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什么是清涼屋面(二)
2022-07-29

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上一篇文章,我們簡單介紹了清涼屋面的概念、優勢和標準,沒有看過的小伙伴們可點擊下面鏈接查看。

什么是清涼屋面(一)

?本文,我們將繼續簡單探討清涼屋面相關知識。

清涼屋面(Cool Roof) 概念最早產生于美國。對清涼屋面的研究源自于對20世紀80年代出現的城市熱島現象的關注。

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1.城市熱島效應

城市熱島效應 (Urban heat island effect) 是指大城市群地區溫度比周圍農村地區高2~3℃。產生熱島的三個因素:

城市地區植被減少(如樹木、灌木、草地);

城市地區黑暗的道路和停車場;

城市地區大片集中深色屋面的建筑物群。

關于如何解決這一問題的學術研究和討論有:建造更多的綠色空間,把停車場的地面換成草皮,把屋頂作為一個被動式太陽能加熱器,窗戶的設計要減少陽光照射,減少黑色的建筑物表面,把深色的屋面、路面、停車場地面換成反射性能更好的表面,等等。以上種種解決方案,有的會擠壓城市空間,有的成本高昂,對緩解城市熱島的影響微乎其微。

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美國勞倫斯伯克利實驗室發現,通過改變建筑物屋面,可以緩解熱島效應。采用反射率更高的屋面,使建筑物保持涼爽。建筑物溫度降低,則對能源需求降低,降低電網需求,從而降低業主的運營成本。更涼爽的地區環境還可以減少煙霧,降低潛在危險氣體的排放。有研究表明,通過減少城市熱島效應,還可以減少與極端高溫事件相關的死亡。

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勞倫斯伯克利國家實驗室(Lawrence Berkeley National Laboratory,LBNL或LBL),美國最杰出的國家實驗室之一。


2. 清涼屋面的節能效果

美國ORNL(橡樹嶺國家實驗室) 開發了一個屋面節能計算器RSC,在行業內得到了普遍認可,用于演示安裝清涼屋面代替黑色屋面產生的節能效果。用該計算器分析一個示例,將老化反射率為 5%的黑色屋面系統與經過三年風化后反射率為86%的清涼屋面系統進行比較,結果顯著。

位于密蘇里州堪薩斯城的 4,645 平方米屋面,每年可實現高達9,950美元的冷卻節能費用,平均每年每平米清涼屋面可節約費用為2美元。反射率高的屋面表面溫度比黑色屋面低26多度,建筑物內部溫度可降低4~6℃,按照現行美元兌人民幣匯率6.7來計算,一個屋面面積為1萬平米的廠房每年可節約的費用高達134,000。假設清涼屋面設計使用壽命20年,最終可節約冷卻能源費用高達數百萬!

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3. 為什么要關注3年老化后的指標?

看到這里,您可能會有疑問,清涼屋面的高反射率能不能一直保持?隨著時間的推移,反射率會不會下降呢?答案是肯定的。

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隨著時間的推移,空氣中顆粒的沉積、微生物生長、或裸露金屬的氧化會逐步降低清涼屋面的太陽光反射率。以上因素還會提高某些裸露金屬表面材料的熱發射率,最終在表面污染的過程(例如顆粒沉積)和表面清潔的過程(例如風雨清洗)之間達到平衡。由于室外表面的太陽反射率和熱輻射率通常在1-3年內達到穩定值,因此屋面產品的“老化”太陽反射率和熱輻射率是在自然暴露三年后測量的。

所以,LEEDEnergyStar標準在對建筑屋面進行節能評級時規定,材料評定時不僅要測量初始反射率和太陽光反射系數,還要測量3年老化后的數值。例如,LEED規定材料表面的初始太陽光反射系數SRI必須大于82,并且經3年使用后SRI必須大于64?EnergyStar(能源之星)規定,材料表面涂層的初始太陽反射率SR必須大于0.65 并且經過3年使用后SR必須大于0.50


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