建筑作为人类文明的重要载体，其能耗问题已成为全球可持续发展的核心挑战之一。我国建筑能耗占社会总能耗的 33% 以上，其中门窗传热损失占比达 40% 以上，是能源浪费的主要路径。面对夏季高温与冬季严寒的气候矛盾，如何实现夏季 “遮阳隔热” 与冬季 “采暖保温” 的动态平衡，不仅关乎室内舒适度，更影响着 “双碳” 目标的实现路径。窗幕产品的推出，为建筑门窗幕墙节能改造提供了新范式，本文将介绍其节能理论、改造优势及应用场景。

一、节能窗幕系统：热工优化与核心优势

1、太阳得热系数优化

Ø 膜材采用三层结构设计，前后层为高强度聚酯（PET）薄膜，具备透光稳定性和耐候性，可保护中间功能层，且透光率0%-7%可调，能够选择性透射可见光，以避免眩光。

Ø 中间层为金属镀膜层，可高效反射85%-92%的近红外线（780-2500nm），100%阻隔紫外线，减少材料老化与健康风险。

Ø 三层结构协同实现“可见光按需透射、红外线高效反射”，将太阳得热系数（SHGC）优化幅度提升至65%，降低夏季室内太阳辐射得热及空调制冷负荷。

2、传热系数优化

Ø 采用“膜材+底杆+边轨”一体化密闭系统，与建筑原有幕墙边框无缝结合，形成完整隔热腔体，利用静止空气层降低空气对流传热效率。

Ø 该设计阻断热传导与热对流主要路径：减少室内外空气对流交换，延缓热量传导速度，有效降低幕墙整体传热系数（K值）。

Ø 窗幕可收放灵活调整，冬季收起不影响透光和被动采暖，夏季展开强化隔热，传热系数较传统幕墙降低20%以上。

Ø 采用室内侧安装方式，由双侧垂直导向轨和底轨组成密闭式轨道系统，与玻璃幕墙保持3-15cm间距形成隔热空腔层。

3、窗幕技术的核心原理与优势

Ø 关键原理是窗幕材料能高效反射300-2500nm全波段太阳光，红外反射率超85%，配合相关机构实现对幕墙传热系数及太阳得热系数的灵活可调。

Ø 相比传统内遮阳，可将进入室内的热量再次反射至室外，赋予内遮阳节能属性，解决既有幕墙热工性能下降后“改不动、改不起、改不好”及参数固定的难题。

Ø 能实现夏季减少室内得热、冬季降低热量流失，节约8%-15%的建筑能耗。

4、窗幕系统的附加核心优势

Ø 单向可视，对室外景物的色彩还原率达92%以上。

Ø 安全环保无甲醛、自重轻、不增加建筑承重。

5、环境适配性与长效性能

Ø 环境适配性：开发四大产品系列，透光率覆盖0%-7%，红外线反射率85%-92%，满足不同朝向、气候带的差异化需求。

Ø 长效性：采用航天级复合聚酯材料，使用寿命超过15年，且具备自清洁特性，不吸附灰尘异味。

6、技术资质与行业认可

Ø 卡本纳为国家级高新技术企业，拥有多项发明专利与实用新型专利，深度参与“十四五”国家重点研发计划示范工程，正在编制行业标准。

Ø 技术经住建部科技成果评估认证，入选住建部建设行业科技成果推广项目、《北京市绿色低碳先进技术推荐目录》、《北京市节能技术产品推荐目录》。

Ø 针对既有幕墙改造难题，通过模块化设计实现性能升级，形成标准化解决方案，在商务办公建筑、大型公共建筑及医疗设施等场景完成工程验证，获广泛认可。

二、Low-E玻璃：爆发式增长背后的失效困局与破解路径

1、爆发式增长的背景与潜藏危机

增长驱动：2010年前后，受国家建筑节能政策推动，Low-E玻璃在公共建筑领域迅速普及，因可满足大型公建节能率50%以上的硬性指标，成为围护结构节能首选。

市场表现：2006-2010年Low-E玻璃销量年均增速达58%，2010年总用量突破5400万平方米。

潜藏危机：

Ø 产业格局：近七成产能集中于中小型加工厂，生产工艺参差不齐。

Ø 产品缺陷：主流离线Low-E产品（占市场80%以上）的银膜层易氧化失效，需依赖中空结构密封保护。

Ø 质量问题：早期生产标准缺失，存在切割后膜层边缘残留未清除、密封胶涂布不均、使用劣质分子筛导致中空层湿度超标等问题，加速膜层氧化。

2、粗放发展导致的失效隐患及表现

失效现状：建筑玻璃行业协会抽样检测显示，2010年前安装的Low-E中空玻璃，超六成出现功能性退化。

