О том, что правильный пирог крыши напрямую влияет на энергоэффективность всего дома, знают все — по кровельным пирогам впору уже открывать «кулинарный» сайт. А что на счет кровельного покрытия? Как лучше — холодная кровля, которая отражает летом, или теплая, которая поглощает зимой? А можно ли совместить? На этой неделе я разбирался в «холодных» кровлях в поисках однозначного ответа на основе расчетов и исследований.
Охладите свою крышу. Кому нужна холодная кровля?
При температуре воздуха 35°C, поверхность крыши может достигать 80°C. Раскаленная за день поверхность отдает тепло всю ночь, в том числе в помещение. Светлая крыша минимум на 15 градусов меньше обычной красной черепицы, «холодные» материалы обещают температуру еще ниже.
Масса исследований фиксируют значительную экономию энергии на охлаждение за счет простого осветления цвета крыши. Ниже привожу таблицу из флоридского исследования энергоэффективных кровельных материалов (2000 год).
Отражающие кровельные материалы снижают расходы на кондиционирование до 40%, они необходимы для гаражей и патио, не оснащенных охлаждением; значительно продлевают срок службы всей конструкции крыши; уменьшают местную температуру воздуха (т.н. «эффект теплового острова»).
Цель для холодной кровли в жилом доме — не менее 40% отражения.
Как оценивается энергоэффективность кровельных материалов
Solar Reflectivity (R) & Solar Reflectance Index (SRI)- показатель солнечной отражающей способности, индекс SRI. Значение индекса от 0 до 1,0. Значение 0 указывает на то, что материал поглощает всю солнечную энергию, а значение 1,0 означает полное отражение. Международный стандарт энергоэффективности Energy Star требует начального значения SR 0,25 и выше для уклона > 2:12. Плоские крыши должны иметь коэффициент SR 0,65 и выше.
Рассчитывается SRI по ASTM E 1980 (Стандартная практика расчета индекса солнечного отражения горизонтальных и малоугловых непрозрачных поверхностей). Кровельный материал должен иметь SRI 29 и выше для ската > 2:12, и значение SRI 78 и выше для плоской поверхности.
Влияет также техника установки и глубина уклона. Некоторые производители энергоэффективных кровельных покрытий определяют минимальный уклон, при котором они дают гарантию на эффективность продукта. Для битумной и стекловолоконной черепицы минимальный скат обычно 3:12. Увеличенный наклон препятствует «задуванию» воды под черепицу, для металлических и мембранных крыш требования к наклону меньше.
Материалы для энергоэффективной крыши
Рынок холодных кровельных материалов неуклонно растет, вместе с среднегодовой температурой по всему миру. Разрабатывают ли что-то эксклюзивное у нас — не знаю.
Материал на отражающих пигментах (CRCM)
Недавно разработана «холодная» черепица (CRCM) разных цветов (калифорнийские гос. лаборатории), изготовленная из сложных неорганических цветных пигментов (Special Infrared Reflective Pigments) и смеси оксидов хрома+железа. Материал может выглядеть темным, но отражает ультрафиолет, видимую и инфракрасную энергии (ИК 60%).
Резиновая черепица
Продукт вторичной переработки шин, способный имитировать сланец и даже древесину. Имеет низкий вес и градоустойчив, один из самых «тихих» кровельных материалов. Некоторые производители подтвердили сертификат Energy Star.
Металлическая кровля
Некоторые металлические кровельные изделия имеют сертификат Energy Star. Согласно данным этого сообщества, кровля из металла с высокой отражающей и излучающей способностью имеет ряд преимуществ:
- Долговечность. 30+ лет без обслуживания. Лучшие кровли имеют гарантию до 50 лет (с флюрополимерным покрытием).
- Экологически чистый материал со 100% вторичной переработкой.
- Легкая крыша с минимумом швов.
- Подходит для простой установки панелей.
- Совместима со всеми методами изоляции.
- Любой формат и форма.
Самые дорогие металлические крыши производятся из меди и с титановым напылением (Titan Cool Roof). Далее алюминий с покрытием и без, оцинкованная сталь, алюминированная сталь, гальвалум (55% цинка, сталь в алюминиевом сплаве 45%).
