Superfícies reflexivas (engenharia climática) - Reflective surfaces (climate engineering)

O albedo de vários tipos de telhados

As superfícies reflexivas podem fornecer alta refletância solar (a capacidade de refletir os comprimentos de onda visível, infravermelho e ultravioleta do sol , reduzindo a transferência de calor para a superfície) e alta emitância térmica (a capacidade de irradiar energia solar absorvida ou não refletida). As superfícies reflexivas são uma forma de geoengenharia .

O tipo de superfície reflexiva mais conhecido é um tipo de telhado denominado "telhado frio". Embora os telhados frios estejam principalmente associados a telhados brancos, eles vêm em uma variedade de cores e materiais e estão disponíveis para edifícios comerciais e residenciais. Os pigmentos frios para telhados de hoje permitem que os produtos para telhados de metal sejam classificados pela EnergyStar em cores escuras, até mesmo em preto.

Carros com reflexo solar ou carros frios refletem mais luz do sol do que carros escuros, reduzindo a quantidade de calor que é transmitida para o interior do carro. Portanto, ajuda a diminuir a necessidade de ar condicionado, o consumo de combustível e as emissões de gases de efeito estufa e poluentes do ar urbano.

Os estacionamentos de cores legais são estacionamentos feitos com uma camada reflexiva de tinta. Os pavimentos resfriados que são projetados para refletir a radiação solar podem usar misturas modificadas, revestimentos reflexivos, pavimentos permeáveis ​​e pavimentos com vegetação.

Benefícios de Cool Roofs

Telhados frios, em climas quentes, podem oferecer benefícios imediatos e de longo prazo, incluindo:

  • Economia de até 15% do uso anual de energia do ar-condicionado para um prédio de um andar
  • Ajuda a mitigar o efeito da ilha de calor urbana .
  • Redução da poluição do ar e das emissões de gases de efeito estufa , bem como uma compensação significativa do impacto das emissões de gases de efeito estufa no aquecimento.

Telhados frios conseguem economia de energia de resfriamento em verões quentes, mas podem aumentar a carga de energia de aquecimento durante invernos frios. Portanto, a economia de energia líquida de telhados frios varia dependendo do clima. No entanto, um estudo de eficiência energética de 2010 analisando esta questão para edifícios comerciais com ar-condicionado nos Estados Unidos descobriu que a economia de resfriamento no verão geralmente supera a penalidade de aquecimento no inverno, mesmo em climas frios perto da fronteira Canadá-EUA, proporcionando economia de eletricidade e emissões . Sem um programa de manutenção adequado para manter o material limpo, a economia de energia em telhados frios pode diminuir com o tempo devido à degradação do albedo e sujeira.

Pesquisas e experiências práticas com a degradação de membranas de telhados ao longo de vários anos mostraram que o calor do sol é um dos fatores mais potentes que afetam a durabilidade. As altas temperaturas e grandes variações, sazonais ou diárias, ao nível do telhado são prejudiciais para a longevidade das membranas do telhado. Reduzir os extremos da mudança de temperatura reduzirá a incidência de danos aos sistemas de membrana. Cobrir as membranas com materiais que refletem a radiação ultravioleta e infravermelha reduzirá os danos causados ​​por UV e degradação por calor. As superfícies brancas refletem mais da metade da radiação que as atinge, enquanto as superfícies pretas absorvem quase toda. Membranas de cobertura com revestimento branco ou branco, ou cobertura de cascalho branco parecem ser a melhor abordagem para controlar esses problemas onde as membranas devem ser deixadas expostas à radiação solar.

Se todos os telhados planos urbanos em climas quentes fossem branqueados, o aumento resultante de 10% na refletividade global compensaria o efeito de aquecimento de 24 gigatoneladas de emissões de gases de efeito estufa, ou o equivalente a tirar 300 milhões de carros das estradas por 20 anos. Isso ocorre porque um telhado branco de 93 metros quadrados (1.000 pés quadrados) compensará 10 toneladas de dióxido de carbono ao longo de sua vida útil de 20 anos. Em um estudo de caso real de 2008 de resfriamento em grande escala devido ao aumento da refletividade, descobriu-se que a província de Almeria, no sul da Espanha, resfriou 1,6 ° C (2,9 ° F) em um período de 20 anos em comparação com as regiões vizinhas, como resultado da instalação de estufas cobertas de polietileno sobre uma vasta área que antes era um deserto aberto. No verão, os fazendeiros caem esses telhados para resfriar suas plantas.

