本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
编者按：《大众科学》的乔治·穆瑟将记录他在“60秒太阳能”栏目中安装太阳能电池板的经历。阅读他的介绍此处并查看所有帖子此处。
经过数月的规划和文书工作，我们的太阳能项目终于从讨论变为行动。上周，一家屋顶承包商开始安装新屋顶。为此，我必须感谢我早期帖子之一的一位回复者，他看到了我家屋顶的照片，并建议它“状况不佳”，屋顶承包商证实了这种直觉。
关于支持科学新闻业
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻业 订阅。通过购买订阅，您正在帮助确保有关塑造我们当今世界的发现和想法的具有影响力的故事的未来。
他们告诉我，虽然屋顶不到 10 年，也没有漏水迹象，但沥青瓦安装得很糟糕，无法达到太阳能系统 30 年的寿命。
我不能说我很高兴得知我需要花费 8,000 美元进行一项我无法向客人炫耀的改进。这些估价让我觉得很贵，但我们被告知我们的意大利式住宅具有奇怪的几何形状，而且内置排水沟也需要更换。
然后我突然想到，我可以借此机会提高我们房屋的能源效率。第一个问题是，最好是拥有吸收阳光的黑色屋顶（降低冬季供暖成本，但增加夏季空调成本），还是反射阳光的白色屋顶（节省制冷成本，但会增加供暖成本）。在新泽西州，我们的大部分能源账单都用于供暖，因此乍一看，您可能会认为黑色更环保。
但能源专家更喜欢白色。能源之星屋顶可以获得税收抵免，它们是反光的。根据EPA和橡树岭国家实验室的屋顶比较计算器，您确实会在供暖账单上受到影响，但即使在我们的纬度，电力节省也是供暖损失的两到三倍，从而实现净节省。这是为什么呢？人们提出了许多不同程度合理的理由
热空气上升，因此即使您加热房屋顶部，您仍然需要运行暖炉来加热较低的楼层。这听起来很合理，但另一方面，降低阁楼和顶层之间的温差难道不会有助于保持热量吗？
您不希望加热屋顶，因为雪会融化并重新冻结，形成冰坝。房屋的热屏障不应该是屋顶，而应该是阁楼地板上的隔热层；阁楼温度应与室外温度保持一致。这听起来很合理，但另一方面，屋顶计算器没有提及任何关于阁楼地板隔热层的信息，那么它们真的考虑到了这种影响吗？
高反射率通常意味着低热辐射率，因此夏季反射阳光的屋顶在冬季也具有较低的辐射损失，有助于保持房屋内的热量。这对我来说听起来不太合理。反射率和辐射率取决于屋顶材料，而且屋顶计算器无论如何都没有提及辐射率。
在冬季，白天时间较短，太阳在天空中的位置较低，因此屋顶吸收的热量比夏季少。因此，对屋顶反射率的任何改变在冬季的影响都小于夏季。为了测试这种解释，我从DegreeDays.net下载了供暖和制冷度日的数据，并从PV Watts下载了入射太阳辐射的数据。对于每一年中的月份，我根据供暖和制冷需求对屋顶反射率变化的影响进行了加权。在我的纬度，六月份的太阳热量是十二月份的三倍半，因此降低制冷负荷的效果比降低供暖需求的效果更大。然而，供暖度日的数量远远大于制冷度日的数量，因此这种效应也不可能是答案。
焦耳对焦耳而言，天然气比电力便宜，因此加热一度比冷却一度便宜。也许吧，但这显然取决于温度范围和供暖系统的类型。
有人有令人信服的解释吗？
尽管我不太理解传统观点，但我已经接受了它，并试图最大化我们屋顶的反射率。这很讽刺：我们最初开始尝试从太阳收集能量，但在这里，实际上我们不希望那样。
白色沥青瓦的反射率大约是我们现在使用的瓦片的两倍，EPA 计算器估计，净节能每年仅为 30 美元。但是，当我读到金属屋顶的反射率是所有屋顶中最高的时，我灵光一闪。很久以前，我和我的妻子偶然发现了一份 1870 年代对我们社区的调查，其中显示我们的房子最初有一个锡屋顶。金属屋顶应该几乎永远耐用。我们的屋顶还在那里吗，埋在瓦片下面？当我第一次提出这个问题时，当地的承包商认为我疯了。甚至我的妻子也认为我在做梦。
但是费城郊区的锡屋顶修复商 Miriam Cunningham，来自RoofMenders，同意开车过来看看。通过阁楼木屋顶板条之间的缝隙，她向我们展示了锡屋顶仍然在那里。它被钉孔刺穿，但他们可以修复。他们的修复过程包括 Acrymax 涂层，具有85% 的反射率，计算器估计每年可节省 150 美元的能源成本。仅凭这一点还不足以证明额外的费用是合理的，但锡屋顶还有其他好处，例如缓和我们阁楼内的酷热条件并提升我们房屋的历史品质。因此，我们没有得到一个漂亮的新屋顶，而是得到一个漂亮的旧屋顶。
RoofMenders 的 Raymond 和 Lester 在乔治的屋顶上