Недостатки металлической кровли:
- Легко повреждаются ударом.
- Сложнее заменить отдельные секции кровли.
- Металл «гуляет» при перепадах температуры.
- Шумная.
Битумная черепица
Основа стекловолокно или органика. Стеклопластик более гибкий и долговечный, чем природный битум. Микроскопические нити стекла различной длины покрываются слоем битума и различных микрогранул, улучшающих свойства материала. Несколько марок битумной черепицы сертифицируются Energy Star.
Бетонная черепица
Ветроустойчивая, долговечная, огнестойкая и энергоэффективная. Армируется разными волокнами, покрывается полимерами и эмалями для эффективного отражения тепла, отвода воды и предотвращения преждевременного разрушения. Бетонным плиткам придают любую форму, фактуру и цвет, особенно удачная отливка — «S»-образная с вентилируемыми пустотами. И битумная, и битонная черепица поглощают влагу ночью и охлаждаются днем путем испарения.
Мембранные кровельные покрытия
Для крыш с малым углом наклона применяется мягкая мембранная система. С покон веков лучшей мембранной крышей была залитая кипящей каменноугольной смолой. Но сейчас это самый трудоемкий (следовательно, дорогой) вариант по установке, смолу вытесняют ПВХ или EDPM (каучук) или модифицированный битум, подвергающийся горячей обработке.
Модифицированная битумная кровля
Атактический полипропилен (APP) решает проблему трещин в смоле из-за сезонных перепадов температуры. Сейчас битумные покрытия прочные, гибкие, насыщеные APP полимерами и высококачественным битумом. Гибкость гарантируется до -10°C. Атактический полипропилен является отходом производства.
SBS (стирол-бутадиен-стирол) еще более эластичный тип модифицированного битума, проявляющий характеристики стекловолокна и каучука, битума и огнезащитных добавок. Эластичная смесь полностью восстанавливается после 100% растягивания, гибкость поддерживается до -23°C.
Резиновая мембрана
EPDM (этиленпропилендиеновый мономер) это гибкая кровельная мембрана толщиной до 2.3 см. С EPDM можно создавать нестандартные по форме крыши. Не требует ухода, легко ремонтируется, теплоизолирует и подавляет шум.
Сходные характеристики у термопластика Hypalon® (хлорсульфонированный полиэтилен); TPO (термопластичный полиолефин); ПВХ.
Холодная кровля зимой
Есть мнение, что энергоэффективное кровельное покрытие, отражающее свет и тепло, может увеличить расход на отопление, и на светлых крышах снег лежит дольше. Я рассуждаю так: солнечных дней, во время которых можно воспользоваться солнечной энергией, ничтожно мало (сужу по своему региону). А вот жара начинается в мае и заканчивается в октябре. Ну и пирог+изоляцию никто не отменял. Если не ставить на крышу панельки или солнечную черепицу, есть смысл в холодной кровле.
В исследованиях по разным климатическим зонам результаты отличаются. Есть несколько онлайн-калькуляторов (1 и 2) , которые рассчитывают экономическую целесообразность холодной кровли для разных климатических зон . В северном климате, если отопительный сезон дольше теплого, вы вряд-ли захотите инвестировать в такие материалы. Если месяцев охлаждения больше 3 — рассмотрите один из вариантов.
Энергоэффективная кровля теряет свою привлекательность, если крыша идеально изолирована. Если вы живете в теплом климате и не нуждаетесь в экспресс-теплоизоляции, холодная крыша для вас. Но и грамотный пирог уберет проблему перерасхода отопления даже с белыми крышами.
Недостатки холодной кровли
Материалы с низкой излучательной способностью могут быть более полезны в холодном климате, сохраняя тепло и уменьшая тепловую нагрузку. Необходимо искать золотую середину между коэффициэнтами поглощения и отражения в зависимости от местной погоды и климата.
В теплом и влажном климате светлые отражающие крыши более склонны к росту водорослей и плесени, поэтому требуют специальной обработки раз в несколько лет. Холодный климат может провоцировать накопление влаги через конденсат, но это решается правильным проектированием крыши.
