Philadelphia verfde 340 daken wit, en de koelere kamers bespaarden duizenden kWh aan stroom

Tussen 2001 en 2003 kregen honderden woningen in Philadelphia een witte, reflecterende daklaag. Bij bewoners zonder airconditioning op de bovenste verdieping daalde de temperatuur met bijna 1,1 graden Celsius. Onderzoek naar dat project en vergelijkbare experimenten in Florida en Californië laat zien hoeveel verkoeling een licht dak kan opleveren, en waar de keerzijde begint.

Op de bovenste verdieping werd het merkbaar koeler

Het project richtte zich op oudere bewoners met een laag inkomen, vaak wonend in de karakteristieke aaneengeschakelde rijwoningen van Philadelphia. Juist zij hebben meestal weinig ruimte voor een airco of een hoge stroomrekening. De hulporganisatie ECA bracht bij zo’n 340 woningen een witte, elastomere daklaag aan.

In kamers zonder airconditioning op de bovenste verdieping daalde de piektemperatuur van het plafond met zo’n 2 tot 2,5 graden Celsius. In de slaapkamer zelf was de daling ongeveer de helft daarvan, bijna 1,1 graden Celsius. Een verschil dat tijdens een hete nacht kan bepalen of je nog kunt slapen.

Een stad houdt warmte vast, een licht dak niet

Een wit dak helpt niet alleen de bewoners eronder. Asfalt, beton en donkere gevels slaan overdag warmte op en geven die ’s avonds weer af, waardoor een stad wel 1,1 tot 4,4 graden warmer kan zijn dan het omliggende platteland. Dat heet het stedelijke hitte-eiland.

Hoeveel warmte een dak vasthoudt, hangt af van het albedo, een maat van nul tot één die aangeeft hoeveel zonlicht een oppervlak terugkaatst. Een reflecterend dak grijpt op drie manieren in:

• Het houdt zonnewarmte buiten voordat die de woning bereikt.
• Daardoor hoeft een airco minder hard te werken op de heetste uren van de dag.
• Dat ontlast ook het elektriciteitsnet als veel huishoudens tegelijk koelen.

Wereldwijd zou het effect enorm zijn

Onderzoeker Hashem Akbari van het Lawrence Berkeley National Laboratory berekende samen met collega’s wat lichtere daken en wegen wereldwijd zouden kunnen betekenen voor het klimaat.

Goed om te weten. Volgens hun studie kan een wereldwijde toename van het albedo van daken en wegen een stralingseffect opleveren dat overeenkomt met het compenseren van 44 miljard ton CO₂. Het gaat om een theoretische vergelijking van het klimaateffect van meer teruggekaatst zonlicht, niet om CO₂ die daadwerkelijk uit de lucht verdwijnt.

Ook elders dook hetzelfde resultaat op

De uitkomst uit Philadelphia stond niet op zichzelf. Een school in het Floridaanse Cocoa Beach kreeg in 1995 een witte acryllaag op het dak. Een jaar later lag het elektriciteitsverbruik van de koelinstallatie zo’n 13.000 kWh lager, en was de piekvraag naar stroom met ongeveer 10 procent gedaald.

Bij drie kantoor en winkelgebouwen in Californië steeg de weerkaatsing van het dak van 0,20 naar 0,60. Daardoor zakte de zomertemperatuur van het dak van ongeveer 79 naar 49 graden Celsius, en gebruikte een van de gebouwen 18 procent minder energie voor koeling.

Wit blijft niet vanzelf wit

Er zit een duidelijke keerzijde aan. Stof, roet en vuil maken een licht dak na verloop van tijd donkerder, waardoor het na enkele jaren tot een derde van zijn reflecterende werking kan verliezen. Schoonmaak en onderhoud horen dus bij de maatregel.

In een koud klimaat kan een sterk reflecterend dak in de winter juist extra stookkosten geven, omdat het minder zonnewarmte opvangt. Een koel dak hoeft daarbij niet letterlijk wit te zijn, want moderne membranen, pigmenten en dakmaterialen kunnen ook in andere kleuren veel zonlicht terugkaatsen en opgenomen warmte weer afgeven.

Wat Nederlandse steden hiermee kunnen

Voor Nederlandse gemeenten met veel platte daken, zoals Amsterdam en Rotterdam, ligt toepassing voor de hand op woningen en bedrijfsgebouwen die in de zomer snel opwarmen. De keuze vraagt om maatwerk per dak, waarbij isolatie, schaduw, het gebruik van het gebouw en de winterse warmtevraag meetellen.

In Californië zijn koele daken al opgenomen in bouwregels, en Philadelphia stelde eisen aan nieuwbouw. Nu warme nachten en hittegolven ook in Nederlandse steden vaker voorkomen, en airco’s het stroomnet en de energierekening verder belasten, kunnen Nederlandse bouwers en gemeenten die Amerikaanse ervaring gebruiken bij renovaties en nieuwe wijken, inclusief afspraken over hoe vaak de daklaag wordt gecontroleerd en gereinigd.

Bronnen

• Akbari, Menon en Rosenfeld, Global Cooling: increasing world-wide urban albedos to offset CO2, Lawrence Berkeley National Laboratory
• White Roof Success Story: Our Savior’s Elementary School, Cocoa Beach, Florida
• Akbari, Measured energy savings of light-colored roofs: results from three California demonstration sites, Lawrence Berkeley National Laboratory