涼爽屋頂個案研究幫助實現新冷屋頂系統的研究

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作者：Hobojunkai

發布時間：16/08/13

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涼爽屋頂個案研究幫助實現新冷屋頂系統的研究

白色的屋頂冷卻器和更多的能量比非白色屋頂效率？

市場：室內

組織：

斯塔克韋瑟屋頂

概要：

斯塔克韋瑟屋面安裝在全國斯科茨代爾保險公司的新的白色屋頂和隔壁的大樓，以確認白色的能源效率與非白色屋頂的傳統的屋頂數據記錄器。

作者：Chris沃克，所有者，Roofpal服務有限責任公司，chris@roofpal.com

簡介：兩個屋頂的故事

綠色RoofAfter18年極端沙漠的炎熱氣候，在斯科茨代爾Nationwide®保險公司總部大樓在斯科茨代爾的屋頂上，亞利桑那州開始自然老化過程。維修人員已經追了泄漏近五年時，他們聘請艾倫•史蒂文斯Associates公司要解決的問題，并把他們的屋面系統進入21世紀。原來車頂系統超過4砟EPDM“在混凝土屋頂甲板R-20屋面保溫，并通過2銀裝”河石的。相比，今天在亞利桑那州使用的現代耐熱屋面系統，將其迅速成為在問候結構完整性，維護成本和能源消耗的主要責任。

在2008年12月由斯塔克韋瑟屋頂安裝的新冷屋頂系統由R-19的ISO板保溫3“與粘在混凝土屋頂板一個緊定屋面粘合劑，和一自粘的Polyglass EASTOFLEX SAV基片和PolyKool帽板在上面。這個屋頂系統是能承受亞利桑那的臭名昭著的極端溫度和夏季季風季節的快速溫度變化。該PolyKool表是白色的反射面（84太陽反射指數值），不僅滿足現有及提議能效標準，同時也承受來自建筑物的冷卻塔不斷客流量，積水和殘留的化學物質。

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白色的屋頂冷卻器比非白色屋頂更多的能量效率？

在亞利桑那州的冷屋頂委員會在2009年7月的要求，斯塔克韋瑟屋頂下決心確定白色屋頂確實比非白色屋頂更酷，更節能。該Nationwide®斯科茨代爾保險公司屋頂是對此進行了深入涼爽屋頂研究的理想選擇。

在2009年8月6日上午，克里斯•沃克和斯塔克韋瑟屋面Sherm羅比森安裝了基于馬薩諸塞的HOBO數據記錄儀直接在屋頂表面，并在低流量，非空調無論是Nationwide®斯科茨代爾的樓梯間保險公司的建筑和建筑在同一企業廣場隔壁（仍具有代替原來的鎮流EPDM屋面系統）：這是一個完美的“前后”的條件，被認為結果將基于相同的天氣條件相對于數據從一年到下在同一個大廈，那里有很多不同的變量可能會產生負面效果的影響。屋頂表面上的溫度傳感器被下在每個電流屋頂系統所用的確切材料固定，以不允許用于陽光直射沖擊讀數和得到每個建筑物的準確的表面溫度。置于非空調樓梯井的溫度傳感器被固定從三尺屋頂艙口并直接向混凝土屋頂甲板測量屋頂系統的能量效率（換言之，他們測量多少熱正通過傳輸混凝土甲板進入建筑物的內部）。

傳感器測量了屋頂表面和樓梯間溫度在兩個建筑物每隔一小時，每天24小時，從8月6日至9月4日。得到在同一時間段，并在同一時間間隔官方溫度數據斯科茨為好。在數據收集期間斯科茨代爾有主要熱陽光明媚的日子，灑在幾季風暴雨，允許近乎完美的測試條件。本研究的條件被認為近乎完美的多種原因。首先，它涉及了分別并排側幾乎相同的建筑物。第二，一個建筑物有舊的房頂系統，另一個有新冷屋頂系統 - 這樣一個之前和之后分析可以同時并在相同條件下進行的。最后，混凝土橋面是不是在亞利桑那州的典型（膠合板甲板是更常見）。如果數據證明了這種結構的一個建筑物中的能量效率的任何顯著增加，這將肯定地知道，更大的結果將在典型的亞利桑那屋頂結構的建筑物來獲得。

我們的分析和結論

結論1：白色屋頂減少熱沖擊

屋頂綠化

圖1.1 - 內部樓梯間的平均變化率（SW）溫度

引起我們注意的第一件事就是熱沖擊，這是PolyKool屋頂更一致涼爽屋頂表面和內部建設的溫度直接導致的顯著減少。熱沖擊被減慢溫度變化的屋頂表面，這反過來又幾乎消除在建筑物內的溫度變化的速率上（包括上和下）的速率最小化。唯一的另一種方式，以減少熱沖擊是使用的材料具有更大的強度，提高導熱系數，減少熱膨脹系數 - 但這種方法比較昂貴，并且不保證的有利結果。

