3月28日下午，卡本納（北京）新材料有限公司（以下簡稱“卡本納”）總經(jīng)理李智在“2024能源環(huán)境服務(wù)產(chǎn)業(yè)年度峰會”的建筑節(jié)能降碳分論壇上，發(fā)表了題為“幕墻與窗自適應(yīng)系統(tǒng)解決方案”的主題演講。

以下是李智主題演講實錄：

清華大學(xué)的魏教授有一句話，叫被動優(yōu)先，主動優(yōu)化。被動優(yōu)先，指的是降低建筑對冷熱的需求；主動優(yōu)化，指的是應(yīng)用高性能的能源系統(tǒng)以及可再生能源。窗幕就是一種被動優(yōu)化建筑能耗的幕墻熱工性能提升產(chǎn)品。

接下來，我將從四個方面進(jìn)行介紹。

第一個方面，幕墻改造的必要性。隨著建筑行業(yè)逐步邁入存量時代，我們不得不正視一個嚴(yán)峻的現(xiàn)實：我國既有建筑總量龐大，能耗和碳排放強度居高不下，節(jié)能降碳改造面臨著巨大的挑戰(zhàn)。全國既有建筑面積已超過700萬億平方米，其中近40%的建筑在節(jié)能性能上亟待提升，特別是那些使用壽命超過20年的公共建筑，它們占據(jù)了相當(dāng)大的比重。更不容忽視的是，我國既有建筑門窗的能耗竟然達(dá)到了發(fā)達(dá)國家的2至3倍，這一數(shù)據(jù)足以引起我們的警覺。

在這個城市更新如火如荼的時代，我們迫切需要尋求一種高效的解決方案來應(yīng)對這些挑戰(zhàn)。而幕墻改造，正是推動城市未來高質(zhì)量發(fā)展的必然選擇。它不僅能夠顯著降低建筑能耗，減少碳排放，還能提升建筑的整體性能和外觀形象?！丁笆奈濉苯ㄖ?jié)能與綠色建筑發(fā)展規(guī)劃》更是為我們指明了方向，要求我們在接下來的幾年內(nèi)，完成2.5億平方米以上既有公共建筑的節(jié)能改造。

分析存量建筑能耗偏高的主要原因之一，就是幕墻熱工性能的下降。首先，我們必須認(rèn)識到，無論是新建或擴建的建筑，還是既有建筑的改造，都必須嚴(yán)格遵循最新的透光圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。這不僅是為了確保建筑的美觀性和實用性，更是為了實現(xiàn)建筑能耗的有效控制。而幕墻作為建筑圍護結(jié)構(gòu)的重要組成部分，其性能優(yōu)劣直接影響到建筑的能耗水平。

然而，隨著使用年限的增加，中空玻璃的熱工性能逐漸下降，這一現(xiàn)象已經(jīng)引起了廣泛的關(guān)注。使用兩年后的中空玻璃失效率高達(dá)3%至5%，這意味著建筑在保溫隔熱方面的性能正在逐漸減弱，能耗水平也隨之上升。這不僅增加了建筑的運營成本，也對環(huán)境造成了不必要的負(fù)擔(dān)。

更加嚴(yán)重的是，隨著幕墻傳熱系數(shù)的增大，建筑的各朝向總能耗也將呈現(xiàn)出10%至11%的增幅。這一增幅對于建筑的整體能耗來說是一個不容忽視的數(shù)字。尤其是當(dāng)幕墻的太陽得熱系數(shù)（SHGC）增加時，西向總能耗的增幅更是高達(dá)11%，其他立面的能耗也均有不同程度的升高。這意味著在炎熱的夏季，建筑將吸收更多的太陽輻射熱，導(dǎo)致室內(nèi)溫度升高，空調(diào)能耗增加，從而進(jìn)一步加劇建筑的能耗問題。

因此，為了降低建筑能耗，提高節(jié)能效果，幕墻改造勢在必行。通過改造提升幕墻的熱工性能、降低傳熱系數(shù)和太陽得熱系數(shù)，我們可以有效降低建筑的能耗水平，提高建筑的保溫隔熱性能，實現(xiàn)建筑的綠色、低碳發(fā)展。這不僅有助于降低建筑的運營成本，提高建筑的舒適度，更有助于減少對環(huán)境的影響，推動建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

