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)狀報告》顯示，建筑業(yè)貢獻了近40%的全球碳排放。實現(xiàn)碳中和，已成為整個行業(yè)必須面對的時代命題。

本文將結(jié)合行業(yè)實踐，重點介紹三種目前應(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。

珠海市遠東幕墻宿舍辦公樓

珠海市遠東幕墻宿舍辦公樓項目是目前廣東省面積最大的既有建筑改造零能耗建筑項目，也是珠海市首個既有建筑改造項目獲評零能耗建筑。

遠東幕墻宿舍辦公樓，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、高效機電系統(tǒng)、智能化平臺等主被動技術(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)。

項目對建筑外立面進行了全方位改造。結(jié)構(gòu)上，對傳統(tǒng)幕墻系統(tǒng)構(gòu)件進行優(yōu)化設(shè)計，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)用多種模擬計算方法，實現(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，通過精細化設(shè)計以及多項技術(shù)創(chuàng)新，建筑本體節(jié)能率達到32.62%，綜合節(jié)能率達到167.28%，可再生能源利用率達到199.84%，為全省新建和既改項目在綠色設(shè)計、低碳設(shè)計以及綠色能源技術(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)保的雙重價值。裝機 215 千瓦，25 年總發(fā)電 500 萬度，累計減排 4992 噸，這種玻璃針對沿海氣候設(shè)計的全玻璃封裝結(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)集團通過航空級精度加工技術(shù)，實現(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)濟轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵。

在建筑項目中采用低碳混凝土可減少對環(huán)境的影響，從而建設(shè)一個更加可持續(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，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)已被納入多個大型建筑項目中，為實現(xiàn)更高水平的綠色認證、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，減少水泥用量達 30%，同時利用本地工業(yè)廢料作為輔助膠凝材料，實現(xiàn)了強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 小時內(nèi)完成連續(xù)澆筑，全部采用純電動運輸車，再生骨料利用，助力雄安新區(qū) 200 + 項目累計減碳超 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。

濟南地鐵 8 號線

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，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值。而其特殊的流線型設(shè)計不僅減少風(fēng)阻，還縮短了雨雪在表面的停留時間，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，實現(xiàn) “零廢料” 改造。不僅獲得 “零碳園區(qū)” 認證，更通過增加封閉陽臺等設(shè)計增加了 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。

從青島的 “發(fā)電幕墻” 到雄安的 “綠色筋骨”，再到濟南的 “輕質(zhì)外衣”，這些案例印證了一個核心邏輯：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，將在這些實踐中加速清晰。

素材來源：遠東幕墻、安宇澄家裝幕墻等