我國建筑外窗遮陽一體化技術的發(fā)展綜述

建筑遮陽產(chǎn)品能有效改善建筑物室內(nèi)環(huán)境，降低建筑運行能耗，是最有效的節(jié)能產(chǎn)品之一。設置良好遮陽的建筑，可大大改善窗戶隔熱性能，節(jié)約建筑制冷用能 25% 以上，節(jié)約建筑采暖用能 10% 以上[1-2]。外窗和遮陽產(chǎn)品在建筑的同一位置應用，天然具有一體化的趨勢。建筑一體化遮陽窗將遮陽部件與窗一體化設計、制造、安裝、應用，系統(tǒng)集成了建筑遮陽產(chǎn)品與窗的優(yōu)點，是最有發(fā)展前景的被動節(jié)能外窗技術。2017 年 10 月住房和城鄉(xiāng)建設部將一體化遮陽窗技術編入《建筑業(yè) 10 項新技術》。 目前中國建筑總量為 601 億 m2，碳排放總量 20.9 億 t，其中約 1/3 為建筑運行排放，若全國推廣外窗遮陽一體化的技術成果，保守估算可減少碳排放 1.0 億 t，是我國實現(xiàn)碳達峰、碳中和的重要技術途徑。

1 建筑外窗遮陽一體化技術概述

歐洲已廣泛采用遮陽、外窗一體化節(jié)能技術，國內(nèi)已有不少遮陽企業(yè)已推出或正在研發(fā)一體化的遮陽窗產(chǎn)品，如圖1 所示。國內(nèi)主要企業(yè)有上海青鷹實業(yè)股份有限公司、締紛特諾發(fā)（上海）遮陽制品有限公司、江蘇賽迪樂節(jié)能科技有限公司等。

圖1 建筑一體化遮陽窗

建筑一體化遮陽窗的產(chǎn)品特點和優(yōu)勢眾多：可實現(xiàn)傳統(tǒng)窗分別與卷簾、百葉等遮陽構件的一體化生產(chǎn)與安裝，遮陽節(jié)能效果好；可使工藝流程優(yōu)化，結構強度提升，避免窗框漏水；外遮陽系統(tǒng)不易被強風吹落，作業(yè)人員在室內(nèi)進行維護保養(yǎng)工作安全便捷。建筑一體化遮陽窗的以上特點和優(yōu)勢將使外窗建造和使用邁入一個美觀、安全、方便、節(jié)能新里程。

建筑一體化遮陽窗的產(chǎn)品分類如下：

（1）按遮陽位置分類。建筑一體化遮陽窗按照遮陽位置可分為以下 3 類：①外遮陽型一體化遮陽窗；②中間遮陽型一體化遮陽窗；③內(nèi)遮陽型一體化遮陽窗。

（2）按遮陽產(chǎn)品類型分類。建筑一體化遮陽窗可實現(xiàn)傳統(tǒng)窗分別與卷簾、百葉等遮陽構件的一體化生產(chǎn)與安裝，按遮陽產(chǎn)品的類型可分為以下 5 類：①內(nèi)置遮陽中空玻璃一體化遮陽窗；②硬卷簾一體化遮陽窗；③軟卷簾一體化遮陽窗；④遮陽篷一體化遮陽窗；⑤百葉簾一體化遮陽窗。

（3）按遮陽操作方式分類。建筑一體化遮陽窗按照遮陽操作方式可分為以下 3 類：①手動一體化遮陽窗；②電動一體化遮陽窗；③綜合式一體化遮陽窗。

2 外窗遮陽一體化產(chǎn)品的檢測技術

外窗遮陽一體化技術應運而生之后，在應用過程中如何對此類新產(chǎn)品的性能進行檢測與評價，是控制產(chǎn)品質(zhì)量要求的關鍵一環(huán)。目前行業(yè)已經(jīng)編制了一套完整的產(chǎn)品標準 JG/T 500-2016《建筑一體化遮陽窗》，對產(chǎn)品的性能指標和試驗方法進行了規(guī)定。下面主要介紹其 3 個重要性能：安全性能、耐久性能和節(jié)能性能。

2.1 安全性能

安全性是建筑一體化遮陽窗應用的焦點問題。作為建筑外窗應用的新形式，安全性并非單一遮陽產(chǎn)品和單一外窗產(chǎn)品抗風性能的簡單疊加。建筑一體化遮陽窗的安全性能主要通過整體構造的抗風壓性能來體現(xiàn)?？癸L壓性能又分為靜壓性能和動態(tài)風壓性能。

2.1.1 靜壓性能

靜壓性能分級應符合表1 的規(guī)定。外窗在不同等級風壓指標下，主要受力桿件的相對撓度應符合表2 的規(guī)定。

表1 靜壓性能分級 單位：kPa

表2 窗主要受力桿件相對法線撓度要求 單位：mm

靜壓性能的測試方法按 GB/T 7106-2019進行，采用模擬靜壓箱法，對安裝在壓力箱上的試件進行抗風壓性能檢測，在風荷載標準值作用下測試試件不超過允許變形的能力，以及在風荷載設計值作用下試件的抗損能力。檢測步驟包括確定測點和安裝位移計、預備加壓、變形檢測、反復加壓檢測和安全檢測。

