Materialele moderne mențin acoperișul rece sub soare, reflectând radiația solară departe de clădire și radiind căldura stocată departe în timpul nopții.

Potențialul tehnologiei este foarte promițător la nivelul UE și, în special, în zona mediteraneană, dar și temperată, având în vedere nivelul încălzirii globale de acum.

De aceea, UE sprijină Proiectul Cool Roofs, în care sunt dezvoltate acțiuni tehnice importante. Acestea au fost reunite în studiul ”Technical advances in the EU-Cool Roof project”, realizat și publicat de un grup de cercetători de la Universitatea de Construcții din Roma. Activitățile tehnice și științifice ale proiectului includ:

-dezvoltarea primei baze de date a UE cu materiale cool;

-implementarea a cinci studii de caz cu diferite tipologii de clădiri echipate cu diferite materiale reci;

-dezvoltarea și validarea unui set de instrumente dedicat; producerea manualului de materiale cool.

Iar lucrarea citată aici rezumă cele mai semnificative rezultate obținute în cadrul proiectului.

Două fenomene importante

Două fenomene importante au apărut recent la nivel de clădiri și urban: creșterea cererii de vârf și a consumului de energie pentru răcire, precum și creșterea efectului de insulă de căldură urbană în intensitate și frecvență.

Aceste aspecte se încadrează în preocuparea generală a schimbărilor climatice și au multe implicații la diferite niveluri: energie și utilizare a terenurilor, confort termic, sănătate publică, pericole pentru mediu.

Puține date încadrează problemele conform normelor OCDE/AIE. Consumul de energie în sectorul civil, inclusiv rezidențial și terțiar, reprezintă 50% pentru consumul de energie electrică. Această valoare crește la peste 60% în țările OCDE (inclusiv Europa de Vest, SUA, Canada, Japonia).

Consumul total de energie electrică a crescut cu 2,3% în 2005 față de anul precedent, dar procentul a crescut la 3,7% în aplicațiile de construcții. Variația a fost de 5,6% la locuințe și de 1,6% la clădirile terțiare.

Cel din urmă punct este interesant: o creștere impresionantă a consumului de energie în locuințe, răcite natural până acum câțiva ani. Creșterea temperaturii, precum și noile așteptări de confort conduc la această schimbare, chiar și în climă moderată.

Tendința ar putea avea un impact dramatic asupra mediului atunci când aceste modele de așteptare a confortului vor fi adoptate în zonele emergente și foarte populate ale planetei.

Creșterea temperaturii

Fenomenul depinde de creșterea temperaturii, care se găsește cu cea mai puternică intensitate în marile zone urbane caracterizate de insula de căldură urbană (UHI), definită ca creșterea temperaturii aerului în medii dens construite în raport cu mediul rural.

Multe studii efectuate în ultimii ani au subliniat efectul insulei de căldură urbană. Ele au demonstrat că UHI este o problemă de mediu, energie, confort și sănătate, care afectează populația orașelor.

Problema energetică este demonstrată de numeroase campanii de măsurare care arată diferențe de temperatură medie pe timp de zi între 2 și 5 grade în mediul construit în raport cu mediul rural.

În condiții speciale se înregistrează vârfuri între 6 și 10 grade. UHI are loc la multe latitudini și afectează cererea de energie, consumul de vârf și confortul termic al clădirilor și oamenilor.

Vegetația joacă și ea un rol important în răcirea aerului prin evapo-transpirație, dar acest rezultat nu poate fi îndeplinit în zonele dens construite, unde betonul, asfaltul și alte materiale de construcție înlocuiesc copacii, plantele și gazonul.

Proprietățile materialelor de construcție, în special ale materialelor reci, sunt una dintre posibilele soluții pentru combaterea pericolelor energetice și de mediu menționate mai sus.

Un concept mai vechi decât bănuim

Acoperișul rece, sau utilizarea culorilor deschise pentru învelișul clădirii, este un concept străvechi, încă mărturisit de exemple strălucitoare. Una dintre acestea este arhitectura vernaculară mediteraneană, caracterizată prin soluții pasive capabile să asigure condiții de confort termic în mediul construit în timpul sezonului cald.

Printre mai multe soluții se numără structurile masive, protecția solară, ventilația naturală, utilizarea culorilor deschise a ajutat la evitarea supraîncălzirii clădirii. Coasta Mediteranei, din Spania până în Grecia, până la marginea de sud a bazinului, mărturisesc aceste reguli de proiectare.

Această moștenire culturală aproape a dispărut, delegând condițiile de confort sistemelor artificiale sau inducând condiții termice nesustenabile în clădirile nerăcite.

Materialele reci și acoperișurile reci sunt un amestec de concepte străvechi și tehnologii moderne, caracterizate prin două proprietăți de suprafață:

• Reflectanța solară, definită ca fracțiunea energiei solare incidente care este reflectată de o suprafață a materialului. Proprietatea exprimă atitudinea materialului de respingere a radiațiilor solare, evitând creșterea temperaturii acesteia și sarcina termică indusă structurii clădirii și mediului construit. Reflectanța solară este uneori considerată un sinonim al albedo. Acest lucru este parțial adevărat, deoarece reflectanța este o caracteristică a unui material, în timp ce albedo indică reflectanța totală a unui sistem specific, de exemplu un întreg oraș.

• Emitanța termică, definită ca raportul dintre fluxul de căldură radiantă emis de o suprafață materială și cel emis de un corp negru la aceeași temperatură. Exprimă atitudinea unui material de a radia căldura absorbită și stocată în structură.

Dacă materialele de construcție convenționale se caracterizează prin emitanță termică ridicată, acestea au, în general, absorbție solară ridicată și reflectanță scăzută.

Acesta este motivul pentru care se încălzesc sub radiația solară, cu o temperatură a suprafeței care poate deveni cu până la 40 C mai caldă decât temperatura corespunzătoare a aerului, în timp ce acoperișul alb rece devine doar cu câteva grade mai cald decât aerul în timpul zilei și cu câteva grade mai rece noaptea.

Orice acoperiș poate face conversia la ”rece”

Orice tip de sisteme de acoperiș pot deveni ”cool”, folosind soluții inovatoare care îl fac durabil, eficient și fiabil. Datorită interesului din ce în ce mai mare al tehnologiei și cadrului de mediu descris mai sus, Comisia UE a finanțat proiectul Cool Roofs, implementat în cadrul programului IEE (Energie inteligentă pentru Europa) – SAVE. Proiectul se va finaliza în februarie 2031, iar principalele realizări pot fi găsite pe site-ul www.coolrrofs-eu.eu.

Proiectul sprijină promovarea tehnologiei prin patru axe principale: tehnic, de piață, de politică și utilizator final. Mai mult, una dintre sarcinile majore ale proiectului este înființarea Cool Roof Council, organizația care va conduce piața cool roof, alăturându-se eforturilor participanților care vor include: universități și centre de cercetare, industrii, factori de decizie și utilizatori finali.

Pachetul de lucru al proiectului a conținut ”Aspecte tehnice ale acoperișurilor răcoritoare, în funcție de sarcinile proiectului”. Pornind de aici, s-au constatat două fenomene importante care au apărut recent la nivel de clădiri și urban:

-creșterea cererii de vârf și a consumului de energie pentru răcire, precum și

-creșterea efectului de insulă de căldură urbană în intensitate și frecvență.

Aceste aspecte se încadrează în preocuparea generală a schimbărilor climatice și au multe implicații la diferite niveluri: energie și utilizare a terenurilor, confort termic, sănătate publică și pericole pentru mediu. (Foto: Freepik)