热泵技术应用于奥运场馆营造舒适氛围

当成千上万名观众需要一个空气更清新的场馆观赛时； 
    当来自世界各地的运动员们需要更适宜创造佳绩的赛场温度时；当代表环保节能的“绿色”成为奥运所提出的要求时； 
    2008年奥运会的场馆需要什么样的“呼吸”系统？ 
    数“风流”，还看奥运工程。 
    据悉，在2008年奥运会的所有工程项目中，有61项先进空气处理技术被用于排风系统和空调系统。这些先进技术包括热回收空调、自然通风、室内空气节能处理与净化等。 
    这些新技术的应用，将为赛场内的观众和运动员营造良好的热舒适度和风舒适度。在一些场馆中，不仅观众区和比赛区的温度可以分别控制，甚至连观众席也可以分区控制温度。 
    同时，新技术的应用并不代表会产生更高的能耗。奥运工程也在积极地响应“绿色奥运”的号召，将环保节能作为重中之重。 
    比如一些新建场馆，建筑结构被充分利用，经过巧妙地设计，实现了低能耗甚至零能耗的自然通风。 
    让观众们时刻都能享用新鲜的空气，同时保证冷暖适宜，还有更多的技术正待我们一探究竟。 
    国家体育场 
    为了给国家体育场(“鸟巢”)里的观众营造良好的热舒适度和风舒适度。设计者们对观众席的热舒适度和风舒适度进行了流体力学模拟分析。 
    设计者们精确地模拟出了“鸟巢”的钢结构和膜结构以及91000人同时观赛时“鸟巢”的自然通风状况，并计算出每个区域的观众能感受到的温度和气流速度。 
    “鸟巢”所有的通风设施，都是按照这个模拟分析设计进行调整优化的结果。无论观众坐在上层看台还是下层看台、普通座位还是贵宾席，都能享受到自然光和自然风，达到较好的舒适度。 
    此外，“鸟巢”中的足球场地面积为8000平方米左右，为地源热泵系统提供了充足的埋管空间。地源热泵是一种使用可再生能源、节能、环保的系统，通过地埋换热管，冬季吸收土壤中蕴含的热量为“鸟巢”供热；夏季吸收土壤中存贮的冷量向“鸟巢”供冷。 
    奥体中心体育馆 
    奥体中心体育馆经过改造之后，增加了电动控制的采光窗和换气窗。它们既保证了体育馆内的采光，又能让馆内空气保持清新。自然的采光和通风在服务观众的同时还节约了能源，增添了现代感。
国家游泳中心 
    设计者为国家游泳中心(“水立方”)合理地设计了空调系统、游泳池和戏水池的大空间气流组织，科学布置送风、回风和排风口，保证上部空间气流的换气次数。“水立方”设计时还在屋顶设置了自然排风机，八个自然通风口可实现馆内外空气流通，这样就能将建筑空间中的热量散发出去，实现自然通风。 
    由于游泳馆长期处于高温、高湿的环境下，防结露一直是室内泳池设计的一个重大课题。 
    “水立方”膜结构采用了ETFE膜材。通过设计，ETFE建筑围护结构的传热系数远远小于高级玻璃幕墙的传热系数，这不仅使此建筑物符合国家有关公共建筑节能规范的要求，也为泳池防结露提供了条件。 
    为了确保不出现结露现象，“水立方”还在紧贴屋顶下部安装有防结露加热送风系统。对于围护结构立面，也布置了防结露送风空调通风系统，同时也设计了池水覆盖等简单实用的手段，来确保不出现结露现象。 
    “水立方”的膜上还有控制温度的秘密，膜上镀着密度不等的指甲盖大小的镀点，镀点材料是一种耐高温的油墨，用于控制膜的透光度，同时还起到散射阳光的作用。它们既可避免场馆温度偏高又增添了外膜的美观。
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    英东游泳馆 
