Когда вы думаете о том, как в здании сохраняется прохлада, чаще всего на ум приходит кондиционер. Но первая реальная линия защиты от жары - это крыша здания. И жаркий день в жизни хорошей кровли должен заключаться в том, чтобы выпускать, а не накапливать и поглощать солнечные лучи.
Подумайте об этом так: если вы сидите на стуле, покрытом черной тканью, и идете на кухню за чашкой кофе, ваш стул, скорее всего, будет теплым, когда вы встанете, и он останется тепло, пока ты не вернешься. Но если ваш стул сделан из металла, глины, формованного пластика или сланца, например, он может быть слегка теплым на ощупь, когда вы встаете, но полностью остынет к тому времени, когда вы вернетесь. Традиционные кровельные материалы из гонта удерживают и передают тепло аналогичным образом. Кровельная черепица из войлочных материалов, покрытых асфальтом и гудроном, будет удерживать тепло и даже передавать его вниз, в конструкцию, в то время как другие типы кровель вместо этого будут отражать свет и тепло вверх и в сторону от здания.
Кровельные материалы и цвета влияют на то, как здания и даже целые города справляются с отоплением и охлаждением. Министр энергетики США Стивен Чу даже предположил, что покраска всех крыш и дорог в белый или светлый цвет может снизить затраты на электроэнергию при работе кондиционера на 10-15 процентов. Это так просто?
Прежде чем браться за лестницу и банку краски для садовой мебели и наружной грунтовки, посмотрите, какие кровельные материалы и технологии - от традиционных до высокотехнологичных - хорошо зарекомендовали себя в более теплом климате.
10: Наложения и лучистые барьеры
Зонтик или широкополая соломенная шляпа в жаркий день на пляже помогают защититься от солнца. Технологии привносят покрытия и на кровлю. В последние годы эти покрытия для охлаждающих крыш усовершенствовались, и в настоящее время ведутся дальнейшие разработки. Эластомерные герметики, аэрозольные пены, краски на керамической основе и даже обработка «переработанным отработанным кулинарным маслом» делают успехи в обеспечении способов охлаждения существующих крыш путем нанесения слоев верхнего слоя, которые отражают тепло. Встроенная кровля (BUR) - это один из методов нанесения покрытий на поверхность прохладной крыши поверх традиционной асфальтовой или битумной кровли. Различные утверждения относительно простоты нанесения, долговечности и энергосбережения различаются в зависимости от производителя, но исследование накладок или покрытий для прохладных крыш и консультации с местным подрядчиком по кровельным работам и местными строительными нормами могут помочь в выборе того, что хорошо работает в разных регионах.
Технология на обратной стороне накладного слоя - это опора крыши или подкровельная система, называемая лучистым барьером. Это применение под крышей включает в себя установку отражающего материала, такого как алюминий, или даже специальную отражающую обработку распылением, которая устанавливается на чердаке или в пространстве между интерьером дома и крышей. Они действуют как барьеры для сохранения тепла и вне дома. Стоимость варьируется от 15 до 75 центов за квадратный фут, но те, у которых есть дополнительные изолирующие свойства, могут стоить дороже. Но при возможной экономии около 200 долларов США в год (в зависимости от региона) плата за установку может стоить своей цены.
Нефтяное пятно
В ближайшем будущем в качестве покрытия для крыш могут быть использованы переработанные кулинарные масла. Точно так же, как кулинарный спрей покрывает раскаленную металлическую сковороду, новый кровельный спрей от Американского химического общества станет первым в своем роде средством для охлаждения крыш в жаркую погоду и позволит регулировать их таким образом, чтобы они улавливали тепло в холодную погоду. Осуществится ли это в ближайшее время или нет, пока неизвестно.
9: Шиферная плитка
Кровля из сланцевой черепицы - это многовековая европейская традиция, которая пришла в Америку в начале 17 века. Сланец прочен и красив, имеет естественную цветовую гамму и служит долго при минимальном уходе. Сланец светлых и землистых тонов помогает уменьшить тепло, поглощаемое зданием, поскольку обладает естественными отражающими свойствами. Со временем он также изнашивается, приобретая красивый внешний вид.
Некоторыми недостатками использования сланца являются его высококлассная цена и большой вес. Хотя сланец является одним из самых красивых кровельных материалов, особенно в воссоздании средиземноморского и испанского архитектурных стилей, он дороже и труднее транспортировать, чем более легкие и менее хрупкие материалы. Его широкое использование во всем мире связано с его популярностью в качестве холодного кровельного материала для жаркого климата и его широкой доступностью. В районах, где нет природных запасов сланца, это дорогой вариант. В некоторых регионах доступен переработанный или утилизированный сланец, но затраты на установку и транспортировку все равно увеличиваются.
