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(yùn)行能耗,是最有效的節(jié)能產(chǎn)品之一。設(shè)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(yīng)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(shè)計(jì)、制造、安裝、應(yīng)用,系統(tǒng)集成了建筑遮陽產(chǎn)品與窗的優(yōu)點(diǎn),是最有發(fā)展前景的被動(dòng)節(jié)能外窗技術(shù)。2017 年 10 月住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部將一體化遮陽窗技術(shù)編入《建筑業(yè) 10 項(xiàng)新技術(shù)》。 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(yùn)行排放,若全國推廣外窗遮陽一體化的技術(shù)成果,保守估算可減少碳排放 1.0 億 t,是我國實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和的重要技術(shù)途徑。
歐洲已廣泛采用遮陽、外窗一體化節(jié)能技術(shù),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(shí)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(diǎn)和優(yōu)勢眾多:可實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)窗分別與卷簾、百葉等遮陽構(gòu)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(jié)構(gòu)強(qiáng)度提升,避免窗框漏水;外遮陽系統(tǒng)不易被強(qiáng)風(fēng)吹落,作業(yè)人員在室內(nèi)進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)工作安全便捷。建筑一體化遮陽窗的以上特點(diǎn)和優(yōu)勢將使外窗建造和使用邁入一個(gè)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(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)窗分別與卷簾、百葉等遮陽構(gòu)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(dòng)一體化遮陽窗;②電動(dòng)一體化遮陽窗;③綜合式一體化遮陽窗。
外窗遮陽一體化技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生之后,在應(yīng)用過程中如何對(duì)此類新產(chǎn)品的性能進(jìn)行檢測與評(píng)價(jià),是控制產(chǎn)品質(zhì)量要求的關(guān)鍵一環(huán)。目前行業(yè)已經(jīng)編制了一套完整的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn) JG/T 500-2016《建筑一體化遮陽窗》,對(duì)產(chǎn)品的性能指標(biāo)和試驗(yàn)方法進(jìn)行了規(guī)定。下面主要介紹其 3 個(gè)重要性能:安全性能、耐久性能和節(jié)能性能。
安全性是建筑一體化遮陽窗應(yīng)用的焦點(diǎn)問題。作為建筑外窗應(yīng)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(fēng)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(gòu)造的抗風(fēng)壓性能來體現(xiàn)??癸L(fēng)壓性能又分為靜壓性能和動(dòng)態(tài)風(fēng)壓性能。
2.1.1 靜壓性能
靜壓性能分級(jí)應(yīng)符合表1 的規(guī)定。外窗在不同等級(jí)風(fēng)壓指標(biāo)下,主要受力桿件的相對(duì)撓度應(yīng)符合表2 的規(guī)定。
表1 靜壓性能分級(jí) 單位:kPa
表2 窗主要受力桿件相對(duì)法線撓度要求 單位:mm
靜壓性能的測試方法按 GB/T 7106-2019進(jìn)行,采用模擬靜壓箱法,對(duì)安裝在壓力箱上的試件進(jìn)行抗風(fēng)壓性能檢測,在風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下測試試件不超過允許變形的能力,以及在風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值作用下試件的抗損能力。檢測步驟包括確定測點(diǎn)和安裝位移計(jì)、預(yù)備加壓、變形檢測、反復(fù)加壓檢測和安全檢測。
2.1.2 動(dòng)態(tài)風(fēng)壓性能
動(dòng)風(fēng)壓性能的等級(jí)劃分應(yīng)符合表3 的規(guī)定,檢測后應(yīng)不能出現(xiàn)外觀和功能損壞,對(duì)于手動(dòng)產(chǎn)品,檢測前后的操作力應(yīng)保持在初始操作力的等級(jí)范圍。
表3 動(dòng)態(tài)風(fēng)壓性能分級(jí) 單位:m/s
動(dòng)態(tài)風(fēng)壓性能,按照 JG/T 239-2009附錄 A 規(guī)定的方法進(jìn)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(yàn)裝置上,風(fēng)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(fēng)速斜向作用于樣品上 5 min。觀察樣品的變化情況。
耐久性能是建筑一體化遮陽窗的關(guān)鍵指標(biāo),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(fù)啟閉耐久性能和遮陽部件機(jī)械耐久性能。
2.2.1 窗扇反復(fù)啟閉耐久性能
窗扇反復(fù)啟閉耐久性能要求窗扇反復(fù)啟閉次數(shù)不應(yīng)少于1萬次。窗反復(fù)啟閉耐久性能按照 GB/T 29739-2103規(guī)定的方法進(jìn)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(guān)閉位置,最后將鎖閉裝置關(guān)緊。按照指定次數(shù)進(jìn)行反復(fù)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(shí)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(jī)械耐久性能
遮陽部件機(jī)械耐久性能分級(jí)應(yīng)符合表4、表5 的規(guī)定。
表4 外遮陽部件機(jī)械耐久性能等級(jí)
表5 內(nèi)置遮陽中空玻璃制品機(jī)械耐久性能等級(jí)
遮陽部件機(jī)械耐久性能按照 JG/T 241-2009進(jìn)行檢測。對(duì)于手動(dòng)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(yàn)速度,在試驗(yàn)設(shè)備上模擬實(shí)際使用狀況,完成將試樣運(yùn)行至下限位點(diǎn)-停止-將試樣運(yùn)行至上限位點(diǎn)-停止的操作循環(huán),循環(huán)次數(shù)根據(jù)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定要求進(jìn)行。反復(fù)操作試驗(yàn)結(jié)束后,測量最終操作力和行程,并對(duì)試樣進(jìn)行手動(dòng)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(jí)范圍。
