Как это помогает бороться с жарой в городе и в чём ограничения.
Летом городские крыши могут становиться одними из самых горячих поверхностей в городском ландшафте, часами поглощая солнечный свет, прежде чем отдать это тепло обратно в окружающий воздух.
В 2011 году Нью-Йорк опробовал необычайно простой способ решить эту проблему. Вместо установки дорогостоящих новых технологий волонтёры покрасили тёмные крыши отражающим белым покрытием, чтобы проверить, может ли один только цвет сделать здания и районы прохладнее, пишет The Times of India.
По данным Колумбийской школы климата, результаты показали четкую разницу температур. В один жаркий летний день 2011 года поверхность обычной чёрной крыши достигла около 77°C, тогда как расположенная поблизости крыша, покрытая белой отражающей краской, оставалась на уровне около 53°C.
За лето покрашенная крыша зафиксировала пиковые температуры поверхности, которые были в среднем на 24°C ниже, чем у чёрной крыши, – иллюстрируя, как простое отражающее покрытие может существенно снизить количество тепла, поглощаемого зданиями.
Чтобы понять, почему белые крыши повели себя так по-разному, учёные из Колумбийского университета и Института космических исследований имени Годдарда NASA наблюдали за несколькими покрытыми крышами по всему Нью-Йорку с помощью датчиков, которые непрерывно фиксировали температуру поверхности.
Вместо того чтобы полагаться только на лабораторные тесты или симуляции, они отслеживали, как крыши реагируют на реальную погоду в течение нескольких лет.
Обычные тёмные крыши поглощают большую часть падающего на них солнечного света, преобразуя его в тепло, которое нагревает здание внизу и излучается в окружающий воздух.
Белые крыши, напротив, обладают гораздо более высоким альбедо, то есть отражают бо́льшую долю поступающего солнечного излучения и поглощают гораздо меньше тепла. В результате как поверхность крыши, так и здание под ней остаются значительно прохладнее.
Крыши покрывают значительную долю поверхности города – вот почему этот эффект важен. Вместе с дорогами и тротуарами тёмные крыши накапливают тепло днём и медленно отдают его после захода солнца, создавая эффект городского острова тепла, при котором города остаются теплее окружающих сельских районов.
Более высокие городские температуры увеличивают спрос на кондиционирование воздуха, создают дополнительную нагрузку на электросети во время волн жары и повышают риск заболеваний, связанных с жарой.
Более прохладные крыши давали выгоды, которые распространялись за пределы отдельных зданий. Поскольку отражающие крыши поглощают меньше тепла, меньше тепла передаётся внутрь помещений, что снижает потребность в кондиционировании в жаркую погоду.
Это может снизить потребление энергии и помочь сократить расходы на охлаждение. Более прохладные поверхности крыш также могут служить дольше, поскольку испытывают меньший термический стресс от повторяющихся нагревания и охлаждения.
По данным Environmental Research Letters, одна отражающая крыша не может значительно снизить температуру по всему городу, но широкое внедрение на тысячах зданий могло бы уменьшить жару в районе и сократить спрос на энергию для охлаждения. Результаты показали, что прохладные крыши наиболее эффективны, когда развёртываются в масштабе, а не как отдельные проекты.
Нью-йоркский эксперимент пришёлся на одно из самых жарких лет города. 22 июля 2011 года Нью-Йорк зафиксировал рекордный пиковый спрос на электроэнергию в 13 189 мегаватт, что подчёркивает нагрузку, которую экстремальная жара может создавать для городских энергосистем.
Программа NYC CoolRoofs также показала, что отражающие покрытия можно наносить при относительно низких затратах – волонтёры красили крыши школ, жилых домов и коммерческой недвижимости, не заменяя существующих крыш.
Нью-йоркский проект также подчеркнул, что белые крыши – не универсальное решение. Их наибольшие выгоды проявляются в жарком климате или в местах, где широко используется кондиционирование. В более холодных регионах отражающие крыши могут слегка уменьшать полезное зимнее поступление тепла, хотя исследования в целом обнаруживают, что для многих зданий экономия от летнего охлаждения перевешивает зимние потери.
Исследователи также сравнили отражающие крыши с другими подходами, включая городскую растительность, зелёные крыши и солнечные панели. Зелёные крыши способствуют биоразнообразию и действуют как губка для дождевой воды, тогда как деревья дают тень и очищают воздух. Отражающая крыша – один из самых доступных методов, требующий немногих изменений существующих конструкций.
По данным Nature Climate Change, повышение отражающей способности крыш и мощёных городских поверхностей может помочь снизить городские температуры и уменьшить энергию, необходимую для охлаждения зданий. Исследование предполагает, что отражающие поверхности могут способствовать смягчению изменения климата и помочь ослабить эффект городского острова тепла, особенно при внедрении в большом масштабе.
Этот подход также работает лучше всего как часть более широкой стратегии, а не как самостоятельная мера. Достигаемое количество охлаждения зависит от таких факторов, как размер крыши, конструкция здания, местный климат и то, насколько широко отражающие поверхности внедрены по всему району.
Это означает, что, хотя покраска крыш в белый цвет может стать относительно простым вмешательством, её более широкое воздействие зависит от того, сколько зданий смогут сделать это изменение.
Более десяти лет спустя нью-йоркский эксперимент по-прежнему показывает, как простое покрытие крыши может снизить жару. Слой краски не решил проблему жары в городе, но показал, что порой самые простые инженерные идеи могут приносить на удивление мощные результаты.
Ранее УНИАН сообщал, как охладить машину в жару за несколько минут.