低碳幕墻技術(shù)重構(gòu)零碳建筑發(fā)展路徑

在全球共同邁向可持續(xù)發(fā)展的大背景下，建筑行業(yè)承擔(dān)著至關(guān)重要的減排責(zé)任。據(jù)《2021年全球建筑與施工現(xiàn)狀報(bào)告》顯示，建筑業(yè)貢獻(xiàn)了近40%的全球碳排放。實(shí)現(xiàn)碳中和，已成為整個(gè)行業(yè)必須面對(duì)的時(shí)代命題。

本文將結(jié)合行業(yè)實(shí)踐，重點(diǎn)介紹三種目前應(yīng)用于幕墻領(lǐng)域的低碳材料與系統(tǒng)——光伏玻璃、低碳混凝土和輕質(zhì)材料，為低碳建筑提供可行路徑與技術(shù)借鑒。

光伏玻璃：讓外墻成為綠色能源站

建筑外墻占建筑物內(nèi)含碳足跡的 20%，而玻璃作為外墻的重要組成，其革新潛力被嚴(yán)重低估。傳統(tǒng)玻璃僅承擔(dān)采光與裝飾功能，而新一代低碳玻璃正在顛覆這一定位 —— 它們不僅自身生產(chǎn)過程低碳化，更能將陽光轉(zhuǎn)化為電能，讓外墻成為垂直的發(fā)電站。

珠海市遠(yuǎn)東幕墻宿舍辦公樓

珠海市遠(yuǎn)東幕墻宿舍辦公樓項(xiàng)目是目前廣東省面積最大的既有建筑改造零能耗建筑項(xiàng)目，也是珠海市首個(gè)既有建筑改造項(xiàng)目獲評(píng)零能耗建筑。

遠(yuǎn)東幕墻宿舍辦公樓，主要功能為員工住宿、餐飲和辦公。建筑共7層，總建筑面積5204.95平方米，通過集成高效幕墻、BIPV、BAPV、高效機(jī)電系統(tǒng)、智能化平臺(tái)等主被動(dòng)技術(shù)，將普通綜合樓改造成零能耗建筑，有效提升了建筑綠色品質(zhì)。

項(xiàng)目對(duì)建筑外立面進(jìn)行了全方位改造。結(jié)構(gòu)上，對(duì)傳統(tǒng)幕墻系統(tǒng)構(gòu)件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，幕墻上部設(shè)有穿孔鋁板、光伏組件板，下部安裝傾斜穿孔鋁板，通過控制模塊滿足不同季節(jié)室內(nèi)空氣品質(zhì)需求；材料上，東、西立面采用三銀Low-E玻璃，南立面及餐廳采光頂采用碲化鎘光伏組件，提升了可再生能源利用效率；信息技術(shù)上，應(yīng)用多種模擬計(jì)算方法，實(shí)現(xiàn)節(jié)能、熱工、發(fā)電、通風(fēng)、遮陽的最佳平衡。

測算結(jié)果顯示，通過精細(xì)化設(shè)計(jì)以及多項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新，建筑本體節(jié)能率達(dá)到32.62%，綜合節(jié)能率達(dá)到167.28%，可再生能源利用率達(dá)到199.84%，為全省新建和既改項(xiàng)目在綠色設(shè)計(jì)、低碳設(shè)計(jì)以及綠色能源技術(shù)方面起到了良好的示范作用。

青島特來電總部基地

零碳大樓的東 / 西 / 南立面，采用碲化鎘光伏玻璃幕墻，日均發(fā)電 1500 度，年減碳近 500 噸。更創(chuàng)新的是，這些玻璃產(chǎn)生的直流電可直接供給大樓使用（滿足大樓 25% 用電），避免了交直流轉(zhuǎn)換過程中的能量損耗，這種 “即發(fā)即用” 模式讓能源利用效率提升 30% 以上。

福建湄洲島宮下碼頭

風(fēng)雨廊用成都中建材發(fā)電玻璃打造 “彩虹造型”，與媽祖文化中的彩虹意象遙相呼應(yīng)，演繹出文化與環(huán)保的雙重價(jià)值。裝機(jī) 215 千瓦，25 年總發(fā)電 500 萬度，累計(jì)減排 4992 噸，這種玻璃針對(duì)沿海氣候設(shè)計(jì)的全玻璃封裝結(jié)構(gòu)，能長期耐受鹽霧侵蝕，解決了傳統(tǒng)光伏組件在高濕度環(huán)境下性能衰減的難題。

深圳 OPPO 國際總部

全球最復(fù)雜雙曲面光伏幕墻（83% 曲面占比），中國建筑興業(yè)集團(tuán)通過航空級(jí)精度加工技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了這些異形玻璃單元的完美拼接，既滿足建筑美學(xué)要求，又保持 18% 的發(fā)電效率。德國應(yīng)用能源研究中心的生命周期分析顯示，這類真空復(fù)合玻璃相比傳統(tǒng)充氬三玻兩腔玻璃，僅需 4.4 年就能收回碳排放成本，使用壽命超 25 年。

