我国建筑外窗遮阳一体化技术的发展综述

建筑遮阳产品能有效改善建筑物室内环境，降低建筑运行能耗，是最有效的节能产品之一。设置良好遮阳的建筑，可大大改善窗户隔热性能，节约建筑制冷用能 25% 以上，节约建筑采暖用能 10% 以上[1-2]。外窗和遮阳产品在建筑的同一位置应用，天然具有一体化的趋势。建筑一体化遮阳窗将遮阳部件与窗一体化设计、制造、安装、应用，系统集成了建筑遮阳产品与窗的优点，是最有发展前景的被动节能外窗技术。2017 年 10 月住房和城乡建设部将一体化遮阳窗技术编入《建筑业 10 项新技术》。 目前中国建筑总量为 601 亿 m2，碳排放总量 20.9 亿 t，其中约 1/3 为建筑运行排放，若全国推广外窗遮阳一体化的技术成果，保守估算可减少碳排放 1.0 亿 t，是我国实现碳达峰、碳中和的重要技术途径。

1 建筑外窗遮阳一体化技术概述

欧洲已广泛采用遮阳、外窗一体化节能技术，国内已有不少遮阳企业已推出或正在研发一体化的遮阳窗产品，如图1 所示。国内主要企业有上海青鹰实业股份有限公司、缔纷特诺发（上海）遮阳制品有限公司、江苏赛迪乐节能科技有限公司等。

图1 建筑一体化遮阳窗

建筑一体化遮阳窗的产品特点和优势众多：可实现传统窗分别与卷帘、百叶等遮阳构件的一体化生产与安装，遮阳节能效果好；可使工艺流程优化，结构强度提升，避免窗框漏水；外遮阳系统不易被强风吹落，作业人员在室内进行维护保养工作安全便捷。建筑一体化遮阳窗的以上特点和优势将使外窗建造和使用迈入一个美观、安全、方便、节能新里程。

建筑一体化遮阳窗的产品分类如下：

（1）按遮阳位置分类。建筑一体化遮阳窗按照遮阳位置可分为以下 3 类：①外遮阳型一体化遮阳窗；②中间遮阳型一体化遮阳窗；③内遮阳型一体化遮阳窗。

（2）按遮阳产品类型分类。建筑一体化遮阳窗可实现传统窗分别与卷帘、百叶等遮阳构件的一体化生产与安装，按遮阳产品的类型可分为以下 5 类：①内置遮阳中空玻璃一体化遮阳窗；②硬卷帘一体化遮阳窗；③软卷帘一体化遮阳窗；④遮阳篷一体化遮阳窗；⑤百叶帘一体化遮阳窗。

（3）按遮阳操作方式分类。建筑一体化遮阳窗按照遮阳操作方式可分为以下 3 类：①手动一体化遮阳窗；②电动一体化遮阳窗；③综合式一体化遮阳窗。

2 外窗遮阳一体化产品的检测技术

外窗遮阳一体化技术应运而生之后，在应用过程中如何对此类新产品的性能进行检测与评价，是控制产品质量要求的关键一环。目前行业已经编制了一套完整的产品标准 JG/T 500-2016《建筑一体化遮阳窗》，对产品的性能指标和试验方法进行了规定。下面主要介绍其 3 个重要性能：安全性能、耐久性能和节能性能。

2.1 安全性能

安全性是建筑一体化遮阳窗应用的焦点问题。作为建筑外窗应用的新形式，安全性并非单一遮阳产品和单一外窗产品抗风性能的简单叠加。建筑一体化遮阳窗的安全性能主要通过整体构造的抗风压性能来体现。抗风压性能又分为静压性能和动态风压性能。

