Superficies reflectantes (ingeniería climática) - Reflective surfaces (climate engineering)
Las superficies reflectantes pueden ofrecer alta reflectancia solar (la capacidad de reflejar las longitudes de onda visible, infrarroja y ultravioleta del sol , reduciendo la transferencia de calor a la superficie) y alta emitancia térmica (la capacidad de irradiar energía solar absorbida o no reflejada). Las superficies reflectantes son una forma de geoingeniería .
El tipo más conocido de superficie reflectante es un tipo de techo llamado "techo frío". Si bien los techos fríos se asocian principalmente con techos blancos, vienen en una variedad de colores y materiales y están disponibles para edificios comerciales y residenciales. Los fríos pigmentos para techos de hoy en día permiten que los productos para techos de metal tengan la clasificación EnergyStar en colores oscuros, incluso en negro.
Los automóviles que reflejan la luz solar o los automóviles fríos reflejan más luz solar que los automóviles oscuros, lo que reduce la cantidad de calor que se transmite al interior del automóvil. Por lo tanto, ayuda a disminuir la necesidad de aire acondicionado, el consumo de combustible y las emisiones de gases de efecto invernadero y contaminantes del aire urbano.
Los estacionamientos de colores fríos son estacionamientos hechos con una capa reflectante de pintura. Los pavimentos fríos que están diseñados para reflejar la radiación solar pueden usar mezclas modificadas, revestimientos reflectantes, pavimentos permeables y pavimentos con vegetación.
Beneficios de los techos fríos
Los techos fríos, en climas cálidos, pueden ofrecer beneficios tanto inmediatos como a largo plazo, que incluyen:
- Ahorros de hasta el 15% del uso anual de energía del aire acondicionado para un edificio de un solo piso
- Ayuda a mitigar el efecto isla de calor urbano .
- Reducción de la contaminación del aire y las emisiones de gases de efecto invernadero , así como una compensación significativa del impacto de calentamiento de las emisiones de gases de efecto invernadero.
Los techos fríos logran ahorros de energía de enfriamiento en veranos calurosos, pero pueden aumentar la carga de energía de calefacción durante los inviernos fríos. Por lo tanto, el ahorro energético neto de los techos frescos varía según el clima. Sin embargo, un estudio de eficiencia energética de 2010 que analizó este problema para los edificios comerciales con aire acondicionado en los Estados Unidos encontró que los ahorros de enfriamiento en verano generalmente superan la penalización por calefacción en invierno incluso en climas fríos cerca de la frontera entre Canadá y EE. UU., Lo que genera ahorros tanto en electricidad como en emisiones. . Sin un programa de mantenimiento adecuado para mantener limpio el material, el ahorro de energía de los techos fríos puede disminuir con el tiempo debido a la degradación del albedo y la suciedad.
La investigación y la experiencia práctica con la degradación de las membranas de los techos durante varios años han demostrado que el calor del sol es uno de los factores más potentes que afectan la durabilidad. Las altas temperaturas y las grandes variaciones, estacionales o diarias, en el nivel del techo son perjudiciales para la longevidad de las membranas del techo. La reducción de los cambios extremos de temperatura reducirá la incidencia de daños en los sistemas de membranas. Cubrir las membranas con materiales que reflejen la radiación ultravioleta e infrarroja reducirá el daño causado por los rayos ultravioleta y la degradación por calor. Las superficies blancas reflejan más de la mitad de la radiación que les llega, mientras que las superficies negras absorben casi toda. Las membranas para techos revestidas de blanco o blanco, o la cubierta de grava blanca, parecerían ser el mejor enfoque para controlar estos problemas donde las membranas deben dejarse expuestas a la radiación solar.
Si se blanquearan todos los techos planos urbanos en climas cálidos, el aumento resultante del 10% en la reflectividad global compensaría el efecto de calentamiento de 24 gigatoneladas de emisiones de gases de efecto invernadero, o el equivalente a sacar 300 millones de automóviles de la carretera durante 20 años. Esto se debe a que un techo blanco de 93 metros cuadrados (1,000 pies cuadrados) compensará 10 toneladas de dióxido de carbono durante su vida útil de 20 años. En un estudio de caso de 2008 del mundo real de enfriamiento a gran escala debido al aumento de la reflectividad, se descubrió que la provincia de Almería, en el sur de España, se ha enfriado 1.6 ° C (2.9 ° F) durante un período de 20 años en comparación con las regiones circundantes. como resultado de la instalación de invernaderos cubiertos de polietileno sobre una vasta área que antes era un desierto abierto. En el verano, los agricultores blanquean estos techos para enfriar sus plantas.
