” tag have både høj solreflektion (SR) og høj termisk emission (TE).
Vi bemærker, at da spektret af termisk stråling (4-80 mikron) ikke overlapper det for solstråling (0,3-2,5 mikron), er termisk emission uafhængig af solreflektion. Således skelner vi mellem de to, når vi definerer et køligt tag.
fordele
udskiftning af et køligt tag til et varmt tag reducerer ledning af varme ind i bygningen, konvektion af varme ind i udeluften og termisk stråling af varme ind i atmosfæren. Dette gavner vores bygninger, vores byer og vores planet.
- køligere udeluft. Kølige tage sænker lufttemperaturerne i byerne ved at reducere mængden af varme, der overføres fra tagene til luften, hvilket mindsker effekten af byvarmeøen.
- færre emissioner fra kraftværker. Reflekterende tage reducerer efterspørgslen efter køleenergi i bygninger med aircondition, faldende emissioner af drivhusgasser og andre luftforurenende stoffer på kraftværker, der forbrænder fossile brændstoffer.
- bedre luftkvalitet. Kølige tage reducerer lufttemperaturerne i byerne og bremser dermed dannelsen af jordoverfladen. Den primære komponent i smog kan forværre luftvejssygdomme og kan fungere som en drivhusgas.
- sænkede klimaændringerne. Kølige tage reducerer varmen absorberet på jordens overflade og kan således sænke overfladetemperaturerne. Dette fald i overfladetemperaturer reducerer strømmen af varme ind i atmosfæren og modregner opvarmning forårsaget af drivhusgasser.
- energi-og omkostningsbesparelser. I varme sommermåneder reducerer kølige tage behovet for køling i klimatiserede bygninger, hvilket sparer energi og penge.
- reduceret belastning af elnettet. Den reducerede efterspørgsel efter køleenergi vil også moderere det maksimale energibehov under varmebølger og meget varme sommereftermiddage og derved mindske risikoen for strømafbrydelser.
- forbedret indendørs komfort. Kølige tage sænker indendørstemperaturen i bygninger, der ikke har aircondition, hvilket fremmer produktivitet og beboers sundhed.
sanktioner
kølige tage kan også have nogle uønskede virkninger.
- øget behov for opvarmning om vinteren. I vintermånederne øger kølige tage behovet for varmeenergi i kolde klimaer. Men om vinteren forbliver solen lav, dagene er korte, og himlen er ofte overskyet, hvilket begrænser mængden af sollys til rådighed for et tag. En undersøgelse foretaget af Heat Island Group viser, at denne vinteropvarmningsstraf i USA typisk er lille sammenlignet med sommerkølingsfordelen (se billedet til højre).2 (Bemærk desuden, at hvis et tag er dækket af sne, betyder tagproduktets farve ikke noget — tagets overflade vil være hvid.)
- blænding. Blænding fra et lyst hvidt eller sølvfarvet tag på en lav bygning kan forstyrre beboerne i højere nabobygninger. I denne situation kan et køligt farvet (ikke-hvidt) tag være mere passende til den kortere bygning.
videnskaben om Cool
solskin inkluderer ultraviolet, synligt og næsten infrarødt lys. Kun synligt lys påvirker farven. Omkring halvdelen af solens energi er usynligt nærinfrarødt lys. Traditionelle mørke tage absorberer stærkt ultraviolet, synligt og næsten infrarødt lys. Kølige farvede mørke tage ligner traditionelle mørke tage, men reflekterer bedre nærinfrarødt lys.
på en typisk sommereftermiddag vil et køligt farvet tag, der reflekterer 35% af sollyset, forblive omkring 12 liter C (22 liter F) køligere end et traditionelt tag, der ser det samme ud, men kun reflekterer 10% af sollyset.
teknologi
hvide tage
hvide materialer er en populær cool mulighed for at bygge overflader, der ikke kan ses fra gaden, såsom lavt skrånende “flade” (dvs.næsten vandrette) tag. I nogle dele af verden kan skrå tag også være hvide. Tagdækning produkter fås i hvid omfatter enkelt-lags membran, elastomer belægning, malet metal, fliser og ballast.
på en typisk sommereftermiddag vil et rent hvidt tag, der reflekterer 80% af sollyset, forblive omkring 31 liter C (55 liter F) køligere end et gråt tag, der kun reflekterer 20% af sollyset.3
kølige farvede tage
kølige farvede tage er designet til at øge refleksionen af solskin, samtidig med at farven og æstetikken i traditionelle ikke-hvide tagprodukter opretholdes. I løbet af det sidste årti, forskere ved Berkeley National Laboratory og Oak Ridge National Laboratory har arbejdet med tagproducenter for at skabe en række kølige farvede produkter til skrå tag. Disse omfatter asfalt rullesten, metal, fliser og ballast produkter. Cool farveteknologi kan også bruges til at skabe ikke-hvide materialer til lavt skrånende tag, såsom membraner og belægninger.