建筑表皮绿色节能技术的应用与实践




张立森

华东建筑设计研究院有限公司幕墙所

副总工程师


“幕墙逐渐向智能信息化、绿色环保化、个性化和装配化方向发展。”





在双碳战略持续推进的背景下,超低能耗建筑已成为行业发展共识,幕墙技术的绿色革新,更是建筑高质量发展的核心命题。

华东建筑设计研究院有限公司幕墙所副总工程师、副所长张立森在【2026幕墙PRO】活动上,结合华东院幕墙所多个超低能耗项目实践,系统分享建筑表皮绿色节能技术的设计策略、技术路径与落地应用,为行业提供可借鉴的超低能耗幕墙解决方案。




建筑减碳势在必行:

表皮节能成核心关键


建筑行业碳排放占社会总排放的51%,减碳任务迫在眉睫。欧美国家计划在2030年实现新建建筑接近零能耗目标,我国也明确2030年碳达峰、2060年碳中和的双碳指标。


建筑减碳分为两大核心阶段:

第一阶段以节能降耗为主,通过系统技术与被动式手段,可实现建筑节能约75%;

第二阶段转向建筑生产能,依托BIPV等主动产能技术,将建筑打造为净零能耗甚至正能量建筑,进一步降低碳排放。


建筑幕墙作为建筑与室外的第一道屏障,直接决定建筑能耗、室内舒适度与减碳效果。绿色标准对幕墙提出明确要求采用高保温隔热材料、优化通风设计、利用再生能源、选用长寿命材料,同时兼顾建筑全生命周期低碳发展。




绿色节能设计策略:

被动 + 主动双向发力


建筑表皮绿色节能设计,形成被动式与主动式两大核心路径,双向协同实现从“负能幕墙”到“正能量幕墙”的转变。



被动式策略:从源头降低能耗


被动式设计以减少能源消耗为核心,是超低能耗建筑的基础手段。


  • 合理控制窗墙比,奠定外围护节能基础;

  • 提升玻璃性能,强化保温隔热效果;

  • 应用遮阳构件,阻断热量传递与眩光。



主动式策略:让建筑自主产能


主动式设计聚焦能源生产与智能调控,放大减碳效益。


  • 搭载 BIPV、风能发电幕墙等产能构件,实现建筑自我供电;

  • 通过智能化控制,联动通风、遮阳系统自适应运行;

  • 拓展植物幕墙、LED 光电幕墙、雨水收集幕墙等创新形式,丰富表皮功能。




五大技术途径:

筑牢幕墙节能核心支撑


提升建筑表皮节能效率,需围绕五大关键技术途径落地,精准突破节能瓶颈。


1. 窗墙比:节能设计的首要前提


窗墙比直接决定外围护节能策略方向,是幕墙设计的核心参数。国内多数公共建筑窗墙比在0.5-0.7之间,夏热冬冷地区对幕墙 U 值(传热系数)要求持续收紧,上海2024年已将标准提升至 U值≤1.5W/(㎡・K),接近超低能耗指标。


▲随着建筑节能要求的提高,

幕墙 K 值、SC 要求越来越高



以北外滩480项目为例,通过增加非透明区域、设计渐变式竖向装饰线条,合理降低窗墙比,搭配双中空超低能耗玻璃,兼顾外观与节能。项目采用双中空玻璃冷弯技术,将玻璃翘曲量控制在13毫米,同时降低建造成本,相关技术已形成专项课题研究成果。


▲北外滩480项目


-塔身最大玻璃板块翘曲为13mm,采用现场冷弯单元幕墙



2. 玻璃性能:节能升级的核心载体


玻璃是幕墙热工性能的关键,其技术迭代持续推动节能水平提升。从单片玻璃到单中空、双中空、三玻两腔玻璃,搭配断热暖边、多银 Low-E 镀膜、充氩气等工艺,玻璃传热系数 K 值可从3.68W/(㎡・K) 降至1.04W/(㎡・K)。



上海临港顶尖科学家实验室、思瑞浦总部大楼等超低能耗项目,均采用双中空高性能玻璃,实现 K 值≤1.4W/(㎡・K)、Sc 值(遮阳系数)≤0.3 的严苛指标,搭配层间保温设计,筑牢保温隔热防线。


▲上海临港顶尖科学家超低能耗实验室


玻璃配置:6+1.52pvb+6+12Ar+8+12Ar+8mm双中空钢化夹胶超白Low-E玻璃

分格尺寸:4.5mx4.5m

金属板:2mm米粒纹不锈钢

整体科技感的建筑外观



3. 遮阳构件:外遮阳效果最优


遮阳设计的核心作用是隔热、防眩光、视觉遮蔽,遮阳位置越靠外,节能效果越好外遮阳为首选方案。

临港顶尖科学家实验室采用直径200mm、长度6.25米的UHPC竖向装饰线条,实现国内首例UHPC大型遮阳构件应用。

▲临港顶尖科学家实验室

UHPC装饰线条遮阳(外遮阳)



南京中芬合作交流中心采用开放式双层幕墙 + 外遮阳帘,综合遮阳系数低至 0.24,大幅降低室内热负荷。


▲南京中芬合作交流中心幕墙系统




4. 产能组件:BIPV 赋能建筑发电


BIPV 光伏幕墙是主动产能的主流技术,分为晶硅类与薄膜类两大类型。薄膜类光伏(如碲化镉 CdTe)弱光发电性能优、温度系数低、热斑效应小,40% 透光率下可兼顾发电、遮阳、采光、防眩光多重功能。


