引言玻璃幕墙已广泛应用于各种建筑中，玻璃幕墙具有良好的保温性能，同时具备优异的隔热性能。目前玻璃幕墙面板普遍采用Low-E中空玻璃，以提高玻璃幕墙系统的保温性能和隔热性能。对玻璃幕墙保温性能和隔热性能的实测分析的研究相对较少[1-5]，张宁[6]等现场测定冬季夜晚环境下成都某中空玻璃幕墙室内外表面温度和室外表面气流速度并进行数值模拟。王芳[7]等在夏季对双层玻璃幕墙表皮各层和室内温度进行试验与研究。孙海英[8]等对Low-E中空玻璃实验房的温度分布和节能效果进行研究，文献[9]~文献[13]主要对玻璃面板进行温度的现场测量。另有研究主要对室内外空间温度进行现场测量与分析[14-18]。还有一些研究主要集中在玻璃幕墙热工性能的技术理论分析上，如高甫生[19]等对玻璃幕墙建筑夏季室内热环境进行研究；王永仁[20]分析提高窗及幕墙隔热性能的措施；易文革[21]等介绍玻璃幕墙隔热节能技术措施；李品[22]等采用MQMC软件对某工程幕墙热工性能进行计算和分析。目前对玻璃幕墙系统温度现场持续实测及温度数值模拟的研究相对较少[23-26]，本研究通过对沈阳某商场玻璃幕墙各部位温度持续测量，分析玻璃幕墙室内侧各部位实测温度，并与数值模拟结果进行分析对比，直观地展现玻璃幕墙系统各表面实时温度，为提高玻璃幕墙保温隔热性能提供参考依据。1实测对象及方案1.1实测对象某商场位于沈阳市，地上建筑共6层，玻璃幕墙于2011年5月完工。实测前按照《建筑幕墙工程检测方法标准》（JGJ/T 324—2014）中的规定，对玻璃幕墙进行相关参数检测[27]。玻璃幕墙支承结构形式为构件式半隐框玻璃幕墙，铝合金型材表面氟碳喷涂处理，铝合金立柱内衬钢方管，玻璃采用10+12A+8 mm Low-E中空钢化玻璃，铝合金立柱外形尺寸为197 mm×100 mm，铝合金横梁外形尺寸为133 mm×100 mm。玻璃幕墙检测区域的外立面如图1所示，铝合金立柱内衬钢方管如图2所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.12.002.F001图1玻璃幕墙检测区域10.3969/j.issn.1004-7948.2021.12.002.F002图2铝合金立柱内衬钢方管1.2实测方案实测时间安排在2019年9月3日~2019年9月5日，实测日的天气情况如表1所示。实测位置选取玻璃幕墙典型部位，南立面四层中间部位室内侧（图1中立面凸出造型右侧第5列），室内空间为通道，未设置空调制冷。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.12.002.T001表1实测日天气情况实测日期日出日落时间天气气温/℃风向2019年9月3日日出（07：47）晴17~30西南风日落（18：02）晴南风2019年9月4日日出（07：47）多云20~30南风日落（18：02）雷阵雨南风2019年9月5日日出（07：47）阵雨18~26南风日落（18：02）多云南风对玻璃幕墙室内侧各部位表面温度、室内空气温度进行实测，温度数据采集采用R70B采集记录仪，设备主要由64路温度热流巡回检测仪组成，配备6片热流计片和48个Pt 1 000铂电阻温度传感器，测温范围为-100.00~100.00 ℃，设备基本误差小于±0.2% F·S。布置温度测点开始数据采集。2温度实测2.1温度测点布置在南立面4层中间部位室内侧玻璃幕墙表面布置温度测点，测点布置现场和测点布置采集通道图，如图3所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.12.002.F003图3温度测点布置和采集通道图图3测点布置采集通道图中，每个测点命名中CH代表采集记录仪采集通道，数字代表通道编号。CH01为上方玻璃面板内表面温度；CH02为中间横梁上表面温度；CH04为中横梁侧立面表面温度；CH05为下方玻璃面板内表面温度；CH07为下横梁上表面温度；CH08为立柱侧面1（宽面）表面温度；CH10为立柱后面（窄面）表面温度；CH11为立柱侧面2（宽面）表面温度；CH13为室内侧空气温度（距离玻璃幕墙室内表面约1 200 mm）。为减少辐射对温度测量的影响，玻璃和铝型材温度测点表面贴锡箔纸。2.2温度实测温度实测从2019年9月3日16：03开始，至2019年9月5日13：29结束，每分钟采集一次数据。