«Холодные крыши» заботятся об окружающей среде

Сергей Гаврилов, ведущий технический специалист направления «кровельные полимерные мембраны» компании ТехноНИКОЛЬ

Концепция американских ученых, предположивших, что благодаря способности отражения солнечных лучей кровли белого цвета могут противостоять изменению климата, приобретает все большую популярность в мире. Впечатляющие результаты многолетних испытаний эффективности белых крыш из различных материалов позволили американской ассоциации инженеров в сфере отопления, охлаждения и систем кондиционирования (ASHRAE) в 1999 году официально признать концепт «прохладной кровли» в документе ASHRAE 90.1 («Энергетические стандарты для зданий, кроме малоэтажных жилых домов»). На сегодняшний день эта технология упоминается в рейтингах «зеленого строительства» (the U.S. Green Building Council's LEED и the Green Building Initiative (GBI)'s Green Globes) и приобретает все большую популярность в различных странах мира, особенно в регионах с жарким климатом.

Почему они «холодные»?

«Холодными» считаются крыши, отражающие бОльшую часть падающего на них светового потока и эффективно отводящие со своей поверхности тепло. Такие крыши чаще всего имеют белый цвет и отражают весь спектр солнечного излучения.

Известно, что кровля черного цвета, абсорбирующая солнечные лучи, нагревается почти до 50 градусов выше температуры окружающего воздуха. То есть, если за окном +30, на кровле может быть до +80 градусов. Кровля с высокой отражающей способностью, обеспечиваемой светлым материалом, поглощает меньше солнечной энергии, чем традиционная темная кровля. Температура белой кровли обычно повышается лишь на 5—14 градусов в сравнении с окружающей средой. Это означает более низкую температуру поверхности, что напрямую ведет к снижению нагревания воздуха внутри здания и, соответственно, к снижению затрат электроэнергии на кондиционирование помещения.

Основными параметрами, характеризующими «холодность» крыш, являются отражающая способность и тепловое излучение.

Отражающая способность - это отношение количества отраженной лучевой энергии к общему количеству энергии, падающей на поверхность тела. Тепловое излучение же показывает насколько эффективно покрытие способно отводить тепло от своей поверхности. Оба этих параметра важны для определения качества крыш – покрытие, обладающее высокой отражающей способностью, но низким тепловым излучением, не может считаться «холодным». Например, металл отлично отражает свет – именно поэтому он блестит на солнце! – но плохо отводит тепло, что дает нам возможность запекать в фольге мясо, но не позволяет создать из металла действительно «холодную» кровлю.

Для того чтобы учесть оба этих свойства, был введен специальный коэффициент отражения солнечных лучей SRI (Solar Reflectance Index). Чем выше этот коэффициент, тем ниже будет температура крыши после долгого солнечного дня. Абсолютно черная крыша будет иметь коэффициент SRI, равный нулю, а абсолютно белая поверхность – сотне. Коэффициент отражения солнечных лучей обычных темных крыш обычно не превышает 20.

Использование «холодных» крыш, особенно в странах с жарким климатом, имеет множество преимуществ – как долговременных, так и единомоментных.

Преимущества для жильцов здания:

• Значительное (до 15%!) снижение расходов на кондиционирование в жаркое время года;
• Улучшение микроклимата внутренних помещений;
• Более щадящий режим эксплуатации кровельного покрытия, а значит – увеличение срока его службы. Покрытие темного цвета характеризуется высокой температурой поверхности днем и большим перепадом температур в течение суток - сочетание этих двух факторов вызывает быструю потерю эксплуатационных свойств покрытия. Кроме того, не стоит забывать о разрушениях, вызываемых невидимой глазу ультрафиолетовой частью потока излучения. Например, в случае мембранных кровельных покрытий именно под воздействием УФ-излучения нарушаются химические связи внутри полимера, из-за чего происходит испарение пластификатора и старение кровельного материала.

Преимущества для окружающей среды:

• Уменьшение локальной температуры воздуха в городе или поселке, что улучшает качество воздуха и препятствует образованию смога.  В английской литературе есть специальный термин, обозначающий зону повышенной температуры, связанную с местами обитания или промышленной деятельности людей – urban heat island, дословно – «остров городского тепла».  Это явление далеко небезобидно – в городе меняется привычное течение воздушных масс, нарушаются годовые циклы жизнедеятельности растений и животных.
• Уменьшение пиковой нагрузки на электросети в особо жаркие дни, в результате чего оборудование способно работать намного дольше.
• Уменьшение выбросов парниковых газов. Подсчитано, что «холодная» крыша площадью 93 кв.м (1000 кв.футов) за 20 лет предотвращает выделение в воздух 20 тонн углекислого газа! Если бы все крыши в жарких странах стали светоотражающими, то автомобилисты могли бы не волноваться за неэкологичность своих «железных коней» – выбросы углекислого газа в атмосферу сократились бы на 24 гигатонны, что соответствует работе 300 млн автомобилей в течение 20 лет!
• Уменьшение количества тепла, аккумулированного атмосферой, замедление климатических изменений. Когда свет падает на «холодную» крышу, он отражается от нее и покидает атмосферу планеты, которая для него абсолютно прозрачна. Когда же свет падает на обычную крышу, большая его часть преобразуется в более длинноволновое излучение – то, что мы обычно называем теплом. Для этого типа излучения атмосфера Земли непрозрачна и так просто покинуть ее лучи не могут. Не имея возможности выйти за пределы атмосферы, это избыточное тепло становится причиной медленного, но неуклонного изменения климата планеты.

«Холодной» можно сделать практически любую кровлю, нанеся на нее специальное покрытие. Так, мэр Нью-Йорка Майкл Блумберг предлагал программу по снижению выбросов парниковых газов в городе на 30% к 2030му году, в том числе благодаря оснащению кровель акриловым покрытием белого цвета. Однако, более технологичный путь – изготовление таких светоотражающих материалов в заводских условиях. Сейчас материалы для устройства "холодной" кровли есть и в ассортименте российских производителей, например, у корпорации ТехноНИКОЛЬ. 

При выборе материалов для «прохладной кровли» наличие у производителя сертификата, выданного по результатам испытаний, позволит оценить показатель SRI и заранее рассчитать предполагаемую экономию электроэнергии при охлаждении помещений.