Ψυχρά ονομάζονται τα υλικά που χαρακτηρίζονται από:

α) Υψηλή ανακλαστικότητα στην ηλιακή ακτινοβολία (στο φάσμα 300-2500nm) (total solar reflectance). Η ανακλαστικότητα είναι η ικανότητα μιας επιφάνειας να εκτρέπει (ανακλά) την προσπίπτουσα ηλιακή ακτινοβολία και περιλαμβάνει τόσο την ακτινοβολία στο ορατό φάσμα, όσο και την υπέρυθρη και την υπεριώδη ακτινοβολία που περιλαμβάνονται στο φάσμα της ηλιακής ακτινοβολίας.

β) Υψηλό συντελεστή εκπομπής υπέρυθρης ακτινοβολίας (infrared emittance). Ο συντελεστής εκπομπής είναι μια παράμετρος, που προσδιορίζει την ικανότητα ενός υλικού να αποβάλλει ποσά θερμότητας, υπό μορφή υπέρυθρης ακτινοβολίας.

 

Εικ. 5 Οι ιδιότητες των ψυχρών υλικών

Πηγή: Α. Συννέφα, 2007, Διδ. Διατριβη: «Μελέτη ενεργειακών και Περιβαλλοντικών λύσεων για την αντιμετώπιση του φαινομένου της αστικής θερμικής νησίδας», Τμήμα Φυσικής -ΕΚΠΑ

 

Τα παραπάνω χαρακτηριστικά εκφράζονται σε τιμές, οι οποίες κυμαίνονται από 0 έως 1 (ή 0%-100%) και όσο μεγαλύτερη είναι η τιμή τους, τόσο πιο ‘ψυχρή’ είναι η στέγη και η επιφανειακή θερμοκρασία που αναπτύσσεται σε αυτήν. Για παράδειγμα 100% = ολική ανάκλαση, 0% = μηδενική ανάκλαση (δηλαδή 100% απορρόφηση).

Ο δείκτης ανακλαστικότητας στην ηλιακή ακτινοβολία (solar reflectance index) ενσωματώνει σε μία τιμή και τις δύο αυτές ιδιότητες, προσδιορίζοντας την ικανότητα μιας επιφάνειας να ανακλά την ηλιακή ακτινοβολία και να αποβάλλει υπό μορφή υπέρυθρης ακτινοβολίας, την ενέργεια που έχει απορροφήσει. Είναι συναρτήσει της αύξησης που παρουσιάζει η θερμοκρασία της σε σύγκριση με μία πρότυπη λευκή και μαύρη επιφάνεια. Ουσιαστικά, ο συντελεστής SRI χαρακτηρίζει «πόσο ψυχρό» είναι ένα υλικό.

 

Ένα παράδειγμα ψυχρής οροφής είναι μια ταράτσα με επικάλυψη λευκού ελαστομερούς χρώματος με ανακλαστικότητα 85% , συντελεστή εκπομπής 90% και δείκτη ανακλαστικότητας στην ηλιακή ακτινοβολία 107. Η θερμοκρασία αυτής της ταράτσας κάτω από τον ήλιο θα είναι 42°C.
Συγκριτικά, μία συμβατική στέγη (γκρι τσιμέντο) με ανακλαστικότητα 20%, συντελεστή εκπομπής 90% και δείκτη ανακλαστικότητας στην ηλιακή ακτινοβολία μόνο 19! Η θερμοκρασία αυτής της ταράτσας κάτω από τον ήλιο θα είναι 75°C.

Το παρακάτω διάγραμμα παρουσιάζει σχηματικά την ηλιακή ακτινοβολία και τη θερμότητα που ανακλάται και εκπέμπεται αντίστοιχα, ανάλογα με την τελική επίστρωση της στέγης ενός κτηρίου. Είναι προφανές, ότι η θερμότητα που διαπερνά την στέγη καθορίζει τη θερμοκρασία που αναπτύσσεται στα δομικά στοιχεία του κτηρίου αλλά και στον εσωτερικό του χώρο.

 

Αναφορά: Konopacki, S., L. Gartland, H. Akbari, and I. Rainer. 1998. Demonstration of Energy Savings of Cool Roofs. Paper LBNL-40673. Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley, CA (σε αγγλική έκδοση)