2.1.2 動態(tài)風壓性能

動風壓性能的等級劃分應符合表3 的規(guī)定，檢測后應不能出現(xiàn)外觀和功能損壞，對于手動產(chǎn)品，檢測前后的操作力應保持在初始操作力的等級范圍。

表3 動態(tài)風壓性能分級 單位：m/s

動態(tài)風壓性能，按照 JG/T 239-2009附錄 A 規(guī)定的方法進行檢測。根據(jù)生產(chǎn)廠商提供說明書的要求將試樣安裝在試驗裝置上，風垂直作用于試樣上，檢測人員觀察樣品的變化狀況。從 45° 和 135° 方向分別以相同風速斜向作用于樣品上 5 min。觀察樣品的變化情況。

2.2 耐久性能

耐久性能是建筑一體化遮陽窗的關鍵指標，直接影響其使用壽命。建筑一體化遮陽窗耐久性包括所用材料及附件和產(chǎn)品整體耐久性。耐久性檢測又分為窗扇反復啟閉耐久性能和遮陽部件機械耐久性能。

2.2.1 窗扇反復啟閉耐久性能

窗扇反復啟閉耐久性能要求窗扇反復啟閉次數(shù)不應少于1萬次。窗反復啟閉耐久性能按照 GB/T 29739-2103規(guī)定的方法進行檢測。檢測原理是將試件的鎖閉裝置松開，將窗扇開啟到指定位置后停止，再回到關閉位置，最后將鎖閉裝置關緊。按照指定次數(shù)進行反復啟閉循環(huán)或直到試件發(fā)生損壞。每次循環(huán)的持續(xù)時間取決于啟閉行程（行程取決于試件的啟閉方式）、參考速度以及每次循環(huán)匯總的操作。

2.2.2 遮陽部件機械耐久性能

遮陽部件機械耐久性能分級應符合表4、表5 的規(guī)定。

表4 外遮陽部件機械耐久性能等級

表5 內(nèi)置遮陽中空玻璃制品機械耐久性能等級

遮陽部件機械耐久性能按照 JG/T 241-2009進行檢測。對于手動遮陽部件，需要先測量初始操作力和試樣的行程，按照規(guī)定的試驗速度，在試驗設備上模擬實際使用狀況，完成將試樣運行至下限位點-停止-將試樣運行至上限位點-停止的操作循環(huán)，循環(huán)次數(shù)根據(jù)產(chǎn)品標準的規(guī)定要求進行。反復操作試驗結束后，測量最終操作力和行程，并對試樣進行手動和目測檢查，觀察是否出現(xiàn)外觀或功能損壞。操作力需保持在初始操作力的等級范圍。

對于電動遮陽產(chǎn)品，需先測量一個收回過程所用時間，然后按照規(guī)定的試驗速度，在試驗設備上模擬實際使用狀況，完成將試樣運行至下限位點-停止-將試樣運行至上限位點-停止的操作循環(huán)，循環(huán)次數(shù)根據(jù)產(chǎn)品標準的規(guī)定要求進行，反復操作試驗結束后，再測量遮陽產(chǎn)品一個收回過程所用時間。遮陽部件運行時間的變化率 U應小于等于 20%，試驗后外觀和操作裝置應無功能性障礙或損壞。

2.3 節(jié)能性能

建筑一體化遮陽窗構造復雜，組合形式多樣，遮陽效果集合了遮陽和窗戶的雙效作用。建筑一體化遮陽窗節(jié)能性能主要體現(xiàn)在遮陽系數(shù)和傳熱系數(shù)兩個指標。

2.3.1 遮陽系數(shù)

建筑一體化遮陽窗遮陽性能以伸展和收回狀態(tài)下遮陽系數(shù)表示，分級見表6。

表6 遮陽性能分級

建筑一體化遮陽窗遮陽性能按照 JG/T 281-2010規(guī)定的方法進行檢測。該標準主要采用人工光源試驗裝置來檢測建筑一體化遮陽窗產(chǎn)品的遮陽系數(shù)。試驗裝置中包括熱室、冷室、防護室、光源和空氣處理機組等組成。開啟光源，測試在無遮陽產(chǎn)品的條件下熱室的光源通過測試洞口進入冷室的基準得熱量，和在有遮陽產(chǎn)品的條件下熱室的光源通過測試洞口進入冷室的組合得熱量來計算得到遮陽系數(shù)。

2.3.2 傳熱系數(shù)

建筑一體化遮陽窗保溫性能以伸展和收回狀態(tài)下窗傳熱系數(shù)表示，分級見表7。

表7 保溫性能分級 單位：W/(m2·K)

