隨著公眾生態環境保護意識的提升,節能技術在各類建筑中的應用越來越廣泛。體育建筑場館作為城市建設的重要組成部分,在現代社會中扮演著重要角色,不僅是舉辦體育賽事、市民進行日常訓練的場所,也是城市文化的重要展示窗口,承載著促進文化交流與社會活動等功能需求。此外,體育建筑場館在節能技術的應用上也具有示范作用,可為城市其他公共建筑應用節能技術提供有效參考。現今體育建筑場館中的節能技術應用主要表現如下。
第一,選擇環保節能建筑材料。在建設體育場館時,應選擇具有良好性能的節能環保建材,如采用竹材、再生混凝土等可再生資源制成的建筑材料,可以節約更多天然木材、天然砂石等資源,減少因森林砍伐、礦石開采造成的生態破壞;采用雙層玻璃幕墻、保溫隔熱材料等具有良好隔熱性能的建材,可以有效提高建筑的保溫性能,有助于室內溫度穩定,從而減少因人工制冷制熱所需的電力、燃煤等能耗。通過在體育建筑場館建設中積極使用綠色環保建材,可以助推環保節能建材的廣泛使用,為社會可持續發展做出貢獻。
第二,高效照明系統。為降低電力消耗,引入高效照明系統來實現體育場館節能十分關鍵。現今許多體育場館會使用高能效的LED燈具,替換傳統的熒光燈或金屬鹵化物燈,這種新型節能燈具使用壽命遠超傳統燈具,可達50000小時以上,其電能轉換為光能時的能量損失也很少,可以顯著降低電力消耗,且LED燈具是一種冷光源,即便長時間工作后也不會大幅升溫,從而大幅提升了體育場館內部的環境舒適度。另外,利用智能控制系統來管理照明設置也十分常見,該系統可根據外界環境的自然光照強度自動調節室內燈光亮度,或是在無人時自動關閉燈光;該系統也可針對賽場區、觀眾席、走廊通道等不同區域的燈光照明,實現分區控制,需要時開啟特定區域照明,此外在演唱會、體育比賽、日常訓練等不同場景下,也可對其燈光布局進行智能切換。
第三,太陽能光伏板與熱能利用。光伏發電技術是利用光生伏特效應原理,利用太陽電池將太陽光能直接轉化為電能的發電技術,將其應用于體育場館等建筑時,能有效減少場館對外部電網的依賴,降低場館電力運營成本,減少碳排放量。如在體育場館屋頂安裝太陽能光伏板,在白天光照充足時吸收光能進行發電,所存蓄的電能可用于晚上場館照明或應急照明,當有盈余時還可進行銷售,從而增加體育場館的額外收入。太陽能還可被用于體育場館供熱,利用集熱器等設備吸收太陽能對場館的游泳池水、生活熱水等進行加熱,既能滿足用戶飲用、洗浴及游泳等熱水需求,提高用戶舒適度與滿意度,也能節省煤炭加熱成本,降低碳排放量。盡管太陽能光伏板初期建設成本較高,但長遠來看,這種節能技術的應用能顯著降低體育場館的電能支出,并通過熱水提供等舒適性服務吸引更多市民。
第四,高效暖通系統。高效的暖通空調(HVAC)系統的應用是體育建筑場館實現節能的重要手段,現今體育場館主要采用地源熱泵技術和冰蓄冷空調技術來實現供暖、降溫目標,以及節能目標。如地源熱泵利用地下淺層土壤作為冷熱源,在地下埋設管道網絡,冬天用于供暖,夏天則將熱量釋放到地下進行降溫,這種方式具有較高的能效比,且主要利用地熱這一可再生能源,不僅冷熱供應穩定且產生的碳排放量較少。冷蓄冷空調技術利用夜間低價電制造冰塊,在白天用電高峰期時融化冰塊來降低溫度,充分利用了峰谷電價差,不僅提高了電力資源的分配與利用效率,也有效降低了體育場館運營成本。二者都能有效滿足大型室內空間的溫度控制需求,實現高效冷熱供應。另外,通過合理設計體育場館的自然通風路徑,利用窗戶等天然風道,結合機械通風設備,可以有效提高場館通風效率,在保證空氣質量良好的同時減少空調運行,從而降低能耗。
第五,雨水收集及中水回用。對雨水和體育場館產生的生活污廢水進行回收利用,可以有效提高場館水資源利用效率。如在體育場館屋鋪設防水層、導流槽等裝置,地面鋪設排水溝、滲水井等裝置,將雨水回收至蓄水池后,經過進一步過濾凈化及消毒處理,可用于澆灌場館綠化、清洗場地或用作生活用水。對于廚房、餐廳、宿舍、廁所等產生的污廢水,體育場館可建立中水處理站,通過多次過濾、凈化、消毒處理后,用于沖廁用水、冷卻塔補水、道路灑水及人工湖水補充等,如此可節省大量水資源,降低體育館用水成本。
第六,智能化管理系統。在體育場館中引入先進的樓宇智能管理系統,可以實現對整個場館內所有機電設備的集中控制與管理。如通過對場館內暖通系統、照明系統、門禁系統等子系統的實時運行狀態與數據進行智能分析,可以分析出其中的高能耗時段,并調整相應子系統,找出最佳運行模式,最終達到節能減排的目的。智能管理系統還可實現對體育場館內機電設施的實時監測與預警,減少因維護不及時導致的設備故障,從而延長設備使用壽命,降低長期運維成本,智能化管理與服務也能夠大大優化用戶體驗,可吸引更多用戶進行日常體育鍛煉,從而促進場館增收。
總之,通過在建筑施工及水電暖通多方面應用節能技術,可以顯著提高體育建筑場館的能效比,在降低建筑能耗的同時提高場館運營效率,并對外塑造良好的社會形象,促進公眾對建筑節能環保理念的認知不斷加深。未來,隨著更多創新性節能技術的發展和完善,體育建筑場館將朝著智能化、低碳化方向不斷發展。
作者王小軍系渭南師范學院副教授;本文系陜西省體育局項目“關于大數據視域下大眾健身科學性判定方法的研究”(編號:20240113);陜西省“十四五”教育科學規劃2024 年度課題“地方高校服務區域教育高質量發展研究”(編號:SGH24Y2323)
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