Chłodne dachy

0
1752

Ekologiczne budownictwo angażuje szereg strategii mających na celu redukcję zużycia energii i oddziaływania na środowisko naturalne. Chłodne dachy” dzięki ogromnym korzyściom jakich dostarczają, stanowią jedną z takich strategii. “Chłodne dachy” nie są nowym zjawiskiem, są jednak podstawą w konstruowaniu i utrzymaniu sprawnych energetycznie budowli, a nowe technologie dachowe dają architektom większą paletę typów materiałów i kolorów.”

Ogólnie mówiąc, chłodne dachy” charakteryzują się wysoką refleksyjnością i oddawaniem ciepła. Inaczej mówiąc, odbijają promienie słoneczne i oddają przyjętą energię z powrotem do atmosfery, absorbując i transmitując ją tylko w minimalnym stopniu do wewnątrz budynku. Tradycyjne dachy nie mają właściwości refleksyjnych i emitują przyjęte ciepło do budynku, energia cieplna jest łatwo absorbowana przez dach a następnie przenika do wewnątrz znacznie podnosząc koszty klimatyzacji, a w przypadku budynków inwentarskich wentylacji. “Chłodne dachy” w znacznym stopniu redukują obciążenie urządzeń chłodzących podczas ciepłych pór roku obniżając zużycie energii elektrycznej.

Czym jest “chłodny dach”?
Dzięki nowoczesnym technologiom “Chłodny dach” nie musi być biały, aby zachować swoje właściwości. Zgodnie z szacunkami amerykańskiej Agencji Ochrony Środowiska, 90% dachów w Stanach Zjednoczonych ma ciemną barwę. Jest to najprawdopodobniej konsekwencja preferencji estetycznych. Jednak w przypadku chłodnych dachów nie trzeba poświęcać własnych preferencji estetycznych, aby dach miał pożądane właściwości. Najnowszy trend na rynku “chłodnych dachów” zakłada używanie produktów “cool color”, które przy zastosowaniu ciemnych pigmentów posiadają jednocześnie właściwości refleksyjne promieni słonecznych. Dzięki produktom “cool color” mamy dziś więc “chłodne dachy” w kolorze zielonym, czerwonym, niebieskim i niemal każdym innym jaki tylko można sobie wyobrazić.
W ostatnich latach obok problematyki szerokiej palety kolorów rozwiązano również szereg innych trudności. Pozwoliło to zaoferować klientom każdy rodzaj materiału, w zależności od ich preferencji estetycznych i właściwości oszczędności energetycznych – od powierzchni kamykowych przez dachówki ceramiczne i modyfikowany bitumen, aż po jednowarstwowe membrany. Jak mierzyć “chłodny dach”? Materiały, z których wykonuje się dachy, posiadają dwie ważne cechy fizyczne, które determinują na ile dach jest “chłodny”, są to: refleksyjność promieni słonecznych (stosunek sumy energii słonecznej padającej na dach do ilości odbitej przez dach energii) oraz emisja termiczna (zdolność powierzchni dachu do odpromieniowania zaabsorbowanego ciepła). Obie właściwości są mierzone procentowo, im wyższa jest zmierzona wartość, tym bardziej “chłodny” jest dach. Z tego punktu widzenia nie istnieje powszechnie akceptowana definicja “chłodnego dachu”. Minimalne parametry zostały określone przez organizacje zajmujące się standaryzacją oraz prowadzące woluntariat w zakresie ochrony środowiska, jednak w zależności od instytucji różnią się od siebie. Powyższe dwa parametry pozwalają określić ciepłotę powierzchni dachu podczas jego ekspozycji na słońce. To ważne by mieć na uwadze fakt, iż określenie “chłodny dach” odnosi się wyłącznie do materiałów stanowiących powierzchnię dachów. W związku z tym izolacja dachu, jakkolwiek również istotna w ograniczaniu przepływu ciepła do i z wnętrza budynku, nie wchodzi w skład definicji “chłodnego dachu”. Właściwa kombinacja “chłodnego dachu” i izolacji stanowi doskonały sposób zwiększenia efektywności termicznej budynku.