    奥体中心英东游泳馆改扩建后，巧妙的在场馆内设计了两套独立运行的空调系统，实现了观众席和比赛池区分开送风双循环。在比赛时，两套空调系统分别锁定在不同的温度，让观众和运动员都感觉同样的舒适。 
    馆内观众席的第一排看台被改造为水平风幕系统，可以阻止下部暖湿气流上升。水池溢水槽也经过改造，通过结合回风沟与溢水槽，可以让回风气流抑止部分水面湿气流上升。从而起到除湿和防结露作用。 
    馆内天窗也采用了带保温夹层的阳光板、设置了引流槽，防止因室内外温差较大而结露。馆内的金属屋面板的保温性能也被提高，降低了屋面系统的传热系数，这也能够有效地防止出现结露现象。 
    北京工业大学体育馆 
    北京工业大学体育馆是2008年北京奥运会羽毛球项目的比赛场馆。 
    羽毛球比赛对风的要求很高，而比赛场馆内风的大小往往取决于室内的空调系统设计。只有风在接近几乎静止的速度时，羽毛球的飞行才不会受到干扰。北京工业大学体育馆为此特别设计了送风设备，将空调送风“化整为零”，通过增加送风面积降低风速，借以避免空调风向对比赛的影响。 
    “化整为零”的秘诀就在于，空调送风口全都设计在了看台座椅的下方和侧面，每个直径为13厘米，总数达到了9100多个。与普通羽毛球馆相比，使用了这种设计，比赛场地几乎没有什么风，运动员和观众都可以在舒适的环境下享受比赛的乐趣。
奥林匹克网球中心 
    奥林匹克网球中心的外形很像一朵盛开的莲花，观众席坐落在12个巨大的“花瓣”上。 
    而赛场自然通风的秘密也藏在这些花瓣上。12个“花瓣”间的缺口，不仅丰富了视觉感受，而且能够起到通风效果。利用这样的自然风向场地送风，可以降低场地温度5摄氏度左右，巧妙地解决了赛场高温的问题。此外，赛场的外墙上都设计了吸收自然风的设备，也能够有效的降低赛场的温度。 
    北京射击馆 
    北京射击馆资格赛馆观众厅的三面采光玻璃窗采用了生态型呼吸式外壁。 
    这种看上去就像双层玻璃的墙，能够自主换气，而且能够保温。 
    中国农业大学体育馆 
    中国农业大学体育馆是奥运摔跤馆。它的屋顶错落有致，就是为自然通风和采光而设计。屋顶上分布着千余平方米的透气天窗和采光天窗。 
    如同风箱般的外墙实际上是利用了“门式框架”的采光原理，按照太阳运行规律，场馆顶部的400多块高低错落的玻璃窗在白天的任意时刻都能够将自然光通过层次分明的窗户迎入馆内。这是设计师的得意之笔，使场内的日间照明接近了“零能耗”。 
    据悉，这套自然采光通风系统可以为赛后体育馆的运行节约不少的经费。如果没有比赛要求，训练和体育课时基本不用开灯，同时上层窗户开启以后就形成自然风，光是节约的电费每天就在万元以上。 
    奥运村运动员服务中心 
    为了实现“微能耗”，奥运村运动员服务中心在设计中体现了七大原则:被动节能技术优先、重视可再生能源利用、新排风能量回收、系统与设备高能效、跨季节蓄冷与夜间蓄冷有机结合、保障能源互补性、提供健康舒适的室内外环境。 
    奥运村还将采用绿色空调系统，即再生水源热泵系统避免“热岛效应”。 
    奥运村将利用清河污水处理厂的二级出水(再生水)，建设“再生水源热泵系统”，提取再生水中的温度，为奥运村提供冬季供暖和夏季制冷。 
    利用再生水作为热泵的冷热源进行能量交换，不用冷却塔或分体空调的室外机，没有噪声、烟气排放的污染，在夏季将能改善大型建筑群室外的热环境，能够完全消除“热岛效应”，营造绿色社区环境。 
    据悉，北京市民用建筑节能设计标准规定的采暖指标为每平方米32瓦，而奥运村运动员服务中心的采暖指标仅为每平方米8瓦，利用可再生能源的贡献率为65.7％，与常规建筑相比实现节能83％。