2.1.1 静压性能

静压性能分级应符合表1 的规定。外窗在不同等级风压指标下，主要受力杆件的相对挠度应符合表2 的规定。

表1 静压性能分级 单位：kPa

表2 窗主要受力杆件相对法线挠度要求 单位：mm

静压性能的测试方法按 GB/T 7106-2019进行，采用模拟静压箱法，对安装在压力箱上的试件进行抗风压性能检测，在风荷载标准值作用下测试试件不超过允许变形的能力，以及在风荷载设计值作用下试件的抗损能力。检测步骤包括确定测点和安装位移计、预备加压、变形检测、反复加压检测和安全检测。

2.1.2 动态风压性能

动风压性能的等级划分应符合表3 的规定，检测后应不能出现外观和功能损坏，对于手动产品，检测前后的操作力应保持在初始操作力的等级范围。

表3 动态风压性能分级 单位：m/s

动态风压性能，按照 JG/T 239-2009附录 A 规定的方法进行检测。根据生产厂商提供说明书的要求将试样安装在试验装置上，风垂直作用于试样上，检测人员观察样品的变化状况。从 45° 和 135° 方向分别以相同风速斜向作用于样品上 5 min。观察样品的变化情况。

2.2 耐久性能

耐久性能是建筑一体化遮阳窗的关键指标，直接影响其使用寿命。建筑一体化遮阳窗耐久性包括所用材料及附件和产品整体耐久性。耐久性检测又分为窗扇反复启闭耐久性能和遮阳部件机械耐久性能。

2.2.1 窗扇反复启闭耐久性能

窗扇反复启闭耐久性能要求窗扇反复启闭次数不应少于1万次。窗反复启闭耐久性能按照 GB/T 29739-2103规定的方法进行检测。检测原理是将试件的锁闭装置松开，将窗扇开启到指定位置后停止，再回到关闭位置，最后将锁闭装置关紧。按照指定次数进行反复启闭循环或直到试件发生损坏。每次循环的持续时间取决于启闭行程（行程取决于试件的启闭方式）、参考速度以及每次循环汇总的操作。

2.2.2 遮阳部件机械耐久性能

遮阳部件机械耐久性能分级应符合表4、表5 的规定。

表4 外遮阳部件机械耐久性能等级

表5 内置遮阳中空玻璃制品机械耐久性能等级

遮阳部件机械耐久性能按照 JG/T 241-2009进行检测。对于手动遮阳部件，需要先测量初始操作力和试样的行程，按照规定的试验速度，在试验设备上模拟实际使用状况，完成将试样运行至下限位点-停止-将试样运行至上限位点-停止的操作循环，循环次数根据产品标准的规定要求进行。反复操作试验结束后，测量最终操作力和行程，并对试样进行手动和目测检查，观察是否出现外观或功能损坏。操作力需保持在初始操作力的等级范围。

对于电动遮阳产品，需先测量一个收回过程所用时间，然后按照规定的试验速度，在试验设备上模拟实际使用状况，完成将试样运行至下限位点-停止-将试样运行至上限位点-停止的操作循环，循环次数根据产品标准的规定要求进行，反复操作试验结束后，再测量遮阳产品一个收回过程所用时间。遮阳部件运行时间的变化率 U应小于等于 20%，试验后外观和操作装置应无功能性障碍或损坏。

2.3 节能性能

建筑一体化遮阳窗构造复杂，组合形式多样，遮阳效果集合了遮阳和窗户的双效作用。建筑一体化遮阳窗节能性能主要体现在遮阳系数和传热系数两个指标。

2.3.1 遮阳系数

建筑一体化遮阳窗遮阳性能以伸展和收回状态下遮阳系数表示，分级见表6。

表6 遮阳性能分级

建筑一体化遮阳窗遮阳性能按照 JG/T 281-2010规定的方法进行检测。该标准主要采用人工光源试验装置来检测建筑一体化遮阳窗产品的遮阳系数。试验装置中包括热室、冷室、防护室、光源和空气处理机组等组成。开启光源，测试在无遮阳产品的条件下热室的光源通过测试洞口进入冷室的基准得热量，和在有遮阳产品的条件下热室的光源通过测试洞口进入冷室的组合得热量来计算得到遮阳系数。