接下來，我們分析一下目前市場上常見的幕墻改造方式。首先是替換光伏玻璃，通過將現(xiàn)有玻璃更換為光伏玻璃，優(yōu)化幕墻熱工參數(shù)，并可增加發(fā)電量，抵消建筑能耗，但是具體實施過程中，存在造價高、影響辦公空間使用、需要政府審批等諸多限制。另外，加裝玻璃、貼膜同樣可以改善幕墻參數(shù)，卻也存在增加建筑荷載、提高玻璃自爆風(fēng)險以及失效快等問題。窗幕產(chǎn)品可以有效避免上述問題，價格相對低廉、節(jié)能效果顯著、安裝部署方便快捷以及無安全性問題。

第二個方面，我們就詳細(xì)介紹一下窗幕的產(chǎn)品特點。

我們將窗幕稱為幕墻與窗的自適應(yīng)升級解決方案。它安裝于幕墻的室內(nèi)側(cè)，可與幕墻形成一個整體，相當(dāng)于為建筑本體加裝了一層可靈活收卷的“Low-e玻璃”。窗幕主要由兩部分組成，一部分為具有不同太陽波段調(diào)控功能的膜材，另一部分為密閉結(jié)構(gòu)。對隔熱起到主要作用的膜材由三部分組成：聚酯透明層、聚酯金屬涂層以及聚酯薄膜層，通過這三層結(jié)構(gòu)，可以對太陽光中的紫外線，可將光以及紅外線進(jìn)行調(diào)控，達(dá)到隔絕熱量，但不阻擋光照的作用。另外，獨特設(shè)計的密閉結(jié)構(gòu)，能夠進(jìn)一步阻擋熱量與室內(nèi)空氣的對流傳遞，空氣腔層能夠提高提高幕墻的保溫能力，進(jìn)一步降低能耗。

總體上講，窗幕的主要特性有下面幾個：

第一，控。太陽光是由不同波段的光組合而成，其中為環(huán)境帶來熱量的波段主要為780nm-2500nm的近紅外線。這部分投射到物體上會產(chǎn)生熱量，而380nm-780nm的可見光卻不會。

比如，辦公室中的燈光即為可見光，長時間的照射基本不會為室內(nèi)帶來熱量。而如果換成紅外線燈，立馬可以感受到溫度的升高。窗幕的“控”就是控制進(jìn)入室內(nèi)的光線，即反射絕大部分的紅外線，并保持一定的可見光進(jìn)入室內(nèi)。這樣就可以降低室內(nèi)的熱量。

另一方面的“控”指的是調(diào)節(jié)。這一點和貼膜有明顯區(qū)別。玻璃貼膜后，即為固定的，尤其是冬天，不可能撕掉，但是窗幕是可以升起的。冬天需要陽光熱量的時候，就可以升上去，陽光進(jìn)入室內(nèi)，增加建筑得熱。

這就是兩種“控”的方式：一種室內(nèi)光和熱的控制，另一種是對使用場景和狀態(tài)的控制。

第二，透。節(jié)能降碳，應(yīng)當(dāng)以人為本，如果為了節(jié)能，降低室內(nèi)人員的舒適度，完全是本末倒置。玻璃幕墻在現(xiàn)代得以廣泛應(yīng)用，除了建筑外觀的要求，還有一個就是室內(nèi)人員會獲得一個較好的視野與空間感。窗幕與卷簾不同，在遮陽的同時，滿足了通透。

另外幾個特點分別是凈、美、久、輕，這些特點就比較好理解了，都可以提高窗幕在使用過程中的方便與便利。

接下來講一下窗幕配合不同年代建筑幕墻熱工參數(shù)的優(yōu)化情況。目前，大量的存量建筑，建成時間已經(jīng)比較長了，當(dāng)時依據(jù)的公共建筑節(jié)能規(guī)范對透光圍護結(jié)構(gòu)的要求與現(xiàn)在相比已經(jīng)有一定差距，難以滿足現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)。比如，2005年，玻璃當(dāng)時的K值是1.8，到了今天K值的要求國家就已經(jīng)提升到了1.6，如果說這個建筑用了10年、20年以后，這個K值大概率已經(jīng)到了2.3、2.4左右，就已經(jīng)很低了。加完窗幕之后，2.3K值的幕墻加完窗幕之后基本上能做到1.8，這個K值的提升率至少是40%左右，這個比例是相對比較高。