Quando a luz do sol incide sobre um telhado branco, grande parte dela é refletida e volta para o espaço através da atmosfera. Mas quando a luz do sol incide sobre um telhado escuro, a maior parte da luz é absorvida e re-irradiada em comprimentos de onda muito mais longos, que são absorvidos pela atmosfera. (Os gases da atmosfera que absorvem mais fortemente esses comprimentos de onda longos foram denominados "gases de efeito estufa"). Resultados de um estudo conduzido por Syed Ahmad Farhan et al. da Universiti Teknologi PETRONAS e Universiti Teknologi MARA em 2021, que se baseia no clima quente e úmido da Malásia , sugere que a seleção de telhas brancas reduz significativamente os picos de transferência de condução de calor e temperatura da superfície do telhado, bem como os valores de transferência de condução de calor e temperatura da superfície do telhado ao longo de perfis diurnos. Ao contrário, os resultados também revelam que não influencia os perfis noturnos, pois uma liberação de calor para o céu ocorre durante toda a noite. A liberação de calor do edifício ocorre devido à ausência de radiação solar, o que reduz a temperatura do céu e permite que o céu atue como um dissipador de calor que promove a transferência de calor do edifício para o céu para atingir o equilíbrio térmico .

Um estudo de 2012 por pesquisadores da Concordia University incluiu variáveis ​​semelhantes às usadas no estudo de Stanford (por exemplo, respostas de nuvem) e estimou que a implantação mundial de telhados frios e pavimentos em cidades geraria um efeito de resfriamento global equivalente a compensar até 150 gigatoneladas de emissões de dióxido de carbono - o suficiente para tirar todos os carros do mundo das estradas por 50 anos.

Desvantagens

Um estudo de 2011 realizado por pesquisadores da Universidade de Stanford sugeriu que, embora os telhados reflexivos diminuam as temperaturas nos edifícios e mitiguem o " efeito da ilha de calor urbana ", eles podem, na verdade, aumentar a temperatura global. O estudo observou que não levou em consideração a redução nas emissões de gases de efeito estufa que resulta da conservação de energia de edifícios (economia anual de energia de resfriamento menos penalidade de energia de aquecimento anual) associada a telhados frios (o que significa que será necessário usar mais energia para aquecer os vivos devido à redução do calor da luz solar no inverno.) No entanto, isso se aplica apenas às áreas com baixas temperaturas de inverno - não em climas tropicais. Além disso, é improvável que as casas em áreas que recebem neve nos meses de inverno recebam muito mais calor de telhados mais escuros, já que ficarão cobertas de neve na maior parte do inverno. Um artigo de resposta intitulado "Cool Roofs and Global Cooling", por pesquisadores do Heat Island Group no Lawrence Berkeley National Laboratory, levantou preocupações adicionais sobre a validade dessas descobertas, citando a incerteza reconhecida pelos autores, resultados numéricos estatisticamente insignificantes e insuficientes granularidade na análise de contribuições locais para feedbacks globais.

Além disso, 2.012 de pesquisa da Universidade da Califórnia, San Diego 's Escola de Engenharia de Jacobs sobre a interacção entre pavimentos reflexivas e edifícios descobriram que, a menos que os edifícios próximos são equipados com vidro reflexivo ou outros fatores de mitigação, a radiação solar refletida fora pavimentos de cor clara pode aumentar a temperatura em edifícios próximos, aumentando as demandas de ar condicionado e uso de energia.

Em 2014, uma equipe de pesquisadores, liderada por Matei Georgescu, professor assistente na Escola de Ciências Geográficas e Planejamento Urbano da Universidade do Estado do Arizona e cientista sênior de sustentabilidade no Instituto Global de Sustentabilidade , explorou a eficácia relativa de alguns dos mais tecnologias de adaptação comuns destinadas a reduzir o aquecimento da expansão urbana. Os resultados do estudo indicam que o desempenho das tecnologias de adaptação urbana pode neutralizar esse aumento de temperatura, mas também varia sazonalmente e é geograficamente dependente.

