遮阳一体化窗结构分析及前景应用 刘洪昌 陈刚 张国良 （山东华建铝业集团，山东 临朐 262600） 摘要： 本文就现阶段国家和各地区节能指标及活动外遮阳（专指遮阳百叶帘）使用现状为切入点，针对现阶段建筑外遮阳在工程应用上一些弊端，阐述建筑外遮阳应用前景及遮阳一体化窗的结构设计要点
关键词： 遮阳一体化，保温节能，一体化安装，检修与维护 引言： 建筑外遮阳作为一个朝阳产业，它是一种有效的建筑节能措施，并能够改善室内光热环境，降低建筑运行能耗，并能与建筑巧妙结合，使建筑的外表现力更加丰富
但在现阶段而言，普通外遮阳窗在安装及调试受其结构构造限制，在应用推广方面仍阻碍重重
在这个前提下，遮阳一体化窗可极大的缓解方案与实施之间的矛盾
这将对各地区大力推广外遮阳系统是一个很好的助力
1、建筑遮阳一体化实施意义 遮阳一体化窗是与建筑物设计紧密连接到一起的
建筑遮阳工程应当与建筑物达到 “四同步”，即同步设计、同步施工、同步验收和同步投入使用
这样既有利于外遮阳装置与建筑物的良好结合，保证工程质量，并在新建建筑在投入使用时即可发挥作用
这势必会对遮阳一体化窗有更高的要求
“四同步”同样要求建筑遮阳工程的设计、施工与质量管理都要与建筑物紧密结合，以满足其功能、性能要求，同样满足人感性上，也就是外观观感的要求
这些都是普通遮阳窗所不能完成任务
1.1两种常见遮阳一体化窗 本述遮阳一体化窗由铝合金窗、活动百叶帘片、驱动电机及相关组件构成
市场上成熟遮阳一体化窗分为两类：一种是将外遮阳装置安装在铝合金边框外（如图 1 ）；另一种是将外遮阳装置安装在铝合金边框内（如图 2 ）
下文将对这两种遮阳一体化窗的结构进行分析
图 1 图 2 1.2.1 结构一遮阳一体化窗结构分析 第一种结构安装一般分为四种（如图 3 ），分别为外装、内装、暗装及中装
其中，外装是安装在洞口的外部，对室内采光无影响，无需对新建建筑或既有建筑改造的洞口进行改造
适用于已有或新建洞口的加装；内装是安装在洞口内部，对室内采光无影响，适用于新建洞口的加装，但土建施工时有构造和精度的要求；暗装是安装在墙体洞口内部，对室内采光无影响，外立面外观整齐统一，但需与在建洞口进行规划设计，施工复杂，精度要求高；中装是安装在室外洞口内部，对采光有细微影响，无需对新建或既有建筑改造的洞口进行改造，适用于已建或新建洞口的加装
图3 在进行建筑遮阳设计、选用遮阳技术时，应对外门窗、遮阳设施等综合考虑，进行一体化设计，在技术、构造接口、安装洞口上事先做好预留
以上构造形式最大的问题是现场作业、安装成本高，调试、保养、维护以及更换易损件的危险性高，成本高，甚至无法施工作业
由于现阶段外遮阳控制一般采用电动控制（遥控器）或是智能控制（ app 软件），若采用上述安装方式，无论是外装、内装、暗装还是中装，本结构的检修口均无完善的解决方案
其中，外装形式，检修口在室外；内装、暗装与中装无检修口
现阶段外遮阳一体化窗中外遮阳系统的电机与帘片为易损件，一般的外遮阳一体化系统在使用前期比较好 , 但几年之后 , 客户投诉率逐年增加
所以好的遮阳系统在者虑满足上述条件的前提下 , 尽可能提高使用寿命 , 降低使用成本
若该技术没要系统的考虑后期的调试、检修，以及维护和更换易损件的便利性，那么势必会大大限制外遮阳一体化窗的应用与推广
此外，该结构还存在一个大的弊端：门窗与遮阳缺乏安装节点上的配套上的设计，主要为洞口与外遮阳一体化窗的矛盾
在中国这方面的问题之所以突出原因在于门窗大多数都现场安装，可以实现系统化，但没有办法实现模块化或型号化