從幾個角度看，窗幕對大部分建筑透光圍護結(jié)構(gòu)的節(jié)能率，平均能夠達(dá)到44%，在國內(nèi)所有的方案里面應(yīng)該是最優(yōu)的一個方案了。

第三個方面，講一下我們剛剛完成的一個案例，北京某國企的總部大樓，建筑面積73000平米，外立面的幕墻面積是22000平米，外立面采用了明框玻璃幕墻。

北京建院與中國建研院均為其咨詢單位，通過現(xiàn)場勘察，發(fā)現(xiàn)了密封膠條老化、氣密性不合格、傳熱系數(shù)偏高等問題，導(dǎo)致的問題就是室內(nèi)溫度高，空調(diào)高負(fù)荷運行，室內(nèi)舒適性差，能耗高。建研院對該建筑幕墻四個立面均做了現(xiàn)場的檢測，并依據(jù)室內(nèi)舒適度，對幕墻應(yīng)有的熱工參數(shù)提出了建議，提出了多個解決方案。當(dāng)時，請到了浙江建院梁方嶺院長，以及建研院，北京建院等多位專家對9種改造方案現(xiàn)場“會診”。通過對實際效果、可實施性、安全性、經(jīng)濟性等多個方面進(jìn)行評估，認(rèn)為窗幕方案為最優(yōu)解。如果采用龍鱗光伏方案，將投資4000多萬，用窗幕的解決方案投資大概800多萬，就能全部解決問題，幕墻性能也得到了很高的提升。窗幕方案，一天裝一層樓，不影響正常辦公，投資造價最低，性能最優(yōu)，既解決客戶能耗的問題，也解決客戶舒適性的問題。

我們和清華大學(xué)建筑設(shè)計研究院，在2021年就聯(lián)合成立了窗幕研究中心，在這期間，將我們在市場中遇到的真正難點與清華的研發(fā)能力相結(jié)合，形成一整套的解決方案。這個案例就是對這個解決方案的具體闡釋。

改造后，最終的結(jié)論有三個方面的改善：

第一，幕墻本身的熱工參數(shù)得到了顯著的改善，無論是K值，還是SC值，都得到了比較大的改善。

第二，優(yōu)化了室內(nèi)的溫度，提升了舒適度。通過在北京4月14日到15日這兩天連續(xù)實測，以26度為基準(zhǔn)線，加上窗幕，也就是全天不需要使用空調(diào)，基本能夠保持比較舒適的溫度。4月14-15日的氣溫并不是很高，如果加入六、七月份，太陽輻射一旦加強，很多樓的室內(nèi)溫度可以達(dá)到28度、29度，那么窗幕的效果就非常明顯。

第三，從節(jié)能減碳的角度。透光圍護結(jié)構(gòu)的節(jié)能率可以提升61%，這個數(shù)據(jù)與空調(diào)的節(jié)能量是沒有辦法比較的，因為是被動的節(jié)能狀態(tài)，但也可以達(dá)到比較可觀的節(jié)能量。減碳量可以通過政府公布的電力二氧化碳排放因子進(jìn)行計算。

對于這樣的結(jié)果來講，是目前客戶的最好選擇，這是透光圍護結(jié)構(gòu)性能提升的最優(yōu)解決方案。它使建筑更節(jié)能，同時讓環(huán)境更舒適。

相信在座所有做節(jié)能的人心里都有這樣一個想法，讓建筑更節(jié)能，讓環(huán)境更舒適，應(yīng)該來講是兩條路徑。

一是效率提升，盡可能通過智慧化、物聯(lián)網(wǎng)、使用效率更高的設(shè)備，讓用電效率提升。

二是通過結(jié)構(gòu)的改造、性能提升，讓建筑整體負(fù)荷減少，讓我們的空調(diào)不要那么累，讓整體用能需求量不要那么多，通過這兩種方式內(nèi)外兼修，共同去努力，可以實現(xiàn)這個目標(biāo)。