Especificamente, o que funciona no Vale Central da Califórnia, como telhados frios, não oferece necessariamente os mesmos benefícios para outras regiões do país, como a Flórida. A avaliação das consequências que se estendem além das temperaturas próximas à superfície, como chuva e demanda de energia, revela importantes compensações que muitas vezes não são contabilizadas. Verificou-se que telhados frios são particularmente eficazes para certas áreas durante o verão. No entanto, durante o inverno, essas mesmas estratégias de adaptação urbana, quando implantadas em locais ao norte, resfriam ainda mais o ambiente e, consequentemente, requerem aquecimento adicional para manter os níveis de conforto. “A economia de energia obtida durante o verão, para algumas regiões, é quase totalmente perdida durante o inverno”, disse Georgescu. Na Flórida, e em menor extensão nos estados do sudoeste, há um efeito muito diferente causado por telhados frios. “Na Flórida, nossas simulações indicam uma redução significativa na precipitação", disse ele. "A implantação de telhados frios resulta em uma redução de 2 a 4 milímetros por dia na precipitação, uma quantidade considerável (quase 50 por cento) que terá implicações para a água disponibilidade, redução do fluxo de riachos e consequências negativas para os ecossistemas. Para a Flórida, telhados frios podem não ser a melhor maneira de combater a ilha de calor urbana devido a essas consequências indesejadas. ” No geral, os pesquisadores sugerem que o planejamento criterioso e as escolhas de projeto devem ser considerados na tentativa de neutralizar o aumento das temperaturas causado pela expansão urbana e gases de efeito estufa. Eles acrescentam que "a mudança climática induzida pela cidade depende de fatores geográficos específicos que devem ser avaliados ao escolher as abordagens ideais, em oposição a soluções de tamanho único".

Uma série de Guias de Projeto de Energia Avançada foram desenvolvidos em cooperação com ASHRAE (Sociedade Americana de Engenheiros de Aquecimento, Refrigeração e Ar Condicionado), AIA ( Instituto Americano de Arquitetos ), IESNA (Sociedade de Engenharia de Iluminação da América do Norte), USGBC (Estados Unidos Green Building Council) e US DOE (Departamento de Energia dos Estados Unidos) em 2011. Esses guias visavam alcançar 50% de economia de energia para um edifício com energia zero líquida e cobriam os tipos de edifícios de edifícios de escritórios pequenos a médios, caixa média a grande Edifícios de varejo, grandes hospitais e edifícios escolares K-12. Nas zonas climáticas 4 e acima, a recomendação é seguir o padrão ASHRAE 90.1 para refletância de telhado, que atualmente não exige que os telhados sejam reflexivos nessas zonas. Nas zonas climáticas 4 e superiores, Cool Roofs não é uma estratégia de design recomendada.

Uma série de Guias de Retrofit de Energia Avançada para "Maneiras Práticas de Melhorar o Desempenho Energético" foram desenvolvidos em cooperação com o DOE dos Estados Unidos (Departamento de Energia dos Estados Unidos) e o PNNL (Laboratório Nacional do Noroeste do Pacífico) em 2011. Esses guias visavam melhorar os existentes Edifícios comerciais e de retalho que podem melhorar a sua eficiência energética. Telhados frios não eram recomendados para todos os locais. “Essa medida provavelmente é mais econômica na zona de clima quente e úmido, que tem uma longa estação de resfriamento, do que na zona de clima muito frio, por exemplo. Para edifícios localizados em climas quentes, esta medida vale a pena ser considerada. ”

A Copper Development Association conduziu vários estudos, começando em 2002, que examinou as elevadas temperaturas da fiação dentro dos conduítes em e acima de vários materiais de cores do telhado. Os resultados concluíram que as temperaturas acima dos telhados frios eram mais altas do que as de um material de telhado de cor mais escura. Isso ilustra a ideia de que a radiação solar desviada, quando impedida por equipamentos de telhado, tubulações ou outros materiais, estará sujeita ao ganho de calor da radiação.

De acordo com as "Diretrizes para Seleção de Telhados Frios" do US DOE : “Telhados frios devem ser considerados no contexto do ambiente ao seu redor. É relativamente fácil especificar um telhado frio e prever a economia de energia, mas pensar no futuro pode evitar outras dores de cabeça. Faça esta pergunta antes de instalar um telhado frio: Para onde irá a luz do sol refletida? Um telhado brilhante e reflexivo pode refletir luz e calor nas janelas mais altas dos edifícios vizinhos mais altos. Em condições de sol, isso pode causar reflexos desconfortáveis ​​e calor indesejado para você ou seus vizinhos. O excesso de calor causado por reflexos aumenta o uso de energia do ar condicionado, anulando alguns dos benefícios de economia de energia do telhado frio. ”