寿命差异：国家标准玻璃质保期为10年，但受环境应力（紫外线、温湿度循环）和密封老化影响，实际使用寿命普遍缩至5-8年。

失效表现：

Ø 膜层氧化导致辐射率上升；

Ø 中空层结露、霉变频发，形成视觉污染并腐蚀密封系统。

案例：哈尔滨某政府大楼2011年安装的Low-E玻璃，冬季传热系数从初始1.8W/(m²・K)升至3.2W/(m²・K)，恶化近80%，丧失节能功能。

3、失效引发的连锁影响

能耗反弹：大量既有建筑因幕墙玻璃失效，实际能耗回归基准值，部分早期“节能建筑”采暖能耗反超普通建筑30%。

节能损失：理论上，全国年新增4亿平方米合格Low-E玻璃可节煤870万吨、减碳2100万吨，当前失效现状导致该效益流失。

案例：北京某写字楼2012年安装的Low-E幕墙失效后，夏季空调负荷增加47%，全年能源费用激增200万元。

4、困局破解的技术路径

现有技术方案：包括更换长寿命Low-E玻璃、应用玻璃隔热涂料等，但改造后热工参数固定，无法动态响应环境变化。

研究焦点：开发可动态调节幕墙或门窗热工性能的技术（如温致变色玻璃、电致变色玻璃），但存在工程复杂度高、改造量大、改造费用高的问题。

优选方案：“Low-E+窗幕”组合方案，既能最大程度提升节能效果，又可实现最小限度的改造干预。

三、“LOW-E+窗幕”的协同优势

解决LOW-E玻璃局限的科学方案是“LOW-E与窗幕”结合应用，以单向可视节能窗幕为典型的集成系统，能实现1+1大于2的效果:

①夏季高效控热：窗幕的纳米膜材可反射 85%-92% 的近红外线（太阳热量主要来源），仅允许 0%-7% 的可见光按需透射，与Low-E玻璃形成 “双重防护”——Low-E 玻璃本身低辐射率，而窗幕与幕墙形成的密闭空腔则阻断热传导与热对流。三者协同下，进入室内的太阳辐射热减少 40%-50%，空调制冷负荷降低 40%-50%，较单一使用Low-E 玻璃的隔热效果提升 30% 以上。

②冬季保温增效：冬季收起窗幕时，不阻碍可见光与太阳短波辐射进入室内，Low-E 玻璃的远红外线反射功能可减少室内热量通过辐射流失，两者配合强化被动式太阳能采暖；夜间展开窗幕，其密闭结构与空气层进一步锁住室内热量，与Low-E 玻璃的保温性能形成叠加，减少室内热损失 20%-30%，较单一Low-E 玻璃的保温效果提升 26%，显著降低采暖能耗。

③动态适配调节：窗幕的可调性完美弥补 Low-E 玻璃参数固定的局限 —— 当室外温度骤变或太阳高度角变化时，窗幕可灵活调整收放状态，使传热系数（K 值）与太阳得热系数（SHGC 值）及时调整，与Low-E玻璃的基础热工性能形成“动态 + 静态” 的协同调控，解决传统“Low-E玻璃 + 固定遮阳”要么过度挡光、要么热量失控的矛盾，实现全时段光热平衡。

如北京某项目实测显示：35℃夏季高温时，仅使用Low-E 中空玻璃的房间室温达 30-32℃，而“Low-E 玻璃 + 窗幕”系统的房间室温稳定在 26℃左右，空调能耗降低 52%；冬季低温时，该组合较单一Low-E 玻璃减少 18% 的采暖能耗，充分体现两者协同的技术优势。

四、国内外遮阳技术规范对比

国际要求：

1、德国

遮阳系数限值：

全建筑外窗遮阳系数（SC）≤0.3（强制要求），适用于所有朝向。

内遮阳联动控制：

Ø 被动房标准（PHI）要求内遮阳系统与通风/采暖设备智能联动：

Ø 夏季：遮阳展开时同步启动通风系统，利用自然风散热；

Ø 冬季：遮阳收起时关闭通风，减少热量流失。

Ø 遮阳装置需提交“遮阳-采光-通风协同设计方案”，通过建筑能效模拟验证。

2、美国加州

内遮阳等效性能：允许以内遮阳替代外遮阳，但需满足：太阳得热系数（SHGC）≤0.23（等效SC≤0.25），需第三方实验室认证。

3、加拿大（多伦多市）

公共建筑强制要求：

Ø 东西向玻璃幕墙必须采用内遮阳+Low-E玻璃组合，综合SHGC≤0.35；

Ø 内遮阳百叶需满足10万次启闭耐久性（同中国JG/T 255-2020）。

国家标准:

