2008绿色奥运:环保与节能成双亮色

□ 文/杨伟利


    2008年奥运会势必刷新奥运史上的多项记录。其中,围绕“绿色奥运”所展开的环保和节能工程将成为本届奥运会的一大亮点。奥运会场馆建设在设计和施工过程中,始终贯穿环保和节能的理念,采用了新的环保技术和全球领先的环保设计,是一场环保新技术的盛宴。

    空调、雨洪利用和太阳能三大系统采用绿色生态技术,令“鸟巢”能耗下降
    奥运场馆建设过程采取的创新之举在一定程度上具有标杆意义,其中最重要的一项意义在于我们努力去尝试,大胆去施工,通过场馆建设向世界提供了展示我国环保产业高水平的新平台,并达到业界交流的目的。其深层次的意义还在于场馆建设,把环保愿景变成了现实,是一个圆梦的过程。
    有“鸟巢”之称的国家体育场自开建以来就备受瞩目。据了解,该场馆充分利用了新的节能和环保设备,并对设计方案进行了创新。仅安装太阳能电池一项,每年就可以节约标准煤433吨。此外,在空调、雨洪利用和太阳能三方面通过运用绿色生态技术,取得了明显的节能效果。
    据北京节能研究中心介绍:国家体育场空调系统的设计主要是依据绿色生态理念,包括节能和环保两项措施。其中,“鸟巢”的空调系统采用比较先进的全年动态负荷模拟技术,利用模拟技术设计合理的空调系统和装机容量,从源头上减少了空调能耗。
    在面积达8000平方米的足球场,设计者使用了可再生、节能和环保的地源热泵系统,这项设计也是全球首次使用。此外,设计者还利用计算流体力学模拟了场内热环境和风环境,从而在采用自然通风的同时,保证了观众的舒适度。
    此外,合理利用水资源也是“鸟巢”设计的一个重要环节。据介绍,“鸟巢”的雨洪利用系统收集面积达22公顷。为了收集和使用雨水,施工时特意在地下建了6个储水池,平均每年可提供5万多立方米中水用于室外绿化、卫生间冲厕、赛场草坪灌溉等。
    在“鸟巢”里面,研究和施工人员经过分析,选择7个安检亭安装了太阳能电池,这些太阳能电池一年可发电1138千瓦时,节约标准煤433吨,减少二氧化碳排放277吨,减少二氧化硫排放6.7吨。

    “北京太阳能技术应用示范工程”优化了奥运会场馆的能源结构
    2005年5月,北京奥组委执行副主席王伟公开表示,奥运场馆在实现节能的同时,将成为环保节能的典范,促进和带动北京市环境改善的步伐。
    王伟说,北京奥组委在积极配合场馆设计的同时,将大力推进新能源和新材料的应用,包括推动在部分新建场馆中应用一批太阳能光伏发电照明装置和太阳能光热设备,在部分区域采用可再生材料和新型材料制作家具、设备、器具等。
    他说,北京将通过对奥运场馆在建筑节能、园林绿化、噪声防治等方面的具体要求,最大限度减少奥运场馆对常规能源的消耗,推广新技术的应用,由此带动北京市能源结构的调整,减少全市的环境污染。为此,北京奥组委与奥科委将围绕奥运会环保需求,将成熟、先进的技术全面推广到奥运项目中。并认为,“电动汽车”、“太阳能技术应用”等新型环保技术及设备都将在2008年奥运会中大展拳脚。
    此前不久,投资达1400万元,拥有100千瓦太阳能光伏并网发电系统等太阳能利用设备的基地——“北京太阳能技术应用示范工程”首次向媒体亮相,据介绍,该基地将为北京奥运会大规模利用太阳能做准备。
    “北京太阳能技术应用示范工程”处于的奥林匹克公园的东侧,重点安排了可安装在奥运村、体育场馆、会议室的太阳能利用系统。该项目主要包括“100千瓦太阳能光伏发电”和“300千瓦太阳能采暖空调”两大综合示范系统。建筑物顶层完全采用太阳能为其供电、采暖、制冷和提供生活热水。据悉,该示范项目还将为“太阳能与建筑结合、太阳能光电、光热综合利用”积累经验和数据,不仅可以保证整个基地的供电,还可以实现向电网的传输。
    据北京市太阳能研究所介绍,在该基地建设之前,北京市太阳能研究所已经在“九五”国家科技攻关中设立了专门项目,重点解决我国太阳能采暖、空调以及生活热水示范项目等存在的一些具体问题,正是该专门项目为“北京太阳能技术应用示范工程”提供了良好的现实基础。
    “北京太阳能技术应用示范工程”所在位置年平均太阳辐照度约为17MJ/㎡,具有较好的太阳能资源,而且夏季和冬季又分别有制冷和采暖的需求。据悉该示范工程总的建筑面积达2600平方米,而且要满足室温冬季不低于16℃,夏季不高于26℃的要求。该示范工程重点解决了当前我国北方太阳能利用过程中的一些瓶颈和不足,并对原有成熟技术做了进一步的完善。
    该工程内容包括对太阳能采暖、空调以及生活热水综合系统进行总体优化设计,以保证系统运行的安全、可靠、节能和实用。重点解决太阳能与建筑的结合方式,尤其是与建筑物屋顶和墙面的结合方式。
    另外,还包括真空管太阳能集热器与综合系统的优化设计,尤其是与吸收式制冷机的合理匹配;太阳能集热器阵列的优化布置;太阳能综合系统中的辅助能源设备和储能设施;研制运行可靠、操作简便的自动控制系统,并对其进行智能化;太阳能综合系统的长期运行性能和对太阳能综合系统与常规系统的技术经济性进行比较等内容。

