Strategie obniżania temperatury w mieście - dachy budynków
Badacze z amerykańskiego Argonne National Laboratory zbadali, jak materiały pokrywające dach budynku mogą wpływać na temperaturę otoczenia i zużycie energii. Okazuje się, że dachy pomalowanie białą, odbijającą światło farbą są nawet skuteczniejsze od dachów roślinnych lub pokrytych ekranami fotowoltaicznymi.
Miasta nazywane są przez klimatologów wyspami ciepła. Obszerne betonowe powierzchnie, czarny asfalt, miejskie korki i budynki z cegły i stali – to wszystko sprawia, że miasto zbiera i zatrzymuje ciepło, co sprawia, że w gorące dni temperatura jest tam znacznie wyższa niż na innych terenach.
Wraz ze zmianami klimatu problem staje się coraz dotkliwszy. Osoby, które są odpowiedzialne za utrzymanie miast podejmują różne działania, które zmierzają do złagodzenia sytuacji. Jedna ze strategii polega na wykorzystaniu dachów budynków. Tak jak niektóre materiały, jak beton czy stal, zatrzymują ciepło, tak inne potrafią je odbijać albo absorbować. Pokrycie dachu takim właśnie materiałem okazuje się skutecznym sposobem na obniżenie temperatury otocznia latem, a tym samym obniżeniem zużycia energii potrzebnej do napędzania urządzeń klimatyzujących.
Żeby usprawnić to działanie badacze z Argonne National Laboratory udali się do Chicago, jednego z miast, w którym problem jeszcze szczególnie dojmujący i zbadali skuteczność trzech najczęściej stosowanych strategii: dachów pokrytych białą farbą odbijającą światło, zielonych dachów pokrytych roślinnością i dachów wypełnionych panelami słonecznymi.
Badaczy interesowała rekcja na największe fale ciepła, więc pomiary wykonali w najgorętszym okresie roku, w trzech kolejnych letnich dniach, kiedy temperatura sięgała powyżej 95 procent maksymalnej rocznej temperatury. Dzięki temu mogli stwierdzić jak funkcjonują poszczególne „strategie chłodzenia” w momencie, kiedy są najbardziej potrzebne.
Pomiar obejmował wszystkie dachy tych trzech typów w obszarze największej urbanizacji Chicago, który wyznacza zasięg miejskiego metra. Mierzono dwa czynniki: temperaturę w pobliżu podłoża dachu i ilość zużytej energii na klimatyzację w budynku.
Wyniki pomiarów pokazały rzeczywisty wpływ zastosowanych działań. Temperatura nad powierzchnią budynków, w których zastosowano te trzy rozwiązania była faktycznie niższa niż nad innymi budynkami. Największy efekt – średnio 1,5 stopnia Celsjusza – dały białe dachy, dalej zielone – 1,2 stopnia i dachy pokryte panelami – średnio 0,6 stopnia w stosunku do niechłodzonych tymi metodami dachów. Bardzo wyraźne było też zmniejszenie zużycia energii na klimatyzowanie tych budynków, odpowiednio o 16,6 proc., 14,0 proc i 7,6 proc. w porównaniu do pozostałych budynków (uwzględniając inne czynniki związane ze zużyciem energii).
Podsumowując swoje badania, naukowcy wyróżniają efekt, jaki przynoszą dachy pokryte białą farbą, z zastrzeżeniem, że nie łączą się ze wszystkimi korzyściami, które dają pozostałe typy, jak na przykład wchłanianie nadmiaru wody podczas intensywnych opadów przez zielone dachy i ekologiczna energia dachów pokrytych panelami. Są za to znacznie oszczędniejsze w codziennej eksploatacji.
Badania prowadzono w ścisłej współpracy z organizacjami miejskimi, obywatelskimi i akademickimi, które wspólnie z Argonne National Laboratory prowadzą projekt CROCUS – Community Research on Climate & Urban Science.
Badania źródłowe: Haochen Tan et al, Impact of different roofing mitigation strategies on near-surface temperature and energy consumption over the Chicago metropolitan area during a heatwave event, Science of The Total Environment (2022). DOI: 10.1016/j.scitotenv.2022.160508
Opracowano na podstawie artykułu Can a roof's material cool the outside air and lower energy demand? autorstwa Marguerite Huber z Argonne National Laboratory, opublikowanego na portalu TechXplore.com.