《建筑节能与可再生能源利用通用规范》(GB55015-2021)规定:夏热冬冷地区，窗墙比0.4-0.6，东、西向夏季太阳得热系数小于0.25，南向冬季太阳得热系数大于0.5。

《建筑遮阳工程技术标准》(JGJ237-2011)明确：“应根据地区气候特征、经济技术条件、房间使用功能等因素确定建筑遮阳的形式和措施，并应满足建筑夏季遮阳、冬季阳光入射、冬季夜间保温以及自然通风、采光、视野等要求”“采用内遮阳和中间遮阳时，遮阳装置面向宽外侧宜采用能反射太阳辐射的材料，并可根据太阳辐射情况调节其角度和位置。”

五、中国气候分区的适配方案:从南到北的精准施策

我国地域辽阔，气候类型多样，从寒带的漠河到热带的三亚，建筑节能需求差异显著。基于《建筑气侯区划标准》(GB50178)，结合遮阳与保温的协同原理，可构建分区域的精准解决方案。

1、严寒地区（东北、北疆）：保温优先，兼顾冬季采光

气候特征：冬季寒冷漫长(-20℃至-30℃)，采暖期长达6-8个月；夏季短暂凉爽，空调需求低；太阳高度角小，冬季日照时间短。

核心需求：最大限度减少冬季热量流失，同时利用有限的冬季日照辅助采暖。

推荐方案：三玻两腔充氩双银LOW-E玻璃+7%透光率窗幕

2、寒冷地区（华北、西北）：冬保夏遮，动态调节

气候特征：冬季寒冷(-10℃至-20℃)，采暖期4-6个月；夏季炎热(30℃-35℃)，空调期2-3个月；太阳辐射季节性差异大。

核心需求：冬季保温减少热量流失，夏季遮阳控制太阳辐射热，实现冬夏功能切换。

推荐方案：双玻中空双银LOW-E玻璃+3%透光率窗幕

3、夏热冬冷地区（长江流域）：遮阳为主，兼顾保温

气候特征：夏季高温高湿(35℃-38℃)，空调期3-4个月；冬季湿冷(0℃-10℃)，采暖需求增长快；太阳辐射强，昼夜温差小

核心需求：夏季高效阻隔太阳辐射热，降低空调负荷；冬季减少热量流失，提升采暖效率。

推荐方案：双玻中空双银LOW-E玻璃+1%透光率窗幕

4、夏热冬暖地区（华南、闽南）：极致遮阳，控制热输入

气候特征：夏季漫长炎热(35℃-38℃)，空调期6-8个月；冬季温暖(10℃-20℃)，基本无需采暖；太阳高度角大，辐射强度高。

核心需求：最大限度减少太阳辐射热进入室内，从源头降低空调负荷。

推荐方案：双玻中空双银LOW-E玻璃+固定式遮阳板+1%透光率窗幕

六、遮阳与保温系统的经济性分析:从短期投入到长期收益

建筑节能方案的选择不仅要考虑技术可行性，更需进行全生命周期的经济性评估。“LOW-E玻璃+窗幕”系统不仅初期投入低，且长期收益显著，是兼具社会效益与经济效益的优选方案。

1、初期投入对比

以建筑面积7000平米，幕墙面积1000平米公共建筑为例，不同方案的初期投入如下：

2、运行成本节约

改造方案能否有效优化幕墙热工参数，是其节能与否的关键；而遮阳与保温系统的控热能力，直接影响电费成本。

3、维护费用

长期维护成本是易被忽视的 “隐性支出”，直接影响全生命周期经济性：

玻璃贴膜：每 2-3 年需更换（粘合剂老化），每次更换成本约 40 万元（含除胶、新膜采购），10 年累计维护费用达 120-160 万元。

更换 Low-E 玻璃：玻璃的维护成本较低，玻璃的设计寿命为25年，质保10年，实际寿命在5-8年，另外，如不考虑功能失效，仅做安全性维护，每年费用预计4-6万元。

