数智低碳擦亮亚运会基础建设“主色调”

文/本刊记者 郑茂典

“绿色”，是杭州亚运会办赛理念之一，也是杭州亚运会的“主色调”。透过“绿色亚运”，一系列“绿色科技”创新成果，将会使亚运会更加“智能”、绿色和便捷。场馆建设作为其中的一个重要方面，同样受到了科技创新的驱动和引领，为场馆建设带来了前所未有的发展机遇。科技创新不仅提升了场馆的功效，还为人们提供了更加便捷舒适的使用体验。导光管日光照明系统、屋面固碳释氧技术、江水源空调系统、建筑信息模型（BIM） 数字建造技术……一项项创新成果，不仅为杭州亚运会场馆建设提供“绿色科技”，更将让运动员和观众充分感受到科技带来的魅力。

杭州亚运会绍兴柯桥羊山攀岩中心

在本届亚运会的场馆建筑设计施工中，编制绿色健康建筑设计导则，优先采用了新科技、新材料、新工艺。“绿色规划”“绿色设计”“绿色施工”融入绿色亚运会场馆建设的全生命周期。

BIM数字建造技术：让施工精度达到毫米级

亚运公园项目规模大、建筑单体结构复杂、造型新颖，涉及建筑、市政、景观等15项专业工程60余个子项，项目将BIM数字建造技术应用于建筑的全生命周期，贯穿设计、施工、运维各阶段，有效解决了建设参与者多、专业交叉多、指令多、信息量大等难题。

斜交网格是乒乓球馆钢结构施工最复杂的部分之一，其使用的材料规格仅次于国家鸟巢体育馆，钢结构网格弯扭的空间变化及复杂的曲面控制使施工图深化及钢结构加工精度控制难度极大。

整个造型中每一块玻璃的形状看似一样，实际尺寸都有细微差距，621块菱形玻璃，每一块玻璃的面积都在4平方米以上。现场安装定位及吊装工艺必须做到高精度控制。BIM数字建造技术的应用，可以根据现场实际情况钢结构返尺后，重新建立BIM，将现场作业误差控制在毫米级。

在建设过程中，项目运用BIM正向设计，将BIM数字建造技术与工程实体实现对接融合，先对拱网壳结构进行参数化建模、深化设计，并通过施工模拟，反复推敲平面流线、空间分析，不断优化结构受力体系，采取“工厂或现场地面拼装成段、跨外分段吊装、高空对接合龙、结构整体分级同步卸载”的施工方案，通过BIM数字建造技术事先设定拼接模型，提高各部位连接准确性，使施工现场工作更加精准。

BIM数字建造技术的运用，实现了项目建设的透明化和可追溯，是亚运公园项目建设智能化的一大亮点。同时，利用BIM数字建造技术，通过施工模拟，将二维图纸变成三维模型，从而更好地发现图纸设计缺陷，更直观准确地掌握现场施工平面布置情况，实现传统二维图纸施工所不能给予的认知角度，有效提高了施工协调管理水平。此外，BIM数字建造技术在项目钢结构、机电工程、幕墙施工、室内装修、安全管理等过程中也起到了至关重要的作用。

BIM数字建造技术不仅可以还原建筑设计，还可提高工程建设的速度。工程进入运营维护阶段，需要了解建筑各部分的相关建造信息，甚至包括隐蔽工程，这些信息都可以在BIM及其所记录的信息中得到，大大减少了检查、维修所耗费的时间和成本。

导光管日光照明系统：每年照明节能30%以上

奥体中心体育游泳馆是一座独特而灵动的建筑，在阳光的照射下，细密的“屋盖网壳”使光影在地面上展现出变幻无穷的图案。外观上看，双馆包裹在2.5万吨“钢铁战衣”之下，采用流线型独特造型，远远望去像一只银色的蝴蝶，表达了杭州的主题特色文化——“化蝶”。

