建筑门窗绿色建材产品认证技术要点分析.pdf

109Vol.32No.3Jun.,2023中 国 建 材 科 技China Building Materials Science&Technology第 32 卷第 3 期2023 年 6 月0 引言实现碳达峰目标与碳中和愿景面临的挑战非常大，我国将通过产业结构调整和能源体系转型实现碳排放达峰，并通过各种碳汇手段实现最终的碳中和。发电、钢铁、建材行业的碳排放量占比较高，建筑全过程碳排放占全国能源排放总量的一半以上。2018年全国建筑全过程碳排放显示，建材生产阶段占建筑全过程的55.2%，建筑施工阶段占建筑全过程的2%，建筑运行阶段占建筑全过程的42.8%，在建筑领域碳排放中，建材生产和建筑运行过程中的碳排放占比较大，是碳减排的突破方向1-2。在建筑领域施行新建建筑减碳、既有建筑节能改造、北方供暖清洁化和电力化、可再生能源建筑应用等技术措施，是实现碳达峰和碳中和的重要路径3。在绿色建材产品认证过程中，将各评DOI:10.12164/j.issn.1003-8965.2023.03.028建筑门窗绿色建材产品认证技术要点分析Analysis of key points of green building materials products certification technology for building doors and windows高伟，王东旭，王领，张志鹏（北京建筑材料检验研究院股份有限公司，北京 100041）GAO Wei,WANG Dongxu,WANG Ling,ZHANG Zhipeng(Beijing Building Materials Testing Academy Co.,Ltd.,Beijing 100041)摘要：在建筑领域碳排放中，建材生产和建筑运行中的碳排放占比较大。建筑门窗绿色建材产品鼓励采用先进技术工艺，降低生产过程的废料产出，加大包装材料可循环利用，提高产品使用周期及核心设计指标要求，保证品质的同时降低资源消耗。评价标准能源属性指标中气密性能、传热系数、太阳得热系数按照不同星级和区域进行划分，有利于降低建筑运行能耗。本文对建筑门窗产品认证评价过程中的技术要点进行分析，有助于指导企业自评价的准确性，保证门窗绿色建材产品评价指标落到实处，同时提出在评价过程增加产品碳足迹和单位产品综合能耗分析，有助于对绿色建材产品减碳效果进行评价。关键词：绿色建材；建筑门窗；一般要求；评价指标Abstract:In the carbon emissions of the construction industry,the production of building materials and operation of buildings account for a large proportion.Green building materials products for doors and windows are encouraged to adopt advanced technology and processes,reduce waste output in the production,increase the recyclability of packaging materials,improve product life cycle and core design indicators,ensure quality and reduce resource consumption.The energy attribute indicators,air tightness,heat transfer coefficient and solar heat gain coefficient in the evaluation standard are divided according to different stars and regions,which is helpful to reduce the energy consumption of building operation.This paper analyzes the technical points in the certification and evaluation process of building doors and windows products,which helps guide the accuracy of enterprise self-evaluation and ensure that the evaluation indicators of green building materials products for doors and windows are implemented,and proposes to add product carbon footprint and unit product comprehensive energy consumption analysis in the evaluation process,which is helpful for evaluation of the carbon reduction effect of green building materials products.Key words:green building materials;building doors and windows;general requirements;evaluation indicators中图分类号：V223+.9文献标志码：B文章编号：1003-8965（2023）03-0109-03价指标落到实处，是实现建材领域碳减排的重要手段。