I moderne bygninger med stadig skjerpede krav til varmeisolasjon og lufttetthet, er behovet for kjøling økende. Behovet for kjøling gjelder spesielt for kontorbygg med høye interne energilaster som genererer overskudds-varme. Det har fra flere hold blitt hevdet at en potensiell metode for å redusere kjølebehovet er å bruke en lys farget overflate på byggets utvendige vegger og tak. Om dette brukes også begrepet ”Cool roofing”.
Hensikten med lyse overflater er å reflektere solstrålene, og på den måten holde temperaturen på overflaten nede. En mørk overflate vil absorbere det meste av innkommende solstråling, noe som gir en høy utvendig overflate-temperatur på dager med høy solstråling, se figur 1.
Bruk av lyse farger på utvendige overflater er og har vært en velkjent metode for å redusere temperaturen innendørs i varmere klima. Vi kan rette blikket til middelhavslandene, der den dominerende byggeskikken gjør bruk av hvite hus og bygninger. Har så lyse takbelegg noen effekt med tanke på å redusere kjølebehov om sommeren for godt isolerte bygninge i et nordisk klima? For å undersøke dette har (Murphy et al. 2011) gjennomført numeriske studier for en bygning.
Beregninger
Numeriske tidsavhengige beregninger er gjort i programvaren TRNSYS. Det er gjort beregninger for øverste etasje i en kontorbygning. Bygningsdelene er modellert i henhold til minimumskrav i TEK10. Vinduer, tak og vegger har U-verdier på henholdsvis 1,2, 0,18 og 0,22 W/m2K . Internvarmelasten er variert mellom 30 og 40 W/m2. Dette er relativt høye internvarmelaster. Bygningen har en installert effekt på oppvarming og kjøling som gjør at en kan holde en innetemperatur mellom 19 og 25 ËšC gjennom året. Fra gulv til tak er høyde satt til 2,5 meter, gulvarealet er 1200 m2 per etasje, og vindusarealet utgjør 20 prosent av oppvarmet bruksareal (BRA). Det er brukt Trondheims - klima i beregningene, og for sammenligning har en gjort tilsvarende beregninger for en bygning i Los Angeles med den forskjell at taket bare er isolert med 50 mm mineralull.
Resultat
Resultatene fra beregningene viser som forventet at det totale energibehovet for bygningen avhenger i stor
grad av størrelsen på interne varmelaster og geografi (klima). For et kontorbygg lokalisert i Trondheim med en intern varmelast på 30 W/m2 oppnås minimum total energibruk ved en absorpsjonsfaktor på 0,9, dvs. ved bruk av mørk taktekning. Dersom den interne varmelasten økes fra 30 til 40 W/m2 blir kjølebehovet viktigere, selv om dette er marginalt.
Det spesifikke enøk-potensialet (kWh/m2) kan vises ved å dele endringen i det totale energibehovet på det totale bruksarealet på 1200 m2. For en mørk overflate med en absorpsjonsfaktor på 0,9 vil den spesifikke energibesparelsen i forhold til bruk av lyst takbelegg være på 0,37 kWh/m2 for en bygning i Trondheim med en intern varmelast på 30 W/m2. Til sammenligning har en tilsvarende bygning i Los Angeles med et tak tekket med lys taktekning og 50 mm isolasjon en tilsvarende spesifikk energibesparelse på 8,6 kWh/m2.
Har liten betydning
For en godt isolert bygning med et godt isolert tak påvirkes overflatetemperaturen på himlingen svært lite av taktekningens absorpsjonsfaktor, se figur 2. Denne studien viser at takbeleggets farge og absorpsjonsfaktor har liten betydning på himlingens overflatetemperatur, og sånn sett liten påvirkning på energibehovet til kjøling for en godt isolert bygning i nordisk klima. For dagens nye bygninger blir effekten enda mindre enn denne studien viser, da de har enda bedre isolerte tak (mer enn 200 mm isolasjon).Denne studien er gjort innen forskningssenteret Zero Emission Buildings (www.zeb.no) og studien er presentert i sin helhet i Murphy et al. (2011). En videreføring av dette arbeidet er påbegynt med det formål å undersøke i hvilken grad takbeleggets farge (absorpsjonsfaktor) har betydning for temperaturen på lufta i forbindelse med ventilasjonsinntak på tak.
Outdoor Surface Temperature
Blå: Solar Absorptivity =0.9 Rød: Solar Absorptivity=0.1
Referanser:
Murphy M., Grynning, S., Jelle, B.P.,Gustavsen, A., Haase, M. Cool roofing in cold climates: A contradiction or a
potential for energy savings? Nordic Building Physics Symposium, Tampere, Finland 29 of May to 6 of June 2011 TRNSYS v16. Website: http://www.trnsys.com/
