没有门窗幕墙节能改造，哪来“30·60”双碳目标实现！
Carbon Peaking and Carbon Neutrality Goal
双碳风来！
面对气候变化、资源短缺、科技与AI大爆炸的全新时代背景冲击下，可持续发展理念将成为中国未来实现高质量发展的核心驱动。 对门窗幕墙企业而言，积极探索可持续发展道路，不仅是履行国家政策下企业社会责任的基础诉求，还可将影响力扩大至产业链、生态圈，并成为企业的长期行为和习惯，这对于我国建筑行业目前所处的加速转型期可谓是“革命化”的进程。
我国建筑建造和运行相关CO2排放约占全社会总量的1/3，且其中1/3与门窗幕墙密切相关。既有建筑门窗幕墙节能改造有哪些技术？如何评估改造前后门窗幕墙节能性能和节能收益？
01、门窗幕墙节能改造助力双碳目标实现
据清华大学建筑节能研究中心核算结果：
2020年中国建筑建造和运行相关CO2排放占中国全社会总CO2排放量的比例约32%，其中建筑建造占比为13%，建筑运行占比为19%。
2020年我国建筑面积总量约660亿㎡，其中：城镇住宅292亿㎡，农村住宅227亿㎡，公建140亿㎡；2020年，新建33.4亿㎡，拆除约16亿㎡。
我国近700亿㎡的既有建筑中，绝大多数为节能水平非常低或者非节能建筑，这些建筑物运行碳排放是我国建筑碳排放的大头。因此，既有建筑节能改造是我国建筑领域实现双碳目标的不可或缺的组成部分。
2022年10月25日，欧盟提升建筑节能标准，目标是欧盟境内所有建筑到2050年都是“零碳建筑”(zero-emission building)。2030年起所有新建建筑应为零碳建筑，2050年所有既有建筑也应改为零碳建筑；我国则提出了“30·60”双碳目标。
插个科普
所谓零碳建筑，是指能效水平非常高、能耗极低且全部来自可再生能源，没有化石燃料产生碳排放的建筑物； 其中能耗极低就是指现有的超低能耗建筑，主要通过被动式围护结构技术将建筑能耗需求降至最低。
研究显示，建筑运行阶段碳排放占建筑物全生命周期碳排放80%以上。供暖空调系统和照明系统是建筑运行阶段碳排放的主要部分，占80%以上；而门窗幕墙对供暖空调和照明能耗影响较大，占50%左右。测算表明，门窗幕墙约影响建筑物碳排放的1/3。
因此，我们可以说，没有门窗幕墙的节能改造，就没有“30·60”双碳目标的实现！
02、既有门窗幕墙节能改造技术
针对700亿㎡既有建筑的门窗幕墙节能改造，将是我国建筑领域贯彻落实双碳目标的重要途径，那么既有门窗幕墙节能改造技术有哪些呢？
上海市住宅修缮工程质量事物中心于2022年印发了《关于进一步推进本市旧住房更新改造节能技术应用的通知》（沪住修缮[2022]40号），给出了外门窗更新改造技术——隔热贴膜、隔热涂膜、可调外遮阳、加窗改造、窗扇改造、整窗拆换、阳台门拆换等，对我国其它地区、其它建筑类型节能改造具有重要参考意义。
目前有很多新材料和新技术已经应用于既有建筑节能改造，常见的有：
更换玻璃。比如欧洲很多老旧建筑改造时，直接将单片玻璃更换为厚度相近的真空玻璃；美国、日本等将老旧建筑中的中空玻璃更换为薄型三玻中空玻璃等。这种方式，在充分利用原窗框基础上，大大提升玻璃节能性能，性价比较高。
加贴玻璃。在原有门窗幕墙基础上，室内侧加贴一片性能较好的单层玻璃形成中空玻璃或多腔中空玻璃，或加贴一片真空玻璃，大大改善玻璃节能性能。
隔热贴膜/涂膜。隔热贴膜/涂膜，特别适用于局部过热房间的节能和热舒适性改造。玻璃幕墙建筑局部过热不仅仅是夏天存在，冬天在关闭空调暖风时，仍然存在某些房间局部过热的情况。
