美国对冷屋面的研究与选择

冷屋面工作原理

人类早在几个世纪前就知道白色或浅色屋面比黑色屋面凉快。地中海和中东一带一些城市的浅色和白色的建筑物不仅赏心悦目，而且即使是最热的一些日子也极为凉快和舒适就是最好的证明。当前经济和环境的压力又重新燃起了人们对白色屋面反光性能以及城市热岛效应问的关注。近年来，美国政府机构共同合作研究热岛效应和反射屋面的相互关系。劳伦斯伯克来国家实验室的研究人员根据美国航空航天局从太空拍摄的红外照片证实，美国许多大城市遭受热岛效应影响。热岛效应的因果关系十分清晰，即温度升高，空调用电增加，燃煤消耗增加，空气污染加重。此外，橡树岭国家实验室的研究人员也进行了若干项评估各种材料的太阳反射率和辐射率的研究。

太阳反射率（albedo）或reflectivity)表示经表面反射的太阳能的百分数。反射率越高，则表面反射出的阳能越多。辐射率是材料吸收热能，再以红外线的方式散发出的热量的百分数。辐射率越低的材料因为散发出热量少，热能积聚而使材料温度升高。

空中红外照相清楚地显示地表面温度有很大的差异。种差异主要是由表的反射和辐射特性造成的。高反射高辐射的表面“最冷”。浅色和深色的表面都可能具有高的辐射率，而高的反射表面则几乎总是白色的或浅色的。大多数专家相信冷屋面的使用效果主要是节能和减轻热岛效应的不利影。

冷屋面定义

虽然，冷屋面在业内尚无统一的定义，但美国能源署（EIA）的能源之星屋面产品纲要对产品提了一个最低标。该纲要要求低坡屋面产品的初始反射率至少为0.65，使用,3年以后至少不低于0.5。另外，还要求制造商提供相当于或好于对非反射屋面产品提供的保证。

冷屋面评估委员会成立于1998年，是非赢利性的组织，旨在实施和推动屋面表面太阳反射率和辐射率的公正、准确的评估。虽然该组织没有对冷屋面规定最低标准，但其所有冷屋面性能试验均由公认的独立实验室按现行的ASTM方法进行。30家制造商的100多个产品的相关性能，可以登录www.coolroofs.org查询到。

ASHRAE制定了标准90.1，对节能建筑设计制定了最低要求。该标准1994年为邦政府采纳，规定屋面最低反射率为70%,最低辐射率为75%。

美国冷屋面产品体系

在如今的市场上冷屋面产品主要有两类：保护涂料单层屋面系统。反射性的保护涂料如丙烯酸类或弹性体类涂料是一种降低能源费用有效的短期方案，而追求长效低维护方案的大多数业主往往选用单层屋面系统。

与冷屋面有关又有所不同的是屋顶花园系统，有时又称绿色屋面。最近的究表明，屋顶花园缓和和降低了下面屋面卷材的温度波动、降低了春季和夏季室内温度以及延缓和减轻了迳流。然而，这种类型屋顶增加了屋面荷载、初始费用和维护费用。

市场上屋面产品琳琅满目，选择一种合适的产品并不是一件容易的事。利用能源之星屋面产品纲要中的产品目录或CRRC的评估表是一个好办法。此外，能源之星纲要研制了一个节能计算器，利用该计算器可以根据所施工的冷屋面大致估计出可能的节能效果。

在选择冷屋面系统时，以下一些因素需要加以考虑：1.初始的和3年以后的反射和辐射功能;2.耐久性和功能的跟踪记录；3.有无有实力、信誉良好的制造商作后盾；4.当地的气候和极端气象条件；5.维护的要求和修补的难易。

许多单层屋面系统由于其在长期性能、易维修以及寿命周期费用等方面的优势在商业屋面的应用中已经变得相当普遍，有一些已经脱颖而出成为最持久的冷屋面方案。在白色、单层冷屋面系统中，pvc单层屋面系统具有最佳的长期功能跟踪记录。

第一个白色PVC系统在上个世纪60年代在德国铺设，然而正是这种系统在全面功能和寿命周期方面的优势使其在70年代和80年代在欧洲盛行起来。

氯磺化聚乙烯系统是美国最早的屋面系统，70年代引入时商品名为海帕龙。虽然，作为冷屋面系统海帕龙也十分有效，但并没有在商业上取得如同PVC、EPDM以及其它单层片材那样的成功。

单层冷屋面更近一些的进展有80年代后期和90年初的TPO以及CPA(共聚物合金)。今天，许多单层屋面系统都可以是白色的，包括EPDM和改性沥青，但PVC和TPO是最普及、长期性能最佳系统。在这些系统中，最“冷”的太阳反射率可达70-85%.