节点上面考虑不周全往往导致后续的现场产生矛盾，例如工期的延迟、衍生更多成本或者外观效果不理想等问题
在此过程中，不可避免的出现设计、产品、施工各方向的协调配合
该结构四种安装方式中，除外装，其余均需要对洞口进行预先处理
但是现阶段中国建筑施工上的粗放监管，再加上门窗制作和外遮阳制作错在一定的误差，这样大大增加了最后进场的外遮阳安装的难度
国内现在实行现场安装也是不得已，因为施工现场有太多的误差，包括幕墙和门窗，都受制于建筑结构本身，而建筑本身又存在大的误差，包括沉降、错位和尺寸的偏差，都会导致现场安装的错位，这些关键点都是导致问题产生的因素
此外，上述结构的外遮阳系统，罩壳部分由金属构成，并为一个整体，结构中对金属罩壳内普遍为填充发泡材料（如 PE 发泡， EPDM 发泡等）处理，并将该处理方式作为外遮阳罩壳的保温处理
但实际上各种处理方式对薄弱的金属罩壳却无保温措施，这必将会在金属罩壳处形成热桥，使得该处热流密度较大，造成能量损失（主要针对暗装与中装）
1.2.2 结构二遮阳一体化窗结构分析 第二种结构是将外遮阳系统整合到窗框内部，将外遮阳系统作为门窗的一个板块进行考虑整合
此方式对采光有微弱影响，无需对新建或既有建筑改造的洞口进行改造，适用于所有洞口的加装
对该结构遮阳一体化窗而言，首先是基于节能的考虑，再有一体化安装的考量，这代表一种可行的方向
我们都知道中国很多门窗幕墙企业都发展成了大型、超大型企业，所接触的也往往都是一些超大规模的项目，这些项目实际上比较少的能运用外遮阳，因为它安装、维修和维护都是一个无可避免问题
该结构将外遮阳作为门窗的部件进行模块化设计处理，有效的避免了门窗洞口与门窗外遮阳加工误差所造成的矛盾
由于是工厂内加工安装，保证了门窗整体（包括外遮阳装饰）的质量，可控性高，并且减少了外遮阳模块的现场二次安装，节约了建筑造价，提高了整窗质量，减少了交叉施工带来的一系列质量问题，最重要的是后期的调试、保养、维护以及更换易损件都可以在室内进行操作，高效、快捷、方便、成本低、无高空作业带来的高成本、高风险
“标准化洞口”作为门窗安装洞口的一个努力方向，影响着我国门窗行业的发展进度
那么我们采用该方式的外遮阳一体化窗，由于对其洞口的通用性，实际上便于推广外遮阳的大型项目实施
在后期的检修与维护方面，该结构将检修口从室外转移到室内，使得后期的检修与维护相当便利，也避免后期人员操作的危险性
在保温节能方面，将罩壳分为两个部分
室外侧起固定安装作用，室内侧罩壳部分留作检修口，并在室内侧部分填充绝热的发泡材料，起到与室外隔热的作用
内外两部分罩壳未直接连接，杜绝了热桥的产生，对整个遮阳一体化的保温节能是一个提升
此外，上述结构将外遮阳作为外窗的配套板块处理，也考虑了整套系统的气密性，从而使该结构较第一种方式也有了比较大的优势
结构一(中装)热工模拟图 结构二热工模拟图 1.3两种结构分析 综上，总体结构分析如下： 1. 材料用量
我们拟定两种结构的外遮阳部分、玻璃部分、五金部分价格相同或近似
以 700mm （宽） *1200mm （高）窗型为例
结构一型材用量约为 5.8kg ，结构二型材用量约为： 6.3kg ，附加填充发泡材料用量约为： 0.4kg
可以看到结构一在成本方面要低于结构二
2. 应用范围
由于结构一分为四种安装方式，基本涵盖现阶段所有遮阳一体化窗的所有安装方式
结构二安装方式基本等同于结构一的中装
故在应用范围更加灵活，范围更加广泛
3. 应用难度
