hűvös tetők

A probléma

délben egy tiszta nyári napon az Egyesült Államokban egy sík (vízszintes) felület négyzetméterenként körülbelül 1000 watt napfényt kap. (Ez körülbelül 100 watt, vagy egy fényes izzólámpa teljesítménye négyzetméterenként.) A hagyományos sötét tetők erősen elnyelik ezt a napfényt, fűtve mind az épületet, mind a környező levegőt. Ez növeli a légkondicionált épületek energiafelhasználását, és a nem légkondicionált épületeket kevésbé kényelmessé teszi. A forró sötét tetők a városi hőszigeteket is súlyosbítják azáltal, hogy felmelegítik a tetőn átáramló levegőt, és hozzájárulnak a globális felmelegedéshez azáltal, hogy hőt sugároznak a légkörbe.

megoldás: hűvös tetők

meghatározás

egy napsütéses napon a napfényt erősen visszaverő tető sokkal hűvösebb maradhat, mint egy olyan tető, amely erősen elnyeli a napfényt. A magas hőkibocsátás egy másik tulajdonság, amely a felületet is hűvösen tartja. A termikus emittancia az a hatékonyság, amellyel a felület hő (vagy “távoli”) infravörös sugárzás kibocsátásával lehűl. Így a” hűvös ” tetőnek mind a magas napenergia-visszaverődéssel (SR), mind a magas hőkibocsátással (TE) kell rendelkeznie.

megjegyezzük, hogy mivel a hősugárzás spektruma (4-80 mikron) nem fedi át a napsugárzás spektrumát (0,3-2,5 mikron), a hőkibocsátás független a nap visszaverődésétől. Így megkülönböztetjük a kettőt a hűvös tető meghatározásakor.

előnyök

a hűvös tető meleg tetővel való helyettesítése csökkenti a hő vezetését az épületbe, a hő konvekcióját a külső levegőbe és a hő hő sugárzását a légkörbe. Ez előnyös épületeink, városaink és bolygónk számára.

• hűvösebb külső levegő. A hűvös tetők csökkentik a városi levegő hőmérsékletét azáltal, hogy csökkentik a tetőkről a levegőbe átvitt hőmennyiséget, enyhítve a városi hősziget hatását.
• kevesebb erőmű-kibocsátás. A fényvisszaverő tetők csökkentik a légkondicionált épületek hűtési energiaigényét, csökkentve az üvegházhatású gázok és egyéb légszennyező anyagok kibocsátását a fosszilis tüzelőanyagokat égető erőművekben.
• jobb levegőminőség. A hűvös tetők csökkentik a városi levegő hőmérsékletét, ezáltal lassítják a talajszintű ózon képződését. Az ózon, a szmog elsődleges összetevője súlyosbíthatja a légzőszervi megbetegedéseket, és üvegházhatású gázként működhet.
• lassított éghajlatváltozás. A hűvös tetők csökkentik a Föld felszínén elnyelt hőt, így csökkenthetik a felszíni hőmérsékletet. A felszíni hőmérséklet csökkenése csökkenti a hő áramlását a légkörbe, ellensúlyozva az üvegházhatású gázok által okozott felmelegedést.
• energia-és költségmegtakarítás. A forró nyári hónapokban a hűvös tetők csökkentik a légkondicionált épületek hűtési igényét, ami energiát és pénzt takarít meg.
• csökkentett elektromos hálózati feszültség. A hűtési energia iránti csökkenő kereslet mérsékli a hőhullámok és a nagyon forró nyári délutánok csúcsenergiaigényét is, ezáltal csökkentve az áramkimaradások kockázatát.
• jobb beltéri kényelem. A hűvös tetők csökkentik a beltéri levegő hőmérsékletét olyan épületekben, amelyek nem rendelkeznek légkondicionálóval, elősegítve a termelékenységet és az utasok egészségét.

büntetések

a hűvös tetőknek is lehetnek nemkívánatos hatásai.

• fokozott fűtési igény télen. A téli hónapokban a hűvös tetők növelik a fűtési energia szükségességét hideg éghajlaton. Télen azonban a nap alacsony marad, a napok rövidek, az ég gyakran felhős, korlátozva a tető számára elérhető napfény mennyiségét. A Heat Island Group által végzett tanulmány azt mutatja, hogy az Egyesült Államokban ez a téli fűtési büntetés általában kicsi a nyári hűtési előnyhöz képest (lásd a jobb oldali képet).2 (ezenkívül vegye figyelembe, hogy ha a tetőt hó borítja, akkor a tetőfedő termék színe nem számít — a tető felülete fehér lesz.)
• vakító fény. Az alacsony emelkedésű épület fényes fehér vagy ezüstös tetőjének tükröződése zavarhatja a magasabb szomszédos épületek lakóit. Ebben a helyzetben a hűvös színű (nem fehér) tető megfelelőbb lehet a rövidebb épület számára.

A hűvös napfény tudománya magában foglalja az ultraibolya, a látható és a közeli infravörös fényt. Csak a látható fény befolyásolja a színt. A nap energiájának körülbelül a fele láthatatlan közeli infravörös fény. A hagyományos sötét tetők erősen elnyelik az ultraibolya, látható és közeli infravörös fényt. A hűvös színű sötét tetők úgy néznek ki, mint a hagyományos sötét tetők, de jobban tükrözik a közeli infravörös fényt.

egy tipikus nyári délutánon a hűvös színű tető, amely a napfény 35%-át tükrözi, körülbelül 12 C (22 F) C-vel hűvösebb marad, mint egy hagyományos tető, amely ugyanúgy néz ki, de csak a napfény 10% – át tükrözi.

technológia

fehér tetők

a fehér Anyagok népszerű hűvös lehetőségek az utcáról nem látható felületek építéséhez, mint például az alacsony lejtésű “lapos” (azaz majdnem vízszintes) tetők. A világ egyes részein a lejtős tetők is fehérek lehetnek. A fehér színben kapható tetőfedő termékek közé tartozik az egyrétegű membrán, az elasztomer bevonat, a festett fém, a csempe és a ballaszt.

egy tipikus nyári délutánon egy tiszta fehér tető, amely a napfény 80% – át tükrözi, körülbelül 31 C (55 F) C-vel hűvösebb marad, mint egy szürke tető, amely csak a napfény 20% – át tükrözi.3

hűvös színű tetők

a hűvös színű tetőket úgy tervezték, hogy növeljék a napfény visszaverődését, miközben megőrzik a hagyományos nemfehér tetőfedő termékek színét és esztétikáját. Az elmúlt évtizedben a Lawrence Berkeley Nemzeti Laboratórium és az Oak Ridge Nemzeti Laboratórium kutatói tetőfedő gyártókkal dolgoztak, hogy különféle hűvös színű termékeket hozzanak létre a lejtős tetőkhöz. Ezek közé tartozik az aszfalt zsindely, fém, csempe, ballaszt termékek. A Cool color technológia nemfehér anyagok előállítására is használható alacsony lejtésű tetőkhöz, például membránokhoz és bevonatokhoz.