2.3.2 传热系数

建筑一体化遮阳窗保温性能以伸展和收回状态下窗传热系数表示，分级见表7。

表7 保温性能分级 单位：W/(m2·K)

传热系数按照 GB/T 8484-2020规定的方法进行检测。采用稳态传热的原理，设备为标定热箱，一侧为热箱，模拟冬季北方供暖室内的温度，另一侧为冷箱，模拟冬季北方室外温度和风速。保持稳定的空气温度、气流速度和热辐射条件，测量热箱内单位时间的发热量，扣除通过热箱壁、试件框、填充板、试件和填充板边缘的热损失，除以面积与两边空气温差，可得出试件的传热系数 。

3 外窗遮阳一体化的工程验收

建筑一体化遮阳窗的工程验收应同时符合传统外窗和遮阳产品的标准要求，应符合现行国家标准 GB 50300-2013《建筑工程施工质量验收统一标准》、GB 50210-2018《建筑装饰装修工程质量验收规范》、GB 50411-2019《建筑节能工程施工质量验收规范》以及 DGJ 08-113-2017《建筑节能工程施工质量验收规程》等地方标准的有关规定。

3.1 工程验收应提交的文件

工程施工单位应提供的相关资料如下。

（1）建筑一体化遮阳窗工程的施工图、设计说明及其他设计文件。

（2）建筑一体化遮阳窗的抗风压性能、水密性能、气密性能、遮阳系数以及保温性能的质量证明文件和复验报告。

（3）电机及控制元器件供应商应提供进口材料报关单、产地证明、质量保证书、3C 认证等国家或行业强制性检测报告等。

（4）遮阳面料供应商应提供面料成分、开孔率、紫外线阻挡率等技术资料，以及防火等级、质量保证书等国家或行业强制性检测报告；若系进口材料还必须提供进口报关单、产地证明等。

（5）铝型材供应商应提供质量保证书、产品合格证、原材料等国家或行业强制性检测报告等。

（6）安装施工检查记录。

（7）隐蔽工程验收记录。

（8）《产品合格证》。

（9）《工程质保书》。

3.2 工程验收过程

建筑一体化遮阳窗的窗构件验收过程与传统外窗一致，遮阳构件的验收过程应注意以下内容。

（1）邀请与项目相关的单位：项目甲方、施工总包、监理单位、装修单位、施工单位、机电单位等共同验收。

（2）确认所使用产品与工程项目封样的产品电机、面料、铝材等一致性。

（3）按照合同所制定的产品清单，核查产品型号、规格尺寸、数量等。

（4）按照《质量验收标准》进行质量验收，并在《分项工程质量验收记录表》进行记录备案。

（5）验收主要内容为产品部分、面料部分、控制部分、使用效果。

（6）验收结果进行多方签字确认。

（7）验收资料格式正确，符合存档标准。

（8）验收资料整理交付业主。

4 结 语

建筑外窗遮阳一体化技术有利于产业融合，有助于提高窗户和遮阳两类产品的质量。外窗遮阳一体化在建筑中的推广应用，符合我国未来可持续发展的需求。

（1）概述了建筑一体化遮阳窗的产品特点和优势，并给出了建筑一体化遮阳窗的的定义，按照不同方式进行了分类。

（2）总结了基于安全、耐久、节能的建筑一体化遮阳窗成套检测和评估技术，汇总了建筑一体化遮阳窗的各项关键性能分级指标，以及采用的检测设备、检测方法等。建筑一体化遮阳窗在基本结构、型式、规格、性能、检验方法上达成行业共识，打破了行业壁垒，可以促使企业分工合作，推动遮阳产业链上各企业保持技术的高度协调和统一。

（3）介绍了建筑一体化遮阳窗产品验收的工程应用技术体系。建筑遮阳工程应做到安全适用、经济合理、确保质量，验收必须要有标准可依，进一步促进建筑工程质量验收工作规范化，进一步提升建筑遮阳工程管理质量水平。