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在过去的 100 年里，玻璃行业见证了制造业的几次重大变化——浮法玻璃工艺自 1952 年发明后在全球范围内采用;1970 年代能源危机后中空玻璃的标准化使用;以及 1980 年代玻璃涂层的引入。

玻璃是应用最广泛的建筑材料之一，但其隐含碳排放和运营碳排放均超过了混凝土、钢材和砖块。

在2025年威尼斯建筑双年展上，展示了“水填充玻璃”（Water-Filled Glass, WFG）——一种旨在解决玻璃在建筑环境中环境影响的创新玻璃系统。水填充玻璃提出了一种替代方案，将玻璃从被动的围护结构转变为主动的能量调节器。

注：威尼斯建筑双年展被公认为全球最重要的建筑盛会之一，为建筑师和设计师提供了测试新理念和参与全球对话的平台。本届双年展将持续开放至11月23日，2025年的展览由卡洛·拉蒂（Carlo Ratti） 策划，以“Intelligens. Natural. Artificial. Collective.”为主题，展出来自超过750位参与者的300多项作品，以及65个国家馆。

水填充玻璃原理示意图

该系统的核心原理是在玻璃板内包含一层循环流动的薄水层。这层水吸收太阳辐射，通过建筑的机械系统储存或重新分配热量，并有助于稳定室内温度。水填充玻璃并非依赖静态隔热来抵抗能量传递，而是通过持续的热交换发挥作用。其原理令人联想到航天领域使用的热控制方法，即“被动热控制系统”（Passive Thermal Control, PCT），通过运动与重新分布来维持热平衡。

这一概念最初由Mátyás Gutai博士在东京大学提出。Gutai博士现于拉夫堡大学继续开发该技术，并由一个包括英国Water-filled Glass Ltd公司和Hydro Building Systems - Wicona公司在内的多学科团队共同推进。研究不仅聚焦于玻璃板的性能，还探索了其在既有建筑存量中的潜在应用。

Water House 2.0

Water-filled Glass Ltd公司已经使用该技术完成了两座原型建筑，分别命名为 Water House 1.0 和 Water House 2.0（如图）。

该系统的关键应用方向之一是建筑翻新改造。作为次级表皮安装时，水填充玻璃可以在对使用者或结构干扰最小的情况下，降低建筑的运营能耗需求。据研究团队称，该技术的广泛应用每年可减少超过5亿吨的碳排放。

在寒冷的气候下，充水玻璃系统使用三层玻璃窗，外腔填充氩气绝缘材料，以防止水在冬季结冰。该技术能够将水加热到40摄氏度左右的温度，可以连接到传统的热泵或锅炉。WFG 还开发了其产品的改造版本，该系统可以安装在现有玻璃后面，而不必破坏已经安装的窗户。

充水玻璃还有更多价值。欧盟的目标是改造 16% 的建筑物，但截至今天，每年进行的深度改造不到 1%。挑战在于改造窗户具有破坏性，还有一系列的拆除旧的、安装新的、搬出租户等麻烦。水填充玻璃通过可用作内部辅助玻璃来解决这个问题，可以保留现有的窗户并进行改装。

其次，智能玻璃和电致变色玻璃等现有的玻璃创新具有很高的碳足迹，而且窗户的使用寿命只有 30 到 50 年，因此这些系统是否能收回其生产的环境成本并不清晰。充水玻璃没有这个问题，因为它的能源效率要高得多，而且隐含碳更低，因为它仅仅使用水。水填充玻璃中的水循环系统也连接到机械系统，从而增强热泵等技术的性能。

幕墙产品TEmotion NG

WICONA 与 Water-Filled Glass Ltd 一起开发了幕墙解决方案 TEmotion NG，作为一项项目研究，并在 BAU 2025 上首次向公众展示。

可节省高达 72% 的能源

TEmotion NG 结合了多种先进技术，以实现二氧化碳中和甚至气候积极的外墙。

中心是带有循环水层的中空玻璃，对热辐射有积极影响。TEmotion NG 不仅可以隔热，还可以吸收辐射热，辐射热占传输能量的三分之二。

该系统的能源效率由智能存储功能支持：在夏季，多余的能源可以用于建筑物的其他地方，而在冬季，通过玻璃逸出的热量被吸收。通过这种方式获得的能量可以重新用于供暖和热水。与传统的双层玻璃相比，可节省高达 72% 的能源。

其他好处包括改善声学效果（隔音效果提高多达 15%）和优化日光利用，以实现最大的热舒适度和更好的室内空气质量。可选地、不透明的外墙元素可以与建筑一体化光伏 （BIPV） 相结合，以创建正能量的建筑围护结构。

现有建筑的高效改造解决方案

TEmotion NG 不仅为新建建筑提供了有利的选择，而且特别适用于现有建筑中省时且经济高效的施工：作为一种智能改造解决方案，该系统可以由金属建筑公司以第二层皮肤的形式从内部“微创”安装 - 保持现有外墙不变。

这节省了高达 30% 的重置成本，因为不需要耗时的拆除工作、脚手架或许可证。工作也可以在正在进行的运营期间进行，无需任何租户搬迁。

推动脱碳 - 每平方米外墙可减少高达 66 公斤的二氧化碳排放

WICONA 正在通过 TEmotion NG 推动建筑行业的脱碳。外墙元件由铝合金 Hydro CIRCAL 制成，报废铝含量高达 100%。理想情况下，玻璃也由碳排放低的玻璃制成，密封件和隔热条也应由回收材料制成。这种材料选择从生产阶段就显著减少了二氧化碳足迹。与标准双层玻璃相比，每平方米外墙表面可节省高达 66 公斤的二氧化碳。

小结

水填充玻璃（WFG）技术代表了一种革命性的建筑理念突破，它将传统的被动式玻璃围护结构转变为能够主动调节能量的动态系统，通过在玻璃夹层中循环水流来高效吸收、储存和重新分配太阳辐射热，从而显著降低建筑供暖与制冷的能耗需求。

该技术不仅适用于新建建筑，更在旧建筑改造领域展现出巨大潜力。这项创新为建筑行业脱碳提供了兼具技术可行性与经济性的解决方案，或将推动全球建筑环境向零碳未来转型。

素材来源：Archdaily、Water-filled Glass Ltd