數據中心能否減少混凝土用量？

數據中心開發商正面臨雙重壓力。一方面，AI基礎設施需求激增，將原本需要數年的建設周期壓縮到以月計算的沖刺階段。另一方面，對新建項目中隱含碳排放的審查正在加強。

混凝土處于這兩種壓力的中心。它在地基、結構板和設備基座中占主導地位，并且帶來顯著的隱含碳成本。該行業對混凝土的依賴并非偶然：負載要求、振動控制、防火等級和規范合規性長期以來使傳統混凝土成為關鍵任務建設的默認選擇。

這引發了一個該行業一直回避的問題：數據中心能否有意義地減少對傳統混凝土的依賴，還是這種材料在結構上過于根深蒂固而無法替代？

對一些運營商來說，起點是拒絕任何組件在定義上不可替代的假設。Equinix全球總體規劃高級總監Andrew Higgins表示："數據中心的任何部分本質上都不是替代材料的禁區。重要的是每個組件，無論是地基還是外墻，都要滿足結構完整性、安全性和可靠性的嚴格性能要求。"

核心結構為何仍依賴混凝土

地基、結構板和設備基座是混凝土替代品最難證明合理性的地方。支撐這些決策的結構需求并非靜態的，在關鍵方面，它們正變得更難滿足。

該行業向AI液冷的轉變正在增加而非減輕要求。DataBank可持續發展高級總監Jenny Gerson表示："向液冷的轉變實際上使這一問題更加嚴峻：AI工作負載需要更重的熱存儲系統和焊接不銹鋼二次回路，這要求更強的結構設計。"

計算密度說明了這一點。WhiteFiber數據中心總裁Billy Krassakopoulos指出，現代GPU集群每個機架可消耗50至150千瓦，是許多設施設計處理能力的數倍。在這些密度下，傳統混凝土仍然是滿足負載和防火等級要求的最可靠方式。

這使得核心部分幾乎沒有材料試驗的空間。

Krassakopoulos說："容納高密度計算、冷卻基礎設施和配電的區域目前不是材料試驗的候選場所，這并非為了保守而保守。在關鍵任務環境中結構失效的后果嚴重到任何替代方案的舉證責任都極高，沒有開發商會在市場目前要求的速度下在結構層面冒這個險。"

目前有效的方法：低碳混合料、木材、改造

進展在園區建筑的非關鍵部分最為明顯。Equinix在法蘭克福的一棟行政大樓中采用了大規模木材，并在其LD14項目中使用了低碳混凝土。DataBank在達拉斯和紐約部署了低碳混凝土混合料。WhiteFiber在北卡羅來納州麥迪遜的NC-1項目采取了不同的方法，將現有工業建筑改造成數據中心，讓原有結構指導材料決策。

這種改造原則往往比綠地開發產生更好的材料選擇。Krassakopoulos說："當你將現有工業建筑改造成數據中心時，你要利用原有結構提供的條件，并有針對性地決定哪里真正需要新混凝土，哪里現有結構可以承載負荷。"

低碳混凝土混合料——最常使用粉煤灰和磨細高爐礦渣等補充膠凝材料——提供了最直接的前進道路。它們不需要改變結構計算或采購流程。Gerson指出，這些混合料的成本溢價已大幅縮小，消除了之前阻礙采用的障礙。

Bentley Systems結構工程副總裁Josh Taylor表示，大規模木材也在上層建筑中獲得關注，包括微軟等主要科技公司的最新建筑。Taylor認為，數字建模工具正在降低工程風險，允許設計團隊在確定規格之前根據規范要求驗證替代材料。

Meta正在南卡羅來納州艾肯縣的數據中心建造主要由木材構成的行政大樓。

采用滯后的原因

工程保守主義和規范審批是熟悉的摩擦點。但據最接近采購的運營商稱，更持久的問題是時間。

Krassakopoulos說："更持久的問題是，低碳材料需要比大多數項目目前運行的開發時間表更長的交付周期和更早的設計決策。"他補充說，隨著AI基礎設施壓縮時間表，必須在六個月內上線的設施往往僅憑可用性就默認使用傳統混凝土。

返工風險加劇了時間挑戰。Gerson說："關鍵任務建設對返工的容忍度基本為零，在延遲成本達數百萬美元的項目上指定不熟悉的東西是一個難以證明的案例。"

供應鏈增加了進一步的可變性。Sidara可持續發展和實施集團執行董事Balsam Nehme表示，在許多市場，低碳材料的可用性或成本效益不如傳統選項。除非從一開始就將可持續發展目標納入項目關鍵績效指標，否則隱含碳目標經常被降低優先級，讓位于進度、彈性和資本支出。

固定在鋼筋混凝土上的重型設備基座繼續在關鍵任務區域占主導地位。

現實的前進道路

將消除混凝土作為目標本身就會產生問題。Gerson說："消除混凝土不是一個現實的目標，這樣定位會讓行業因未能達到一個本來就無法實現的目標而受到批評。"

Higgins將Equinix的方法描述為逐個項目應用的三步框架：

通過高效設計完全避免材料使用，并在可能的情況下重復使用現有結構。

在可行的情況下，通過替換低碳替代品來減少影響，以全建筑生命周期評估為指導。

與供應商和承包商合作，在市場層面擴大新的低碳解決方案。

建筑中的隱含碳只是圖景的一部分，而且不是最大的部分。Krassakopoulos說："該行業也應該對比例性保持誠實。圍繞AI基礎設施的能源和水問題比圍繞建筑材料的隱含碳問題大幾個數量級，重點應該反映這一現實。"

從長遠來看，水泥廠的碳捕獲可能會改變軌跡。該技術目前帶有成本溢價，但正在開始規模化。Nehme說："我們在幾個歐洲市場看到的一件事是水泥廠碳捕獲的興起，這有效地使混凝土混合料脫碳。"

前進的道路是減少和脫碳，而不是消除。Higgins說："實際上，該行業的前進道路是在可能的情況下減少混凝土使用，并對仍然必需的部分進行脫碳，而不是完全消除它。"

Q&A

Q1：為什么數據中心的核心結構仍然依賴傳統混凝土？

A：數據中心的地基、結構板和設備基座面臨嚴格的結構需求，特別是AI工作負載向液冷轉變后，需要更重的熱存儲系統和更強的結構設計。現代GPU集群每個機架可消耗50至150千瓦，是許多設施設計處理能力的數倍。在這些高密度條件下，傳統混凝土仍然是滿足負載和防火等級要求的最可靠方式，結構失效的后果極其嚴重，任何替代方案的舉證責任都極高。

Q2：數據中心目前在哪些方面成功減少了混凝土使用？

A：進展主要體現在非關鍵部分。Equinix在法蘭克福的行政大樓采用了大規模木材，在LD14項目中使用了低碳混凝土。DataBank在達拉斯和紐約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細高爐礦渣等補充材料，不需要改變結構計算或采購流程，成本溢價已大幅縮小。改造現有工業建筑也是有效方法，可以利用原有結構減少新混凝土使用。

Q3：低碳材料在數據中心建設中推廣緩慢的主要原因是什么？

A：最主要的問題是時間壓力。低碳材料需要更長的交付周期和更早的設計決策，但AI基礎設施需求正在壓縮建設時間表，許多項目必須在六個月內上線，只能默認使用可立即獲得的傳統混凝土。此外，關鍵任務建設對返工容忍度幾乎為零，在延遲成本達數百萬美元的項目上很難證明使用不熟悉材料的合理性。供應鏈方面，許多市場的低碳材料可用性和成本效益不如傳統選項。