10%社会能耗攸关？门窗幕墙节能测评，助力建筑节能降碳！
文摘
工业农业
2024-07-07 08:00
日本
门窗幕墙是建筑外围护结构的重要组成部分，其节能性能对我国建筑节能工作具有重要意义，对室内环境的改善也起着关键作用。本文重点解释为什么要做、如何做门窗幕墙节能性能测评。众所周知，节能减排是我国的一项重要国策。我国社会总能耗由工业能耗、建筑能耗和交通能耗组成，其中建筑能耗约占我国社会总能耗的1/3。建筑运行阶段碳排放占建筑物全生命周期碳排放70%以上。研究显示，供暖空调系统和照明系统又是建筑运行阶段碳排放的主要部分，占80%以上；而幕墙门窗对供暖空调和照明能耗影响较大，占50%左右。
因此，门窗幕墙约影响了建筑能耗的1/3，社会能耗的1/10，其节能性能的准确测评，对我国建筑节能工作具有重要意义。那么门窗幕墙的节能性能有哪些具体性能和指标呢？主要包括热工性能(保温性能、隔热性能)、气密性能和采光性能。保温性能以传热系数K值(或称U值)表征，隔热性能以太阳得热系数SHGC值(或称太阳能总透射比g值)表征，气密性能以单位缝长和单位面积空气渗透量表征，采光性能以可见光透射比τv值或透光折减系数Tr值表征。关于K值和U值、g值和SHGC值、可见光透射比τv值或透光折减系数Tr值的区别和联系，详见如下文章：
门窗幕墙的节能性能在我国建筑节能标准中属于强制要求。20世纪80年代我国开始建筑节能工作，其标志就是颁布了建筑节能相关标准，如《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)》JGJ 26-86等，开启了我国建筑节能30%的工作，之后陆续实施了建筑节能50%、65%、75%的标准，目前已进入超低、近零能耗和低零碳建筑的研究、示范和推广阶段。目前，我国执行的建筑节能设计标准主要有：《公共建筑节能设计标准》GB 50189-2015(修订中)、《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ 26-2018、《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ 134-2010、《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准版》JGJ 75-2012(修订中)、《温和地区居住建筑节能设计标准》JGJ 475-2019、《近零能耗建筑技术标准》GB/T 51350-2019和GB 55015-2021《建筑节能与可再生能源利用通用规范》。这些标准中对门窗的节能性能均提出了明确要求，部分如下。那么门窗幕墙节能性能如何测评呢？通常有两种手段：一是模拟计算，二是测试。模拟计算主要针对光学热工性能，通过专用的热工模拟计算软件进行；测试主要针对保温性能、隔热性能、气密性能和采光性能，通过专门检测设备按照国家标准来进行测试。说起门窗幕墙热工计算，就需要提到模拟计算软件，这里推荐的是美国劳伦斯伯克利实验室(LBNL)的WINDOW/THERM软件，该软件可计算玻璃系统光学热工性能、框的热工性能和整窗的光学热工性能。作为节能性能测评的重要组成部分，门窗幕墙热工计算有着更多的实际应用需求。对产品研发者，可通过热工计算进行产品优化，如整窗、玻璃、框和安装节点优化； 对工程企业，在投标和验收环节，可通过计算给出产品的性能；对于科研机构，需要通过热工计算对门窗热工性能进行大量优化分析，形成研究报告或专业论文。门窗保温性能测试依据GB/T 8484-2020《建筑外门窗保温性能检测方法》进行。
基于稳态传热原理，采用标定热箱法检测建筑外门窗传热系数。试件一侧为热箱，模拟供暖建筑冬季室内气温条件；另一侧为冷箱，模拟冬季室外气温和气流速度。通过测量热箱中加热装置单位时间内的发热量，减去通过热箱外壁、试件框、填充板及安装边缘的热损失，除以试件面积与两侧空气温差的乘积，即可得到试件的传热系数K值。隔热性能测试目前主要针对玻璃和整窗进行：玻璃隔热性能测试针对玻璃的太阳得热系数SHGC值(或称太阳能总透射比g值)进行；整窗隔热性能测试针对太阳得热系数SHGC值进行，目前方法和标准均已成熟，但尚待进一步普及。玻璃隔热性能测试依据GB/T 2680-2021《建筑玻璃 可见光透射比、太阳光直接透射比、太阳能总透射比、紫外线透射比及有关窗玻璃参数的测定》采用全光谱(300-2500nm)分光光度计进行。整窗太阳得热系数SHGC值依据GB/T 30592-2014《透光围护结构太阳得热系数检测方法》或JG/T 440-2014《建筑门窗遮阳性能检测方法》进行，典型的测试原理见视频。门窗气密性能测试依据GB/T 7106-2019《建筑外门窗气密、水密、抗风压性能检测方法》进行，幕墙气密性能测试依据GB/T 15227-2019《建筑幕墙气密、水密、抗风压性能检测方法》进行。采光性能测试主要针对玻璃的可见光透射比进行，依据GB/T 2680-2021《建筑玻璃 可见光透射比、太阳光直接透射比、太阳能总透射比、紫外线透射比及有关窗玻璃参数的测定》进行，不同的是可见光透射比只考虑380-780nm的可见光波段参数。我国建筑节能验收的重要标准GB 50411-2019《建筑节能工程施工质量验收标准》和全文强制标准GB 55015-2021《建筑节能与可再生能源利用通用规范》，后者对门窗幕墙节能工程验收要求如下：可见，我国标准对门窗幕墙工程节能性能验收要求，主要关注传热系数、太阳得热系数、可见光透射比、气密性能等。门窗幕墙约影响了建筑能耗的1/3，社会能耗的1/10，其节能性能的准确测评对我国建筑节能工作具有重要意义。建筑门窗幕墙的节能性能包含热工性能(保温性能、隔热性能)、气密性能和采光性能，我国建筑节能设计标准中对门窗幕墙的节能进行了全面而详细的要求。门窗幕墙节能测评有计算和测试两种方法，计算主要通过专用模拟计算软件进行，测试则是通过专用设备按照国家标准来进行；门窗幕墙热工计算是产品优化、投标验收、节能测评、专业研究的必备手段。我国标准对门窗幕墙工程节能性能验收要求，也主要关注传热系数、太阳得热系数、可见光透射比、气密性能等性能指标。