选取9月3日17：31至9月5日13：31时间段内每间隔两分钟的数据进行统计分析。3实测结果分析3.1整体实测温度所测部位室内空间在中午时刻可以接收到阳光的照射，玻璃幕墙各表面均受到阳光的影响，各测点温度变化随室外温度变化一致，各测点温度曲线变化保持一致，整体测点温度变化曲线如图4所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.12.002.F004图4整体测点温度变化曲线3.2玻璃面板实测温度玻璃面板各测点温度变化曲线如图5所示。由图5可知，实测区域两块玻璃室内表面温度基本一致，在9月4日11：00~12：00附近，玻璃面板内表面最高温度可以达到44.0 ℃，与室内空气温度最大温差接近14 ℃。20：40至次日6：10期间，玻璃面板室内表面温度略低于室内空气温度0~1.6 ℃。室内空气在中午时刻最高温度与表1中天气最高温度基本一致，晚间室内空气温度比表1中天气最低温度高约8.0~10.0 ℃。说明Low-E中空玻璃具有良好的保温性能。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.12.002.F005图5玻璃面板测点温度变化曲线3.3铝合金横梁部位实测温度铝合金横梁各测点温度如图6所示。由图6可知，下横梁上表面温度比中间横梁上表面和立表面的温度高。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.12.002.F006图6铝合金横梁各测点温度变化曲线在13：00~14：00下横梁上表面温度比中间横梁上表面温度高约7.0 ℃，下横梁上表面温度比中间横梁侧立面表面温度高约11.0 ℃。5：00~7：00上下横梁各表面温度基本一致（温差≤0.3 ℃）。在13：20附近，中间横梁上表面与中间横梁侧立面表面温度差达到最大值4.7 ℃；在12：15附近，室内空气温度与横梁表面温度差值达到峰值，下横梁上表面温度比室内空气温度高约15.0 ℃，中间横梁两个表面温度比室内空气温度高约8.0 ℃。中间横梁上表面与侧立面表面温度基本一致；下横梁表面温度（与地面接触）受到室外环境影响比中间横梁更明显。3.4铝合金立柱部位实测温度铝合金立柱各测点温度如图7所示，由图7可知，铝合金立柱各表面温度基本一致。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.12.002.F007图7铝合金立柱各测点温度变化曲线在22：00~6：00，室内空气温度比铝合金立柱各表面温度高，最大值高约为0.7 ℃。中午时刻铝合金立柱表面温度达到约37.0 ℃，比室内空气温度高约7.0 ℃。上午时刻铝合金立柱侧面1表面（受到阳光照射）温度比铝合金立柱侧面2表面温度略高，下午时刻铝合金立柱侧面2表面（受到阳光照射）温度比铝合金立柱侧面1表面温度略高，铝合金立柱后面（窄面）各时刻表面温度均与未受到阳光照射的立柱侧面温度一致。中午时刻铝合金立柱表面最高温度与铝合金中间横梁表面最高温度基本一致，阳光照射对铝合金立柱表面温度有一定影响。3.5铝合金立柱和横梁表面温度数值模拟采用MQMC幕墙门窗热工性能计算软件，该软件依照《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》（JGJ/T 151—2008）编制[28]。实测区域Low-E中空玻璃传热系数约为1.79 W/(m2·K)，采用该软件模拟实测区域玻璃幕墙立柱和横梁截面温度。3.5.1数值模拟边界条件选取2019年9月4日05：01~05：29期间各测点实测温度，如表2所示。在立柱和横梁数值模拟过程中，室内边界条件采用表2的实测结果，室内空气温度取值27.5 ℃，室外空气温度按表1中取值20.0 ℃，其他参数按规程中沈阳夏季标准计算边界条件取值。