De acordo com as "Diretrizes para Seleção de Telhados Frios" do US DOE sobre o assunto de manutenção de telhados frios: "Conforme um telhado frio fica sujo com a poluição, tráfego de pedestres, detritos depositados pelo vento, água em lagoas e crescimento de mofo ou algas, é a refletância diminuirá, levando a temperaturas mais altas. Telhados especialmente sujos podem ter um desempenho significativamente pior do que os rótulos dos produtos indicam. A sujeira do tráfego de pedestres pode ser minimizada especificando calçadas designadas ou limitando o acesso ao telhado. Telhados inclinados íngremes têm menos problemas com sujeira acúmulo porque a água da chuva pode lavar mais facilmente a sujeira e os detritos. Algumas superfícies frias do telhado são "autolimpantes", o que significa que eliminam a sujeira mais facilmente e podem reter melhor sua refletância. Limpar um telhado frio pode restaurar a refletância solar próxima à sua condição instalada. Sempre verifique com o fabricante do seu telhado o procedimento de limpeza adequado, pois alguns métodos podem danificar seu telhado. Embora geralmente não seja econômico limpar um telhado apenas para Para economizar energia, a limpeza do telhado pode ser integrada como um componente do programa de manutenção de rotina do telhado. Portanto, é melhor estimar a economia de energia com base em valores de refletância solar intemperizados, em vez de valores de telhado limpos. "

Propriedades

Quando a luz do sol atinge um telhado escuro, cerca de 15% dela é refletida de volta para o céu, mas a maior parte de sua energia é absorvida pelo sistema de telhado na forma de calor. Os telhados frios refletem significativamente mais luz solar e absorvem menos calor do que os telhados tradicionais de cor escura.

Existem duas propriedades que são usadas para medir os efeitos de telhados frios:

  • A refletância solar, também conhecida como albedo , é a capacidade de refletir a luz solar. É expresso como uma fração decimal ou uma porcentagem. Um valor de 0 indica que a superfície absorve toda a radiação solar e um valor de 1 (ou 100%) representa a refletividade total.
  • Emitância térmica é a capacidade de emitir calor absorvido. Também é expresso como uma fração decimal entre 0 e 1 ou uma porcentagem.

Outro método de avaliação do resfriamento é o índice de refletância solar (SRI), que incorpora a refletância e a emitância solar em um único valor. O SRI mede a capacidade do telhado de rejeitar o calor solar, definido de forma que um preto padrão (refletância 0,05, emitância 0,90) seja 0 e um branco padrão (refletância 0,80, emitância 0,90) seja 100.

Um SRI perfeito é de aproximadamente 122, o valor de um espelho perfeito, que não absorve a luz do sol e tem emissividade muito baixa. O único material prático que se aproxima desse nível é o aço inoxidável com um SRI de 112. Telhados de alta refletividade e baixa emissividade mantêm uma temperatura muito próxima à ambiente o tempo todo, evitando ganhos de calor em climas quentes e minimizando a perda de calor em climas frios. Telhados de alta emissividade têm perda de calor muito maior em climas frios para os mesmos valores de isolamento.

Calculadora de economia de telhado

A Calculadora de Economia de Telhado (RSC) é uma ferramenta desenvolvida pelo Laboratório Nacional de Oak Ridge, do Departamento de Energia dos Estados Unidos , que estima a economia de resfriamento e aquecimento para aplicações em telhados de baixa inclinação com superfícies brancas e pretas.

Esta ferramenta foi a colaboração do Laboratório Nacional Oak Ridge e do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley , a fim de fornecer economia de telhado consensual da indústria para edifícios residenciais e comerciais. Ele relata a economia de energia anual líquida (economia de energia de resfriamento menos penalidades de aquecimento) e, portanto, só se aplica a edifícios com um sistema de aquecimento e / ou resfriamento.

Tipos de telhados frios

Os telhados frios se enquadram em uma das três categorias: telhados feitos de materiais de telhados frios, telhados feitos de materiais que foram revestidos com um revestimento reflexivo solar ou telhados verdes.

Telhados legais

Os telhados de membrana termoplástica branca (PVC e TPO) são inerentemente reflexivos, alcançando algumas das mais altas medições de refletância e emissão de que os materiais de telhado são capazes. Um telhado feito de termoplástico branco, por exemplo, pode refletir 80% ou mais dos raios solares e emitir pelo menos 70% da radiação solar que o telhado absorve. Um telhado de asfalto reflete apenas entre 6 e 26% da radiação solar.