傳熱系數(shù)按照 GB/T 8484-2020規(guī)定的方法進行檢測。采用穩(wěn)態(tài)傳熱的原理，設備為標定熱箱，一側為熱箱，模擬冬季北方供暖室內(nèi)的溫度，另一側為冷箱，模擬冬季北方室外溫度和風速。保持穩(wěn)定的空氣溫度、氣流速度和熱輻射條件，測量熱箱內(nèi)單位時間的發(fā)熱量，扣除通過熱箱壁、試件框、填充板、試件和填充板邊緣的熱損失，除以面積與兩邊空氣溫差，可得出試件的傳熱系數(shù) 。

3 外窗遮陽一體化的工程驗收

建筑一體化遮陽窗的工程驗收應同時符合傳統(tǒng)外窗和遮陽產(chǎn)品的標準要求，應符合現(xiàn)行國家標準 GB 50300-2013《建筑工程施工質(zhì)量驗收統(tǒng)一標準》、GB 50210-2018《建筑裝飾裝修工程質(zhì)量驗收規(guī)范》、GB 50411-2019《建筑節(jié)能工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》以及 DGJ 08-113-2017《建筑節(jié)能工程施工質(zhì)量驗收規(guī)程》等地方標準的有關規(guī)定。

3.1 工程驗收應提交的文件

工程施工單位應提供的相關資料如下。

（1）建筑一體化遮陽窗工程的施工圖、設計說明及其他設計文件。

（2）建筑一體化遮陽窗的抗風壓性能、水密性能、氣密性能、遮陽系數(shù)以及保溫性能的質(zhì)量證明文件和復驗報告。

（3）電機及控制元器件供應商應提供進口材料報關單、產(chǎn)地證明、質(zhì)量保證書、3C 認證等國家或行業(yè)強制性檢測報告等。

（4）遮陽面料供應商應提供面料成分、開孔率、紫外線阻擋率等技術資料，以及防火等級、質(zhì)量保證書等國家或行業(yè)強制性檢測報告；若系進口材料還必須提供進口報關單、產(chǎn)地證明等。

（5）鋁型材供應商應提供質(zhì)量保證書、產(chǎn)品合格證、原材料等國家或行業(yè)強制性檢測報告等。

（6）安裝施工檢查記錄。

（7）隱蔽工程驗收記錄。

（8）《產(chǎn)品合格證》。

（9）《工程質(zhì)保書》。

3.2 工程驗收過程

建筑一體化遮陽窗的窗構件驗收過程與傳統(tǒng)外窗一致，遮陽構件的驗收過程應注意以下內(nèi)容。

（1）邀請與項目相關的單位：項目甲方、施工總包、監(jiān)理單位、裝修單位、施工單位、機電單位等共同驗收。

（2）確認所使用產(chǎn)品與工程項目封樣的產(chǎn)品電機、面料、鋁材等一致性。

（3）按照合同所制定的產(chǎn)品清單，核查產(chǎn)品型號、規(guī)格尺寸、數(shù)量等。

（4）按照《質(zhì)量驗收標準》進行質(zhì)量驗收，并在《分項工程質(zhì)量驗收記錄表》進行記錄備案。

（5）驗收主要內(nèi)容為產(chǎn)品部分、面料部分、控制部分、使用效果。

（6）驗收結果進行多方簽字確認。

（7）驗收資料格式正確，符合存檔標準。

（8）驗收資料整理交付業(yè)主。

4 結 語

建筑外窗遮陽一體化技術有利于產(chǎn)業(yè)融合，有助于提高窗戶和遮陽兩類產(chǎn)品的質(zhì)量。外窗遮陽一體化在建筑中的推廣應用，符合我國未來可持續(xù)發(fā)展的需求。

（1）概述了建筑一體化遮陽窗的產(chǎn)品特點和優(yōu)勢，并給出了建筑一體化遮陽窗的的定義，按照不同方式進行了分類。

（2）總結了基于安全、耐久、節(jié)能的建筑一體化遮陽窗成套檢測和評估技術，匯總了建筑一體化遮陽窗的各項關鍵性能分級指標，以及采用的檢測設備、檢測方法等。建筑一體化遮陽窗在基本結構、型式、規(guī)格、性能、檢驗方法上達成行業(yè)共識，打破了行業(yè)壁壘，可以促使企業(yè)分工合作，推動遮陽產(chǎn)業(yè)鏈上各企業(yè)保持技術的高度協(xié)調(diào)和統(tǒng)一。

（3）介紹了建筑一體化遮陽窗產(chǎn)品驗收的工程應用技術體系。建筑遮陽工程應做到安全適用、經(jīng)濟合理、確保質(zhì)量，驗收必須要有標準可依，進一步促進建筑工程質(zhì)量驗收工作規(guī)范化，進一步提升建筑遮陽工程管理質(zhì)量水平。