    环保技术创新将通过奥运场馆建设逐步落户百姓家
    北京丰台区在历史上以种植蔬菜和花卉为主,现在是北京市第二高新技术的聚集区。作为奥运场馆之一的丰台垒球场就落户该区。在场馆的建设中,各种环保创新技术,则成为丰台垒球场的一大亮点。
    作为北京市第一个竣工并投入使用的奥运场馆,丰台垒球场担负着展示北京市奥运场馆形象的艰巨任务。最令人自豪的是垒球场在建设中采用了30多项自主创新的科技成果。其中采用的多项节能技术尤其突出,雨水回灌系统通过收集游泳池洗浴废水和体育场雨水,经过综合处理达到中水标准,用做新建筑内冲厕以及室外绿化灌溉,年处理能力可达到8万吨左右;安装太阳能热水系统125平方米,每天可供热水9吨;光伏电技术的年发电量可达19000度。此外,工程中还采用了一系列节能新材料和新技术。
    北京奥运村的太阳能利用也具典范意义,其环保创新将随着赛事的结束,而进入普遍居民的生活,这种环保理念和环保的建筑节能设计方式也将起到更广泛的社会意义。目前已经安装的6000平方米太阳能集热板,每年可以节约电费457.8万元。其中,奥运村A、B、C、D区18座楼的楼顶均安装太阳能集热板,可保证将太阳能转化热能,以满足奥运会运动员洗浴用的热水供给。由于奥运村在奥运赛事结束之后,将转化为民居,奥运村将由此成为中国第一个大规模集中采用太阳能转换热能的民用生活小区。
    据北京城建集团奥运村工程总承包部经理史育斌介绍,奥运村屋顶总面积约为40000平方米,平均每个区的屋顶面积约10000平方米。而奥运村只需安装太阳能集热器6000平方米,即平均每个区只要安装1500平方米就可以满足整体需要了。整个奥运村设四个热水供水分区,选择四栋6层楼的屋顶,集中安装太阳能集热器,为每个区域的约8栋楼提供太阳能生活热水。奥运村采用先进的太阳能集热板生产热水,每平方米每年可节省1527度电能,按每度电0.5元计算,可节约电费763元,整套设备年节约电费457.8万元。按设计使用20年计算,这套太阳能系统就能节约电能18324万度电,节省电费9156万元。
    另悉,奥运村生产生活热水采用太阳能和冷凝式小型燃气炉二联供方式,即配置6000平方米的集热器,采用闭式双循环系统,并由小型燃气炉提供阴雨天气的热源保障。根据太阳能集热器性能数据,奥运村按赛后2000户,约6000名居民的使用生活热水用量计算,完全满足需要。


相关连接

    地源热泵系统(Ground Source Heat Pump)是一种利用地下浅层低温地热资源的、既可供热又可制冷的高效节能热泵系统(系统简图文中所示)。地能分别在冬季作为热泵供暖的热源,同时蓄存冷量,以备夏用;而在夏季作为冷源,同时蓄存热量,以备冬用。相对于传统的空气源热泵空调系统,地源热泵安装成本相对较高,但是由于地表5米以下温度一年四季相对稳定,夏季比环境空气低,冬季比环境空气高,是热泵很好的冷热源。这种温度特性使得地源热泵比传统系统运行效率要高,节能效果明显,运行更加可靠、稳定。此外,储存于地表浅层的地热是一种可再生且无污染的能源,无论是热带地区还是寒带地区均有地热可供使用,因此应用范围广。同时地源热泵系统还具备埋地换热器不需除霜、与太阳能联用、机组使用寿命长、节省空间、维护费用低、自动控制程度高等一系列优势。