Além das membranas termoplásticas brancas de PVC e TPO usadas em muitas aplicações comerciais de telhados frios, também há pesquisas na área de telhas de asfalto frio. As telhas de asfalto constituem a maior parte do mercado de telhados residenciais da América do Norte, e as preferências do consumidor por cores mais escuras tornam a criação de telhas reflexivas do sol um desafio particular, fazendo com que as telhas de asfalto tenham refletâncias solares de apenas 4% -26%. Quando esses telhados são projetados para refletir o aumento da radiação solar, o efeito da ilha de calor urbana pode ser reduzido por meio da necessidade reduzida de custos de resfriamento no verão. Embora um telhado mais refletivo possa levar a custos de aquecimento mais altos nos meses mais frios, estudos mostraram que os custos de aquecimento aumentados no inverno ainda são menores do que a economia de custos de resfriamento no verão. Para satisfazer as demandas do consumidor por cores mais escuras que ainda refletem uma quantidade significativa de luz solar, diferentes materiais, processos de revestimento e pigmentos são usados. Uma vez que apenas 43% da luz ocorre no espectro de luz visível, a refletância pode ser melhorada sem afetar a cor, aumentando a refletância da luz UV e IR. A alta rugosidade da superfície também pode contribuir para as baixas refletâncias solares das telhas de asfalto, uma vez que essas telhas são feitas de muitos grânulos pequenos aproximadamente esféricos que têm uma alta rugosidade superficial. Para diminuir isso, outros materiais granulares estão sendo investigados, como flocos de rocha plana, que podem reduzir as ineficiências de refletância devido à rugosidade da superfície. Outra alternativa é revestir os grânulos usando um processo de revestimento duplo: o revestimento externo teria a cor desejada do pigmento, embora possa não ser muito reflexivo, enquanto o revestimento interno é um revestimento de dióxido de titânio altamente reflexivo.

O revestimento de cascalho branco natural pode ser visto como uma opção alternativa para obter coberturas e pavimentos frescos.

A classificação SRI mais alta, e os telhados mais frios, são telhados de aço inoxidável, que estão apenas vários graus acima do ambiente sob condições de vento moderado. Seu SRI varia de 100 a 115. Alguns também são hidrofóbicos, portanto, permanecem muito limpos e mantêm seu SRI original, mesmo em ambientes poluídos. [UMA]

Telhados revestidos

Um telhado existente (ou novo) pode ser tornado refletivo aplicando um revestimento refletivo solar em sua superfície. As classificações de refletividade e emissividade para mais de 500 revestimentos refletivos podem ser encontradas no Cool Roofs Rating Council.

Telhados azuis e vermelhos

Pesquisadores do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley determinaram que um pigmento usado pelos antigos egípcios, conhecido como " azul egípcio ", absorve a luz visível e emite luz na faixa do infravermelho próximo. Pode ser útil em materiais de construção para manter os telhados e as paredes frios.

Eles também desenvolveram revestimentos vermelho rubi fluorescentes que têm propriedades reflexivas semelhantes a telhados brancos.

Telhados verdes

Os telhados verdes fornecem uma camada de massa térmica que ajuda a reduzir o fluxo de calor para o edifício. A refletância solar de telhados verdes varia dependendo dos tipos de planta (geralmente 0,3–0,5). Os telhados verdes podem não refletir tanto quanto um telhado frio, mas têm outros benefícios, como a evapotranspiração, que resfria as plantas e a área ao redor delas, ajudando a reduzir as temperaturas dos telhados, mas aumentando a umidade, naturalmente. Além disso, alguns telhados verdes precisam de manutenção, como rega regular.

Climas frios

Em alguns climas onde há mais dias de aquecimento do que de resfriamento, os telhados reflexivos brancos podem não ser eficazes em termos de eficiência ou economia de energia porque a economia no uso de energia de resfriamento pode ser compensada por penalidades de aquecimento durante o inverno. De acordo com a Administração de Informação de Energia dos EUA, Pesquisa de Consumo de Energia de Edifícios Comerciais de 2003, o aquecimento é responsável por 36% do consumo anual de energia dos edifícios comerciais, enquanto o ar condicionado é responsável por apenas 8% nos Estados Unidos. As calculadoras de energia geralmente mostram uma economia líquida anual para sistemas de telhado de cor escura em climas frios.

Um telhado perfeito não absorveria calor no verão e não perderia calor no inverno. Para fazer isso, seria necessário um SRI muito alto para eliminar todos os ganhos de calor radiativo no verão e as perdas no inverno. Os telhados altos SRI atuam como uma barreira radiante , proporcionando um efeito de garrafa térmica. Os telhados frios de alta emissividade acarretam uma penalidade climática devido às perdas de calor por radiação no inverno, o que não ocorre com os telhados refletivos de metal, como o aço inoxidável.

