数据中心能否减少混凝土用量？

数据中心开发商正面临双重压力。一方面，AI基础设施需求激增，将原本需要数年的建设周期压缩到以月计算的冲刺阶段。另一方面，对新建项目中隐含碳排放的审查正在加强。

混凝土处于这两种压力的中心。它在地基、结构板和设备基座中占主导地位，并且带来显著的隐含碳成本。该行业对混凝土的依赖并非偶然：负载要求、振动控制、防火等级和规范合规性长期以来使传统混凝土成为关键任务建设的默认选择。

这引发了一个该行业一直回避的问题：数据中心能否有意义地减少对传统混凝土的依赖，还是这种材料在结构上过于根深蒂固而无法替代？

对一些运营商来说，起点是拒绝任何组件在定义上不可替代的假设。Equinix全球总体规划高级总监Andrew Higgins表示："数据中心的任何部分本质上都不是替代材料的禁区。重要的是每个组件，无论是地基还是外墙，都要满足结构完整性、安全性和可靠性的严格性能要求。"

核心结构为何仍依赖混凝土

地基、结构板和设备基座是混凝土替代品最难证明合理性的地方。支撑这些决策的结构需求并非静态的，在关键方面，它们正变得更难满足。

该行业向AI液冷的转变正在增加而非减轻要求。DataBank可持续发展高级总监Jenny Gerson表示："向液冷的转变实际上使这一问题更加严峻：AI工作负载需要更重的热存储系统和焊接不锈钢二次回路，这要求更强的结构设计。"

计算密度说明了这一点。WhiteFiber数据中心总裁Billy Krassakopoulos指出，现代GPU集群每个机架可消耗50至150千瓦，是许多设施设计处理能力的数倍。在这些密度下，传统混凝土仍然是满足负载和防火等级要求的最可靠方式。

这使得核心部分几乎没有材料试验的空间。

Krassakopoulos说："容纳高密度计算、冷却基础设施和配电的区域目前不是材料试验的候选场所，这并非为了保守而保守。在关键任务环境中结构失效的后果严重到任何替代方案的举证责任都极高，没有开发商会在市场目前要求的速度下在结构层面冒这个险。"

目前有效的方法：低碳混合料、木材、改造

进展在园区建筑的非关键部分最为明显。Equinix在法兰克福的一栋行政大楼中采用了大规模木材，并在其LD14项目中使用了低碳混凝土。DataBank在达拉斯和纽约部署了低碳混凝土混合料。WhiteFiber在北卡罗来纳州麦迪逊的NC-1项目采取了不同的方法，将现有工业建筑改造成数据中心，让原有结构指导材料决策。

这种改造原则往往比绿地开发产生更好的材料选择。Krassakopoulos说："当你将现有工业建筑改造成数据中心时，你要利用原有结构提供的条件，并有针对性地决定哪里真正需要新混凝土，哪里现有结构可以承载负荷。"

低碳混凝土混合料——最常使用粉煤灰和磨细高炉矿渣等补充胶凝材料——提供了最直接的前进道路。它们不需要改变结构计算或采购流程。Gerson指出，这些混合料的成本溢价已大幅缩小，消除了之前阻碍采用的障碍。

Bentley Systems结构工程副总裁Josh Taylor表示，大规模木材也在上层建筑中获得关注，包括微软等主要科技公司的最新建筑。Taylor认为，数字建模工具正在降低工程风险，允许设计团队在确定规格之前根据规范要求验证替代材料。

Meta正在南卡罗来纳州艾肯县的数据中心建造主要由木材构成的行政大楼。

采用滞后的原因

工程保守主义和规范审批是熟悉的摩擦点。但据最接近采购的运营商称，更持久的问题是时间。

Krassakopoulos说："更持久的问题是，低碳材料需要比大多数项目目前运行的开发时间表更长的交付周期和更早的设计决策。"他补充说，随着AI基础设施压缩时间表，必须在六个月内上线的设施往往仅凭可用性就默认使用传统混凝土。

返工风险加剧了时间挑战。Gerson说："关键任务建设对返工的容忍度基本为零，在延迟成本达数百万美元的项目上指定不熟悉的东西是一个难以证明的案例。"

供应链增加了进一步的可变性。Sidara可持续发展和实施集团执行董事Balsam Nehme表示，在许多市场，低碳材料的可用性或成本效益不如传统选项。除非从一开始就将可持续发展目标纳入项目关键绩效指标，否则隐含碳目标经常被降低优先级，让位于进度、弹性和资本支出。

固定在钢筋混凝土上的重型设备基座继续在关键任务区域占主导地位。

现实的前进道路

将消除混凝土作为目标本身就会产生问题。Gerson说："消除混凝土不是一个现实的目标，这样定位会让行业因未能达到一个本来就无法实现的目标而受到批评。"

Higgins将Equinix的方法描述为逐个项目应用的三步框架：

通过高效设计完全避免材料使用，并在可能的情况下重复使用现有结构。

在可行的情况下，通过替换低碳替代品来减少影响，以全建筑生命周期评估为指导。

与供应商和承包商合作，在市场层面扩大新的低碳解决方案。

建筑中的隐含碳只是图景的一部分，而且不是最大的部分。Krassakopoulos说："该行业也应该对比例性保持诚实。围绕AI基础设施的能源和水问题比围绕建筑材料的隐含碳问题大几个数量级，重点应该反映这一现实。"

从长远来看，水泥厂的碳捕获可能会改变轨迹。该技术目前带有成本溢价，但正在开始规模化。Nehme说："我们在几个欧洲市场看到的一件事是水泥厂碳捕获的兴起，这有效地使混凝土混合料脱碳。"

前进的道路是减少和脱碳，而不是消除。Higgins说："实际上，该行业的前进道路是在可能的情况下减少混凝土使用，并对仍然必需的部分进行脱碳，而不是完全消除它。"

Q&A

Q1：为什么数据中心的核心结构仍然依赖传统混凝土？

A：数据中心的地基、结构板和设备基座面临严格的结构需求，特别是AI工作负载向液冷转变后，需要更重的热存储系统和更强的结构设计。现代GPU集群每个机架可消耗50至150千瓦，是许多设施设计处理能力的数倍。在这些高密度条件下，传统混凝土仍然是满足负载和防火等级要求的最可靠方式，结构失效的后果极其严重，任何替代方案的举证责任都极高。

Q2：数据中心目前在哪些方面成功减少了混凝土使用？

A：进展主要体现在非关键部分。Equinix在法兰克福的行政大楼采用了大规模木材，在LD14项目中使用了低碳混凝土。DataBank在达拉斯和纽约部署了低碳混凝土混合料。低碳混凝土混合料通常使用粉煤灰和磨细高炉矿渣等补充材料，不需要改变结构计算或采购流程，成本溢价已大幅缩小。改造现有工业建筑也是有效方法，可以利用原有结构减少新混凝土使用。

Q3：低碳材料在数据中心建设中推广缓慢的主要原因是什么？

A：最主要的问题是时间压力。低碳材料需要更长的交付周期和更早的设计决策，但AI基础设施需求正在压缩建设时间表，许多项目必须在六个月内上线，只能默认使用可立即获得的传统混凝土。此外，关键任务建设对返工容忍度几乎为零，在延迟成本达数百万美元的项目上很难证明使用不熟悉材料的合理性。供应链方面，许多市场的低碳材料可用性和成本效益不如传统选项。