Rivestire le pareti esterne con vernici a riflessione solare può portare a notevoli risparmi energetici nei climi caldi, limitando l'inquinamento, conclude uno studio del Berkeley Lab. Credito:iStock/Yaya Ernst
Se queste mura potessero parlare, potrebbero dirti che tagliare i costi energetici e l'inquinamento può essere facile come dare loro una nuova mano di accendino, vernice più riflettente.
Uno studio condotto da scienziati del Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti ha modellato diversi tipi ed età di case, negozi al dettaglio, ed edifici per uffici in città della California e degli Stati Uniti, e hanno scoperto che in molti luoghi le pareti esterne "fredde" che riflettono la luce solare possono risparmiare tanta o più energia rispetto ai tetti freddi che riflettono la luce solare.
Le pareti fredde sono generalmente considerate avere una riflettanza solare superiore alla media, il che significa che riflettono una frazione maggiore di luce solare in entrata rispetto alle pareti esterne medie e un'elevata emissività termica, il che significa che possono rilasciare in modo efficiente il calore assorbito.
"Le pareti fredde forniscono risparmi sui costi energetici e riduzioni delle emissioni in tutta la California e nella metà meridionale degli Stati Uniti. In questi climi, le pareti fredde possono risparmiare tanta o più energia rispetto al tetto fresco delle stesse dimensioni, " disse Ronnen Levinson, uno scienziato dello staff del Berkeley Lab e leader del gruppo Heat Island del Berkeley Lab, coautore dello studio, pubblicato sulla rivista Energy &Buildings. Le pareti ricevono una luce solare meno intensa rispetto ai tetti, ma sono anche meno isolati, Lui ha spiegato.
Lo studio ha presentato un'analisi di oltre 100, 000 simulazioni edilizie. Pablo J. Rosado, ex borsista post-dottorato in ingegneria meccanica nel gruppo Heat Island, è stato l'autore principale dello studio.
The Heat Island Group esplora l'effetto isola di calore urbana:un aumento della temperatura dell'aria urbana esterna causata dalla concentrazione di edifici, strade, e altre strutture che assorbono calore e modi per ridurre il problema.
"Analogi verticali per raffreddare i tetti"
Levinson ha detto di essersi interessato alla scienza dei muri freddi circa un decennio fa, mentre lavorava a un programma cool-roof in Cina. "Era ovvio nelle città cinesi che c'era molta più area di muro che area di tetto, " ha detto. "Ho iniziato a pensare, "Dovremmo considerare i muri freddi come gli analoghi verticali dei tetti freddi?""
Nella maggior parte degli Stati Uniti, circa il 40-60% di tutti gli edifici è stato costruito prima del 1980, quando i regolamenti edilizi generalmente specificavano un isolamento delle pareti molto inferiore a quello richiesto oggi. Di conseguenza, il risparmio di cool-wall in questi vecchi edifici che soddisfano questi vecchi codici potrebbe essere da tre a sei volte maggiore di quello per i nuovi edifici, lo studio ha trovato.
"Ripitturare le pareti esterne degli edifici precedenti al 1980, che si tratti di case, uffici o negozi, con vernice fredda offre i maggiori vantaggi perché hanno il minor isolamento, " Ha detto Levinson. "E questo non è difficile da fare. Ci sono molte vernici fresche di colore chiaro nei negozi di articoli per la casa locali".
Anche se non c'è ancora un formale, definizione universale per pareti fredde, Levinson suggerisce che le pareti fredde a prestazioni inferiori dovrebbero riflettere almeno il 40% dell'energia solare, mentre le pareti fredde ad alte prestazioni dovrebbero riflettere almeno il 60%. Lo studio ha ipotizzato che una parete media non fredda rifletta il 25% della luce solare.
