冷屋顶－重要绿色建筑战略　　　

什么是冷屋顶?

总体而言，冷屋顶具有高反射率和辐射率。换句话讲，它向大气中反射阳光并辐射被吸收的太阳能，而非向建筑下传导吸收的热量。传统的黑屋顶不像冷屋顶那样反射阳光和辐射热量。热量很容易被屋顶吸收并渗透到建筑内部，增加了制冷成本。相反，冷屋顶能够在炎热的夏季降低制冷成本，从而进行节能和降低成本。

下面对冷屋顶和非冷屋顶进行模拟比较：假设在炎热的白天两个人都穿着体恤衫，其中一位穿白色的，而另一位穿黑色的。从大家的经验来看，在夏天穿黑色体恤衫不是一个明智之举，因为黑色纤维吸收太阳射线，从而加热皮肤。相反，穿白色体恤衫的人要感觉凉爽一些，因为白色体恤衫反射更多的阳光，吸收更少的热量。太阳能屋顶就像白色体恤衫，它使得建筑内部温度更低更凉爽。

但是，冷屋顶和白色体恤衫之间的一个重要不同点是冷屋顶未必就是白色的。如果由于审美需求，建筑师非得将建筑屋顶设计成黑色的，则当采用具有足够“凉爽”的颜色时也不会牺牲建筑的吸引力。冷屋顶市场中最新趋势包括“凉爽色”产品，这类产品使用暗色颜料，暗色颜料在太阳光谱的近红外（不可见）部分具有很高的反射率。随着“凉爽色”技术发展，现在的冷屋顶已经有绿色、红色、蓝色以及几乎所有我们能够想得到的颜色。

除了颜色选择问题之外，冷屋顶产品类型在最近几年也得到了蓬勃发展。无论是墙面板、瓷砖、改性沥青、区域用涂层，还是单层膜，都有“凉爽”版可供选择，以满足每个人的审美和节能需求。

冷屋顶为什么重要?

冷屋顶是绿色建筑的重要元素。建筑居住者和业主可以获得以下好处：

l   提高舒适性：冷屋顶意味着建筑内部经历更少的热量扩散，在温暖季节保持更加凉爽，

l   降低能源成本：由于降低了空调使用率，冷屋顶能降低10~50%的空调用能成本，

l   延长空调设备寿命：由于降低了空调负荷，

l   延长屋顶使用寿命：由于降低了热波动，并防护紫外线，紫外线能够导致褪色和表面老化。

从宏观上讲，冷屋顶的环境效益是多方面的，具有全局性影响，例如：

l   减少雾霾形成：因为较低的都市温度减少了光化学反应，

l   降低温室气体排放：由于空调能耗降低而降低石油和煤炭电厂的排放，

l   提高空气质量和健康水平：因为降低了雾霾和排放，

l   减轻城市热岛效应 ：红外线反射回大气从而使城市核心保持凉爽。

节能

由于冷屋顶将太阳热量反射和辐射到天空中，而非将热量传导到建筑之下，因此冷屋顶可以获得更低的表面温度，降低传导到建筑内部的热量，并降低建筑在炎热夏季的制冷负荷。劳伦斯伯克利国家实验室和加利福尼亚戴维斯能源集团的一项研究表明，安装冷屋顶有效地降低了每栋建筑屋顶表面的峰值温度，并且降低制冷设备的能源消费达到52%。使用测量的数据和修订的仿真程序，研究人员估计在加利福尼亚所有16个气候区内安装太阳能屋顶的收益为：平均峰值需求大概节能3.9到6.6瓦/平方米。

在世界上的很多气候区域，冷屋顶能够显著降低建筑制冷负荷耗能。中国可通过安装冷屋顶而大大受益。随着建筑行业快速发展，在炎热气候区建设大量新建筑会大大增加空调需求量，安装冷屋顶将大大降低能耗，特别是在中国南方地区。存在一些疑虑，即冷屋顶是否增加冬季的供热成本，事实上即使冬季供热成本略有增加，其增加量也完全可以被夏季的制冷节能量所抵消。大多数北方气候区在寒冷的冬季，太阳在天空中比较低，经常阴天，并且屋顶经常被雪覆盖，因此在冬季通过屋顶获得的热量通常可以忽略不计。如前所述，冷屋顶结合绝热措施是提高建筑能效的最佳方法，并能使建筑在更寒冷的气候区更好地运行。