1 绿色建材产品概况1.1 认证活动情况绿色建材、绿色产品的选用很大程度上决定了工程建设绿色化水平，推动建筑实施绿色设计、增加绿色建材应用至关重要。我国绿色产品执行认证活动一，绿色建材产品适用认证活动二，并标注分级结果。建筑门窗产品认证属于认证活动二范畴，归属门窗幕墙及装饰装修产品大类，评价标准对生产企业近况、产品基本性能及生产工艺有一定的要求，并针对产品全生命周期内涉及资源、能源、环境、品质的评价指标进行甄别并定量，以区分产品级别。绿色建材产品认证评价指标从产品的全生命周期入手，推进绿第一作者：高伟（1987.7-），硕士，曾获北京建材行业联合会、北京硅酸盐学会科研成果三等奖，获评北京建筑五金门窗幕墙行业协会标准化先进工作者，现从事建筑门窗产品检测、认证、评价工作。110经验交流建筑门窗绿色建材产品认证技术要点分析色制造，实施清洁生产、有毒有害原料替代、提高产品质量增加产品使用周期。通过对绿色建材产品生产企业的一般要求，企业在科技含量、产品质量、企业运行管理等方面均高于行业一般水平，从而改善建筑门窗产品的行业环境。1.2 认证评价标准对于绿色建材认证产品，除符合现行国家及行业标准要求外，评价标准中从资源、能源、环境、品质四个方面分别提出了要求。通过对生产企业和产品的各项要求，促进企业技术创新，保证产品质量。门窗绿色建材产品认证依据标准T/CECS 10026-2019绿色建材评价 建筑门窗及配件 进行，对绿色建材产品认证的生产企业要求3年内无环境、安全方面的重大事故，建立并运行质量、环境、职业健康安全管理体系，采用先进技术工艺等，保证良性循环的建筑门窗行业环境。对绿色建材产品认证的建筑门窗，除满足产品必需性能要求外，同样针对认证产品全生命周期内绿色属性相关评价指标提出要求。建筑门窗产品的性能除受到原材料的影响外，其加工过程的精度及工艺对产品性能影响较大，生产过程的废料、废屑，包装材料品种的选择和使用直接影响资源消耗。资源属性要求产品包装材料可循环利用率90%，促使生产企业对包装材料、包装方式进行优化，对产品包装及安装过程进行材料管控，减少固体废弃物的产生。能源属性对三星级产品气密性能要求为8级，是气密性能分级最高等级，对标超低能耗建筑节能设计指标。传热系数、太阳得热系数根据不同气候区提出不同指标要求，严寒地区三星级传热系数要求1.2W/（m2K）。气密性能、传热系数、太阳得热系数是建筑透光外围护结构的主要节能设计指标，对降低建筑运行能耗至关重要。环境属性中要求门窗产品所用木材无甲醛释放。品质属性中对门窗反复启闭性能要求随着星级提高逐级高于产品标准要求，通过延长产品使用寿命周期降低对资源、能源的消耗。对建筑外门窗产品的水密性能、空气声隔声性能提出相应指标要求，建筑外窗三星级产品空气声隔声性能要求38dB，远高于传统产品常规水平。2 认证技术要点分析2.1 一般要求根据T/CECS 10026-2019，一般要求需对应核查的证实性资料见表1。2.2 评价指标要求建筑门窗绿色建材产品认证评价标准中，资源属性要求包装材料可循环利用率90%。在企业自评价及资料核查中，企业需提供产品所用包装材料种类，对可循环利用材料进行识别，并对总量进行核算。评价标准中规定的能源属性、环境属性、品质属性二级指标，均是产品性能指标，证实性资料为检测报告，对于各项性能指标，在产品设计时需关注不同技术要点。气密性能三星级要求为8级，一星级、二星级要求为7级。作为建筑外窗产品重要节能指标，气密性能直接影响建筑的采暖、制冷能耗。相关研究表明，提高建筑外门窗气密性能，能降低建筑能耗，尤其对建筑采暖能耗的降低更明显4。建筑外窗的气密性能设计中，关键要保证密封系统的连续性，平开门窗采用明式铰链时，密封胶条不宜完全断开。推拉门窗应采用复合材料密封胶条，试验显示采用毛条密封方式的普通推拉门窗，气密性能很难达到7级。传热系数是建筑外门窗保温性能的表征参数，直接影响建筑物的冬季采暖能耗，传热系数越低，建筑外门窗的保温性能越好。建筑门窗的传热系数受框型材、玻璃面板、型材与玻璃搭接处线传热系数影响。以铝合金门窗为例，框型材传热系数随中部隔热材料增大而降低，当隔热材料增大到一定程度，为降低空气对流对传热的影响，需在隔热材料空腔内填充保温材料。玻璃面板传热系数可通过增加中空层、采用低辐射镀膜、填充惰性气体等方式改善。玻璃面板与框型材的线传热系数可通过暖边间隔条降低，建筑门窗绿色建材评价标准中规定，二星级和三星级产品中空玻璃均需采用暖边间隔条。评价标准中按照不同气候区对传热系数进行了划分，不同星级传热系数限值要求从1.22.8W/(m2K)不等。考虑节能效果、加工工艺及经济因素，表2中给出了门窗产品设计技术要点。