结构一方式中外装为游离在门窗之外，故适合既有门窗的外遮阳加装，需要高空的室外作业；其余安装方式均需要对既有洞口进行改造
而结构二为车间加工制作，无需对洞口重新改造，它可以满足既有洞口的加装和新换窗型的加装
所以在安装方面较结构二方便安全
4. 采光节能
结构一除中装外，对采光均无影响；中装与结构二对采光均有细微影响
在节能方面，结构二考虑的更加完善，无论是在密封性能上，还是在断热处理上，都是结构一无法比拟的
5. 检修与维护
结构一在该方面是硬伤；结构二将检修口从室外转移到室内，极大提高了检修与维护的便利与安全
2、前景应用 门窗遮阳一体化是一种趋势，但目前现阶段这个概念的提出更多是 “ 市场炒作 ” 需要
如若仅仅想要迅速达到规模效应，就推出遮阳一体化这样一个大的概念的话，又由于现阶段中国遮阳市场的总量摆在那里，遮阳产业的投入仍然严重不足，更关键是有没有做好技术、产品匹配的准备
值得欣慰的是，从 2013 年 1 月我国《绿色建筑行动方案》出台以来，各省市都相继发布了地方的绿色建筑行动方案，对建筑节能做了明确的要求
有专家指出，在很多地区要达到居住建筑节能 75% 的标准，采用建筑外遮阳，将是性价比非常高的一种方案
越来越多的地区在外遮阳有了实质性的推进，但应该说受制于当前理念的局限及客观的市场环境，很多机会来临之后，真正要做投资、做预算的时候，往往又开始做减法，遮阳往往又成了末座的选项，所以如果要大力推广遮阳一体化窗，重点还是后期执行和行业自身的健全
但遮阳一体化窗作为一个朝阳行业，伴随着建筑节能、绿色低碳的理念逐渐深入人心，也让更多公众和消费者意识到外遮阳的重要性，这是一个很好的进步
国家同样制定了一系列的规范与鼓励政策来推广遮阳一体化窗的应用，如：《民用建筑节能条例》（第 530 号国务院令）、《 JGJ 274-2010 建筑遮阳通用要求》、《 JGJ237-2011 建筑遮阳工程技术规范》等
我国各地区也相继完成了许多遮阳一体化窗，比如扬州帝景蓝湾外遮阳卷帘工程、广州国际金融中心、山东省建筑科学研究院住宅楼外遮阳工程等等
都对我们推广和应用遮阳一体化窗是一个非常好的借鉴
3、结束语 技术集成与示范作为科技成果推广的有效方法之一，对推动遮阳一体化窗行业技术进步具有重要意义
遮阳一体化窗作为新型技术创新，可以不断完善产品功能、减少资源和能量的消耗、降低生产成本、提高企业核心竞争力
遮阳一体化窗为建筑外遮阳的领头军是压力也是责任，我们呼吁遮阳企业有更多的研发投入，让行业可持续的健康发展
每一种遮阳一体化窗都应该都承担责任与压力
另一方面，只有尽快建立可执行的行业规范标准及认证体系，从源头健全行业自身，确保规范制度的有效执行，才能从真正意义上影响行业的发展
参考文献： [1] JGT 274-2010建筑遮阳通用要求 [2] 徐悦，寒冷地区可调节式外遮阳与建筑的一体化设计，天津大学，建筑技术科学，20070501 [3] 王怡，寒冷地区居住建筑夏季室内热环境研究，博士学位论文，西安建筑科技大学，2003 作者简介： 刘洪昌（ 1987年1月生），男，山东潍坊临朐人，学士，山东华建铝业集团易欧思门窗系统科技有限公司工程师，致力于门窗幕墙系统研发及应用工作
陈刚（ 1968年7月生），男，籍贯哈尔滨，大专，山东华建铝业山东华建铝业集团易欧思门窗系统科技有限公司副总经理，高级工程师、国家一级建造师，致力于门窗幕墙系统研发及应用工作
责任编辑：吕世伟 说明： 本论文可作为技术交流文章，对外开放
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