降低城市热岛效应

在城市中使用冷屋顶，其节能效果能够更加显著地降低城市热岛效应，与附近郊区相比，城市热岛效应将使温度提高1-1.5℃（2–10华氏摄氏度）3。城市热岛效应是指由于城区建筑材料集中吸热而使得城市温度大大高于围区域的现象。由于环境温度的提高而增加峰值用能需求，从而对社区产生不利影响，空调费用增加、空气污染等级上升、雾霾增多、热相关的疾病增加。包括北京在内的许多中国城市都已经被高温困扰，受城市热岛效应之困。冷屋顶通过将太阳能反射回大气而有助于降低热岛效应的负面影响。

降低屋顶维修

研究表面太阳能屋顶能够有效延长屋顶的使用寿命。日复一日的紫外线辐射、红外线（IR）辐射、热通量都能损耗材料。通过反射作用，冷屋顶系统的紫外线辐射、红外线（IR）辐射作用减缓了老化速率，并使得屋顶保持在更加稳定的温度范围内。延长屋顶使用寿命有助于降低维修成本，并降低废弃物的生成量。

再循环和无毒材料

绿色建筑的另一个重要方面就是使用盛行的再循环和/或无毒材料。很多制造商已经在他们的太阳能屋顶产品配方中综合了额外的环境效益。例如，在金属材料和一些合成材料中使用再循环成分进行生产。而且，一些产品本身就设计成完全可再循环的，在结束使用寿命后再回收利用。再循环材料意味着使用更少的一次资源，从而降低能源消耗并减轻了垃圾生成的压力。

什么是冷屋顶评级委员会?

冷屋顶评级委员会 （CRRC）成立于1998年，是一家独立的、非盈利性评级实体，它测量屋顶产品表面的辐射特性。通过CRRC，屋顶产品制造商和销售商能够测得他们产品的辐射特性，由某个CRRC 的授信独立测试实验室（AITL）测量，并且将产品列于CRRC的在线评级产品目录中，网址为 www.coolroofs.org.

除了公开公正、准确、守信地进行屋顶表面的能源性能评级之外，CRRC的使命就是支持屋顶表面能源相关的辐射特性研究，并为热衷于理解和对比选择不同屋顶的人提供教育和目标信息。CRRC提供屋顶产品辐射特性的第三方认证，是个人寻找合适屋顶的一个重要工具。

由于绿色建筑成为建筑业主、 法律实体、建筑师和制造商的中心议题，因此非常有必要进行产品的“绿色”认证。寻求产品评级的个人可能包括建筑师、法规制定者、业主、建筑法律实体、能源服务供应商和社区规划者。业主可能想确认产品是否满足法规要求，建筑师可能想获得能效设计（LEED®）信誉积分点，而公用事业公司可能需要准确的信息以实现退税程序。

CRRC由两个独立的截然不同的集团构成：被授权商和会员。CRRC被授权商是指那些生产、销售屋顶产品或者产品零部件的公司。一旦某个被授权商的产品评级了，产品就会出现在评级产品目录中，并且被授权商可以在其产品材料上使用CRRC产品标识。CRRC会员由热衷于形成和指导组织的所有团体构成。CRRC会员可以投票表决组织有关的事项、加入某个委员会、竞选董事会的某个职务。会员完全与CRRC产品评级程序分离，并包括评级制造商、供应商、分销商以及屋顶承包人、顾问、建筑师、非营利团体、政府机构、教育机构、空气质量委员会、法律实体、能源服务公司和其他感兴趣的团体。（http：//www.coolroofs.org/crrcmembers.html）

产品评级程序工作是如何开展的?

CRRC的产品评级程序允许屋顶制造商用初始和老化辐射特性值标识不同的屋顶表面产品，并且使这些都列于评级产品目录中。（http：//www.coolroofs.org/products/search.php）

独立测试和认证

冷屋顶CRRC测试屋顶产品，而非屋顶安装。同样，对屋顶材料的小批样品进行全面测试。CRRC采用ASTM测试方法E1918、 C1549和 E903进行太阳能反射率测试，也用C1549的修订版CRRC-1测试方法#1进行测量。采用ASTM C1371进行热辐射率测量。CRRC还针对区域应用涂层样品进行厚度测试，以确保被测产品处于制造商所推荐的应用范围内。

CRRC的产品评级程序还进行随机测试程序，每年随机选取一定百分比的评级产品进行测试。进行随机测试的产品样品都是从市场上的分销商或者产品运输承包人处获得，或者是从生产现场获得的。随机测试程序的目的是验证市场销售的产品真实反映了它们的评级值。

初始和老化评级

一旦开展初始测试，产品样品就送到美国的三个不同气候区的测试场进行测试（炎热/潮湿，寒冷/温暖，炎热/干燥）。每个地方的样品都要经历3年的风吹雨淋。其思想就是模拟产品是如何随着时间发生老化和性能变化的，如受烟灰、藻类生长、以及其他自然气候条件的影响。三年之后，从测试场撤除样品，在不清洗的情况下重新测试辐射特性值。进行测试之后，将老化值添加到在线目录中，使得目录用户能够看到在三年周期内产品的性能状况。目前，CRRC的测试场和测试实验室仅仅位于美国境内，但是经CRRC评级的产品已经生产、销售于世界各个角落。