低碳混凝土：重構(gòu)建筑的綠色筋骨

混凝土生產(chǎn)的有效成分--水泥，由于其高能耗和原材料的高碳含量，占全球二氧化碳排放量的 5%。考慮到混凝土是僅次于水的地球上消耗量最大的材料，生產(chǎn)低碳水泥產(chǎn)品是減少二氧化碳排放和支持建筑行業(yè)加速向低碳經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵。

在建筑項(xiàng)目中采用低碳混凝土可減少對(duì)環(huán)境的影響，從而建設(shè)一個(gè)更加可持續(xù)發(fā)展的未來。目前，通過摻入粉煤灰、礦渣、硅灰等輔助膠凝材料，混凝土碳足跡最高可削減50%。同時(shí)，專用外加劑技術(shù)也使得再生骨料的大規(guī)模應(yīng)用成為可能，在保障結(jié)構(gòu)性能的前提下，進(jìn)一步降低材料的環(huán)境影響。

這類低碳混凝土技術(shù)已被納入多個(gè)大型建筑項(xiàng)目中，為實(shí)現(xiàn)更高水平的綠色認(rèn)證、降低全生命周期碳排放提供支持。

雄安中化大廈

16 根 C60 自密實(shí)混凝土柱，減水泥用量 30%（用本地工業(yè)廢料替代），冬季 67 小時(shí)完成 1.5 萬方筏板澆筑，且全程低噪音、無振搗。這種混凝土通過優(yōu)化配合比設(shè)計(jì)，減少水泥用量達(dá) 30%，同時(shí)利用本地工業(yè)廢料作為輔助膠凝材料，實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)度與低碳的雙重突破。

雄安國貿(mào)中心

8900 方大體積筏板的夏季澆筑任務(wù)，寨里混凝土公司通過智能溫控系統(tǒng)和配合比補(bǔ)償收縮技術(shù)，完美控制了水化熱裂縫靠智能溫控防裂縫，45 小時(shí)內(nèi)完成連續(xù)澆筑，全部采用純電動(dòng)運(yùn)輸車，再生骨料利用，助力雄安新區(qū) 200 + 項(xiàng)目累計(jì)減碳超 13 萬噸。

輕質(zhì)材料：給建筑做 “減法” 的節(jié)能革命

在建筑脫碳的賽道上，“輕量化” 正成為不可忽視的技術(shù)路徑。通過降低材料密度減少資源消耗，同時(shí)提升施工效率，輕質(zhì)材料正在重新定義建筑的建造方式與碳足跡。

濟(jì)南地鐵 8 號(hào)線

8 座高架站用 GRC 幕墻（厚 25mm，比傳統(tǒng)混凝土幕墻減重 84%），通過 “拼積木” 式的干法施工，單站減混凝土 700 立方米（減排 700 噸），施工速度提升 50%，深窗套部分采用手工仿龍山文物肌理設(shè)計(jì)，這種將歷史文化元素融入現(xiàn)代結(jié)構(gòu)的做法，證明低碳材料同樣能承載人文價(jià)值。而其特殊的流線型設(shè)計(jì)不僅減少風(fēng)阻，還縮短了雨雪在表面的停留時(shí)間，提升了結(jié)構(gòu)耐久性。

貴陽貴州建科院零碳園區(qū)

用預(yù)應(yīng)力輕質(zhì)混凝土換屋面板（減重 40%），屋面加裝光伏年發(fā)電 58 萬度；

項(xiàng)目采用的低碳混凝土、高延性山砂混凝土、M60Ⅲ型灌漿料等綠色建材，是貴州建科院的自主研發(fā)產(chǎn)品，在園區(qū)建筑降碳方面發(fā)揮了重要作用。

拆卸的建筑垃圾加工成再生砂料，實(shí)現(xiàn) “零廢料” 改造。不僅獲得 “零碳園區(qū)” 認(rèn)證，更通過增加封閉陽臺(tái)等設(shè)計(jì)增加了 1000 多平方米使用面積，證明低碳改造完全可以兼顧功能提升與環(huán)保目標(biāo)。

從青島的 “發(fā)電幕墻” 到雄安的 “綠色筋骨”，再到濟(jì)南的 “輕質(zhì)外衣”，這些案例印證了一個(gè)核心邏輯：建筑碳中和不是單一技術(shù)突破，而是 “材料創(chuàng)新 + 數(shù)字管控” 的協(xié)同。當(dāng)每一面外墻都成為減碳陣地，每一棟建筑都參與能源循環(huán)，2050 年碳中和的城市圖景，將在這些實(shí)踐中加速清晰。

素材來源：遠(yuǎn)東幕墻、安宇澄家裝幕墻等