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.12.002.T003表22019年9月4日05：01~05：29期间各测点实测温度实测时间CH01CH02CH04CH05CH07CH08CH10CH11CH1305：0126.125.926.025.926.326.426.726.627.405：0326.225.926.026.026.326.426.726.627.405：0526.225.926.026.026.326.426.726.627.405：0726.225.926.026.026.326.426.726.627.405：0926.325.926.126.126.326.426.726.627.505：1126.325.926.126.126.326.426.726.627.5℃10.3969/j.issn.1004-7948.2021.12.002.T002续表2　2019年9月4日05：01~05：29期间各测点实测温度实测时间CH01CH02CH04CH05CH07CH08CH10CH11CH1305：1326.325.926.126.126.326.426.726.627.505：1526.425.926.126.226.326.426.726.627.505：1726.426.026.126.226.326.526.726.627.505：1926.426.026.126.226.326.526.726.627.505：2126.526.026.126.326.326.526.726.627.505：2326.526.026.126.326.326.426.726.627.505：2526.626.026.226.426.426.526.726.627.605：2726.626.126.226.426.426.526.826.627.505：2926.726.126.226.426.426.526.826.727.6℃3.5.2数值模拟结果立柱数值模拟模型如图8所示，立柱数值模拟玻璃温度如图9所示，立柱数值模拟侧面（宽面）表面温度如图10所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.12.002.F008图8立柱数值模拟模型10.3969/j.issn.1004-7948.2021.12.002.F009图9立柱数值模拟玻璃温度10.3969/j.issn.1004-7948.2021.12.002.F010图10立柱数值模拟侧面（宽面）表面温度立柱数值模拟后面（窄面）表面温度如图11所示，横梁数值模拟模型如图12所示，横梁数值模拟上表面温度如图13所示，横梁数值模拟侧立面表面温度如图14所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.12.002.F011图11立柱数值模拟后面（窄面）表面温度10.3969/j.issn.1004-7948.2021.12.002.F012图12横梁数值模拟模型10.3969/j.issn.1004-7948.2021.12.002.F013图13横梁数值模拟上表面温度10.3969/j.issn.1004-7948.2021.12.002.F014图14横梁数值模拟侧立面表面温度立柱数值模拟玻璃温度约为26.5 ℃，与表2中上方玻璃面板内表面平均温度26.5 ℃一致；立柱数值模拟侧面（宽面）表面温度约为26.0 ℃，比表2中立柱侧面1（宽面）表面平均温度26.4 ℃、立柱侧面2（宽面）表面平均温度26.6 ℃偏低0.4~0.6 ℃；立柱数值模拟后面（窄面）表面温度约26.1 ℃，比表2中立柱后面（窄面）表面平均温度26.7 ℃偏低0.6 ℃；立柱数值模拟整体结果与现场实测结果接近。横梁数值模拟上表面温度约25.8 ℃，与表2中中间横梁上表面平均温度26.0 ℃偏低0.2 ℃；横梁数值模拟侧立面表面温度约25.9 ℃，比表2中中横梁侧立面表面平均温度26.1 ℃偏低0.2 ℃；横梁数值模拟整体结果与实测结果接近。4结语本研究在沈阳2019年9月初的天气情况下，现场对玻璃幕墙室内侧各部位表面温度和室内空气温度持续实测，并根据实测数据，使用MQMC幕墙门窗热工性能计算软件进行数值模拟，得出以下结论：（1）玻璃幕墙受到阳光照射影响，室内各表面温度变化随室外温度变化一致，各表面温度曲线变化保持一致；（2）Low-E中空玻璃具有良好保温性能；与地面接触的玻璃幕墙型材受到室外环境影响比其他部位型材更明显；阳光照射对室内侧玻璃幕墙铝合金型材表面温度有一定的影响；（3）数值分析表明，玻璃、立柱和横梁表面温度数值模拟结果与现场实测结果接近，采用实测空气温度可以作为数值模拟的边界条件。