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建筑门窗幕墙节能性能测评正确方式

时间:2022-01-08    来源:    作者:仪多多     

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、如何做门窗节能性能测评。

  1.为什么要对门窗幕墙节能性能进行测评?

  门窗幕墙是我国建筑节能最薄弱的环节之一。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。建筑能耗中通过外围护结构的能耗约占50%,门窗又占了其中约50%。由此,我们可得到一个结论,那就是通过外门窗幕墙的能耗约占社会总能耗的10%。因此,门窗幕墙节能对我国建筑节能工作具有重要意义。

  门窗幕墙节能是我国建筑节能标准的强制要求。自20世纪80年代起,我国开始了建筑节能工作,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,目前部分地区已进入超低能耗、近零能耗和零能耗建筑的研究、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、《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ26-2018、《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ 134-2010(修订中)、《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和《近零能耗建筑技术标准》GB/T 51350-2019。这些标准中对门窗的节能性能均提出了明确要求。

  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。门窗幕墙热工计算的实际应用需求根据使用者角色而不同:对产品研发者,可通过热工计算进行产品优化,如整窗热工性能优化、玻璃系统优化、框优化、安装节点优化;对工程企业,随着甲方和顾问公司技术水平的提升,在投标和验收环节,逐步要求提供门窗幕墙热工计算书;对于科研检测机构,热工计算可对门窗保温性能检测、玻璃光热性能检测结果进行定量校核分析,形成专业性更强的研究性报告,或支撑完成相关研究论文。

  2.门窗幕墙节能性能包含哪些内容?

  门窗幕墙的节能性能包含哪些具体性能和指标呢?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。保温性能以传热系数K值表征,隔热性能以太阳得热系数SHGC值(或称太阳光总透射比g值、太阳能总透射比g值,或换算为遮阳系数SC值)表征,气密性能以单位缝长空气渗透量和单位面积空气渗透量表征,采光性能以可见光透射比τv值表征。

  3.如何对门窗幕墙节能性能进行测评?

  门窗幕墙节能性能测评有两种手段: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。

  3.1 模拟计算

  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,可直接从官方网站下载,也可从网盘下载(链接: https://pan.baidu.com/s/1PP2Q9EMFC1d3g8fJr-2vkw 提取码: swh9)。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。

  3.2 测试

  (1)保温性能测试。门窗保温性能测试依据GB/T 8484-2008《建筑外门窗保温性能分级及检测方法》(该标准已修订完毕,即将发布)采用标定热箱法进行。

  原理如下: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。在对试件缝隙进行密封处理,试件两侧各自保持稳定的空气温度、气流速度和热辐射条件下,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。

  (2)隔热性能测试。门窗幕墙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(或称太阳光总透射比g值、太阳能总透射比g值,或换算为遮阳系数SC值)进行,是目前工程验收普遍采用的方式;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 2680-94《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(300nm-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,典型的测试原理及设备。

  (3)气密性能测试。

  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。

  (4)采光性能测试。门窗幕墙采光性能测试主要针对玻璃的可见光透射比进行,与玻璃的隔热性能测试相同,均依据GB/T 2680-94《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380nm-780nm的可见光波段参数。

  4.建筑门窗节能性能标识是什么?

  2019年,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》正式发布,其中针对门窗节能工程验收提到了“节能性能标识证书”和“门窗节能性能计算书”,并明确“具有国家建筑门窗节能性能标识的门窗产品,验收时应对照标识证书和计算报告,核对相关材料、附件、节点构造,复验玻璃的节能性能指标(即可见光透射比、太阳得热系数、传热系数、中空玻璃的密封性能),可不再进行产品的传热系数、气密性能复验。”那么,门窗节能性能标识究竟是什么呢?

  建筑门窗节能性能标识制度,是指通过统一的检测或模拟手段检验出门窗的传热系数、遮阳系数、气密性、可见光透射比等节能性能指标,并按统一规格将包含有这些指标的标签粘贴到产品上的一种模式。

  2006年12月19日,建设部印发了《关于印发<建筑门窗节能性能标识试点工作管理办法>的通知》(建科[2006]319号),标志着我国建筑门窗节能性能标识制度的建立。

  建筑门窗节能性能标识工作,由住房和城乡建设部标准定额研究所负责组织实施(地方建设行政主管部门负责本行政区域的标识工作的监督);建筑门窗节能性能标识专家委员会负责承担标识中技术性的评审、指导、咨询等工作;建筑门窗节能性能标识实验室负责企业生产条件现场调查、产品抽样和样品节能性能指标的检测与模拟计算。

  2007年10月28日,建筑门窗节能性能标识专家委员会对全国申请的实验室进行综合评审和现场评定,确定中国建筑科学研究院建筑工程检测中心(国家建筑工程质量监督检验中心)(实验室编号:0101)等11家单位作为建设部第一批建筑门窗节能性能标识实验室。

  5.小结

  门窗幕墙是我国建筑节能最薄弱的环节,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。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。门窗幕墙节能性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。其中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。建筑门窗节能性能标识是通过统一的检测或模拟手段检验出门窗的传热系数、遮阳系数、气密性、可见光透射比等节能性能指标的一种制度模式,目前全国有31家门窗节能性能标识实验室。




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