表2 不同传热系数对应的铝合金门窗配置 Tab.2 Configuration of aluminum alloy doors and windows corresponding to different heat transfer coefficient传热系数/W/(m2K)隔热材料厚度/mm保温材料玻璃配置玻璃间隔条1.240填充5Low-E+12Ar+5Low-E+12Ar+5暖边1.535填充5Low-E+12Ar+5Low-E+12Ar+5暖边2.024填充5Low-E+12Ar+5暖边2.420不填充5Low-E+12A+5冷边2.814.8不填充5+12A+5冷边注：Low-E表示低辐射镀膜，A表示空气，Ar表示填充氩气；当评价产品为三星级时，玻璃间隔条均采用暖边形式。表1 一般要求对应的核查证实性资料 Tab.1 General requirements correspond to verification of confirmatory information序号一般要求证实性资料1生产企业近 3 年无重大环境污染和安全事故。通过“蔚蓝地图”“信用中国”等对企业信息进行核查，企业提供无事故声明。2生产企业应采用国家鼓励的先进技术工艺，不应使用国家发布的淘汰或禁止的技术、工艺、装备等。核查企业设备台账，现场查看企业生产线、生产设备是否在淘汰或禁止目录中，企业提供先进技术工艺声明。3生产企业应按照 GB/T 19001、GB/T 24001 和 GB/T 45001 分别建立并运行质量管理体系、环境管理体系和职业健康安全管理体系。核查企业质量管理体系认证证书，环境管理体系认证证书，职业健康安全管理体系认证证书，现场核查体系运行状况。4产品性能应满足 GB/T 31433中必需性能的要求。对应认证产品的检测报告。111经验交流建筑门窗绿色建材产品认证技术要点分析太阳得热系数是建筑外窗隔热性能的表征参数，对于制冷能耗有较大影响，其值越低表示外窗的隔热性能越好，主要影响因素是玻璃面板。严寒地区在冬季对太阳得热有一定的需要，因此在评价标准中，严寒地区对太阳得热系数未做出要求，寒冷地区要求0.35，夏热冬冷地区要求0.30，夏热冬暖地区要求0.25。降低太阳得热系数最直接的方式是采用高隔热性能的镀膜玻璃或多片镀膜玻璃叠加使用等。品质属性中水密性能是建筑外门窗产品最基本的性能。绿色建材评价标准中水密性能的要求不高，而在产品标准GB/T 8478-2020铝合金门窗 中，对外窗的水密性能要求最低3级，外门的水密性能要求最低2级，由于产品标准要求高于评价标准，因此铝合金门窗产品在评价此项指标时，采用从严方式，需满足产品标准要求。要提高建筑外门窗产品的水密性能，在加工过程中的组角、拼接等关键工序需注意密封措施。为提高气密性能，平开门窗多采用三道密封措施，如没有合理的排水通道设计，容易造成渗漏进门窗的水不能及时排出，在室外侧给定压力的作用下流向室内侧，造成漏水，因此需采用等压措施（图1），在窗扇的上侧加工气压平衡孔，在等压情况下，使渗漏进的水在重力作用下通过水孔向室外排出。图1 门窗气压平衡孔示意图 Fig.1 Schematic diagram of air pressure balance holes for doors and windows评价标准中对外门窗产品的空气声隔声性能提出了较高要求，作为品质属性指标改善人居环境。建筑门窗产品进行隔声设计时，首先应保证产品密封完好，试验证明，气密性较差的普通推拉门窗的隔声性能很难高于2级，因此推拉形式门窗进行绿色建材产品设计时，应结合气密性能要求改善密封结构，通过采用新型的五金配件系统，将产品开启方式设计为平移推拉、提升推拉等。另外，提高建筑门窗产品隔声性能可通过提高产品面密度、增加玻璃厚度或数量、在规范允许范围内设计不等厚玻璃面板、采用隔声胶片、填充吸音材料等措施。门窗的反复启闭性能是表征产品使用寿命的重要指标，在评价标准中对指标要求进行了提高，通过延长使用周期来降低碳排放。提高门窗产品反复启闭次数，需在产品设计阶段根据开启扇尺寸及重量选配合适的五金，对开启扇自身较重的产品，型材固定五金的槽口位置需进行加强处理。五金与型材连接所用的紧固件应通过承重计算，并在安装使用后不影响门窗开启扇的运行。对于多锁点的产品，应注意传动机构和锁闭装置的配合，避免不同步造成配件间的摩擦，降低产品使用寿命。3 结论及建议在双碳背景下，实现建筑领域碳达峰任重道远，建材生产和建筑运行的碳排放占比较大，绿色建材产品通过标准指标要求对生产企业及产品进行级别划分，引导生产企业从产品的全生命周期考虑资源和能源的利用，通过现代管理手段提高产品生产效率，实施清洁生产，通过工艺改进实现有毒有害原料替代、提高产品质量增加产品使用周期。门窗绿色建材产品设计时应综合考虑各评价指标，按照适用地区及评价星级确定产品配置。建议在认证评价过程中增加产品碳足迹及单位产品综合能耗分析，碳足迹在确定边界的条件下，对产品的材料流、能量流和废物流分别进行数据收集和计算。鼓励企业在降低能源消耗的同时，通过改进工艺，采用先进设备和技术，加强过程控制，降低不合格产品的产出，改善能源结构，控制产品能源消耗量，逐步建立门窗产品碳排放基础数据，以量化的数据体现绿色建材产品的减碳效果。参考文献1肖绪文,刘星.关于绿色建造与碳达峰、碳中和的思考J.施工技术,2021,50(13):1-5.2郁聪.建筑运行能耗实现碳达峰碳中和的挑战与对策J.中国能源,2021(9):25-31.3徐伟,倪江波,孙德宇.我国建筑碳达峰与碳中和目标分解与路径辨析J.建筑科学,2021,37(10):1-8+23.4高飞,邹秋生,赵新辉,等.高海拔地区外门窗气密性对建筑能耗影响研究J.四川建筑科学研究,2020,46(6):97-103.