加装窗幕：采用耐候性 PET 膜材（-100℃至 120℃工作温度）和标准化组件，年均维护率低于 1%，日常清洁仅需湿布擦拭，10年累计维护费用不足1万元。

4、环境效益量化

节能改造的环境效益可通过碳减排量直观体现，结合北京二氧化碳排放因子（0.5580kgCO2/kWh），不同方案的环境贡献差异显著：

玻璃贴膜：年节电量约 1 万度，对应年碳减排 5.6吨CO2。

更换 Low-E 玻璃：年节电量约 7 万度，对应年碳减排 39 吨CO2。另外，在玻璃的生产、施工以及拆除阶段同样将产生一定的碳排放。

加装窗幕：年节电量约 10 万度，对应年碳减排56吨CO2，是贴膜的 10 倍、更换玻璃的 1.4 倍。此外，窗幕采用无毒 PET 材料，所有材料均可100%回收，在 “碳减排 + 环保” 双重维度均表现最优。

七、消费者指南:如何选择科学的节能方案

建筑节能市场鱼龙混杂，部分厂商为追求利润，刻意隐瞒材料缺陷或夸大节能效果，导致消费者难以做出科学选择。掌握关键鉴别方法，是避免陷入选择误区的前提。

(1)了解产品节能原理：需重点关注产品对光热的调控机制与结构设计逻辑。以窗幕为例，其核心在于 “双维度节能”—— 一方面通过三层复合膜材，另一方面通过膜材与底杆、边轨的密闭结构，与幕墙形成空气空腔。同时需确认产品是否具备动态调节能力（如热工参数随季节 / 时段灵活切换），避免 “静态节能” 导致的冬夏适配矛盾。

(2)查看检测报告：要求厂商提供由国家级检测机构（如中国建筑科学研究院、国家建筑工程质量监督检验中心等）出具的权威报告，重点关注两项核心指标：

①传热系数（K 值）及可调范围，反映保温隔热能力（数值越低越好，且可调范围越大越适配不同场景）；

②太阳得热系数（SHGC 值）及优化率，体现控热效果（优化率越高，夏季阻热能力越强）。

(3)关注安装后实测结果：施工完成后，建议委托第三方检测机构（如当地建筑节能监测中心）进行现场实测，对比改造前后的热工参数（K 值、SHGC 值）是否达到预期优化效果。同时需实地验证使用体验：如夏季近窗区域温度是否较改造前明显降低 、是否存在眩光或视野遮挡问题，确保节能效果与舒适性兼顾。

(4)选品牌厂商：优先选择具备全产业链能力的品牌，具体可从多方面考量，如：技术实力、行业认可、服务保障等，避免选择无资质的 “山寨产品”（易出现膜材老化快、难以保证效果等问题）。

(5)了解安装细节：需明确安装过程对建筑运营的影响及技术细节：

①施工方式：避免高空作业和幕墙拆除，不影响建筑正常使用；施工周期

②兼容性：是否适配不同幕墙类型（如明框、隐框幕墙）、是否需额外加固建筑结构（窗幕自重轻，通常无需加固）

③环境影响：施工过程中是否影响室内空气环境以及空间使用。

八、结语：从“被动防御” 到“主动调控”的建筑节能革命

建筑节能的演进，正从依赖固定性能的 “被动防御” 迈向动态适配的 “主动调控”。传统被动方案如 Low-E 玻璃，虽曾推动节能进步，却因参数固定、易失效等局限，难以应对四季气候波动 —— 超六成早期 Low-E 玻璃功能退化，反致能耗反弹。

而窗幕系统以 “双维度主动调节” 破局：通过三层膜材精准反射 85%-92% 近红外线、按需透射可见光，结合密闭空腔动态优化传热系数，实现夏季降 50% 空调负荷、冬季减 30% 热损失。与 Low-E 玻璃协同，构建“静态基础 + 动态响应”的高效体系，让建筑从 “被动挡热” 变为 “主动适配”。

这种转变，既带来显著的经济实效 —— 初期投入更易把控，长期维护成本大幅降低，且能持续减少能源消耗；更具有突出的环境价值 —— 在助力减少碳排放的同时，所用材料兼具全生命周期的环保特性，可实现资源循环利用。而针对不同气候带的定制化方案，更充分彰显了其对多样环境的广泛适配能力。

窗幕的实践证明，建筑节能已进入 “主动增效” 时代：让围护结构成为感知环境、动态调节的 “有机体”，这正是建筑与自然共生的未来方向。