數智低碳擦亮亞運會基礎建設“主色調”

文/本刊記者 鄭茂典

“綠色”，是杭州亞運會辦賽理念之一，也是杭州亞運會的“主色調”。透過“綠色亞運”，一系列“綠色科技”創新成果，將會使亞運會更加“智能”、綠色和便捷。場館建設作為其中的一個重要方面，同樣受到了科技創新的驅動和引領，為場館建設帶來了前所未有的發展機遇。科技創新不僅提升了場館的功效，還為人們提供了更加便捷舒適的使用體驗。導光管日光照明系統、屋面固碳釋氧技術、江水源空調系統、建筑信息模型（BIM） 數字建造技術……一項項創新成果，不僅為杭州亞運會場館建設提供“綠色科技”，更將讓運動員和觀眾充分感受到科技帶來的魅力。

杭州亞運會紹興柯橋羊山攀巖中心

在本屆亞運會的場館建筑設計施工中，編制綠色健康建筑設計導則，優先采用了新科技、新材料、新工藝。“綠色規劃”“綠色設計”“綠色施工”融入綠色亞運會場館建設的全生命周期。

BIM數字建造技術：讓施工精度達到毫米級

亞運公園項目規模大、建筑單體結構復雜、造型新穎，涉及建筑、市政、景觀等15項專業工程60余個子項，項目將BIM數字建造技術應用于建筑的全生命周期，貫穿設計、施工、運維各階段，有效解決了建設參與者多、專業交叉多、指令多、信息量大等難題。

斜交網格是乒乓球館鋼結構施工最復雜的部分之一，其使用的材料規格僅次于國家鳥巢體育館，鋼結構網格彎扭的空間變化及復雜的曲面控制使施工圖深化及鋼結構加工精度控制難度極大。

整個造型中每一塊玻璃的形狀看似一樣，實際尺寸都有細微差距，621塊菱形玻璃，每一塊玻璃的面積都在4平方米以上。現場安裝定位及吊裝工藝必須做到高精度控制。BIM數字建造技術的應用，可以根據現場實際情況鋼結構返尺后，重新建立BIM，將現場作業誤差控制在毫米級。

在建設過程中，項目運用BIM正向設計，將BIM數字建造技術與工程實體實現對接融合，先對拱網殼結構進行參數化建模、深化設計，并通過施工模擬，反復推敲平面流線、空間分析，不斷優化結構受力體系，采取“工廠或現場地面拼裝成段、跨外分段吊裝、高空對接合龍、結構整體分級同步卸載”的施工方案，通過BIM數字建造技術事先設定拼接模型，提高各部位連接準確性，使施工現場工作更加精準。

BIM數字建造技術的運用，實現了項目建設的透明化和可追溯，是亞運公園項目建設智能化的一大亮點。同時，利用BIM數字建造技術，通過施工模擬，將二維圖紙變成三維模型，從而更好地發現圖紙設計缺陷，更直觀準確地掌握現場施工平面布置情況，實現傳統二維圖紙施工所不能給予的認知角度，有效提高了施工協調管理水平。此外，BIM數字建造技術在項目鋼結構、機電工程、幕墻施工、室內裝修、安全管理等過程中也起到了至關重要的作用。

BIM數字建造技術不僅可以還原建筑設計，還可提高工程建設的速度。工程進入運營維護階段，需要了解建筑各部分的相關建造信息，甚至包括隱蔽工程，這些信息都可以在BIM及其所記錄的信息中得到，大大減少了檢查、維修所耗費的時間和成本。

導光管日光照明系統：每年照明節能30%以上

奧體中心體育游泳館是一座獨特而靈動的建筑，在陽光的照射下，細密的“屋蓋網殼”使光影在地面上展現出變幻無窮的圖案。外觀上看，雙館包裹在2.5萬噸“鋼鐵戰衣”之下，采用流線型獨特造型，遠遠望去像一只銀色的蝴蝶，表達了杭州的主題特色文化——“化蝶”。