Mappa delle zone climatiche degli Stati Uniti. La Zona 7 (non mostrata) include la maggior parte dell'Alaska. La zona 1 include le Hawaii, Guam, Porto Rico, e le Isole Vergini. Credito:pareti "cool" riflettenti solari:vantaggi, Tecnologie, e attuazione, Appendice P/California Energy Commission
Le pareti chiare sono le più belle, ma i pigmenti che riflettono la metà invisibile della luce solare e i pigmenti fluorescenti possono essere utilizzati per realizzare pitture fredde in un'ampia gamma di colori. Brillante, le pareti di metallo nudo tendono a non essere fredde perché sono lente a rilasciare il calore assorbito.
Risparmi trovati in California e nella metà meridionale degli Stati Uniti
Nelle calde città degli Stati Uniti da Miami, Florida, ad Albuquerque, Nuovo Messico (vedi mappa:zone climatiche da 1A a 4B), i ricercatori hanno scoperto che le pareti fredde potrebbero portare a un riscaldamento annuale, ventilazione, e aria condizionata (HVAC) risparmi sui costi energetici fino all'11% per i negozi al dettaglio indipendenti, 8,3% per le case unifamiliari, e il 4,6% per gli edifici per uffici di medie dimensioni. E per le case unifamiliari in tutti i climi della California, lo studio ha riscontrato un potenziale risparmio sui costi energetici dal 4% al 27%.
Lo studio ha tenuto conto sia del risparmio energetico nella stagione di raffreddamento che dei costi energetici elevati nella stagione di riscaldamento.
I ricercatori hanno scoperto che le pareti fredde offrono riduzioni comparabili delle emissioni annuali di inquinanti atmosferici come ossidi di azoto e anidride solforosa, e gas serra come l'anidride carbonica. Inoltre, riducono la domanda di picco di energia elettrica.
Levinson ha anche pubblicato uno studio correlato sulla rivista Energia solare che mostra come regolare il risparmio delle pareti fredde per gli effetti dell'ombreggiatura e della riflessione da parte degli edifici vicini.
Primi passi verso gli standard delle pareti fredde
Ora c'è un certo slancio verso le specifiche e le valutazioni per i cool wall, ha notato Levinson.
Il Cool Roof Rating Council, che è stata creata nel 1998 come organizzazione educativa senza scopo di lucro per supportare la ricerca e i sistemi di valutazione per i prodotti per coperture fredde e fungere da risorsa per aumentare l'efficienza energetica negli edifici, sta perseguendo un'espansione nelle valutazioni per le pareti fredde, Egli ha detto.
L'organizzazione ha votato il 12 giugno per modificare il proprio statuto per consentire la valutazione dei prodotti per la superficie delle pareti.
L'ultimo studio chiarisce che molti luoghi potrebbero trarre grandi vantaggi da pareti fredde, ha detto Levinson. "Se hai caldo, clima soleggiato, le pareti fresche sono per te."
Risorse Cool-Wall
Vantaggi della parete fredda, tecnologie, e l'implementazione sono riassunti in un recente rapporto condotto dal Berkeley Lab preparato per la California Energy Commission:Solar-Reflective "Cool" Walls:Benefits, Tecnologie, e implementazione.
Altri due studi recenti pubblicati dai ricercatori del Berkeley Lab e della University of Southern California sulla rivista Scienze e tecnologie ambientali scoperto che le pareti fredde sono efficaci quasi quanto i tetti freddi per ridurre l'effetto isola di calore urbana, e che pareti e tetti freddi hanno effetti contrastanti sulla qualità dell'aria nel bacino di Los Angeles.
Usa Cool Surface Savings Explorer, uno strumento basato su Excel per Windows, per visualizzare i risparmi energetici stimati della superficie fredda per una varietà di tipi di edifici. Le istruzioni e un collegamento per il download sono disponibili nella Sezione 4 delle Linee guida per l'applicazione di Cool Wall in un rapporto della California Energy Commission.
I ricercatori del Berkeley Lab hanno sviluppato pigmenti freddi fluorescenti rosso rubino e blu egiziano che potrebbero migliorare le proprietà di risparmio energetico delle pitture murali fredde.