宋海罡，张玉伟，张进，吴京（江苏省建筑工程质量检测中心有限公司南京210023）
摘要：目前既有玻璃幕墙是公共建筑围护结构节能最薄弱部位，某办公楼既有玻璃幕墙进行节能改 造后在夏季对改造后既有玻璃幕墙各部位表面温度、室内外空气温度和中间层空气温度进行持续实测，结果表明：节能改造前单层玻璃室内外表面温度基本一致在中午时刻最高温度可达53.0C左右.依据热工计算规程分别对节能改造前既有玻璃幕墙、改造后铝合金窗和整体进行了传热系数校核计算.节能改造后既有玻璃幕墙整体的隔热效果比较好室内空间的空调负荷降低室内侧玻璃幕墙附近人体舒适度提升.通过红外热像仪分析了改造前后 室内立面温度分布情况改造后室内立面温度分布均匀无明显热工缺陷，在既有玻璃幕墙室内侧安装一层铝合金窗的节能改造方案具有借鉴意义.
关键词：既有玻璃幕墙：节能改造：实测结果；温度分布：传热系数：铝合金窗中图分类号：TU111.3'8文献标志码：A文章编号：2096-9422(2022)04-0093-06
Analysis of Measured Results of Energy-saving Retrofiting of Existing Glass Qurtain Wall
SONG Hai-gang ZHANG Yu-rei ZHANG Jin WU Jing
( Jiangsu Testing Center for Quality of Construetion Engineering Co. Ltd. Nanjing 210023 China)
AbSract: Now existing glass curtain uall is the weakest and crucial energy-saring ponent ofbuilding the temperatares of the surfaee ofeach part of the existing glass curin wall indr and outoor building enrelope. Afer the energy-sawing retrofiting of the existing glass cartain wall of an offceair and the middle layer αir are conuinaously measured in summer. The results show that the indoor andoutdoor surface temperatures of xingle-layer glaxs are basically same before the energy-sving retrofitting the highest temperatare is about 53. 0 °℃ at noon. According to the caleulation specification for thermalperformaee the thermal transmittance of existing glass cartain wall before the energy-saving retrofitting the aluminum alloy window afier the retrofiuing and the whole system are checked and caleulated. Thethermal insulation effect of the existing glass curtin wall is better fe the energy-saving retrofiting. Thefo yon uypms sop8 ay zoau ofiaoo uoumy ay1 pun* paonpau s aoods zouapu ay1 fo poop Fuuoapuoo pnthe interior is improred. The temperatare distribution of the interior facade before and afer the retrofitingis analyzed by the infrared camerα the temperatare distribution of the retrofited interior facade is looked uniform and no obrious thermal defect obserred. The energy-saing retrofiting scheme of installng α layerof aluminum windou behind the interior side of the existing glass curtain wall has some referencesignificance.
Keywords existing glass curtain wall; energy -saving retrofiting; measured resals; temperaluredistribution; thermal transmittance; aluminum w indows
表面温度、室内温度进行了全天的连续监测和分析
0引言
玻璃幕墙于20世纪80年代初开始在国内建造，经过近40年的发展已广泛应用于各种建筑尤其公共建筑使用居多.既有玻璃幕墙是指已经竣工并交付使用的玻璃幕墙其作为公共建筑的主要外围护结 构之一是公共建筑围护结构节能最薄弱部位，其节能已成为公共建筑节能的重要环节之一.20年前建造的既有玻璃幕墙多数采用单层玻璃面板其能耗占所在公共建筑能耗比重较大因此对既有玻璃幕墙进行节能改造势在必行
目前缺少对既有玻璃幕墙节能改造后的研究和实际效果的现场持续实测，本文通过对某办公楼既 有玻璃幕墙节能改造后的玻璃幕墙各部位温度持续测量分析玻璃幕墙各部位实测温度，直观展现出既有玻璃幕墙节能改造后的实际效果，为既有玻璃幕墙节能改造提供参考方案.
1实测对象及实测方案
1.1实测对象---既有玻璃幕墙节能改造前
某办公楼位于江苏省泰州市，建筑层数地上10层玻璃幕墙于2000年施工完成玻璃幕墙主要位于办公楼南立面主入口上方：按照幕墙检测标准对 节能改造前既有玻璃幕墙进行相关参数检测，既有玻璃幕墙支承结构形式为构件式隐框玻璃幕墙，140系列铝合金龙骨幕墙玻璃采用厚度约6mm镀膜玻璃.图1（a）中间部位为既有玻璃幕墙图1（b）、1（c)为铝合金立柱尺寸图1（d）1（e）为铝合金横梁 尺寸图1（f）为单层镀膜玻璃.
