我國建筑幕墻工業規模逾5000億，已為實現建筑個性化表達外形及實現功能方面，創造了不可替代的價值。國內建筑幕墻從1984年長城飯店工程中應用以來有近40年的發展歷程，目前已步入廣泛應用新技術、新材料、新工藝的智能信息化、綠色環保化、工廠裝配化等全方位發展階段［1］。而數字化、智能化和節能技術為幕墻新的多樣化創新提供了強有力的工具，造型及其功能的多樣性越來越符合現代人的需求。而且幕墻作為建筑子系統，在滿足建筑量身定制設計的過程中“個性化”既是必然也是業主追求商業價值、建筑師表達個人造詣和社會評價的必然結果［2］。在行業發展進程中，幕墻的“風格”不斷演化，圍繞安全性、舒適性、美觀性和經濟性而持續改進，通過持續創新，滿足該需求。這恰恰表明建筑幕墻與人的社會性緊密聯系在一起。
1、幕墻技術創新動力分析
幕墻技術創新，起初主要圍繞如何實現安全和簡潔構造而展開的，所以重點放在構造和制造安裝工藝方面［3］。如哈爾濱森融大廈隱框玻璃幕墻，通過設計定距壓緊、定位安裝方式，保證玻璃平整度高而且安裝高效。最近15年來，節能綠色化、裝配化工藝、智能化和個性化設計成為幕墻創新的主要需求。圖1總結了幕墻技術創新發展的核心動力，其中節能低碳要求是全局性的，國家和各地區節能標準在逐年持續提高的過程中。而單元幕墻作為裝配化幕墻的代表性品種，代表了工廠化程度高、原始性能保持時間長和高品質幕墻，在當下制造和安裝勞務成本快速升高的背景下，符合幕墻實施工藝演變方向。通過采用單元幕墻形式，降低其綜合成本成為可能。智能化是提高舒適互動、動態響應的基礎性技術領域，也是更高層級上實現低碳節能的必要條件，通過優化對太陽能量透過率、可見光環境和通風等功能，可以達到綜合節能和提高使用者舒適度的目的。數字化設計和過程管理，對提高幕墻完成度和降低時間成本方面，具有決定性的影響。對此BIM和AI將發揮重要作用。
建筑設計的基本原則和方針要求一直在微妙地演變中。在文化大革命前，“黨的建筑方針”是：適用、經濟、在可能的條件下注意美觀。改革開放以來，重新強調適用、經濟和美觀原則。但市場上也出現了一批怪異建筑和表皮，人們以評丑陋建筑活動，表達對怪異建筑的反感之情。順應該社會思潮，2016年國務院文件《關于進一步加強城市規劃建設管理工作的若干意見》中提出：適用、經濟、綠色和美觀，重申了建筑設計中美觀的重要性，并增加了綠色低碳的要求。這些承載社會責任的建筑設計理念，無疑對建筑表皮的發展走勢產生積極的影響。
2、幕墻技術創新與發展歷程
從建筑發展視角來看，某種幕墻風格盛行一段時間后將產生內在的轉向需求。因此可通過改變造型、結構體系或材料工藝，來滿足人們喜新厭舊的審美定位要求，但唯獨不變的是對安全、經濟、舒適和美觀的需求。30年來國內幕墻，為了滿足該要求，建筑表皮始終堅持技術創新，在構造創新、施工工藝創新、材料及其應用創新、功能集成創新和視覺肌理創新方面，展現出對多樣化建筑創意做出積極響應。同時開發出多樣化幕墻體系，滿足建筑設計多樣化要求。
3. 創新材料應用造就了多樣化建筑幕墻
建筑師的創意推動著建筑幕墻技術的不斷發展，也帶動了相關材料的進步。而新材料的涌現，反過來又促進了幕墻技術的創新與發展。日本知名建筑師隈研吾在《隈研吾的材料研究室》的開篇就提到“遇到新的材料，新的時代就開始了”。從列入國家建筑材料工業“十四五”科技發展規劃的幕墻材料也可以看出，各種新型材料，如結構粘接材料、高強度線性金屬材料、高性能低輻射Low-E節能玻璃和多樣化的裝飾面板材料的發展得到各方重視。在人造板材方面，今天已發展出瓷板、陶板、玻璃纖維增強水泥GRC板、超高性能混凝土UHPC板、強化玻纖高聚合熱壓復合GRP板、燒結致密陶瓷巖板、擠出混凝土板ECP等材料和其復合應用材料。