Cuando la luz del sol cae sobre un techo blanco, gran parte de ella se refleja y regresa a través de la atmósfera al espacio. Pero cuando la luz del sol cae sobre un techo oscuro, la mayor parte de la luz se absorbe y se vuelve a irradiar en longitudes de onda mucho más largas, que son absorbidas por la atmósfera. (Los gases de la atmósfera que absorben con más fuerza estas longitudes de onda largas se han denominado "gases de efecto invernadero"). Los resultados de un estudio realizado por Syed Ahmad Farhan et al. de Universiti Teknologi PETRONAS y Universiti Teknologi MARA en 2021, que se basa en el clima cálido y húmedo de Malasia , sugieren que la selección de tejas blancas reduce significativamente los picos de transferencia de calor y temperatura de la superficie de la azotea, así como los valores de la transferencia por conducción de calor y la temperatura de la superficie de la azotea a lo largo de los perfiles diurnos. Por el contrario, los resultados también revelan que no influye en los perfiles nocturnos, ya que se produce una liberación de calor al cielo durante toda la noche. La liberación de calor del edificio se produce debido a la ausencia de radiación solar, lo que reduce la temperatura del cielo y permite que el cielo actúe como un disipador de calor que promueve la transferencia de calor del edificio al cielo para lograr el equilibrio térmico .
Un estudio de 2012 realizado por investigadores de la Universidad de Concordia incluyó variables similares a las utilizadas en el estudio de Stanford (por ejemplo, respuestas de las nubes) y estimó que el despliegue mundial de techos y pavimentos fríos en las ciudades generaría un efecto de enfriamiento global equivalente a compensar hasta 150 gigatoneladas de Emisiones de dióxido de carbono: suficiente para sacar de la carretera a todos los automóviles del mundo durante 50 años.
Desventajas
Un estudio de 2011 realizado por investigadores de la Universidad de Stanford sugirió que, aunque los techos reflectantes reducen la temperatura de los edificios y mitigan el " efecto de isla de calor urbano ", en realidad pueden aumentar la temperatura global. El estudio señaló que no tuvo en cuenta la reducción en las emisiones de gases de efecto invernadero que resulta de la conservación de energía del edificio (ahorro anual de energía de enfriamiento menos penalización anual de energía de calefacción) asociada con los techos fríos (lo que significa que se necesitará usar más energía para calentar la vida). espacio debido a la reducción del calor de la luz solar en invierno). Sin embargo, esto se aplica solo a aquellas áreas con bajas temperaturas invernales, no a climas tropicales. Además, es poco probable que las casas en áreas que reciben nieve en los meses de invierno reciban mucho más calor de los techos más oscuros, ya que estarán cubiertas de nieve la mayor parte del invierno. Un artículo de respuesta titulado "Techos fríos y enfriamiento global", de investigadores del Heat Island Group en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, planteó preocupaciones adicionales sobre la validez de estos hallazgos, citando la incertidumbre reconocida por los autores, resultados numéricos estadísticamente insignificantes e insuficientes granularidad en el análisis de las contribuciones locales a la retroalimentación global.
Además, una investigación de 2012 en la Universidad de California, la Escuela de Ingeniería Jacobs de San Diego sobre la interacción entre los pavimentos reflectantes y los edificios encontró que, a menos que los edificios cercanos estén equipados con vidrio reflectante u otros factores de mitigación, la radiación solar se refleja en los pavimentos de colores claros. puede aumentar la temperatura en los edificios cercanos, aumentando la demanda de aire acondicionado y el uso de energía.
En 2014, un equipo de investigadores, dirigido por Matei Georgescu, profesor asistente en la Facultad de Ciencias Geográficas y Planificación Urbana de la Universidad Estatal de Arizona y científico senior de sostenibilidad en el Instituto Global de Sostenibilidad , exploró la efectividad relativa de algunos de los más tecnologías de adaptación comunes destinadas a reducir el calentamiento de la expansión urbana. Los resultados del estudio indican que el desempeño de las tecnologías de adaptación urbana puede contrarrestar este aumento de temperatura, pero también varía estacionalmente y es geográficamente dependiente.
