_Geneigtes Dach
Reflektierende Dachflächen gegen Hitzeinseln
Studien zu Cool Roofs
Seit Langem wird die zunehmende Aufheizung von Metropolregionen beobachtet, vor allem in ihren dicht bebauten Zentren – ein Effekt der von der Wissenschaft als Hitzeinsel bezeichnet wird. Strategien, die diesem Phänomen und dem damit steigenden Energiebedarf für Kühlmaßnahmen begegnen, werden seit geraumer Zeit an der Arizona State University in Tempe zusammen mit Forschenden aus Spanien und Kanada untersucht. In ihrem Fokus stehen unter anderem Cool Roofs und Photovoltaik-Paneele. Welche lokal spezifischen Einflussfaktoren ihre Wirksamkeit bestimmen, haben die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen in zwei Studien zusammengefasst.
Gallerie
2020 haben Ashley M. Broadbent, E. Scott Krayenhoff and Matei Georgescu die Studie Efficacy of cool roofs at reducing pedestrian-level air temperature during projected 21st century heatwaves in Atlanta, Detroit, and Phoenix publiziert. Bereits 2016 veröffentlichten F. Salamanca, M. Georgescu, A. Mahalov, M. Moustaoui, A. Martillidie gemeinsam die Untersuchung Citywide Impacts of Cool Roof and Rooftop Solar Photovoltaic Deployment on Near-Surface Air Temperature and Cooling Energy Demand (siehe Surftipps).
Regionale Unterschiede und Einflussfaktoren
Wie die Forschenden herausfanden, fällt dieser Effekt der Cool
Roofs regional unterschiedlich stark aus. Dies zeigen ihre
Simulationen von Hitzewellen und urbanem Wachstum für drei
US-amerikanische Städte, die in verschiedenen Klimazonen liegen.
Entsprechend soll eine umfassende Ausrüstung von Gebäuden mit Cool
Roofs die durchschnittliche Tageslufttemperatur in Atlanta um 0,38
°C, in Detroit um 0,42 °C und in Phoenix sogar um 0,66 °C senken.
Eine Reihe weiterer Faktoren trägt ebenfalls zu Wirksamkeit der
Cool Roofs bei. Dazu gehören die Gebäudemorphologie, wie häufig der
Himmel über dem Standort bewölkt ist und die lokale
Oberflächenenergiebilanz. Letztere hängt zum Beispiel davon ab,
welche Anteile der Sonnenstrahlung zum Boden gelangen oder wie
oberflächennahe Wärmeströme, Bodenfeuchte und Vegetation das
örtliche Klima beeinflussen. Um die Temperatureffekte für einen
bestimmten Dachreflexionsgrad abzuschätzen, hat das Team mit der
Albedo Cooling Effectiveness (ACE) eine neue
Kennzahl entwickelt. Sie bezieht sich – statt wie bei
bisherigen Methoden üblich – nicht auf die Temperatur unmittelbar
über der Dachhaut, sondern auf das Niveau von Fußgängern und
Fußgängerinnen. Die ACE-Werte zeigen, dass Cool Roofs in Phoenix
durchschnittlich um 11 % wirksamer sind als in Atlanta und sogar um
30 % wirksamer als in Detroit.
Cool Roofs und Photovoltaikmodule
Auch der Vergleich von Cool Roofs mit Photovoltaik-Dachanlagen
brachte interessante Resultate: Gemäß den Simulationen, bei denen
unterschiedlich hohe Deckungsgrade in den Städten Phoenix und
Tucson in Arizona analysiert wurden, kühlen Cool Roofs tagsüber
effektiver als Photovoltaikmodule. Nachts ist es genau umgekehrt.
Bei einer Ausrüstung aller Gebäude mit den entsprechenden
Technologien würden Cool Roofs den täglichen stadtweiten
Kühlenergiebedarf um 13-14 % verringern, während
Aufdach-Photovoltaikanlagen 8-11 % einsparen würden. Dabei
wurden zusätzliche Einsparungen durch die Nutzung der
Sonnenenergie noch nicht berücksichtigt.
Auch in Europa wird zu dem Thema geforscht: Die Ergebnisse einer
französischen Studie zeigen, dass sich die oberflächennahe
Lufttemperatur in Paris tagsüber um 0,2 °C senken ließe,
sollte dort die Hälfte aller Dächer mit Sonnenkollektoren
ausgestattet werden. Die vorgestellten Ergebnisse zeigen, dass
beide Dachtechnologien – Cool Roofs und Photovoltaik-Dachanlagen
einen – je nach Standort einen unterschiedlich großen Beitrag zur
Abkühlung der Innenstädte leisten. Allerdings verfügen
Photovoltaikanlagen über einen zusätzlichen Nutzen, da sie den
Verbrauch fossiler Brennstoffe bei der Stromerzeugung
verringern.
Bauwerke zum Thema
Surftipps
Initiative Steildach/Dachkult, Augsburg | www.dachkult.de