Problemet
ved middagstid på en klar sommerdag i Usa mottar en flat (horisontal) overflate omtrent 1000 watt sollys per kvadratmeter. (Dette er omtrent 100 watt, eller kraften til en lys glødelampe, per kvadratmeter.) Tradisjonelle mørke tak absorberer sterkt dette sollyset, og oppvarmer både bygningen og omgivende luft. Dette øker energiforbruket i luftkondisjonerte bygninger, og gjør ikke-klimatiserte bygninger mindre komfortable. Varme mørke tak forverrer også urbane varmeøyer ved å varme opp luften som strømmer over taket, og bidrar til global oppvarming ved å utstråle varme til atmosfæren.
En Løsning: Kjølige Tak
Definisjon
på en solrik dag kan et tak som sterkt reflekterer sollys være mye kjøligere enn et tak som sterkt absorberer sollys. Høy termisk emittance er en annen egenskap som også holder en overflate kjølig. Termisk emittans er effektiviteten som en overflate avkjøler seg ved å sende ut termisk (eller» langt») infrarød stråling. Dermed bør et «kjølig» tak ha både høy solrefleksjon (SR) og høy termisk emittans (TE).Vi merker oss at siden spekteret av termisk stråling (4-80 mikron) ikke overlapper med solstråling (0,3-2,5 mikron), er termisk emittans uavhengig av solrefleksjon. Dermed skiller vi mellom de to når vi definerer et kjølig tak.
Fordeler
Ved Å Erstatte et kjølig tak med et varmt tak reduseres varmeledningen inn i bygningen, konveksjon av varme inn i uteluften og termisk stråling av varme inn i atmosfæren. Dette fordeler våre bygninger, våre byer og vår planet.
- Kjøligere uteluft. Kjølige tak senker lufttemperaturen i byene ved å redusere mengden varme som overføres fra tak til luften, og reduserer den urbane varmeøyeffekten.
- Færre utslipp fra kraftverk. Reflekterende tak reduserer kjøleenergibehovet i luftkondisjonerte bygninger, reduserer utslippene av klimagasser og andre luftforurensende stoffer ved kraftverk som brenner fossilt brensel.
- Bedre luftkvalitet. Kule tak redusere urbane lufttemperaturer og dermed bremse dannelsen av bakkenivå ozon. Ozon, den primære komponenten av smog, kan forverre respiratorisk sykdom og kan fungere som drivhusgass.
- Reduserte klimaendringene. Kule tak reduserer varme absorbert på Jordens overflate og kan dermed senke overflatetemperaturer. Denne nedgangen i overflatetemperaturer reduserer strømmen av varme inn i atmosfæren, utligner oppvarming forårsaket av klimagasser.
- Energi-og kostnadsbesparelser. I de varme sommermånedene reduserer kjølige tak behovet for kjøling i luftkondisjonerte bygninger, noe som sparer energi og penger.
- Redusert strømnettet belastning. Den reduserte etterspørselen etter kjøleenergi vil også moderat topp energibehov under varmebølger og veldig varme sommerdager, og dermed redusere risikoen for strømbrudd.
- Forbedret innendørs komfort. Kule tak senker inneluftstemperaturen i bygninger som ikke har klimaanlegg, og fremmer produktivitet og beboers helse.
Straff
Kule tak kan også ha noen uønskede effekter.
- Økt behov for oppvarming om vinteren. I vintermånedene øker kjølige tak behovet for varmeenergi i kaldt klima. Men om vinteren forblir solen lav, dagene er korte, og himmelen er ofte overskyet, noe som begrenser mengden sollys som er tilgjengelig for et tak. En studie utført Av Heat Island-Gruppen viser at i Usa er denne vinteroppvarmingstraffen vanligvis liten sammenlignet med sommerkjølingsfordelen (se bildet til høyre).2 (Vær Også oppmerksom på at hvis et tak er dekket av snø, betyr ikke fargen på takproduktet noe-takets overflate blir hvit.)
- Blending. Blending fra et lyst hvitt eller sølvfarget tak på en lavhus kan forstyrre beboere av høyere nabobygninger. I denne situasjonen en kul-farget (nonwhite) taket kan være mer hensiktsmessig for kortere bygningen.
Vitenskapen Om Kjølig
Solskinn inkluderer ultrafiolett, synlig og nær-infrarødt lys. Kun synlig lys påvirker fargen. Omtrent halvparten av solens energi er usynlig nær-infrarødt lys. Tradisjonelle mørke tak absorberer sterkt ultrafiolett, synlig og nær-infrarødt lys. Kulfargede mørke tak ser ut som tradisjonelle mørke tak, men reflekterer bedre nær-infrarødt lys.
på en typisk sommerdag vil et tak med kjølige farger som reflekterer 35% av sollyset forbli omtrent 12°C (22°F) kjøligere enn et tradisjonelt tak som ser likt ut, men reflekterer bare 10% av sollyset.
Teknologi
Hvite Tak
Hvite materialer Er et populært kult alternativ for å bygge flater som ikke kan sees fra gaten, for eksempel lav skrå «flat» (det vil si nesten horisontale) tak. I noen deler av verden kan skråtak også være hvite. Takprodukter tilgjengelig i hvitt inkluderer enkeltlags membran, elastomer belegg, malt metall, fliser og ballast.
på en typisk sommerdag vil et rent hvitt tak som reflekterer 80% av sollyset forbli omtrent 31°C (55°F) kjøligere enn et grått tak som reflekterer bare 20% av sollyset.3
Cool-Farget Tak
Cool-farget tak er utformet for å øke refleksjon av solskinn og samtidig opprettholde farge og estetiske tradisjonelle nonwhite takprodukter. I løpet av det siste tiåret, forskere Ved Lawrence Berkeley National Laboratory Og Oak Ridge National Laboratory har jobbet med taktekking produsenter for å lage en rekke kule-farget produkter for skråtak. Disse inkluderer asfalt grus, metall, fliser og ballast produkter. Cool color-teknologi kan også brukes til å lage ikke-hvite materialer for lave skråtak, for eksempel membraner og belegg.