Específicamente, lo que funciona en el Valle Central de California, como los techos frescos, no necesariamente brinda los mismos beneficios a otras regiones del país, como Florida. La evaluación de las consecuencias que se extienden más allá de las temperaturas cercanas a la superficie, como la lluvia y la demanda de energía, revela importantes compensaciones que a menudo no se tienen en cuenta. Se ha descubierto que los techos frescos son particularmente efectivos para ciertas áreas durante el verano. Sin embargo, durante el invierno, estas mismas estrategias de adaptación urbana, cuando se implementan en ubicaciones del norte, enfrían aún más el medio ambiente y, en consecuencia, requieren calefacción adicional para mantener los niveles de comodidad. “El ahorro de energía obtenido durante la temporada de verano, para algunas regiones, se pierde casi por completo durante la temporada de invierno”, dijo Georgescu. En Florida, y en menor medida en los estados del suroeste, hay un efecto muy diferente causado por los techos fríos. “En Florida, nuestras simulaciones indican una reducción significativa de las precipitaciones”, dijo. “El despliegue de techos fríos da como resultado una reducción de 2 a 4 milímetros por día en las precipitaciones, una cantidad considerable (casi el 50 por ciento) que tendrá implicaciones para el agua disponibilidad, caudal reducido de arroyos y consecuencias negativas para los ecosistemas. Para Florida, los techos fríos pueden no ser la forma óptima de luchar contra la isla de calor urbano debido a estas consecuencias no deseadas ". En general, los investigadores sugieren que se deben considerar elecciones juiciosas de planificación y diseño al tratar de contrarrestar el aumento de temperaturas causado por la expansión urbana y los gases de efecto invernadero. Añaden que "el cambio climático inducido por las ciudades depende de factores geográficos específicos que deben evaluarse al elegir los enfoques óptimos, en contraposición a las soluciones únicas para todos".
Se desarrolló una serie de Guías de diseño de energía avanzada en cooperación con ASHRAE (Sociedad Estadounidense de Ingenieros de Calefacción, Refrigeración y Aire Acondicionado), AIA ( Instituto Estadounidense de Arquitectos ), IESNA (Sociedad de Ingeniería de Iluminación de América del Norte), USGBC (Estados Unidos). Green Building Council) y US DOE (Departamento de Energía de los Estados Unidos) en 2011. Estas guías tenían como objetivo lograr un 50% de ahorro de energía hacia un edificio de consumo neto de energía cero y cubrían los tipos de edificios de pequeños a medianos edificios de oficinas, medianos a grandes Edificios comerciales, hospitales grandes y edificios escolares K-12. En las zonas climáticas 4 y superiores, la recomendación es seguir el estándar ASHRAE 90.1 para reflectancia de techos, que actualmente no requiere que los techos sean reflectantes en estas zonas. En las zonas climáticas 4 y superiores, los techos fríos no son una estrategia de diseño recomendada.
En 2011, se desarrolló una serie de Guías de modernización energética avanzada para "Formas prácticas de mejorar el rendimiento energético" en cooperación con el DOE (Departamento de Energía de los Estados Unidos) y el PNNL (Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico) de EE. UU. Edificios comerciales y de oficinas que puedan mejorar su eficiencia energética. No se recomendaron techos fríos para todos los lugares. “Esta medida probablemente sea más rentable en la zona de clima cálido y húmedo, que tiene una temporada de enfriamiento larga, que en la zona de clima muy frío, por ejemplo. Para los edificios ubicados en climas cálidos, vale la pena considerar esta medida ".
La Asociación de Desarrollo del Cobre ha realizado varios estudios, a partir de 2002, que examinaron las temperaturas elevadas del cableado dentro de los conductos en y por encima de los materiales de techo de varios colores. Los hallazgos concluyeron que las temperaturas por encima de los techos fríos eran más altas que las de un material de techo de color más oscuro. Esto ilustra la idea en la que la radiación solar desviada, cuando se ve obstaculizada por equipos de techo, tuberías u otros materiales, estará sujeta a la ganancia de calor de la radiación.
Según las "Directrices para la selección de techos fríos" del DOE de EE. UU . : “Los techos fríos deben considerarse en el contexto de su entorno. Es relativamente fácil especificar un techo fresco y predecir el ahorro de energía, pero pensar en el futuro puede evitar otros dolores de cabeza. Haga esta pregunta antes de instalar un techo fresco: ¿A dónde irá la luz solar reflejada? Un techo brillante y reflectante podría reflejar la luz y el calor hacia las ventanas más altas de los edificios vecinos más altos. En condiciones de sol, esto podría causar un deslumbramiento incómodo y un calor no deseado para usted o sus vecinos. El exceso de calor causado por los reflejos aumenta el uso de energía del aire acondicionado, anulando algunos de los beneficios de ahorro de energía del techo frío ".