在EPDM建筑物內的溫度變化率預計 - 它快速加熱時，甚至更快冷卻下來。但更令人驚訝的只是如何調節溫度內PolyKool建設。在EPDM樓梯間溫度的變化為3.75倍，PolyKool樓梯間的。事實上，有一個在PolyKool樓梯間如此小的溫度變化，現在，我們正在導致假定內部熱沖擊可被完全消除，并且保持恒定的內部溫度要容易得多，以及：

請注意，晚上10點和早上6點之間的建筑都是在內部溫度非常相似，但EPDM的建筑總是比PolyKool建筑熱。在上午8:00 EPDM大廈開始急劇升溫，而PolyKool建設仍然大致維持不變。后來，下午5:00和下午8:00之間，三元乙丙建筑冷卻速度甚至比它加熱 - 又一次的PolyKool建筑保持一個恒定的內部溫度。

屋頂綠化

圖1.2 - 平均內部對平均室外溫度

圖1.2展示了內部溫度如何變化作為外部的溫度的結果。注意PolyKool建筑如何保持幾乎相同的一整天，而EPDM建設快速波動。有在內部溫度從最熱到PolyKool樓內天的最冷部分的1.94度只有一個平均范圍。相反地，三元乙丙建筑物通常具有在24小時期間內部溫度的7.67度范圍。在大如這兩個建筑，有近8度意味著很多在維持大廈的住戶一致的溫度所需的額外能量來。

結論2：白色屋頂提高能源效率

在典型的熱八月天在Scottsdale亞利桑那的過程中，一個白色屋頂是4.62％冷卻器（更節能）比非白色屋頂。期間在建筑物（下午5:00）內的天最熱點，白色屋頂是8.49％冷卻器（更節能）比非白色屋頂。在最大內部溫度升高小時的上午7:00點 - 下午5:00，一個白色屋頂是6.97％致冷器（更節能）比非白色屋頂。根據這些數據，我們會懷疑與PolyKool屋頂建筑的八月千瓦消費應該由約7.00％以上，比上年減少了（當它有一個鎮流EPDM屋頂），假設剩余等于所有其他項目。

2008年8月，Nationwide®斯科茨代爾保險公司總部大樓亞利桑那州斯科茨代爾的電力消耗719000千瓦。據維修主管克里斯•彼得森，所有其他項目仍從2008年幾乎沒有變化，那PolyKool屋面系統的安裝是在2009年。在2009年8月的唯一實質性的區別，千瓦消耗量是663,000 - 一個7.79％的跌幅（或$ 5,450 ）電力需要冷卻建設（更加節能）。再次，這是在一個具體的屋頂板的建筑物。還要注意的是PolyKool帽片僅具有84如果建筑物有膠合板屋頂甲板（這是在亞利桑那更典型）的太陽能反射率（SRI）值，并且如果所用的材料的SRI值較高（100典型的是最優質的屋頂涂料），節約能源就會更大。斯塔克韋瑟屋頂已經開始執行使用膠合板屋頂甲板建筑以及更高的SRI價值屋頂涂料，比較的結果類似的分析。

結論3：白色屋頂減少屋頂表面溫度

屋頂綠化

圖2.1 - 平均屋頂表面對平均室外溫度

屋頂綠化

圖2.2 - 屋頂表面溫度平均變化率

該PolyKool涼爽屋頂是平均12度（13.57％），比EPDM屋面涼爽。但是，其包括過夜當沒有陽光直射。

圖2.1顯示，下午12:00在屋頂表面溫度在我們的研究中，當平均室外溫度是96.66°F的過程中最大的差異。的EPDM屋頂平均為156.28°F。在那個時候，但PolyKool屋頂僅為128.59°F。這就是27.69度（EPDM屋頂是26.69％更熱）的差異。上午9:00和下午5:00（最大陽光小時）之間，是一個平均22.40度（18.55％）差屋頂表面溫度 - 到屋頂設備長期生存相當顯著（以及建筑設施的工人）。

正如下面的圖2.2顯示出，6:00 AM至8:00點之間屋頂表面溫度升高率分別為兩個建筑相似，但EPDM屋面保持越來越熱，而PolyKool建設開始趨于平穩。另外，PolyKool建筑物冷卻下來更逐漸比EPDM建筑物，其加熱速度快而且變得極熱，然后冷卻以較快的速度（雖然它永遠不會比PolyKool屋頂冷卻器）。它不是直到下午7:00，當他們回來的溫度變化率相同。這是減少熱沖擊與PolyKool冷屋頂的另一個跡象。

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