现有既有玻璃幕墙节能改造实测效果分析的文章并不多查询相关文献资料，谢建华等人对建筑玻璃贴膜节能性能进行了研究：赵为民等人对某星级转角玻璃幕墙）改造；陈定艺对厦门市某酒店建筑 酒店节能措施提及了围护结构（石材幕墙玻璃点窗、节能改造提出了将建筑外立面外窗外墙系统改为全幕墙系统：唐春艳探讨了公共建筑门窗与幕墙节能改造技术：郑礼貌对既有公共建筑玻璃幕墙改造技幕墙内侧增加中空玻璃由原来的单片玻璃结合中空 术进行了分析，提出了提高玻璃的热阻性能，在玻璃玻璃，幕墙玻璃的传热系数达到3层中空玻璃的效果：陆靖洲研究了既有建筑幕墙节能评估技术；寇玉德等人对既有建筑幕墙节能改造技术进行了研究并对上海某单层玻璃幕墙整改为中空玻璃幕墙进 行了热工性能模拟：赵俊超等人阐述了既有玻璃幕墙节能改造技术对某大厦单层玻璃幕墙内侧增加中空玻璃形成新的玻璃幕墙系统进行了传热系数计算；龙文志对上海金茂大厦玻璃幕墙典型单元更换Low-E玻璃、贴隔热膜、内侧加装真空玻璃三个节能 改造方案的传热系数进行了估算.既有玻璃幕墙节能改造相关研究主要集中在玻璃幕墙节能改造技术分析.
图1既有玻璃幕墙节能改造前
1.2实测对象---既有玻璃幕墙节能改造后
璃幕墙节能改造方案：保留原有玻璃幕墙结构，在单 2019年6月办公楼进行绿色化节能改造既有玻层玻璃幕墙室内侧安装一层铝合金窗形成简单式的双层玻璃幕墙降低既有玻璃幕墙的传热系数.铝合金窗采用80系列断桥铝合金推拉窗，铝合金窗玻璃采用512A5mm中空钢化透明玻璃铝合金窗安 装时四周采用螺丝与原始结构连接，铝合金窗框与既有玻璃幕墙铝合金立柱、原结构采用结构胶粘接密封铝合金窗框与既有玻璃幕墙横梁间距约75mm.图2（a)为既有玻璃幕墙节能改造前室内立面实景，图2（b）为既有玻璃幕墙节能改造后室内立面实景； 图3（a)为铝合金窗规格图3（b）为铝合金窗玻璃规格图3（c)为铝合金窗固定图3（d）为铝合金窗与既
查询相关文献资料现场热工性能实测对象主要为现有玻璃幕墙，张宁等人通过现场实测的方法测 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得出温度沿横向和竖向的分布规律及其随时间的变化情况：王芳等人对南式下的表皮各层和室内温度分布进行了对比实测分 京地区某双层玻璃幕墙建筑在夏季白天不同运行模析了该建筑双层玻璃幕墙的热特性：甘润华等人对广州市某大厦双层玻璃幕墙玻璃表面和呼吸腔空气的温度进行持续监测，并对监测结果进行了分析：狄育慧等人通过测量西安市某办公建筑玻璃 幕墙室内外温度分析了办公建筑玻璃幕墙对室内热环境的影响；高锐祥对采用大面积玻璃幕墙内外
有玻璃幕墙间距
1.3实测方案
实测时间安排在2019年9月18-20日晴朗天气期间记录实测时的天气情况见表1.实测房间选取7016室.实测前开启室内空调空调温度设置26℃. 既有玻璃幕墙节能改造典型部位南立面主入口上方依据标准对节能改造后既有玻璃幕墙各部位表面温度、室内外空气温度和中间层空气温度进行实测，采用R70B采集记录仪采集温度数据，设备主要由48个P1000铂电阻温度传感器，测温范围为 64路温度热流巡回检测仪组成配备6片热流计片和-100.00-100.00℃设备基本误差小于±0.2%FS.采用FLIRT620便携式红外热像仪对节能改造前典的红外分辨率为640×480像素精度为读数的2%. 型部位和节能改造后典型部位检测分析红外热像仪
布置温度测点开始数据采集.
室内立医 室内立置图2既有玻润幕墙节能改造前后室内侧实景
2温度实测
2.1温度测点布置
表面布置温度测点图4（a）为既有玻璃幕墙节能改 在7016室室内右侧节能改造后的既有玻璃幕墙造后检测区域大样图图4（b）为测点布置局部放大图图4（c）为测点布置现场整体图图4（d）为测点布置现场局部图.
图3铝合金窗
表1天气情况
实测日期 日出、日落时间 天气现象 气温/C 风向2019年9月18日 自天 日落：18:02 日出：7:47 晴 17~28 东北凤夜间 白天 日出：7:47 多云 晴 东北风 北凤2019年9月19日 夜间 日落：18:02 多云 北凤白天 日出：7:47 D 多云 东北风2019年9月20日 夜间 日落：18:02 多云 97-81 北凤
中CH代表采集记录仪采集通道01等数字代表通道 图4（b）测点布置局部放大图中每个测点命名编号、CH01为室外空气温度（测点距离既有玻璃幕墙玻璃外表面约100mm）：CH02为玻璃幕墙室外侧玻璃表面温度：CH04为玻璃幕墙室内侧玻璃表面温度；CH05为铝合金窗与玻璃幕墙间隙空气温度（测点 位于下方空腔中间部位）：CH07为幕墙铝合金横梁上表面温度；CH08为幕墙铝合金横梁侧立面表面温度；CH10为铝合金窗横梁室外表面温度；CH11为铝合金窗横梁室内表面温度：CH13为铝合金窗室外侧玻璃CH15为室内空气温度（测点距离铝合金窗玻璃内表 表面温度；CH14为铝合金窗室内侧玻璃表面温度；面约500mm）：为减少辐射对温度测量的影响3个
空气温度测点安装于通风的纸杯内其余温度测点表 面贴锡箔纸.