De acuerdo con las "Directrices para la selección de techos fríos" del DOE de EE. UU. Sobre el tema del mantenimiento de techos fríos: "A medida que un techo frío se ensucia por la contaminación, el tránsito peatonal, los escombros depositados por el viento, el agua estancada y el crecimiento de moho o algas, su La reflectancia disminuirá, lo que conducirá a temperaturas más altas. Los techos especialmente sucios pueden tener un desempeño sustancialmente peor de lo que indican las etiquetas del producto. La suciedad del tránsito peatonal puede minimizarse especificando pasillos designados o limitando el acceso al techo. Los techos con pendiente pronunciada tienen menos problemas con la suciedad acumulación porque el agua de lluvia puede lavar más fácilmente la suciedad y los escombros. Algunas superficies de techo frías son "autolimpiantes", lo que significa que eliminan la suciedad más fácilmente y pueden retener mejor su reflectancia. Limpiar un techo frío puede restaurar la reflectancia solar cerca de su condición de instalación. Siempre consulte con el fabricante de su techo para conocer el procedimiento de limpieza adecuado, ya que algunos métodos pueden dañar su techo. Si bien generalmente no es rentable limpiar un techo solo por El ahorro de energía, la limpieza del techo se puede integrar como un componente del programa de mantenimiento de rutina de su techo. Por lo tanto, es mejor estimar el ahorro de energía en función de los valores de reflectancia solar degradada en lugar de los valores de techo limpio ".
Propiedades
Cuando la luz del sol incide en un tejado oscuro, alrededor del 15% se refleja en el cielo, pero la mayor parte de su energía se absorbe en el sistema del techo en forma de calor. Los techos fríos reflejan significativamente más luz solar y absorben menos calor que los techos tradicionales de color oscuro.
Hay dos propiedades que se utilizan para medir los efectos de los techos fríos:
- La reflectancia solar, también conocida como albedo , es la capacidad de reflejar la luz solar. Se expresa como una fracción decimal o un porcentaje. Un valor de 0 indica que la superficie absorbe toda la radiación solar y un valor de 1 (o 100%) representa la reflectividad total.
- La emitancia térmica es la capacidad de emitir calor absorbido. También se expresa como una fracción decimal entre 0 y 1, o como un porcentaje.
Otro método para evaluar la frialdad es el índice de reflectancia solar (SRI), que incorpora tanto la reflectancia solar como la emitancia en un solo valor. El SRI mide la capacidad del techo para rechazar el calor solar, definido de tal manera que un negro estándar (reflectancia 0.05, emitancia 0.90) es 0 y un blanco estándar (reflectancia 0.80, emitancia 0.90) es 100.
Un SRI perfecto es aproximadamente 122, el valor de un espejo perfecto, que no absorbe la luz solar y tiene una emisividad muy baja. El único material práctico que se acerca a este nivel es el acero inoxidable con un SRI de 112. Los techos de alta reflectividad y baja emisividad mantienen una temperatura muy cercana a la ambiente en todo momento evitando ganancias de calor en climas cálidos y minimizando la pérdida de calor en climas fríos. Los techos de alta emisividad tienen una pérdida de calor mucho mayor en climas fríos para los mismos valores de aislamiento.
Calculadora de ahorro de techo
La Calculadora de Ahorro de Techos (RSC) es una herramienta desarrollada por el Laboratorio Nacional Oak Ridge del Departamento de Energía de EE. UU. Que estima los ahorros de refrigeración y calefacción para aplicaciones de techos de poca pendiente con superficies blancas y negras.
Esta herramienta fue la colaboración del Laboratorio Nacional Oak Ridge y el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley con el fin de proporcionar ahorros de techo consensuados en la industria para edificios residenciales y comerciales. Informa el ahorro energético anual neto (ahorro de energía de refrigeración menos penalizaciones por calefacción) y, por tanto, solo es aplicable a los edificios con sistema de calefacción y / o refrigeración.
Tipos de techos frescos
Los techos fríos se dividen en una de estas tres categorías: techos hechos con materiales fríos para techos, techos hechos con materiales que han sido revestidos con una capa reflectante solar o techos verdes.
Techos fríos
Los techos de membrana termoplástica blanca (PVC y TPO) son intrínsecamente reflectantes y logran algunas de las medidas de reflectancia y emitancia más altas de las que son capaces los materiales para techos. Un techo hecho de termoplástico blanco, por ejemplo, puede reflejar el 80 por ciento o más de los rayos del sol y emitir al menos el 70% de la radiación solar que absorbe el techo. Un techo de asfalto solo refleja entre el 6 y el 26% de la radiación solar.
