De paradox van het ‘koele dak’

Er is geen twijfel mogelijk: de effecten van de klimaatopwarming zijn maar al te voelbaar. Langere en intensere hittegolven beginnen normaal te worden in de zomer. Volgens het 'European State of the Climate report' had Europa in 2022 de warmste zomer voor zover bekend en het op een na warmste jaar aller tijden. Uit het rapport blijkt ook dat Europa de afgelopen decennia sneller opwarmt dan alle andere continenten. De temperaturen stijgen er tweemaal zo snel als het gemiddelde wereldwijd. Het is dus niet verbazingwekkend dat gebouwen er moeite mee hebben de temperatuur comfortabel te houden voor de bewoners en de inboedel. Steeds meer mensen maken gebruik van airconditioning, wat op zijn beurt nog meer warmte genereert en waardoor nog meer CO2 wordt afgegeven aan de atmosfeer. Volgens een schatting in 2021 van het Franse Bureau voor Milieu- en Energiebeheer (ADEME) heeft 25% van de Franse huishoudens en 40% van de bedrijven inmiddels enige vorm van airconditioning, met uiteenlopend energierendement.In dit kader is het concept van het ‘koele dak’ wereldwijd in opmars als de oplossing om de oververhitting van gebouwen tegen te gaan. Het is vrijwel een synoniem geworden voor veronderstelde mondiale effectiviteit wat betreft energieprestaties en duurzaamheid.Maar is dat terecht?Tegenwoordig wordt een koel dak meestal gedefinieerd als een lichtgekleurd dak dat is ontworpen om het zonlicht te weerkaatsen, waardoor de hoeveelheid warmte die doordringt in het gebouw wordt verminderd, zodat het in de zomer koeler blijft en daardoor de energierekeningen van de airconditioning omlaaggaan.De keuze voor een koel dak, met name in warme gebieden, lijkt dus vanzelfsprekend. Maar veel van de beschikbare informatie schept verwarring over de effectieve voordelen. Is het echt de beste oplossing voor de bewoners van het gebouw? Levert het aanzienlijke energiebesparing op? Gaat het doeltreffend het stedelijke hitte-eilandeffect tegen? Is het een duurzame oplossing op lange termijn? Regelmatig worden deze concepten door elkaar gehaald, alsof ze allemaal hetzelfde zijn.

Er is geen twijfel mogelijk: de effecten van de klimaatopwarming zijn maar al te voelbaar. Langere en intensere hittegolven beginnen normaal te worden in de zomer. Volgens het 'European State of the Climate report' had Europa in 2022 de warmste zomer voor zover bekend en het op een na warmste jaar aller tijden. Uit het rapport blijkt ook dat Europa de afgelopen decennia sneller opwarmt dan alle andere continenten. De temperaturen stijgen er tweemaal zo snel als het gemiddelde wereldwijd. 

Het is dus niet verbazingwekkend dat gebouwen er moeite mee hebben de temperatuur comfortabel te houden voor de bewoners en de inboedel. Steeds meer mensen maken gebruik van airconditioning, wat op zijn beurt nog meer warmte genereert en waardoor nog meer CO2 wordt afgegeven aan de atmosfeer. Volgens een schatting in 2021 van het Franse Bureau voor Milieu- en Energiebeheer (ADEME) heeft 25% van de Franse huishoudens en 40% van de bedrijven inmiddels enige vorm van airconditioning, met uiteenlopend energierendement.

In dit kader is het concept van het ‘koele dak’ wereldwijd in opmars als de oplossing om de oververhitting van gebouwen tegen te gaan. Het is vrijwel een synoniem geworden voor veronderstelde mondiale effectiviteit wat betreft energieprestaties en duurzaamheid.

Maar is dat terecht?

Tegenwoordig wordt een koel dak meestal gedefinieerd als een lichtgekleurd dak dat is ontworpen om het zonlicht te weerkaatsen, waardoor de hoeveelheid warmte die doordringt in het gebouw wordt verminderd, zodat het in de zomer koeler blijft en daardoor de energierekeningen van de airconditioning omlaaggaan.

De keuze voor een koel dak, met name in warme gebieden, lijkt dus vanzelfsprekend. Maar veel van de beschikbare informatie schept verwarring over de effectieve voordelen. Is het echt de beste oplossing voor de bewoners van het gebouw? Levert het aanzienlijke energiebesparing op? Gaat het doeltreffend het stedelijke hitte-eilandeffect tegen? Is het een duurzame oplossing op lange termijn? Regelmatig worden deze concepten door elkaar gehaald, alsof ze allemaal hetzelfde zijn.

De duurzaamheid van een dakbedekkingsmembraan hangt af van verschillende factoren. Een daarvan is het energieverbruik dat vereist is om het te produceren (zijn CO2-voetafdruk). De productie van eenlaagse dakbedekkingsmembranen zoals Elevate UltraPly TPO kost minder energie vanwege de lage massa. Bovendien bevat het materiaal geen chloor of halogenen en het allerbelangrijkste: het heeft een lange levensduur.

Er bestaat een verband tussen de levensduur en de gebruiksprestaties. Een EPDM-dakbedekkingsmembraan heeft een veel langere levensduur dan een lichtgekleurd membraan van dezelfde dikte. Dat betekent dat het minder vaak zal moeten worden vervangen. Als we er rekening mee houden dat dakvernieuwingswerkzaamheden meer CO2-uitstoot met zich meebrengen, meer afval en meer kosten, wat is dan het duurzaamste membraan? Het meest weerkaatsende of het membraan dat het langst meegaat?