2.2温度实测
温度实测从2019年9月18日11:52开始至2019年9月20日14:20结束每分钟采集一次数据.隔2min的数据进行统计分析.图5（a）为9月18日 选取9月18日12:00至20日14:00采集的数据间某时刻采集数据截图图5（b）为9月19日某时刻采集数据截图，图5（c）为9月20日某时刻采集数据截图.
3实测结果分析
3.1整体实测温度
实测期间天气晴朗所测部位室内空间在中午时
面均受到阳光影响各测点温度变化曲线与室外空气
刻可以接受到阳光照射改造后的既有玻璃幕墙各表 温度变化曲线一致室内空气温度保持稳定（见图6）.
图4温度测点布置示意图
本接近20:00-8:00期间二者温度接近：既有玻璃幕墙横梁表面温度与间隙空气温度（CH05）基本一致.由图7可知既有玻璃幕墙的隔热效果非常差.
3.3铝合金窗部位实测温度
璃室内表面温度比其室外表面温度低约6.0℃：在中 图8是铝合金窗各测点温度.图8中的中空玻午时刻铝合金窗横梁室外表面温度与中空玻璃室外表面温度基本一致二者温度在中午时刻均比室外空温度均比室外空气温度高5.0℃左右：铝合金窗横梁 气温度低5.0-6.0℃左右在20:00-8:00期间二者室外表面温度与中空玻璃室外表面温度在20:00-8:00期间比室内空气温度略低3.0℃左右；铝合金窗横梁室内表面温度、中空玻璃室内表面温度在中午时刻约为34.0-35.0℃左右.由图8可知加设铝合金 窗后既有玻璃幕墙整体的隔热效果比较好.
图5温度实测图
3.2既有玻璃幕墙部位实测温度
图7是既有玻璃幕墙各测点温度.图7中的单层玻璃室内外表面温度基本一致在中午时刻最高温度可达53.0C左右20:00-8:00期间单层玻璃室内外表面温度与室外空气温度基本一致：铝合金窗与玻 璃幕墙间隙空气温度与室外空气温度在中午时刻基
图6整体测点温度查化曲线
3.4节能改造实测效果分析
后的铝合金窗分别进行校核：既有玻璃幕墙的传热系数约为5.82W/（m²K）铝合金窗的传热系数约为3.14W/（m²K）整体的传热系数约为2.90W/（m²K），
依据热工计算规程[采用建筑门窗幕墙热工计算及分析系统对节能改造前既有玻璃幕墙和改造
节能改造后既有玻璃幕墙整体的传热系数明显降低.局部位置红外热像仪实测效果对比显示改造后室内立面温度分布较均匀，无明显热工缺陷（见图9）.图9（a)为未改造既有玻璃幕墙红外热像图9（b）为
未改造既有玻璃幕墙红外热像区域的可见图像，图9（c）为改造后既有玻璃幕墙红外热像图9（d）为改造后既有玻璃幕墙红外热像区域的可见图像.
图7既有玻璃幕墙各测点温度变化曲线
采靠时间图8铝合金窗各测点温度空化曲线
3.4.1既有玻璃幕墙传热系数计算
算：U =（∑AU∑AU ∑1*）/A =(3.747 ×5. 80 0. 645 4 × 5. 90 14. 980 × 0. 00) /4. 39 =5. 82 W /( m *K) .
（1）依据JGJ/T151-2008建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》既有玻璃幕墙计算单元的有关参数：
3.4.2铝合金窗传热系数计算
总宽W=2780mm总高H=1580mm幕墙计算单元的总面积A，=W×H=4.39m²幕墙计算单元的 玻璃总面积A=3.747m²幕墙计算单元的框总面积A=0.6454m²，幕墙计算单元的玻璃区域周长1=14. 980 m;
工计算规程》，铝合金窗的有关参数：总宽W= （1）依据JGJ/T151-2008建筑门窗玻璃幕墙热2780.000mm总高H=1580.000mm，窗的总面积A=WxH=4.39m²玻璃总面积A=3.770m²窗框总面积A，=0.622m²玻璃区域周长1 =14.980m;
（2）框的传热系数U，=5.90W/（m²K）框与单层玻璃结合处的线传热系数中=0.00W/（mK）：
3. 640 W /( m² •K); （2）校核计算窗框的传热系数U：=
（3）单层玻璃的传热系数U，=5.80W/（m²K）;
（3）窗框与玻璃结合处的线传热系数中=
（4）单层玻璃幕墙计算单元的传热系数U的计