Estudos de caso

Em um estudo federal de 2001, o Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL) mediu e calculou a redução na demanda de energia de pico associada à refletância da superfície de um telhado frio. O LBNL descobriu que, em comparação com a membrana de borracha preta original do edifício de varejo estudado no Texas, uma membrana de vinil adaptada entregou uma diminuição média de 24 ° C (43 ° F) na temperatura da superfície, uma diminuição de 11% no consumo agregado de energia do ar condicionado e uma queda correspondente de 14% na demanda do horário de pico. A temperatura média diária de verão da superfície preta do telhado era 75 ° C (167 ° F), mas uma vez adaptada com uma superfície reflexiva branca, media 52 ° C (126 ° F). Sem considerar quaisquer benefícios fiscais ou outros encargos de serviços públicos, os gastos anuais com energia foram reduzidos em $ 7.200 ou $ 0,07 / pé quadrado (este valor é para encargos de energia, bem como encargos de demanda de pico).

Os instrumentos mediram as condições meteorológicas no telhado, as temperaturas dentro do edifício e em todas as camadas do telhado, o ar condicionado e o consumo total de energia do edifício. As medições foram feitas com a membrana de borracha preta original do telhado e, em seguida, após a substituição por um telhado de vinil branco com o mesmo isolamento e sistemas de HVAC no lugar.

Embora um ano inteiro de dados reais tenha sido coletado, devido a aberrações nos dados, um mês de dados foi excluído junto com vários outros dias que não atendiam aos parâmetros do estudo. Apenas 36 dias contínuos de pré-retrofit foram usados ​​e apenas 28 dias de operação não contínua foram usados ​​para o período de pós-retrofit.

Outro estudo de caso, conduzido em 2009 e publicado em 2011, foi concluído por Ashley-McGraw Architects e CDH Energy Corp para Onondaga County Dept. of Corrections, em Jamesville, Nova York, avaliou o desempenho energético de um telhado verde ou vegetativo, um EPDM escuro telhado e um telhado TPO reflexivo branco . Os resultados medidos mostraram que os sistemas de telhado vegetativo e TPO tinham temperaturas de telhado muito mais baixas do que a superfície de EPDM convencional . A redução na absorção solar reduziu os ganhos solares no verão, mas também aumentou as perdas de calor durante a estação de aquecimento. Em comparação com a membrana EPDM , o telhado TPO teve perdas de aquecimento 30% maiores e o telhado vegetativo teve perdas 23% maiores.

Programas promocionais

Em todo o governo federal dos EUA

Em julho de 2010, o Departamento de Energia dos Estados Unidos anunciou uma série de iniciativas para implementar mais amplamente tecnologias de telhado frio nas instalações e edifícios do DOE em todo o país. Como parte dos novos esforços, o DOE instalará um telhado frio, sempre que tiver boa relação custo-benefício durante a vida útil do telhado, durante a construção de um novo telhado ou a substituição de um antigo em uma instalação do DOE.

Em outubro de 2013, o Departamento de Energia dos Estados Unidos classificou Cool Roofs como 53 entre 100 (média ponderada de 0 a 100) para uma estratégia de energia econômica. "Os problemas climáticos podem afetar o desempenho do telhado frio. Telhados frios são mais benéficos em climas mais quentes e podem fazer com que o consumo de energia para aplicações de aquecimento aumente em climas mais frios. Telhados frios têm um impacto menor quanto mais isolamento é usado. Escritórios do Departamento de Energia (DOE) para instalar telhados frios, quando o custo-benefício do ciclo de vida for demonstrado, ao construir novos telhados ou ao substituir telhados antigos nas instalações do DOE. Outras agências federais também foram incentivadas a fazer o mesmo. "

Estrela de energia

Energy Star é um programa conjunto da Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos e do Departamento de Energia dos Estados Unidos projetado para reduzir as emissões de gases de efeito estufa e ajudar empresas e consumidores a economizar dinheiro ao fazer escolhas de produtos com eficiência energética.

Para aplicações de telhado de baixa inclinação, um produto de telhado que se qualifica para o rótulo Energy Star sob seu Programa de Produtos de Telhado deve ter uma refletividade solar inicial de pelo menos 0,65 e refletância intemperizada de pelo menos 0,50, de acordo com os procedimentos de teste da EPA. As garantias para produtos de telhado refletivo devem ser iguais em todos os aspectos materiais às garantias oferecidas para produtos de telhado não refletivo comparáveis, por uma determinada empresa ou em relação aos padrões da indústria.