Ten aanzien van het onderwerp van het hitte-eilandeffect blijkt uit onderzoek uitgevoerd door de Universiteit van Stanford1 dat weerkaatsende daken het hitteprobleem niet zozeer oplossen, maar het in feite doorgeven aan oppervlakken in de omgeving. In een stedelijke omgeving zijn de grootste oppervlakken niet de daken, maar de straten en de gevels van gebouwen. Lichtgekleurde daken kunnen energie weerkaatsen naar grote oppervlakken in de omgeving, zoals glaswanden of betonnen gevels, en die oppervlakken hebben een grotere capaciteit om warmte te accumuleren en zijn niet in staat de warmte 's nachts weer af te geven, waardoor de situatie alleen maar erger wordt.

Daarbovenop weerkaatsen hoge gebouwen de energie op zo'n manier naar de atmosfeer dat de regencycli erdoor kunnen worden verstoord. Witte oppervlakken verminderen de verticale beweging van vocht naar de atmosfeer. Dat verkleint op zijn beurt het wolkendek, met minder regen en drogere omstandigheden tot gevolg. Dat is het tegenovergestelde van het gewenste effect.

Een onderzoek van de Arizona State universiteit gepubliceerd door de Proceedings of National Academy of Sciences (PNAS) bevestigt dat wat in het ene geografische gebied goed werkt, in een andere regio mogelijks niet optimaal is. Zo werken weerkaatsende koele daken misschien goed in Californië, maar zouden ze de neerslag in Florida met 2 tot 4 ml per dag kunnen verlagen.

Kortom: om echt duurzaam te zijn, moet een dakbedekkingsmembraan een lange levensduur hebben, uitstekende prestaties bieden en geschikt zijn voor oplossingen zoals groendaken. Groendaken houden in de zomer het dak koeler dan een wit oppervlak en in de winter zorgen ze voor een extra isolatielaag, ze bieden ook oxygenatie, evapotranspiratie en andere voordelen die zeer nuttig zijn om het stedelijke hitte-eilandeffect daadwerkelijk en op duurzame wijze tegen te gaan.

Het nut van een koel dak moet worden berekend op basis van het klimaat, de geografische locatie, het soort gebouw en de thermische isolatie op het dak. Ook speelt het budget uiteraard een belangrijke rol. Een koel dak is gewoonlijk een betaalbare oplossing voor renovaties, maar er moet ook naar de kosten op lange termijn en naar de milieukosten worden gekeken.

“De keuze voor een koel dak voor de renovatie van een slecht geïsoleerd gebouw in een warme regio zoals Zuid-Frankrijk kan zeker aantrekkelijk zijn,” aldus Jean-Luc Roudaut, Regional Prescription Manager voor Frankrijk van Holcim Solutions & Products EMEA. “Maar in Noord-Frankrijk, waar het klimaat koeler is, dienen zich vragen aan: hoeveel energie moet ik besteden aan airconditioning van het gebouw 's zomers in vergelijking met de verwarming van het gebouw in de winter? 's Winters beperken weerkaatsende membranen of verf de zonnetoetreding, waardoor meer verwarming nodig kan zijn, dus moet er naar het hele jaar worden gekeken, niet alleen naar de zomer,” voegt hij daaraan toe.

Voordat u zonder nadenken voor een traditioneel koel dak kiest, adviseren wij als u het comfort in een gebouw bij warm weer wilt verbeteren, de behoefte aan koelingssystemen wilt beperken en zo energierekeningen wilt verlagen, om rekening te houden met de volgende punten:

• Beschouw lichtgekleurde dakbedekkingsmembranen of weerkaatsende verf niet als de enige oplossing. Kies een bredere benadering, waarbij u kijkt naar het ontwerp van het gebouw als geheel (gevels, de omgeving van het gebouw, isolatie, het beschikbare budget enz.) 
• Neem de geografische locatie en het soort gebouw in overweging. Residentiële en industriële gebouwen hebben zeer specifieke behoeften.
• Hoe goed geïsoleerd is het dak? Is het een renovatie- of een nieuwbouwproject?
• Weerkaatsende daken verliezen hun reflectiviet in de loop der jaren. Regelmatig schoonmaken van het dak is essentieel om de reflectiviteit niet te verliezen.
• Als u een weerkaatsende coating gebruikt, let dan op dat er geen verontreiniging vrijkomt in de lucht of het regenwater.
• De duurzaamheid van het dakbedekkingssysteem is een van de belangrijkste factoren om rekening mee te houden.

De dakbedekkingssystemen van Elevate bieden diverse oplossingen die het thermische comfort in gebouwen kunnen verbeteren. Een koel dak is daar slechts één van. Aarzel niet om contact op te nemen met een van onze plaatselijke vertegenwoordigers. Zij bespreken graag met u welke optie het beste past bij de vereisten van uw project.

*”Effects of Urban Surfaces and White Roofs on Global and Regional Climate”, Mark Z. Jacobson en John E. Ten Hoeve, Department of Civil and Environmental Engineering, Universiteit van Stanford, Stanford, Californië