建筑节能 | 全球最大超低能耗体育建筑的技术措施

作为目前世界上单体面积最大的被动式超低能耗体育建筑，北京五棵松冰上运动中心外观用几何线条串联成绽放的五彩“冰菱花”，内在则充满了绿色科技。“冰菱花”的格栅幕墙在保证美感的同时，还能起到遮阳以及节能的功效；其二氧化碳跨临界直冷制冰系统，相比传统制冷方式可节约40%以上的综合能耗；光伏发电系统可产生每年约70万千瓦时的清洁电力，满足冰上运动中心的部分用电需求，进一步节约能耗。

项目介绍

五棵松冰上运动中心位于北京市海淀区五棵松桥东北角，东临西翠路，南邻复兴路。作为2022年冬季奥运会冰球比赛的热身馆及训练馆，本项目内含一块标准的的比赛冰球场，一块标准训练场，除此之外还包括比赛配套服务、体育文化互动体验等功能。示范面积为39141.31㎡，地上2层，地下2层，地下为框架剪力墙结构，地上为钢桁架结构。

本项目是2018年第一批专家审批通过的北京市超低能耗建筑示范项目，并于2022年4月21日通过现场验收。本项目是世界首个大型被动式超低能耗体育建筑，项目同时获得了绿色建筑三星设计标识。

五棵松冰上运动中心由原北京市设计院院长、著名艺术家朱小地担纲方案设计，北京清华同衡规划设计研究院绿色建筑与节能研究所提供超低能耗建筑全过程咨询服务，还有国内外众多知名专项设计机构倾力加盟。

主要技术

该项目采用大量创新的特殊节点设计，如直立锁边屋面保温和气密性设计、清水混凝土建筑保温节点设计、非透明玻璃幕墙保温设计等，首次大面积采用传热系数低于1.0的高性能玻璃幕墙；并采用磁悬浮冷水机组，STP真空绝热保温板替代传统保温材料，二氧化碳制冰机组替代传统氟利昂制冰机组，冰场采用溶液除湿机组替代传统的电热转轮除湿等创新技术。

本项目通过被动式建筑优化设计，控制体形系数仅为0.1，平均窗墙比为0.56，并在建筑立面设置遮阳格栅，有效减小夏季太阳辐射得热；建筑内部多为开敞空间，立面增加开窗面积，室内通风效果良好；通过透光幕墙、下沉广场的方式有效改善地上及地下主要功能房间的自然采光效果。

建筑采用高性能围护结构，外墙采用高性能真空绝热板，屋面采用玻璃棉、真空绝热板，玻璃幕墙玻璃采用low-e三玻两中空中间充氩气的构造做法，严格隔绝冷热桥，立面设置格栅遮阳，上人室外庭院南侧玻璃幕墙采用智能液晶超透调光膜，关键部品参数满足北京市超低能耗建筑示范项目的要求。

夏季空调冷源采用水冷磁悬浮变频离心冷水机组，冬季采暖热源为市政热力，室内采用定风量全空气系统设置转轮式全热回收，新风机组采用板翅式全热回收，输配系统采用高性能变频风机和水泵。采用溶液除湿替代传统转轮除湿。

本项目制冰冷源机组采用最环保的二氧化碳作为制冷剂，机组在制冰的同时，可高效回收制冰机组的余热（可以直接制取60~65℃的热水）用于供热，余热回收效率≥75%。系统由CO2跨临界循环机组、气体冷却器、桶泵、制冷盘管等部分组成。CO2跨临界直冷制冰热回收利用率高；冰面温度更均衡；对大气层没有伤害性。

项目整体使用LED照明灯具，严格控制照明功率密度，功率密度均达到国家有关标准规定的目标值，并采用智能照明系统统一管理。

体育场馆屋顶面积较大，屋面也比较平整，比较适合采用光伏发电技术，屋面安装620kWp的光伏发电板。项目设置能源计量与监测系统。