Además de las membranas blancas de PVC termoplástico y TPO que se utilizan en muchas aplicaciones comerciales de techos fríos, también hay investigaciones en el campo de las tejas asfálticas frías. Las tejas de asfalto constituyen la mayor parte del mercado de techos residenciales de América del Norte, y las preferencias de los consumidores por colores más oscuros hacen que la creación de tejas reflectantes del sol sea un desafío particular, lo que hace que las tejas de asfalto tengan reflectancias solares de solo 4% -26%. Cuando estos techos están diseñados para reflejar una mayor cantidad de radiación solar, el efecto de isla de calor urbano se puede reducir mediante la reducción de la necesidad de costos de enfriamiento en el verano. Aunque un techo más reflectante puede generar mayores costos de calefacción en los meses más fríos, los estudios han demostrado que los mayores costos de calefacción en invierno siguen siendo menores que los ahorros en los costos de enfriamiento en verano. Para satisfacer las demandas de los consumidores de colores más oscuros que aún reflejen cantidades significativas de luz solar, se utilizan diferentes materiales, procesos de recubrimiento y pigmentos. Dado que solo el 43% de la luz se encuentra en el espectro de luz visible, la reflectancia se puede mejorar sin afectar el color aumentando la reflectancia de la luz UV e IR. La alta rugosidad de la superficie también puede contribuir a las bajas reflectancias solares de las tejas de asfalto, ya que estas tejas están hechas de muchos gránulos pequeños aproximadamente esféricos que tienen una alta rugosidad de la superficie. Para disminuir esto, se están investigando otros materiales granulados, como las escamas de roca plana, que podrían reducir las ineficiencias de reflectancia debido a la rugosidad de la superficie. Otra alternativa es revestir los gránulos mediante un proceso de doble revestimiento: el revestimiento exterior tendría el pigmento de color deseado, aunque puede que no sea muy reflectante, mientras que el revestimiento interior es un revestimiento de dióxido de titanio altamente reflectante.
El revestimiento de grava blanca natural puede verse como una opción alternativa para obtener techos y pavimentos frescos.
La calificación SRI más alta y los techos más frescos son los techos de acero inoxidable, que están solo varios grados por encima de la temperatura ambiente en condiciones de viento medio. Su SRI varía de 100 a 115. Algunos también son hidrófobos, por lo que se mantienen muy limpios y mantienen su SRI original incluso en ambientes contaminados. [A]
Techos revestidos
Un techo existente (o nuevo) puede hacerse reflectante aplicando un revestimiento reflectante solar a su superficie. Las clasificaciones de reflectividad y emisividad para más de 500 revestimientos reflectantes se pueden encontrar en el Cool Roofs Rating Council.
Techos azules y rojos
Investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley han determinado que un pigmento utilizado por los antiguos egipcios conocido como " azul egipcio " absorbe la luz visible y emite luz en el rango del infrarrojo cercano. Puede ser útil en materiales de construcción para mantener frescos los techos y las paredes.
También han desarrollado revestimientos de color rojo rubí fluorescente que tienen propiedades reflectantes similares a los techos blancos.
Techos verdes
Los techos verdes proporcionan una capa de masa térmica que ayuda a reducir el flujo de calor hacia un edificio. La reflectancia solar de los techos verdes varía según los tipos de plantas (generalmente de 0,3 a 0,5). Es posible que los techos verdes no reflejen tanto como un techo frío, pero tienen otros beneficios como la evapotranspiración que enfría las plantas y el área inmediata alrededor de las plantas, lo que ayuda a reducir las temperaturas de los techos pero aumenta la humedad, naturalmente. Además, algunos techos verdes necesitan mantenimiento, como riego regular.
Climas fríos
En algunos climas donde hay más días de calefacción que días de enfriamiento, los techos reflectantes blancos pueden no ser efectivos en términos de ahorro o eficiencia energética porque los ahorros en el uso de energía de enfriamiento pueden compensarse con las penalizaciones por calefacción durante el invierno. Según la Administración de Información de Energía de EE. UU., Encuesta de Consumo de Energía de Edificios Comerciales de 2003, la calefacción representa el 36% del consumo de energía anual de los edificios comerciales, mientras que el aire acondicionado solo representa el 8% en Estados Unidos. Las calculadoras de energía generalmente muestran un ahorro neto anual para los sistemas de techo de color oscuro en climas fríos.
Un techo perfecto no absorbería calor en verano y no perdería calor en invierno. Para hacer esto, necesitaría un SRI muy alto para eliminar todas las ganancias de calor radiativo en verano y las pérdidas en invierno. Los techos altos SRI actúan como una barrera radiante , proporcionando un efecto termo-botella. Los techos fríos de alta emisividad conllevan una penalización climática debido a las pérdidas de calor por radiación en invierno, lo que no ocurre con los techos reflectantes de metal desnudo, como el acero inoxidable.
Estudios de caso
En un estudio federal de 2001, el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (LBNL) midió y calculó la reducción en la demanda máxima de energía asociada con la reflectancia de la superficie de un techo frío. LBNL descubrió que, en comparación con la membrana para techos de caucho negro original en el edificio minorista de Texas estudiado, una membrana de vinilo modernizada produjo una disminución promedio de 24 ° C (43 ° F) en la temperatura de la superficie, una disminución del 11% en el consumo total de energía del aire acondicionado. y una caída correspondiente del 14% en la demanda en las horas pico. La temperatura promedio diaria en verano de la superficie del techo negro fue de 75 ° C (167 ° F), pero una vez que se le instaló una superficie reflectante blanca, midió 52 ° C (126 ° F). Sin considerar ningún beneficio fiscal u otros cargos de servicios públicos, los gastos anuales de energía se redujeron en $ 7,200 o $ 0.07 / pie cuadrado (esta cifra es para cargos de energía y cargos por demanda pico).