個性化異形表皮的興起，為GRC板和UHPC板提供了應用場景。GRC板通常采用“噴射入模具”工藝，制造靈活，但品質穩定性有待提高。GRC輕質構件通過選用高品質原料、提高模具精度、保障7天以上的初期養護時間、表面防水處理、排水路徑優化等措施，正在系統性解決開裂、掉角和排水孔周圍發霉發黑等材料頑疾。UHPC強度比GRC高3倍之多，吸水率也只有GRC的1／5甚至更低，并且具有輕質、超高強、可造型的特點，在結構裝飾一體化領域備受建筑師和業主的青睞。而且只有裝飾而沒有結構需求的領域，高性能混凝土HPC材料，再結合多樣化纖維增強材料進行復合，正在拓展其應用范圍。
4自由曲面幕墻及冷彎技術
從神經美學觀點來看，曲面建筑給人動感體驗和親近感。所以不管經典建筑中的弧線元素還是最近“數字化”為風格的流線型異形建筑幕墻，給人帶來獨特的建筑審美體驗，如國家速滑館［5］。隨著數字化設計手段和材料工藝的進步，如參數化正向設計和低成本的冷彎金屬板或玻璃和人造板技術，為這一類項目成功落地創造了良好的條件。一般玻璃曲率大于1500倍厚度時，就適合采用冷彎工藝，根據經驗，當翹曲值≤L（短邊）／60時，由于彎鋼化技術的限制，采用冷彎工藝成形，能有效保證建筑效果，經濟效益高，且技術簡單，安全度在可控范圍內。例如，俄羅斯圣彼得堡銀行辦公樓玻璃幕墻項目采用單元板塊整體冷彎工藝，外立面為雙曲面形態。該項目中把玻璃組裝為平板單元幕墻板塊，現場通過壓板施壓實現微弧線曲面幕墻，保持較低的玻璃表面永久附加應力。該項目采用AGC的帶遮陽膜的三玻兩腔配置，一個角的翹曲值大約50mm左右。在工廠制作全比例模型，將玻璃通過壓板使之翹曲70mm左右，經過一段時間的全方位測試，驗證方案可行，并最終應用于該工程。現該工程已完工并投入使用了幾年的時間，暫無發生玻璃在長期應力作用下破碎等現象。國內采用單中空冷彎玻璃的案例較多，但尚無大型冷彎雙中空玻璃的案例。
5、數字化設計應用及展望：
幕墻數字化發端于BIM應用。BIM數字化平臺在幕墻全信息設計、CAM制造和可視化全生命周期管理過程發揮重要作用［8］。而人工智能將為幕墻發展注入變革動力，將在建筑表皮效果和幕墻構造自動生成、既有建筑缺陷檢測、項目可視化實施管理以及智慧化控制運行等多個領域發揮重要作用。建筑及表皮應用AI賦能目前主要包括以下4大領域：1）基于大數據和機器學習，輔助設計泛建筑系統，并基于VR高效決策表皮設計方案；2）機器人與真人協同智能化制造；3）基于實景實時監測，實現可視化全過程管理（整合硬件和軟件）；4）助力建成后的智慧控制運行，并基于大數據深度學習，不斷優化運行算法，改善運行效果等。
基于大數據和機器學習輔助設計尚處于起步階段。目前借用BIM正向設計技術，建立全信息模型，再通過現場實物測量進行逆向修正建模，完成數字化應用。將來會逐漸轉變為利用AI生成模型，再通過與構件基元庫建立連接，建立高效的幕墻設計體系。機器人與真人協同智能制造領域屬于AI技術發展較快的領域。可以預見，隨著人工成本的快速提高，工廠化人機協同以及施工機械化和智能化是大勢所趨，該領域智能化制造有很大的升級空間.
總結
國內建筑幕墻經歷30多年的快速創新與發展，已建立起了完備的行業標準體系、多樣化材料應用體系和構造體系，并通過巨量幕墻工程實踐，積累了豐富的創新和落地實施經驗，為接下來的高質量發展奠定了堅實基礎。與此同時，也存在不成熟材料、工藝和技術投放市場后，出現短壽命幕墻時有發生，影響了創新價值。
當下“創新系統化、設計參數化、管理實物-虛擬同步化、現場施工機械化”是提高幕墻品質的有效手段，需要認真對待每個項目所用新材料、新技術和新工藝，完成必要的試驗以降低實施風險，提高建筑幕墻完成度。