Ao contrário de outros produtos com classificação Energy Star, como eletrodomésticos, este sistema de classificação não analisa todo o conjunto do telhado, mas apenas a superfície externa. Os consumidores (ou seja, proprietários de edifícios) podem acreditar que o rótulo Energy Star significa que seu telhado é eficiente em termos de energia; no entanto, o teste não é tão rigoroso quanto o padrão do seu aparelho e não inclui os componentes adicionais de um telhado (ou seja, estrutura do telhado, barreiras à prova de fogo, isolamento, adesivos, fixadores, etc.). Um aviso de isenção de responsabilidade é postado em seu site "Embora haja benefícios inerentes ao uso de coberturas reflexivas, antes de selecionar um produto de cobertura com base na economia de energia esperada, os consumidores devem explorar os resultados calculados esperados que podem ser encontrados na" Calculadora de economia de telhado do Departamento de Energia "website em www.roofcalc.com. Lembre-se de que a economia de energia que pode ser alcançada com uma cobertura refletiva depende muito do projeto da instalação, do isolamento usado, das condições climáticas, da localização do edifício e da eficiência da envolvente do edifício."

Requisitos de certificação para diferentes programas de telhado frio
Declive Min. refletância solar Min. emitância Min. índice de refletância solar
ESTRELA DE ENERGIA
Baixo, inicial 0,65
Baixo, envelhecido 0,50
Íngreme, inicial 0,25
Íngreme, envelhecido 0,15
Globos verdes
Declive baixo 78
Declive íngreme 29
USGBC LEED
Declive baixo 78
Declive íngreme 29

Cool Roof Rating Council

O Cool Roof Rating Council (CRRC) criou um sistema de classificação para medir e relatar a refletância solar e a emissão térmica de produtos para telhados. Este sistema foi colocado em um diretório online de mais de 850 produtos de cobertura e está disponível para fornecedores de serviços de energia, órgãos de código de construção, arquitetos e especificadores, proprietários de propriedades e planejadores comunitários. O CRRC realiza testes aleatórios a cada ano para garantir a credibilidade de seu diretório de classificação.

O programa de classificação do CRRC permite que os fabricantes e vendedores rotulem apropriadamente seus produtos de cobertura de acordo com as propriedades medidas específicas do CRRC. O programa não especifica, no entanto, os requisitos mínimos para refletância solar ou emitância térmica.

Globos verdes

O sistema Green Globe é usado no Canadá e nos Estados Unidos. Nos EUA, o Green Globes pertence e é operado pela Green Building Initiative (GBI). No Canadá, a versão para edifícios existentes pertence e é operada pela BOMA Canada sob a marca 'Go Green' (Visez vert).

O Green Globe usa critérios de benchmark de desempenho para avaliar o consumo provável de energia de um edifício, comparando o projeto do edifício com os dados gerados pelo Target Finder da EPA, que reflete o desempenho real do edifício. Os edifícios podem receber uma classificação de um a quatro globos. Este é um sistema online; as informações de um edifício são verificadas por um arquiteto ou engenheiro licenciado treinado e aprovado pela Green Globes. Para se qualificar para uma classificação, os materiais de cobertura devem ter uma refletância solar de pelo menos 0,65 e uma emissão térmica de pelo menos 0,90. Até 10 pontos podem ser concedidos para cobertura de 1–100 por cento do telhado com vegetação ou materiais altamente refletivos ou ambos. A base em física de uma alta emitância é bastante questionável, uma vez que apenas descreve um material que irradia facilmente calor de comprimento de onda infravermelho para o meio ambiente, contribuindo para o efeito estufa. Materiais altamente refletivos e de baixa emissão são muito melhores na redução do consumo de energia.

LEED

O sistema de classificação de Liderança em Energia e Projeto Ambiental (LEED) do Green Building Council dos EUA é um padrão nacional voluntário e em constante evolução para o desenvolvimento de edifícios sustentáveis ​​de alto desempenho. O LEED fornece padrões para a escolha de produtos no projeto de edifícios, mas não certifica produtos.

Ao contrário de um código de construção , como o Código Internacional de Construção , apenas membros do USGBC e comitês "internos" específicos podem adicionar, subtrair ou editar o padrão, com base em um processo de revisão interno. Códigos de construção de modelo são votados por membros e comitês "internos", mas permitem comentários e depoimentos do público em geral durante cada ciclo de desenvolvimento de código nas audiências de Revisão Pública, geralmente realizadas várias vezes por ano.

De acordo com a versão do LEED 2009, para receber o crédito 7.2 de locais sustentáveis, efeito de ilha de calor-telhado, pelo menos 75% da superfície de um telhado deve usar materiais com um índice reflexivo solar (SRI) de pelo menos 78. Este critério também pode ser atendido instalando um telhado com vegetação em pelo menos 50% da área do telhado, ou instalando um albedo alto e telhado com vegetação em combinação que atenda a esta fórmula: (Área do telhado que atende o telhado SRI mínimo / 0,75) + (Área do telhado com vegetação / 0,5) ≥ Área total do telhado.