Los instrumentos midieron las condiciones climáticas en el techo, las temperaturas dentro del edificio y en todas las capas del techo, y el aire acondicionado y el consumo total de energía del edificio. Las mediciones se tomaron con la membrana de techo de caucho negro original y luego, después de reemplazarla, con un techo de vinilo blanco con el mismo aislamiento y sistemas de HVAC en su lugar.
Aunque se recopiló un año completo de datos reales, debido a aberraciones en los datos, se excluyó un mes de datos junto con varios otros días que no cumplieron con los parámetros del estudio. Solo se utilizaron 36 días continuos previos a la modernización y solo 28 días operativos no continuos para el período posterior a la modernización.
Otro estudio de caso, realizado en 2009 y publicado en 2011, fue completado por Ashley-McGraw Architects y CDH Energy Corp para el Departamento de Correcciones del Condado de Onondaga, en Jamesville, Nueva York, evaluó el rendimiento energético de un techo verde o vegetativo, un EPDM oscuro techo y un techo de TPO reflectante blanco . Los resultados medidos mostraron que los sistemas de techo vegetal y TPO tenían temperaturas de techo mucho más bajas que la superficie de EPDM convencional . La reducción de la absorción solar redujo las ganancias solares en el verano, pero también aumentó las pérdidas de calor durante la temporada de calefacción. En comparación con la membrana de EPDM , el techo de TPO tuvo un 30% más de pérdidas de calor y el techo vegetal tuvo un 23% más de pérdidas.
Programas promocionales
En todo el gobierno federal de EE. UU.
En julio de 2010, el Departamento de Energía de los Estados Unidos anunció una serie de iniciativas para implementar más ampliamente tecnologías de techo frío en las instalaciones y edificios del DOE en todo el país. Como parte de los nuevos esfuerzos, el DOE instalará un techo fresco, siempre que sea rentable durante la vida útil del techo, durante la construcción de un techo nuevo o el reemplazo de uno viejo en una instalación del DOE.
En octubre de 2013, el Departamento de Energía de los Estados Unidos calificó a Cool Roofs como 53 de 100 (promedio ponderado de 0 a 100) para una estrategia energética rentable. "Los problemas climáticos pueden afectar el rendimiento de los techos fríos. Los techos fríos son más beneficiosos en climas cálidos y pueden hacer que el consumo de energía para las aplicaciones de calefacción aumente en climas más fríos. Los techos fríos tienen un impacto menor cuanto más aislamiento se utiliza. El Secretario de Energía dirigió a todos los EE. UU. Oficinas del Departamento de Energía (DOE) para instalar techos fríos, cuando se demuestre la rentabilidad del ciclo de vida, al construir techos nuevos o al reemplazar techos viejos en las instalaciones del DOE. También se alentó a otras agencias federales a hacer lo mismo ".
Estrella de energía
Energy Star es un programa conjunto de la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. Y el Departamento de Energía de EE. UU. Diseñado para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y ayudar a las empresas y los consumidores a ahorrar dinero al elegir productos energéticamente eficientes.
Para aplicaciones de techos de pendiente baja, un producto para techos que califique para la etiqueta Energy Star bajo su Programa de Productos para Techos debe tener una reflectividad solar inicial de al menos 0.65 y una reflectancia degradada de al menos 0.50, de acuerdo con los procedimientos de prueba de la EPA. Las garantías para productos de techo reflectante deben ser iguales en todos los aspectos materiales a las garantías ofrecidas para productos de techo no reflectantes comparables, ya sea por una empresa determinada o en relación con los estándares de la industria.
A diferencia de otros productos con clasificación Energy Star, como los electrodomésticos, este sistema de clasificación no analiza todo el conjunto del techo, sino solo la superficie exterior. Los consumidores (es decir, los propietarios de edificios) pueden creer que la etiqueta Energy Star significa que su techo es energéticamente eficiente; sin embargo, la prueba no es tan estricta como su estándar de electrodomésticos y no incluye los componentes adicionales de un techo (es decir, estructura del techo, barreras resistentes al fuego, aislamiento, adhesivos, sujetadores, etc.). Se publica un descargo de responsabilidad en su sitio web "Aunque existen beneficios inherentes en el uso de techos reflectantes, antes de seleccionar un producto de techado en función de los ahorros de energía esperados, los consumidores deben explorar los resultados calculados esperados que se pueden encontrar en la" Calculadora de ahorros de techos "del Departamento de Energía "en www.roofcalc.com. Recuerde que los ahorros de energía que se pueden lograr con techos reflectantes dependen en gran medida del diseño de las instalaciones, el aislamiento utilizado, las condiciones climáticas, la ubicación del edificio y la eficiencia de la envolvente del edificio".