對(duì)于電動(dòng)遮陽產(chǎn)品,需先測量一個(gè)收回過程所用時(shí)間,然后按照規(guī)定的試驗(yàn)速度,在試驗(yàn)設(shè)備上模擬實(shí)際使用狀況,完成將試樣運(yùn)行至下限位點(diǎn)-停止-將試樣運(yùn)行至上限位點(diǎn)-停止的操作循環(huán),循環(huán)次數(shù)根據(jù)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定要求進(jìn)行,反復(fù)操作試驗(yàn)結(jié)束后,再測量遮陽產(chǎn)品一個(gè)收回過程所用時(shí)間。遮陽部件運(yùn)行時(shí)間的變化率 U應(yīng)小于等于 20%,試驗(yàn)后外觀和操作裝置應(yīng)無功能性障礙或損壞。
建筑一體化遮陽窗構(gòu)造復(fù)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(gè)指標(biāo)。
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(jí)見表6。
表6 遮陽性能分級(jí)
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(jìn)行檢測。該標(biāo)準(zhǔn)主要采用人工光源試驗(yàn)裝置來檢測建筑一體化遮陽窗產(chǎn)品的遮陽系數(shù)。試驗(yàn)裝置中包括熱室、冷室、防護(hù)室、光源和空氣處理機(jī)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(jìn)入冷室的基準(zhǔn)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(jìn)入冷室的組合得熱量來計(jì)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(jí)見表7。
表7 保溫性能分級(jí) 單位:W/(m2·K)
傳熱系數(shù)按照 GB/T 8484-2020規(guī)定的方法進(jìn)行檢測。采用穩(wěn)態(tài)傳熱的原理,設(shè)備為標(biāo)定熱箱,一側(cè)為熱箱,模擬冬季北方供暖室內(nèi)的溫度,另一側(cè)為冷箱,模擬冬季北方室外溫度和風(fēng)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(shí)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) 。
建筑一體化遮陽窗的工程驗(yàn)收應(yīng)同時(shí)符合傳統(tǒng)外窗和遮陽產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)要求,應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn) GB 50300-2013《建筑工程施工質(zhì)量驗(yàn)收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》、GB 50210-2018《建筑裝飾裝修工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》、GB 50411-2019《建筑節(jié)能工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》以及 DGJ 08-113-2017《建筑節(jié)能工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)程》等地方標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定。
工程施工單位應(yīng)提供的相關(guān)資料如下。
(1)建筑一體化遮陽窗工程的施工圖、設(shè)計(jì)說明及其他設(shè)計(jì)文件。
(2)建筑一體化遮陽窗的抗風(fēng)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(fù)驗(yàn)報(bào)告。
(3)電機(jī)及控制元器件供應(yīng)商應(yīng)提供進(jìn)口材料報(bào)關(guān)單、產(chǎn)地證明、質(zhì)量保證書、3C 認(rèn)證等國家或行業(yè)強(qiáng)制性檢測報(bào)告等。
(4)遮陽面料供應(yīng)商應(yīng)提供面料成分、開孔率、紫外線阻擋率等技術(shù)資料,以及防火等級(jí)、質(zhì)量保證書等國家或行業(yè)強(qiáng)制性檢測報(bào)告;若系進(jìn)口材料還必須提供進(jìn)口報(bào)關(guān)單、產(chǎn)地證明等。
(5)鋁型材供應(yīng)商應(yīng)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(qiáng)制性檢測報(bào)告等。
(6)安裝施工檢查記錄。
(7)隱蔽工程驗(yàn)收記錄。
(8)《產(chǎn)品合格證》。
(9)《工程質(zhì)保書》。
建筑一體化遮陽窗的窗構(gòu)件驗(yàn)收過程與傳統(tǒng)外窗一致,遮陽構(gòu)件的驗(yàn)收過程應(yīng)注意以下內(nèi)容。
(1)邀請(qǐng)與項(xiàng)目相關(guān)的單位:項(xiàng)目甲方、施工總包、監(jiān)理單位、裝修單位、施工單位、機(jī)電單位等共同驗(yàn)收。
(2)確認(rèn)所使用產(chǎn)品與工程項(xiàng)目封樣的產(chǎn)品電機(jī)、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(hào)、規(guī)格尺寸、數(shù)量等。
(4)按照《質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收,并在《分項(xiàng)工程質(zhì)量驗(yàn)收記錄表》進(jìn)行記錄備案。
(5)驗(yàn)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(yàn)收結(jié)果進(jìn)行多方簽字確認(rèn)。
(7)驗(yàn)收資料格式正確,符合存檔標(biāo)準(zhǔn)。
(8)驗(yàn)收資料整理交付業(yè)主。
建筑外窗遮陽一體化技術(shù)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(yīng)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(diǎn)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(jìn)行了分類。
(2)總結(jié)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(píng)估技術(shù),匯總了建筑一體化遮陽窗的各項(xiàng)關(guān)鍵性能分級(jí)指標(biāo),以及采用的檢測設(shè)備、檢測方法等。建筑一體化遮陽窗在基本結(jié)構(gòu)、型式、規(guī)格、性能、檢驗(yàn)方法上達(dá)成行業(yè)共識(shí),打破了行業(yè)壁壘,可以促使企業(yè)分工合作,推動(dòng)遮陽產(chǎn)業(yè)鏈上各企業(yè)保持技術(shù)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(yàn)收的工程應(yīng)用技術(shù)體系。建筑遮陽工程應(yīng)做到安全適用、經(jīng)濟(jì)合理、確保質(zhì)量,驗(yàn)收必須要有標(biāo)準(zhǔn)可依,進(jìn)一步促進(jìn)建筑工程質(zhì)量驗(yàn)收工作規(guī)范化,進(jìn)一步提升建筑遮陽工程管理質(zhì)量水平。