遮阳卷膜。遮阳卷膜是一种新型的节能改造技术，采用一种新型的具有反射、遮阳功能的卷膜，在太阳直接照射强烈时放下或半放下卷膜起到遮阳作用，在没有太阳照射时收起；冬季晚上，放下卷膜，卷膜与窗之间形成保温空腔，有利于提升其保温性能。
惰性气体置换。某些建筑物，可通过现场将空气置换为惰性气体，如Kr+气体等，K值相比原有中空玻璃可降低0.3~0.4，大大改善节能性能。
整窗更换。随着我国经济社会快速发展，门窗幕墙技术也得到了高速迭代。一些老旧小区目前还在使用单层玻璃钢窗、非断桥铝合金窗等已经落后和淘汰产品，在节能改造过程中，就需要针对整窗进行更换。
03、既有门窗幕墙节能改造评估
既有门窗幕墙节能改造时，需要对原有门窗幕墙性能进行评估，对改造技术带来的节能效益进行评估。
原有门窗幕墙热工性能进行评估，也有多种方法。比如针对玻璃进行现场光学方法检测，标准为GB/T 36261-2018《建筑用节能玻璃光学及热工参数现场测量技术条件与计算方法》，典型测试过程见下图。
基于内表面温度与传热系数K值的关系，研究了门窗传热系数现场测试方法，典型测试过程见下图。
针对节能改造技术带来的节能效益，行业很多学者也做过相关研究。针对涂膜玻璃节能改造效果进行评估。以某典型居住建筑为例，采用专用建筑节能模拟软件建模计算，见下图。
以上海为典型城市，与普通中空玻璃相比，涂膜可降低该建筑物空调耗电量约18~30%，节能效果显著。
由于节能改造技术的节能效果受气候区域、建筑类型、窗墙比、玻璃朝向以及对比对象等因素影响，无法给出统一界定。
因此有学者采用冬夏季累计评价法，以某典型公共建筑为例，评估了真空玻璃在我国不同气候区典型城市（哈尔滨、北京、上海、广州）的相对节能率。
该方法综合考虑了建筑所在地区气候特征、建筑物门窗幕墙面积、改造前后门窗幕墙性能、全年累计的供暖度时数和太阳辐照强度累计值等，本质是仅测算通过不同门窗幕墙的全年冷热累计负荷。该方法对针对具体工程评估不同节能改造技术的相对收益具有重要参考价值。
因此，我们在实际评估某项技术节能改造效果时，一定要结合具体建筑（或近似建筑）和气候区域，采用专用建筑节能计算软件完整建模计算，或仅针对透明围护结构采用逐时得热负荷评估方法，测算改造前后的节能效果及投资回收等。
小结
01、我国建筑建造和运行相关CO2排放约占中国全社会总CO2排放量的1/3，我国既有建筑面积约为700亿m2，且绝大多数为非节能建筑。既有建筑节能改造是我国建筑领域实现双碳目标的不可或缺的组成部分。
02、建筑运行阶段碳排放占建筑物全生命周期碳排放80%以上，其中80%为供暖空调系统和照明系统碳排放，门窗幕墙影响约1/3建筑碳排放。
03、既有建筑门窗幕墙节能改造技术主要有：更换玻璃、加贴玻璃、隔热贴膜、隔热涂膜、遮阳卷膜、可调外遮阳、惰性气体置换、更换整窗等技术措施。
04、既有门窗幕墙节能改造时，可通过现场光学或热工方法对原有门窗幕墙性能进行评估，采用建筑节能计算软件或透明围护结构负荷评估方法，对不同改造技术的节能效益进行测算。 05、只有对既有建筑门窗幕墙进行高水平的节能改造，才能助力“30·60”双碳目标在建筑领域落地实施！
作者：万成龙
中建研科技股份有限公司
幕墙门窗低碳研究中心主任、正高级工程师
双碳浪潮下，超低能耗建筑是城市发展的必然产物。近几年来，门窗幕墙行业谈论“节能”、“转型”的声较两年明显增多，如何开拓、发展和革新零碳门窗、低碳幕墙是我们门窗幕墙行业最为重要的课题之一。
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（图文来源：FBC门窗幕墙博览会公众号，侵删）