| Pendiente | Min. reflectancia solar | Min. emisión | Min. índice de reflectancia solar |
|---|---|---|---|
| ESTRELLA DE ENERGÍA | |||
| Bajo, inicial | 0,65 | ||
| Bajo, envejecido | 0,50 | ||
| Empinada, inicial | 0,25 | ||
| Empinada, envejecida | 0,15 | ||
| Globos verdes | |||
| Pendiente baja | 78 | ||
| Pendiente pronunciada | 29 | ||
| LEED DEL USGBC | |||
| Pendiente baja | 78 | ||
| Pendiente pronunciada | 29 | ||
Consejo de Calificación de Techos Fríos
El Cool Roof Rating Council (CRRC) ha creado un sistema de clasificación para medir y reportar la reflectancia solar y la emisión térmica de los productos para techos. Este sistema se ha incluido en un directorio en línea de más de 850 productos para techos y está disponible para proveedores de servicios de energía, organismos de códigos de construcción, arquitectos y especificadores, propietarios y planificadores comunitarios. CRRC realiza pruebas aleatorias cada año para garantizar la credibilidad de su directorio de calificaciones.
El programa de clasificación de CRRC permite a los fabricantes y vendedores etiquetar adecuadamente sus productos para techos de acuerdo con las propiedades medidas específicas de CRRC. Sin embargo, el programa no especifica los requisitos mínimos de reflectancia solar o emitancia térmica.
Globos verdes
El sistema Green Globe se utiliza en Canadá y Estados Unidos. En los EE. UU., Green Globes es propiedad y está operado por Green Building Initiative (GBI). En Canadá, la versión para edificios existentes es propiedad y está operada por BOMA Canadá bajo la marca 'Go Green' (Visez vert).
Green Globe utiliza criterios de referencia de rendimiento para evaluar el consumo energético probable de un edificio, comparando el diseño del edificio con los datos generados por el Buscador de objetivos de la EPA, que refleja el rendimiento real del edificio. Los edificios pueden obtener una calificación de entre uno y cuatro globos. Este es un sistema en línea; La información de un edificio es verificada por un ingeniero o arquitecto autorizado y capacitado y aprobado por Green Globes. Para calificar para una calificación, los materiales para techos deben tener una reflectancia solar de al menos 0.65 y una emitancia térmica de al menos 0.90. Se pueden otorgar hasta 10 puntos por una cobertura del techo del 1 al 100 por ciento con vegetación o materiales altamente reflectantes o ambos. La base en la física de una alta emitancia es bastante cuestionable, ya que simplemente describe un material que irradia fácilmente calor de longitud de onda infrarroja al medio ambiente, contribuyendo al efecto invernadero. Los materiales altamente reflectantes y de baja emisión son mucho mejores para reducir el consumo de energía.
LEED
El sistema de calificación de Liderazgo en Energía y Diseño Ambiental (LEED, por sus siglas en inglés) del Consejo de Edificios Verdes de EE. UU. Es un estándar nacional voluntario y en constante evolución para el desarrollo de edificios sostenibles de alto rendimiento. LEED proporciona estándares para elegir productos en el diseño de edificios, pero no certifica productos.
A diferencia de un código de construcción , como el Código Internacional de Construcción , solo los miembros del USGBC y los comités "internos" específicos pueden agregar, restar o editar el estándar, en base a un proceso de revisión interno. Los Códigos de Construcción Modelo son votados por miembros y comités "internos", pero permiten comentarios y testimonios del público en general durante todos y cada uno de los ciclos de desarrollo de códigos en las audiencias de Revisión Pública, que generalmente se llevan a cabo varias veces al año.
Según la versión LEED 2009, para recibir el Crédito de Sitios Sostenibles 7.2 Heat Island Effect-Roof, al menos el 75% de la superficie de un techo debe utilizar materiales que tengan un índice de reflexión solar (SRI) de al menos 78. Este criterio también se puede cumplir mediante la instalación de un techo con vegetación para al menos el 50% del área del techo, o la instalación de un albedo alto y un techo con vegetación en combinación que cumpla con esta fórmula: (Área del techo que cumple con el techo mínimo SRI / 0,75) + (Área del techo con vegetación / 0,5) ≥ Área total del techo.