▲可用BIPV光伏幕墙光伏组件类型


▲新型建筑表皮,不同可见光透过率实际效果



临港顶尖科学家实验室近千方采光顶采用碲化镉薄膜技术,取消室内电动遮阳,实现集约化节能设计;上海东站结合屋顶与立面布局光伏板,打造超低能耗交通枢纽的可再生能源应用样板。


▲临港顶尖科学家实验室BIPV采光顶应用



5. 透气量设计:优化通风提升舒适度


通过隐藏式通风、物联控制通风构造,平衡建筑气密性与空气流通性。

思瑞浦总部大楼采用组件化设计 + 隐藏式通风,在保证外立面简洁的同时,实现高效通风。



▲思瑞浦总部大楼组件化设计


南京中芬合作交流中心将气密性提升至四级,结合竖向气流通道设计,利用自然通风带走余热,降低空调能耗。


▲南京中芬合作交流中心外立面


▲开放式双层幕墙


▲气流引导




标杆项目实践:

超低能耗幕墙落地样本


上海东站

全国首例超低能耗大型交通枢纽


作为“站、场、城”一体化枢纽,上海东站融合被动式、主动式与可再生能源技术,创新采用结构幕墙一体设计,结构构件兼具幕墙龙骨功能。


▲上海东站效果图


立面采用双中空、五玻两腔高性能玻璃,东立面设 500mm 悬挑外遮阳,南北立面搭配 250mm 水平装饰条,屋顶采光顶整体传热系数达 1.5W/(㎡・K),项目后续配套均按绿色三星标准建设。


▲东立面-悬挑外遮阳500mm


▲南北立面-水平装饰条250mm


▲屋盖系统



南京中芬合作交流中心

“冰立方” 双层幕墙典范


该项目作为中芬低碳合作工程,以“冰花肌理” 为设计理念,打造非线性开放式双层单元幕墙。


▲南京中芬合作交流中心


外层采用 SGP 夹胶镀膜玻璃,内层为双镀膜中空玻璃,中间设置外遮阳帘,通过竖向通道形成气流循环。项目经 BIM 模拟、多轮样板优化,最终以镀膜玻璃替代彩釉印刷,实现白天冰晶质感、夜晚灯光交融的效果,同时提升室内观景舒适度。


▲南京中芬合作交流中心




思瑞浦总部

组件化超低能耗办公幕墙


项目聚焦超低能耗要求,采用高性能玻璃 + 隐藏式通风设计,以组件化工艺替代传统单元式设计,从龙骨、面板到装饰线条一体化预制,大幅提升现场施工效率,在实现节能目标的同时,保持外立面简洁完整。


▲思瑞浦总部效果图




未来趋势:

幕墙迈向生态化与智能化


随着建筑节能标准不断提升,幕墙正从单一的保温隔热构件,向信息化、智能化、个性化、装备化方向升级。


未来绿色幕墙将呈现四大发展方向:

1、设计精细化,兼顾节能、绿色与个性化肌理;

2、功能集成化,融合保温、遮阳、通风、产能多重属性;

3、控制智能化,主动调控策略减碳杠杆率远超被动策略;

4、形态多样化,拓展智能采光、雨水收集、植物幕墙等创新形式。


建筑幕墙表皮终将完成从耗能表皮到节能表皮,再到产能表皮的蜕变,从单纯的装饰构件升级为建筑生态系统,为绿色低碳建筑发展持续赋能。




幕墙PRO


幕墙PRO】以PROFESSION(专业)、PROGRESS(进步)为核心内涵,是大会针对幕墙领域打造的重磅活动。

每年甄选先锋性、节能性与创新性的建筑表皮项目,进行深度解析,推动新设计、新材料、新技术广泛应用,助力青年幕墙设计师成长。

活动已连续举办5年,累计首发优质幕墙工程100+,是行业参与度最高、专业度最强、项目最前沿的标杆平台。


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2027 阿尔法建筑大会


阿尔法建筑大会】定档于2027年3月11-13日在广州举行,每年邀请全球业主、建筑师、幕墙设计与施工单位、门窗行业领军人物,围绕热门趋势和专业议题展开深度分享。通过国际视角和多元展区,助力行业在全球语境下持续发展。

同期举办【WINDOOR第33届门窗幕墙新产品博览会】,聚焦门窗幕墙全产业链新设计、新产品、新材料与新技术,系统呈现建筑外表皮前沿解决方案。









每年邀请来自全球的业主、建筑师、幕墙设计与施工行业领军人物,围绕热门趋势和专业议题展开深度分享。通过国际资源、跨区域视角和多元展区,链接全球创新成果与本土市场需求,促进行业跨界协同、技术共创与标准提升,助力建筑行业在全球语境下持续进步。


在这场旅程中,我们期待你能看见思想的碰撞,你能拥有动容的时刻,你能享受老友的欢聚。


阿尔法建筑大会,为了更好的建筑,更好的生活!




关键词:建筑论坛,幕墙技术,建筑表皮,绿色节能技术
展会名称:阿尔法建筑大会 内容:建筑展建筑设计展 时间:2022.03.11-13
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