“双碳”战略下,建筑领域绿色低碳转型全面提速,既有建筑节能改造正是其中的主战场。幕墙是公共建筑最重要的透光围护结构,服役日久、热工性能衰减,极易沦为“热量漏斗”:夏季烈日长驱直入,冬季暖意悄然外泄,空调能耗居高不下。如何堵上这个“漏斗”——还要满足不停业、不改外立面、投入可控的要求,是众多存量楼宇节能改造绕不开的难题。某国企将总部大楼幕墙热工性能优化确立为既有建筑智慧低碳改造的重点,应用单向可视节能窗幕,蹚出一条“不停业、低投入、收效好”的轻量化改造新路。
走出老旧幕墙的高能耗困局
该国企总部大楼位于北京市朝阳区建外大街,2006年竣工,系甲级写字楼,外立面为明框玻璃幕墙与铝板幕墙。近二十年过去,幕墙热工性能逐年退化:夏季室内得热严重,西晒区域闷热难耐;空调系统满负荷运转,能耗常年高位运行。面对这身换不得、动不得又停不得业的“玻璃外衣”,常规改造路径难以为继,焕新必须另辟蹊径。
给运行中的大楼做改造,如同“走钢丝时穿新衣”。企业组织多轮专家论证,将贴膜、替换光伏玻璃、加装玻璃、安装节能窗幕四条路径逐一从投入水平、可实施性、热工提升反复论证:
贴膜投入低但寿命短、热工改善有限,仅为夏季应急手段;更换光伏玻璃投入高,须高空作业并备案审批,影响楼宇正常运营;加装玻璃平添幕墙荷载,须先行加固。唯有单向可视节能窗幕,集投入中低、室内安装、免审批、不停业于一身,还能将传热系数提升约35%、太阳得热系数提升约75%,是唯一兼得“热工提升大、施工干扰小”的解法。
经公开采购评审,窗幕中选并被确定为示范项目应用技术。该产品系国家高新技术企业自主研发,入选住房和城乡建设部“好房子”建设适用建材产品、北京市绿色低碳先进技术推荐目录与北京市节能技术产品推荐目录,经住房和城乡建设部科技成果评估达国内领先水平。
材料创新重塑幕墙热工
这张“窗幕”特殊在哪?它由高反射率复合纳米膜材与控制组件构成,对可见光选择透过,对红外线、紫外线高反射,可随季节日照强度、室内外温差动态调节幕墙或窗系统的传热系数(K值)与太阳得热系数(SHGC)——相当于给建筑加装一层“可升降的Low-E玻璃”:夏季日间阻隔热辐射、夜间辅助散热,冬季日间引入暖阳、夜间锁住室温,一举破解“装完即定型”的行业痛点,让“一成不变”的幕墙真正“活”了起来。
节能窗幕可反射85%~92%的太阳红外辐射、99.99%的紫外线,高效隔热的同时保持单向可视;零甲醛、无静电、不易积灰,使用寿命超15年;不拆幕墙、不高空作业、不报审外立面,施工与办公“两不耽误”。
2024年5月,中国建筑科学研究院对改造后幕墙开展现场实测,数据说话:
实测印证:安装窗幕后,幕墙K值1.64~2.06W/(㎡·K)、SHGC值0.14~0.58实现全区间动态可调;夏季日间减少室内得热40%~50%、室温降低3~5℃,冬季夜间减少热逃逸20%~30%、室温提升1~3℃,空调与采暖综合能耗降低8%~15%。
从单点样板到集群应用
这场改造的价值,不止于一栋楼。窗幕的中选落地,标志着该技术完成了从专家论证、性能实测到规模化应用的全链条验证;作为北京市新型建材、绿色建材推广应用示范案例,项目沉淀出“检测—论证—试点—施工—验收—运维”全流程标准化模式,为国企楼宇、医院、学校等须持续运营的既有建筑,蹚出一条“不停业、不改外立面、工期短、投入省”的可复制路径。
目前,节能窗幕已在全国落地项目超200个,覆盖北京、上海、广州、深圳、重庆、西安等城市,既有建筑改造占比超80%:北京首座碳中和大楼中航产融大厦安装窗幕超万平,通过优化幕墙热工性能实现建筑能耗降低约16%,树立超高层办公建筑大规模应用标杆;中国农业大学图书馆改造后综合节能率约14%,有效消除眩光,为师生阅读学习营造良好光热环境。
据同类标杆项目测算,改造投入远低于整体更换幕墙方案,投资回收期最短3年、最长不超过7年,运维成本低,节能收益长期稳定。经济账亮眼,社会账更实——它为城市存量建筑低碳更新提供了可落地、可量化的技术抓手,也为实现“双碳”目标、建设“好房子”注入了持久动能。
集群应用标杆
结语
从“热量漏斗”到“节能关口”,节能窗幕改的是幕墙热工性能,验证的是既有建筑轻量化改造的可行路径。当更多存量幕墙披上这层“可调节Low-E玻璃”,城市低碳转型的图景将多出一抹亮色,建筑领域的绿色高质量发展,也将多一份扎实的注脚。
供稿部门:北京市建筑节能与建筑材料管理事务中心