8: Терракота и глина
В большинстве регионов Испании, Мексики, Италии и на юго-западе Америки много тепла и солнечного света, а также обилие терракотовых крыш в миссионерском или испанском стиле. На некоторых древних памятниках сохранились глиняные и терракотовые плитки, которые выдержали испытание временем и неумолимое многовековое выпекание на солнце. Основная глиняная кровля имеет светлый цвет и не сохраняет столько тепла, как более темная крыша. Современные глиняные плитки покрыты краской, чтобы сделать их похожими на более дорогой сланец или традиционную терракоту, а также добавить защиту от атмосферных воздействий и отражающие свойства.
Традиционная терракотовая плитка цвета ржавчины или цвета охры сохраняет прохладу зданий благодаря своей форме и составу. Терракотовая плитка проходит процесс обжига в печах или печах для обжига, что делает ее более твердой и менее пористой с точки зрения удерживания большого количества тепла. Чаще всего они имеют форму полубочки или буквы «S», образуя пересекающиеся арки по всей крыше. Пространство под аркой каждой плитки обеспечивает циркуляцию и сток воздуха и воды, что предотвращает улавливание тепла и сохраняет в доме прохладу.
Многие глиняные и терракотовые крыши сидят поверх бетонных и оштукатуренных домов, и на то есть веские причины. Эти материалы тяжелые и нуждаются в прочном фундаменте для обеспечения несущей способности, устойчивости к ветру и землетрясениям. Еще одно соображение с терракотовой кровлей заключается в том, что в холодную и влажную погоду плитка часто ломается. Новые процессы и обработка предотвращают это, но проверка на долговечность и термостойкость - хорошая идея.
7: Бетонная плитка холодного цвета
Бетонная плитка в большинстве случаев менее дорогая, чем сланец и глина, но более дорогая, чем традиционная черепица. Бетон тяжелый и долго нагревается, что делает его хорошим материалом для кровли в теплую погоду. Использование кровли из литой бетонной плиты является недорогим вариантом во многих развивающихся странах, поскольку обеспечивает защиту от непогоды и вредителей. То же самое он делает и в более развитых странах, выступая в качестве барьерного слоя под более косметическим покрытием крыши.
Бетон в форме плитки по-прежнему тяжелый, но его легче укладывать, чем заливной бетон. Он огнеупорный и твердый, хотя и достаточно пористый, чтобы приобретать цвет при окрашивании. Использование специальных «холодных цветов» повысит энергоэффективность бетонной черепицы за счет отражения большего количества солнечных лучей, чем покрытие крыши в стандартных темных тонах.
Песок, вода и цемент составляют бетонную плитку, но процесс обжига делает материал более жестким, поэтому он может противостоять дождю, жаре и ветру. Некоторым крышам из бетонной черепицы в Европе и других странах уже исполнилось 150 лет, и они до сих пор сохраняют тепло и прохладу, как и было задумано изначально (источник: Служба национальных парков).
Установщики бетонной плитки должны ознакомиться с минимальными нормативными требованиями к условиям окружающей среды в зависимости от региона. Например, во Флориде для обеспечения соответствия плитки требованиям устойчивости к ураганному ветру требуются некоторые дополнительные шаги и меры предосторожности. "Задраить люки", как говорится.
6: Зеленые/Живые крыши
Концентрация темных асфальтовых крыш, автостоянок и дорог в густонаселенных районах, особенно в крупных городах, создает негативный экологический эффект, называемый «эффектом острова тепла» или «эффектом городского острова тепла».«Тепло проникает в эти области из-за темных материалов, которые удерживают энергию днем и ночью.
Покраска крыш и дорог в белый цвет - это один из шагов к сокращению количества электроэнергии и времени, необходимых для охлаждения этих городских горячих точек, но еще одна идея - озеленить пространство сверху вниз. Зеленые или живые крыши включают водонепроницаемую мембрану, заполненную почвой и растительностью, предназначенную для естественного охлаждения за счет температуры почвы и роста зелени. Крыши из живых растений также выделяют в воздух кислород, что делает его менее токсичным и вредным, чем ряды черепицы на основе нефти на мощеных улицах. Сток воды также служит для охлаждения зданий, а вся система защищает нижнюю кровлю, увеличивая срок службы крыши.
Более высокие затраты и отсутствие опыта и видения, вероятно, замедлят рост зеленых кровель. Здания с зелеными крышами десятилетиями сохраняют прохладу в зданиях современной Европы, и Германия является первой и единственной страной, опубликовавшей руководство по «зеленым» крышам. Но до масштабного внедрения этих методов еще далеко.
Зеленая крыша, зеленые джинсы
Итальянский архитектор Ренцо Пиано - пионер в области высоких технологий. Его проекты сочетают в себе продуманное планирование участка с вековыми принципами взаимодействия земли с климатом и зданиями. Его проект Калифорнийской академии наук в Сан-Франциско включает солнечные и зеленые крыши, а также некоторую нетрадиционную изоляцию из переработанной джинсовой ткани. По словам Пиано, конструкция крыши «подобна поднятию части парка и размещению под ней здания».