能源之星

在CRRC之外，美国仅有的另一个冷屋顶评级程序是美国环境保护署的ENERGY STAR®反射屋顶程序，这是对CRRC程序的补充。ENERGY STAR标识是消费者普遍认知的能效标记。制造商可以选择用ENERGY STAR对其产品进行评级，只要产品符合ENERGY STAR对初始和老化太阳能反射率的最低技术要求就行（低倾斜度屋顶初始值必须是SR ≥ 0.65，老化值为SR ≥ 0.50；而高倾斜度屋顶初始值必须是SR ≥ 0.25，老化值为SR ≥ 0.15）。如果数据符合CRRC评级标准，则ENERGY STAR程序也接受制造商提供的数据。

绿色建筑项目和法规

几个绿色建筑项目和法规认可冷屋顶的大量优点，对创造更加可持续的建筑具有战略意义。众所周知的项目是在能源效率设计（LEED®）项目中的美国绿色建筑委员会（USGBC）的领导角色。众所周知的标题24——加利福尼亚能源委员会的建筑标准法规，是将冷屋顶应用于建筑法规的一个典型案例。Title

USGBC LEED

USGBC LEED 评级系统是针对几种不同类型建筑的一个非官方认证程序，并且是全国承认的高性能绿色建筑的设计、建造和运行基准。LEED使用太阳能反射率因子（SRI）来规定其冷屋顶要求。在线计算器（包括USGBC提供的一个）能够计算SRI，使用太阳能反射率和热辐射率计算SRI。LEED 2009 是评级程序的最新版本，该程序将从2009年8月开始生效。当75%屋顶覆盖满足或者超过最低SRI（低倾斜度 = 78，高倾斜度 = 29）要求的材料时，LEED针对新建筑的老版本包括一个冷屋顶信誉。LEED的新信誉保留了这一要求，但是如果75%以上的屋顶都覆盖了，则允许比SRI要求的更低一些。LEED 2009包含针对不同信誉的新点分配。对于一个给定的项目，目前总共有100个可能点（以前版本只可能有69个点）。冷屋顶信誉值一个单点，并可用于每个LEED，包括针对学校的LEED，针对现有建筑的LEED，针对核心和壳的LEED，针对家庭的LEED。

加利福尼亚的标题24

加利福尼亚能源委员会（CEC）在1978年位于住宅建筑和非住宅建筑建立了能源效率标准，以响应要求降低加利福尼亚能源消耗的一项法规。建筑法规标准的最新版被称为标题24，将于2009年8月1日生效。标题24按照建造类型、建筑用途、倾斜度和屋顶产品密度描绘了屋顶要求。标题24还指定CRRC 作为屋顶材料辐射特性的监管实体，因此要求屋顶产品必须经CRRC认证，并由CRRC贴标，否则假设默认评级为老化反射率和辐射率。加利福尼亚的标题24 示范性地阐述了太阳能屋顶如何能够用于建筑法规，以及CRRC 如何能够作为有用的工具来保证精确、独立以及评级可比。

* 注： CRRC已经针对本文总结了标题24要求。CRRC无意解释CEC的规章；关于提议变更的所有语言请参阅CEC文件，包括进一步的要求和例外。

冷屋顶、CRRC和中国

冷屋顶是新建建筑和改造项目中实现高能效屋顶的一个有效方法。就中国的规模而言，无论是人口还是土地使用，其飞速的发展和炎热的南方气候条件都使得它能成为一个受益于冷屋顶技术的理想国家。这些情况都显现出巨大的、降低能源使用和减轻全球变暖的潜能。作为一个关于冷屋顶以及如何评级屋顶产品辐射特性的教育资源，CRRC希望成为那些对在中国全面推广冷屋顶技术感兴趣的人的教育资源。 CRRC的评级产品目录是设计者、建筑师和施工人员的一项宝贵的在线资源，特别是越来越多的建筑法规和项目要求经第三方评级实体测量的能效屋顶产品。绿色建筑专家应该研究CRRC在线的评级产品目录，并考虑使用冷屋顶作为他们的绿色建筑工程项目的一部分，以有效地节能，降低城市热岛效应，提高全世界人民的居住舒适性。

关于冷屋顶的更多信息，请访问CRRC网址 www.coolroofs.org ，或者与我们直接取得联系info@coolroofs.org 或 001-866-465-2523.

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