Oszczędność energii
Ponieważ “chłodny dach” odbija i emituje do atmosfery zaabsorbowane ciepło zamiast przekazywać je do wnętrza budynku, powierzchnia dachu w niewielkim tylko stopniu jest nagrzewana przez słońce, a co za tym idzie – znacznie redukuje efekt kondukcji. Dzięki temu znacznie spada potrzeba wykorzystywania wentylacji w okresie ciepłych miesięcy. Badania przeprowadzone przez Lawrence Berkeley National Laboratory i Davis Energy Group w Kalifornii dowiodły, że zastosowanie “chłodnego dachu” zredukowało zużycie energii elektrycznej przez urządzenia klimatyzacyjne o 52%. Przy zastosowanym modelu oznacza to średnią oszczędność rzędu 3,9 do 6,6 W/m2 powierzchni budynku. W wielu strefach klimatycznych występujących na Ziemi “chłodne dachy” w znacznym stopniu redukują zużycie energii elektrycznej. Występuje jednak obawa, że w okresie zimowym “chłodne dachy” mogą nieznacznie zwiększyć koszty ogrzewania, jednak stosunek oszczędności do możliwych strat jest bardzo korzystny. Podczas chłodnych, zimowych miesięcy, słońce osiąga na horyzoncie niską wysokość a ilość dni słonecznych jest bardzo niewielka, ponadto dach często jest przykrywany śniegiem czyniąc problem przenikania ciepła przez dach niemal nieznaczącym, z wyjątkiem skrajnie zimnych stref klimatycznych. Kombinacja “chłodnego dachu” i izolacji stanowi doskonały sposób na podniesienie sprawności cieplnej budynku i stanowi idealne rozwiązanie dla obiektów znajdujących się w chłodnych strefach klimatycznych.
Redukcja zjawiska podwyższonej temperatury na obszarach zurbanizowanych
W miastach oszczędności energetyczne związane z zastosowaniem “chłodnego dachu” są jeszcze bardziej odczuwalne, gdyż występujące tam zjawisko “miejskiej wyspy gorąca” podnosi średnią temperaturę o 1oC do 5oC w porównaniu do bezpośrednio sąsiadujących, wiejskich obszarów. Zjawisko podwyższonej temperatury zauważalne jest na obszarach średnich i wielkich miast, w których występuje koncentracja konstrukcji absorbujących ciepło. Podwyższenie średniej temperatury na obszarach zurbanizowanych ma bezpośrednie przełożenie na potrzeby energetyczne, koszty klimatyzacji, stan zanieczyszczenia powietrza (smog) i dolegliwości zdrowotne. Powszechna implementacja “chłodnych dachów” dzięki ich właściwościom refleksyjnym, może w znaczny sposób ograniczyć powyższe negatywne zjawiska.

Redukcja kosztów utrzymania dachu
Badania wykazały, że żywotność “chłodnych dachów” jest dłuższa w zestawieniu do standardowych konstrukcji, narażonych na codzienny ładunek promieniowania ultrafioletowego (UV), podczerwonego (IR) i penetrację wilgoci. Czynniki te wpływają na stopniową degradację dachu. System “chłodnego dachu” w znacznym stopniu ogranicza ten proces degradacji dzięki właściwościom refleksji promieni UV i IR, ponadto temperatura dachu na przestrzeni dnia jest bardziej jednolita, co zmniejsza “pracę” elementów konstrukcyjnych dachu. Wydłużenie żywotności obniża koszty utrzymania dachu przyczyniając się także do redukcji odpadów.

Recykling
Kolejnym istotnym aspektem ekologicznego budownictwa jest wykorzystanie pochodzących z recyklingu i/lub nietoksycznych materiałów. Wielu producentów wykorzystało dodatkowe sposoby ochrony środowiska wdrażając produkcję “chłodnych dachów”. Dla przykładu – wiele produktów metalowych i część syntetycznych powstaje przy wykorzystaniu surowców wtórnych. Ponadto wiele produktów zostało zaprojektowanych w taki sposób, by podlegały całkowitemu recyklingowi po zakończeniu okresu eksploatacji. Green Seal to niezależna organizacja non-profit, której zadaniem jest dbanie o ochronę przyrody poprzez promowanie produkcji, zakupów i wykorzystywania produktów i usług przyjaznych dla środowiska. Jednym ze środków prowadzących do tego celu jest ustanowienie programu certyfikacji. Green Seal pracuje obecnie nad zmianami kryteriów dla określenia nowego standardu dla farb i innych pokryć, który określałby wymagania zapewniające niższą toksyczność dla środowiska i ludzkiego zdrowia. Zaproponowane zmiany zawierają regulacje co do refleksyjności i emisji ciepła. Gdy proces nowelizacji standardu Green Seal dla farb i innych pokryć ulegnie zakończeniu, nadanie certyfikatu jakiejkolwiek farbie lub innemu pokryciu, np. membranowemu, będzie świadczyło o spełnianiu przez nie wysokich wymogów refleksyjności i nietoksyczności. Program dla budownictwa ekologicznego Wiele rządowych programów w USA, promujących ekologiczne budownictwo, dostrzega niezliczone korzyści “chłodnych dachów”.