В новаторском исследовании, опубликованном сегодня, ученые из округа управления качеством воздуха Южного побережья и Университета Южной Калифорнии обнаружили, что широко распространенная установка определенных материалов для «холодных крыш» в регионе может немного увеличить загрязнение озоном и мелкими частицами. уровни.
Исследование объясняет, как прогнозируемое повышение уровня озона можно свести к минимуму или, возможно, избежать, потребовав более всесторонних стандартов характеристик для охлаждающих кровельных материалов. Тем не менее, прогнозируется небольшое увеличение содержания мелких частиц (PM2,5) с усилением стандартов или без них.
«Прохладные крыши имеют много преимуществ, включая снижение потребления энергии для охлаждения и смягчение значительного воздействия волн тепла на здоровье». сказал Уэйн Настри, исполнительный директор SCAQMD.
"Хотя в будущем широкое использование определенных видов холодных кровельных материалов может немного повысить уровень загрязнения воздуха, мы никоим образом не хотим препятствовать этой технологии. Это исследование показывает, что необходимо сделать, чтобы охладить наши города и избегайте непреднамеренного повышения уровня озона."
Исследование под названием «Влияние широкого распространения прохладных крыш на качество воздуха на озон и твердые частицы в Южной Калифорнии» было опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences.
Научная статья была подготовлена группой ученых SCAQMD под руководством Скотта А. Эпштейн, доктор философии, в сотрудничестве с Джорджем Бан-Вайсом, доктором философии, профессором гражданской и экологической инженерии в USC. Они использовали сложные компьютерные модели метеорологии и качества воздуха, измерения холодных кровельных материалов и подробные базы данных крыш региона, чтобы предсказать воздействие на качество воздуха более широкого использования холодных кровельных материалов - обычно светлых и с высокой отражающей способностью - которые, как ожидается, будут результатом действующие в штате стандарты энергоэффективности.
Многочисленные научные исследования установили, что замена более темных крыш и строительных материалов материалами с высокой отражающей способностью может снизить пиковые дневные температуры и смягчить так называемый «эффект городского острова тепла», когда в городах может быть на несколько градусов теплее, чем в менее урбанизированных окрестностях. области.
Однако многие охлаждающие кровельные материалы отражают больше ультрафиолетового света (УФ), чем их традиционные аналоги, что увеличивает вероятность образования озона. Ультрафиолетовые лучи способствуют образованию смога на пути к Земле. Когда прохладные крыши отражают УФ-лучи обратно в атмосферу, они создают «двойной выстрел» образования озона.
Этого увеличения содержания озона можно избежать, если принять всеобъемлющий стандарт кровли, чтобы предотвратить увеличение общего коэффициента отражения УФ-излучения вновь установленных прохладных крыш. Сегодня доступны классные кровельные материалы, которые отражают такое же или даже меньшее количество ультрафиолетового излучения, чем традиционные кровельные материалы.
«Это исследование подчеркивает важность рассмотрения того, как стратегии, используемые для смягчения одной экологической проблемы, могут иметь сопутствующие выгоды и / или непредвиденные последствия для других экологических систем», - сказал Бан-Вайс. «Улучшается или ухудшается загрязнение воздуха от установок с прохладной крышей, зависит от множества конкурирующих химических и метеорологических факторов.
"Учитывая, что наше исследование сосредоточено на бассейне Лос-Анджелеса, необходимы дальнейшие исследования, чтобы выяснить, как эти конкурирующие процессы влияют на загрязнение воздуха в городах вокруг Калифорнии и за ее пределами."
Хотя увеличение образования озона можно смягчить, заменив холодные кровельные материалы, прогнозируемое небольшое увеличение уровней PM2,5 связано с более низкими температурами поверхности, что приводит к более слабым морским бризам и более низким инверсионным слоям, и произойдет независимо УФ-отражения кровельных материалов, согласно исследованию.
В исследовании также отмечается, что укладка холодных материалов для мощения может оказать еще большее влияние на уровни озона и PM2,5, поскольку площадь вымощенных площадей в регионе значительно больше, чем общая площадь кровли, затронутая государственной энергоэффективностью. стандарты.