5: Солнечные/фотоэлектрические системы
Отражение тепла обратно в воздух - это одно, а удержание тепла для использования в качестве альтернативной энергии - совсем другое. Если вы хотите накапливать тепло, но не хранить его дома или в офисе, вам стоит обратить внимание на фотоэлектрическую систему. Фотогальваническая или фотогальваническая черепица улавливает и перенаправляет солнечную энергию в электричество. Солнечные электрические панели и черепица бывают традиционных форм и размеров, поэтому добавление этой энергоэффективной технологии не является эстетической жертвой, как некоторые из старых, более громоздких панелей на крышах прошлых десятилетий.
Стоимость и расположение, однако, являются важными факторами. Использование фотогальванической черепицы и листов в конечном итоге приведет к снижению цен и повышению производительности, но их использование еще не получило широкого распространения. Стартовые инвестиции в продукты и установку высоки. Наличие достаточно солнечного места является более постоянной проблемой, поскольку пиковая экономия и возможности солнечной энергии зависят от количества солнечных дней на душу населения. Время покажет, будут ли такие города, как, например, Лондон и Сиэтл, использовать технологию использования солнечной энергии так же активно, как Финикс или Афины в Греции.
4: «Резиновая» мембранная кровля
Ношение резинового плаща или модных официантов в жаркую погоду звучит примерно так же круто, как горячая черная резиновая простыня, выпекающаяся на солнце весь день. Резиновая крыша для теплого климата? Действительно? Хотя технически это не «резиновая» крыша, эта однослойная белая мембранная кровля, похожая на резину, представляет собой крутую технологию. Он изготовлен из прочного, устойчивого к атмосферным воздействиям термопластика или синтетического каучука, называемого EPDM (этилен-пропилен-диеновый мономер). EPDM - это обычное покрытие для крыш в коммерческих зданиях, которое славится своей долговечностью, и это термореактивный материал, предварительно формованный или «затвердевший» резиноподобный материал. EPDM поставляется в рулонах или листах для быстрого покрытия больших площадей.
Термопластичные покрытия также очень устойчивы к атмосферным воздействиям и износу с вариантами белого холодного отражающего покрытия, но, в отличие от термореактивных, они более податливы и могут быть восстановлены с помощью тепла для кровли с более наклонной поверхностью.
Оба типа мембранной кровли легкие, очень прочные и светоотражающие, препятствующие проникновению солнечных лучей в конструкции. Благодаря почти бесшовному нанесению они также служат в качестве водонепроницаемого барьера для защиты поверхности под ним и являются хорошими слоями основы для зеленой кровли.
3: Плитка Белой Бочки "S"
Испытания крыш, проведенные компанией Florida Power & Light Company в жарких, солнечных и влажных условиях Флориды, показали, что белая s-образная плитка из бетона очень эффективно защищает дома от солнечного тепла. Они отражают около 74 процентов солнечной энергии от крыши.
Белая плитка в форме бочонка «s» напоминает традиционный терракотовый дизайн и требует аналогичных методов укладки, а также использует ту же конструкцию приподнятой арки, которая обеспечивает циркуляцию воздуха. S-образная бетонная плитка ярко-белого цвета отражает больше солнечных лучей, чем традиционная терракота, примерно на 40 процентов.
2: Белая плоская плитка
Другим кровельным материалом, хорошо подходящим для теплого климата, является плоская бетонная черепица, и, как упоминалось ранее, она доступна в холодных тонах. Близкой, но более легкой версией является ярко-белая плоская плитка из керамики, эластомерного материала или комбинаций волокон и цемента. Эти белые плоские плитки получили высокие оценки в тестах как очень теплоотражающие и долговечные. Плоская белая цементная плитка отражает до 77 процентов солнечных лучей. Как и в случае с белой бочкой, белые плоские плитки препятствуют проникновению тепла в здания.
Некоторый уход связан с белой кровлей, как и с большинством типов крыш, а мойка под давлением помогает предотвратить тусклость поверхности и потерю отражающих свойств по сравнению с более традиционной черепицей.
1: Кровля из белого металла
С точки зрения отражательной способности белая металлическая кровля на самом деле не так эффективна, как белая плоская и белая бочкообразная черепица. Он отражает около 66 процентов солнечной энергии от крыши. Но у белой металлической кровли есть одно преимущество: по сравнению с другими типами кровли, она быстрее остывает ночью и удерживает меньше тепла в течение более коротких периодов времени.
Большая часть металлической кровли будет стоить на 20-30 процентов дороже, чем традиционная кровля, но с точки зрения экономии энергии, долговечности и снижения затрат на техническое обслуживание в целом это экономия средств. Однако для того, чтобы максимально использовать преимущества металлической кровли в теплом климате, основными факторами являются обработка и установка. Большинство металлических крыш изготовлены из стали и алюминия, а медные варианты более дорогие, и большинство типов должны быть обработаны для защиты от коррозии. Они также должны соответствовать минимальным стандартам по сопротивлению ветру и размещению. При установке под углом без планирования уклона и соображений ослепления, какой бы крутой ни была белая металлическая крыша, она не будет прохладной для жителей и водителей, которые ослеплены отраженным светом.