进入馆内，可以明显感觉到它与传统电力照明的不同，这里采用的是导光管日光照明系统。建筑采光技术经历了三个阶段的发展：传统建筑采光，如天井、门窗；近代建筑采光，如天窗、采光瓦、采光顶；现代建筑采光，如导光管采光系统照明、光纤照明等，其中应用在奥体中心体育游泳馆中的导光管采光系统是重要的创新。导光管采光系统通过高效捕获自然光线，借助导光管的反射和传输，将自然光均匀地照射到室内，实现独特的照明效果。据了解，奥体中心体育馆的导光管日光照明系统反射率高达99.7%，在保证优质照明条件的同时，还可促进人体多巴胺分泌。特殊设计的管道可吸收热量和消除眩光，防止其他因素对比赛的干扰。该系统在绿色节能方面同样有不凡表现，可减少场馆全年80%的电能消耗和二氧化碳的排放。

奥体中心体育游泳馆是一个全封闭的空间，即使关闭所有电灯，室内仍然明亮如昼。这得益于屋顶上的导光管，无论是黎明、黄昏，还是阴天、雨天，该系统都能提供充足的自然光线。相比传统日光灯，导光管照明系统具有无频闪、环保和节能的优势，并且使用寿命长达25年，能够实现节电约10万千瓦时。整个奥体中心主体育馆共布有210个导光管，其中游泳馆顶部有83个，体育馆则配备了127个。这意味着在白天，仅依靠这些导光管的照明就足够满足常态照明和运营需求，只有在比赛时才需要开启电灯，非常环保和节能。此外，通过能源管理系统的算法模型分析，还可以优化照明亮度和能耗，实现30%以上的照明节能。

导光管日光照明系统

白天，阳光通过导光管在游泳馆和体育馆内部创造出绚丽的光影效果。而在夜间，夜景泛光照明系统以“银河幻影”为主题，通过对场馆12000盏LED点光源和212套LED投光灯的预设置控制，每盏灯都能呈现出规律的色彩变化和明暗跳动，营造出波光粼粼、繁星点点的夜景效果，犹如闪烁的星河。

江水源空调系统：利用自然资源给建筑物调温

在亚运会众多场馆里，位于钱塘江南畔的杭州奥体中心体育场（俗称“大莲花”）最受瞩目。为这朵“大莲花”调节温度的，不仅有中央空调，还有自主研发的江水源空调系统。

江水源空调系统是利用江水源热泵抽取钱塘江的水，再利用江水与体育场室内空气的温差，实现制冷和制热，从而让场馆达到冬暖夏凉的效果。有了这个系统，即便冬天在这里比赛，运动员们也不会感受到凉意。

钱塘江水流量大，江水温度与气温存在差异，水的比热容远远大于空气，江水源空调系统正是利用了这个特点。夏天，江水源热泵将体育场内的热量“取”出来，释放到水源中去，由于水源温度低，可以高效地带走热量，达到给建筑物室内降温的目的，冬天则相反。据测算，相比传统空调，江水源空调系统的节能率超过30%。能源站只交换热量，不消耗水，也不改变水质。

而运用钱塘江江水制冷的秘密就藏在能源站里的江水源热泵系统中。“江水空调”通过抽取钱塘江水输送到能源站，经过热泵机组进行换热，然后流向河道和钱塘江。热泵机组由蒸发器、冷凝器和压缩机组成，能够生成最低5℃的空调水，通过输配管网送到用户换热机房进行换热，然后以12℃的温度回到热泵机组进行冷却，循环不停。用户换热机房通过换热后的空调二次侧循环，将冷水输送到每个房间，实现室内降温。而在冬天，系统则可以提供高达48℃的热水，实现区域供热。

与传统空调相比，“江水空调”利用100%可再生能源作为冷热源。当江水被提取能量后，排入河道中，不仅实现了生态补水，还极大地改善了区域的生态环境。江水源热泵项目还具备蓄能功能，利用冰蓄冷、水蓄冷和水蓄热技术，在夜间用能需求较低时充分利用谷段电价优势，提取冷、热水，并将其储存起来。而在白天的电网高峰时段，系统将储存的能量释放出来，满足空调的高负荷需求。

本届杭州亚运会以前沿的科技创新为基础，将为各国运动员和观众提供与众不同的基础设施体验。这些引人注目的技术成果也将成为杭州亚运会的闪亮标志，成为推动“数智建设”的重要支撑。