解码智慧冬奥盘点北京冬奥场馆如何实现低碳节能

赵秋玥

随着2022年北京冬奥会开幕的脚步日益临近，冬奥会场馆运行测试也在紧锣密鼓进行中。在“双碳”背景下，绿色办奥和可持续的理念贯穿北京冬奥会新建及改造场馆的整个过程，塑造人与自然和谐共生的绿色低碳节能建筑。

建材建筑设计节能

国家速滑馆“冰丝带”是2022年北京冬奥会北京主赛区标志性场馆，也是唯一新建的冰上竞赛场馆。国家速滑馆将作为北京冬奥会大道速滑比赛场地，拥有亚洲最大的全冰面设计，冰面面积达1.2万平方米。冬奥会后，可接待超2000人同时开展冰球、速度滑冰、花样滑冰、冰壶等国际赛事及大众进行冰上活动。

北京市科委、中关村管委会冬奥专班负责人杨鹏宇在接受新华网专访时表示，“冰丝带”在智慧场馆设计方面，针对速滑馆赛时智慧化运行、赛后高效管理和多样化服务的需求，实施智慧场馆建设。

作为国家速滑馆“冰丝带”和国家游泳中心“水立方”设计总负责人，北京市建筑设计研究院有限公司副总建筑师郑方表示，从建筑节能角度，我们为场馆建立节能体系，包括控制新建场馆容积、增强自然通风和采光利用，提升场馆能源运行水平等，降低了冰上场馆对环境的整体影响，提高了场馆运行效率。

由中国工程院院士、中国建材集团总工程师彭寿带领团队自主开发出的碲化镉发电玻璃也应用于国家速滑馆“冰丝带”。据彭寿介绍，碲化镉发电玻璃，具有弱光性能好、抗衰减等特点，是适用于光伏建筑一体化的理想材料。“碲化镉发电玻璃不仅具有建筑材料的特性，而且能够发电，是新型绿色环保建筑材料，目前在全国已有多个应用碲化镉发电玻璃的光伏建筑一体化示范项目。通过2022年北京冬奥会场馆的建设应用，碲化镉发电玻璃将成为绿色和科技办奥交汇的创新点。”彭寿说。

照明设计节能

当前，在“双碳”背景下，节能运行是核心内容。在北京2022年冬奥会期间，国家游泳中心（以下简称“水立方”）将变身为“冰立方”，成为冬奥冰壶和轮椅冰壶项目竞赛场馆。

作为北京市科委的重点项目，《国家游泳中心冰壶场地环境与节能关键技术研究》的项目负责单位为国家游泳中心，中国建筑科学研究院建筑环境与能源研究院承担并完成了光环境研究。针对水立方如何实现赛前赛中赛后节能高效运行，中国建研院建筑环境与能源研究院罗涛博士接受新华网专访说，研究团队通过多次优化方案，实现了赛时和赛后的综合利用，即通过一键切换，可以实现不同模式之间的转换，实现节能高效运行。同时，利用动态变参数光热性能模拟和太阳全光谱优化选择技术，通过光热优化及采光照明协同设计研究，提出地下冰场整体性能最优化的被动式节能设计方法。

“首先，是要保证大功率LED投光灯的产品性能，特别是光学性能，具体来说，主要是合理的配光（也就是光分布要合理）、良好的显色性、稳定的光输出；其次，良好的照明设计是核心内容，要根据大功率LED的特点，结合场地需求和马道设置，优化灯具选型、合理布置灯具，用最少的灯实现最佳的照明效果；最后，要充分利用智能照明控制的优势，保证高效经济运行。通过课题研究，本项目的节能率超过60%。”罗涛说。

场馆运行节能

冬奥会期间，场馆内确保各项赛事对温湿度的要求至关重要，这关系各项冰上赛事能否顺利进行，运动员能否发挥最佳竞技水平。

在2022年冬奥会场馆及配套设施建设中，格力电器参与了国家游泳中心、国家速滑馆等场馆的暖通设备建设。对此，格力电器副总裁方祥建表示，格力为北京冬奥会重要比赛场馆和项目配套时，以“双碳”目标理解为顶层设计，并以“能源转型”为落脚点，力求实现绿色发展目标。

据介绍，作为唯一新建的冰上竞技场馆，国家速滑馆总冷负荷11300 KW（3214 RT），并要求冷冻水循环系统采用供回水温度为5/13℃的大温差系统，格力以永磁同步变频离心机CVE520PIBKIB中标国家速滑馆主体冷源项目。格力永磁同步变频离心机组采用高速电机直驱双叶轮、补气增焓与双级压缩技术、高速永磁同步电机，保证在各负荷率下均能高效运行，比起普通离心机可节能40%以上，在践行绿色奥运的同时，完美保证了这一国家重大标志工程的施工质量及进度。此外，格力还为国家速滑馆提供了包括主体建筑智慧冷源系统及BIM模型等全方位的产品和服务。

在北京2022年冬奥会期间，“水立方”将作为冰壶项目的比赛场馆，将成为世界唯一承担夏冬两季奥运会及世界唯一冰上水上项目同时运行的比赛场馆。但要保证“水冰”项目同时运行并不是容易的事情，需要攻克“温度”的难关。

据了解，水上项目要求环境高温高湿，冰上项目要求低温低湿，被称为“冰上贵族运动”的冰壶比赛对赛场的要求更严苛，现场的温度必须按照3层进行控制，即要保证冰面温度为-8.5℃、冰面以上1.5米处始终保持在8～12℃，看台观众区温度为16～18℃。

方祥建说，针对技术難点，根据项目特性，格力为国家游泳中心配备三台格力低温风冷螺杆机组，集成水力模块、设备群控等多种智能化技术，实现5℃进水，0℃出水，保障了冰面以上1.5米处的温度。在看台观众区，格力配备的组合式空调机组具有静电除尘、活性炭等净化功能，在为冬奥会冰壶比赛提供完美比赛环境的同时，也能为观众提供舒适的环境。

在北京冬奥场馆规划建设工作中，无论建筑设计还是施工运行方以及空调企业，都在积极践行绿色奥运的目标，最大限度利用既有场馆和设施，将可持续的理念贯穿始终，完美保证北京冬奥会重大标志工程的施工质量及进度。

（文章来源于新华网，北京市建筑设计研究院有限公司，北京市建筑设计研究院有限公司副总建筑师、国家游泳中心“冰立方”和国家速滑馆“冰丝带”设计总负责人郑方供图）