Exemplos de edifícios com certificação LEED com telhados reflexivos brancos estão abaixo.

Nome do edifício Proprietário Localização Nível LEED
Wildomar Service Center Southern California Edison Wildomar, Califórnia Platina
Escola Donald Bren de Ciência Ambiental e Gestão Universidade da Califórnia, Santa Bárbara Santa Bárbara, Califórnia Platina
Centro de serviços Frito-Lay Jim Rich Frito-Lay, Inc. Rochester, Nova York Ouro
Edifice Multifunction Travaux Public et Services Gouvernementaux Canadá Montreal, Quebec Ouro
Biblioteca Central de Seattle Cidade de Seattle Seattle, Wash. Prata
Complexo da Sede da National Geographic Society National Geographic Society Washington DC Prata
Oval Olímpico de Utah Comitê Organizador dos Jogos Olímpicos de Inverno de 2002 em Salt Lake City Salt Lake City Certificado
Sede do Premier Automotive Group na América do Norte Ford Motor Company Irvine, Califórnia Certificado

Cool Roofs Europa e outros países

Este projeto é cofinanciado pela União Europeia no âmbito do Programa Energia Inteligente para a Europa.

O objetivo da ação proposta é criar e implementar um Plano de Ação para os telhados frios na UE. Os objetivos específicos são: apoiar o desenvolvimento de políticas, transferindo experiência e melhorando a compreensão das contribuições reais e potenciais dos telhados frios para o consumo de aquecimento e refrigeração na UE; remover e simplificar os procedimentos de integração das coberturas frias na construção e no estoque de edificações; para mudar o comportamento dos tomadores de decisão e partes interessadas para melhorar a aceitabilidade dos telhados frios; divulgar e promover o desenvolvimento de legislação, códigos, autorizações e normas inovadoras, incluindo procedimentos de aplicação, autorizações de construção e planeamento relativos a telhados frios. O trabalho será desenvolvido em quatro eixos, técnico, mercado, política e usuários finais.

Na Austrália tropical, galvanizado a zinco (prateado) sheeting (geralmente ondulado ) não refletem o calor, bem como a cor realmente "cool" de branco, especialmente como superfícies metálicas não emitem de volta infravermelho para o céu. As tendências da moda europeia estão agora usando coberturas de alumínio de cor mais escura, para buscar a moda do consumidor.

NYC ° CoolRoofs

NYC ° CoolRoofs é uma iniciativa da cidade de Nova York para revestir telhados de branco com voluntários. O programa começou em 2009 como parte do PlaNYC e cobriu mais de 5 milhões de pés quadrados de branco nos telhados de Nova York. Na quarta-feira, 25 de setembro de 2013, o prefeito Michael R Bloomberg declarou o "NYC ° CoolRoofs Day" na cidade de Nova York com o revestimento de seu 500º edifício e reduzindo a pegada de carbono em mais de 2.000 toneladas. Os voluntários usam pincéis e rolos para aplicar um revestimento acrílico elastomérico na membrana do telhado. Um estudo de 2011 da Universidade de Columbia sobre telhados revestidos pelo programa descobriu que telhados brancos mostraram uma redução de temperatura média de 43 graus Fahrenheit quando comparados com telhados pretos.

Projeto Telhado Branco

O Projeto Telhado Branco é uma iniciativa nacional dos Estados Unidos que educa e capacita indivíduos a revestir os telhados de branco. O alcance do programa ajudou a concluir projetos de telhados brancos em mais de 20 estados dos EUA e cinco países, engajou milhares em projetos voluntários e patrocinou o revestimento de centenas de telhados de organizações sem fins lucrativos e de baixa renda .

Efeito de ilha de calor urbano

Uma ilha de calor urbana ocorre onde a combinação de infraestrutura de absorção de calor, como estacionamentos de asfalto escuro e pavimentação de estradas e extensões de telhados pretos, juntamente com vegetação esparsa, aumenta a temperatura do ar em 1 a 3 ° C (1,8 a 5,4 ° F). do que a temperatura na paisagem circundante.

Os programas de construção verde defendem o uso de telhados frios para mitigar o efeito da ilha de calor urbana e a pior qualidade do ar resultante (na forma de poluição) que o efeito causa. Ao refletir a luz solar, os telhados de cores claras minimizam o aumento da temperatura e reduzem o uso de energia de resfriamento e a formação de fumaça. Um estudo do LBNL mostrou que, se estratégias para mitigar esse efeito, incluindo telhados frios, fossem amplamente adotadas, a área metropolitana da Grande Toronto poderia economizar mais de US $ 11 milhões anualmente em custos de energia.

Veja também

Referências