A continuación se muestran ejemplos de edificios con certificación LEED con techos reflectantes blancos.
| Nombre del edificio | Dueño | Localización | Nivel LEED |
|---|---|---|---|
| Centro de servicio Wildomar | Edison del sur de California | Wildomar, California | Platino |
| Escuela Donald Bren de Ciencias y Gestión Ambiental | Universidad de California, Santa Bárbara | Santa Bárbara, California | Platino |
| Centro de servicio Frito-Lay Jim Rich | Frito-Lay, Inc. | Rochester, Nueva York | Oro |
| Edificio multifunción | Travaux Public et Services Gouvernementaux Canadá | Montreal, Quebec | Oro |
| Biblioteca Central de Seattle | Ciudad de Seattle | Seattle, Washington. | Plata |
| Complejo de la sede de la National Geographic Society | Sociedad Geográfica Nacional | Washington DC | Plata |
| Óvalo olímpico de Utah | Comité Organizador de los Juegos Olímpicos de Invierno de Salt Lake City 2002 | Salt Lake City, Utah | Certificado |
| Sede central de Premier Automotive Group en América del Norte | Compania de motores ford | Irvine, California | Certificado |
Cool Roofs Europe y otros países
Este proyecto está cofinanciado por la Unión Europea en el marco del Programa Intelligent Energy Europe.
El objetivo de la acción propuesta es crear e implementar un Plan de Acción para los techos fríos en la UE. Los objetivos específicos son: apoyar el desarrollo de políticas transfiriendo experiencia y mejorando la comprensión de las contribuciones reales y potenciales de los techos fríos al consumo de calefacción y refrigeración en la UE; eliminar y simplificar los procedimientos para la integración de techos fríos en la construcción y el stock de edificios; para cambiar el comportamiento de los tomadores de decisiones y las partes interesadas para mejorar la aceptabilidad de los techos fríos; Difundir y promover el desarrollo de leyes, códigos, permisos y normas innovadores, incluidos los procedimientos de solicitud, permisos de construcción y planificación relacionados con techos fríos. El trabajo se desarrollará en cuatro ejes, técnico, mercado, política y usuarios finales.
En la Australia tropical, las láminas galvanizadas con zinc (plateadas) (generalmente corrugadas ) no reflejan el calor tan bien como el color verdaderamente "frío" del blanco, especialmente porque las superficies metálicas no emiten infrarrojos al cielo. Las tendencias de la moda europea ahora están utilizando techos de aluminio de color más oscuro, para perseguir la moda de los consumidores.
NYC ° CoolRoofs
NYC ° CoolRoofs es una iniciativa de la ciudad de Nueva York para cubrir los tejados de blanco con voluntarios. El programa comenzó en 2009 como parte de PlaNYC y ha revestido de blanco más de 5 millones de pies cuadrados de tejados de Nueva York. El miércoles 25 de septiembre de 2013, el alcalde Michael R. Bloomberg declaró el "Día NYC ° CoolRoofs" en la ciudad de Nueva York con el revestimiento de su edificio número 500 y la reducción de la huella de carbono en más de 2000 toneladas. Los voluntarios usan pinceles y rodillos para aplicar un revestimiento elastomérico acrílico a la membrana del techo. Un estudio de 2011 de la Universidad de Columbia sobre techos revestidos a través del programa encontró que los techos blancos mostraban una reducción de temperatura promedio de 43 grados Fahrenheit en comparación con los techos negros.
Proyecto de techo blanco
White Roof Project es una iniciativa nacional de EE. UU. Que educa y capacita a las personas para que cubran los tejados de blanco. El alcance del programa ha ayudado a completar proyectos de techos blancos en más de 20 estados de EE. UU. Y cinco países, ha involucrado a miles en proyectos de voluntariado y ha patrocinado el revestimiento de cientos de techos de organizaciones sin fines de lucro y de bajos ingresos .
Efecto isla de calor urbano
Se produce una isla de calor urbano donde la combinación de infraestructura que absorbe el calor, como estacionamientos de asfalto oscuro y pavimento de carreteras y extensiones de tejados negros, junto con una vegetación escasa, eleva la temperatura del aire de 1 a 3 ° C (1,8 a 5,4 ° F) más. que la temperatura en el campo circundante.
Los programas de construcción ecológica abogan por el uso de techos fríos para mitigar el efecto de isla de calor urbano y la peor calidad del aire resultante (en forma de smog) que causa el efecto. Al reflejar la luz del sol, los techos de colores claros minimizan el aumento de temperatura y reducen el uso de energía de enfriamiento y la formación de smog. Un estudio de LBNL mostró que, si se adoptaran ampliamente estrategias para mitigar este efecto, incluidos los techos fríos, el área metropolitana del Gran Toronto podría ahorrar más de $ 11 millones anuales en costos de energía.