進入館內，可以明顯感覺到它與傳統電力照明的不同，這里采用的是導光管日光照明系統。建筑采光技術經歷了三個階段的發展：傳統建筑采光，如天井、門窗；近代建筑采光，如天窗、采光瓦、采光頂；現代建筑采光，如導光管采光系統照明、光纖照明等，其中應用在奧體中心體育游泳館中的導光管采光系統是重要的創新。導光管采光系統通過高效捕獲自然光線，借助導光管的反射和傳輸，將自然光均勻地照射到室內，實現獨特的照明效果。據了解，奧體中心體育館的導光管日光照明系統反射率高達99.7%，在保證優質照明條件的同時，還可促進人體多巴胺分泌。特殊設計的管道可吸收熱量和消除眩光，防止其他因素對比賽的干擾。該系統在綠色節能方面同樣有不凡表現，可減少場館全年80%的電能消耗和二氧化碳的排放。

奧體中心體育游泳館是一個全封閉的空間，即使關閉所有電燈，室內仍然明亮如晝。這得益于屋頂上的導光管，無論是黎明、黃昏，還是陰天、雨天，該系統都能提供充足的自然光線。相比傳統日光燈，導光管照明系統具有無頻閃、環保和節能的優勢，并且使用壽命長達25年，能夠實現節電約10萬千瓦時。整個奧體中心主體育館共布有210個導光管，其中游泳館頂部有83個，體育館則配備了127個。這意味著在白天，僅依靠這些導光管的照明就足夠滿足常態照明和運營需求，只有在比賽時才需要開啟電燈，非常環保和節能。此外，通過能源管理系統的算法模型分析，還可以優化照明亮度和能耗，實現30%以上的照明節能。

導光管日光照明系統

白天，陽光通過導光管在游泳館和體育館內部創造出絢麗的光影效果。而在夜間，夜景泛光照明系統以“銀河幻影”為主題，通過對場館12000盞LED點光源和212套LED投光燈的預設置控制，每盞燈都能呈現出規律的色彩變化和明暗跳動，營造出波光粼粼、繁星點點的夜景效果，猶如閃爍的星河。

江水源空調系統：利用自然資源給建筑物調溫

在亞運會眾多場館里，位于錢塘江南畔的杭州奧體中心體育場（俗稱“大蓮花”）最受矚目。為這朵“大蓮花”調節溫度的，不僅有中央空調，還有自主研發的江水源空調系統。

江水源空調系統是利用江水源熱泵抽取錢塘江的水，再利用江水與體育場室內空氣的溫差，實現制冷和制熱，從而讓場館達到冬暖夏涼的效果。有了這個系統，即便冬天在這里比賽，運動員們也不會感受到涼意。

錢塘江水流量大，江水溫度與氣溫存在差異，水的比熱容遠遠大于空氣，江水源空調系統正是利用了這個特點。夏天，江水源熱泵將體育場內的熱量“取”出來，釋放到水源中去，由于水源溫度低，可以高效地帶走熱量，達到給建筑物室內降溫的目的，冬天則相反。據測算，相比傳統空調，江水源空調系統的節能率超過30%。能源站只交換熱量，不消耗水，也不改變水質。

而運用錢塘江江水制冷的秘密就藏在能源站里的江水源熱泵系統中。“江水空調”通過抽取錢塘江水輸送到能源站，經過熱泵機組進行換熱，然后流向河道和錢塘江。熱泵機組由蒸發器、冷凝器和壓縮機組成，能夠生成最低5℃的空調水，通過輸配管網送到用戶換熱機房進行換熱，然后以12℃的溫度回到熱泵機組進行冷卻，循環不停。用戶換熱機房通過換熱后的空調二次側循環，將冷水輸送到每個房間，實現室內降溫。而在冬天，系統則可以提供高達48℃的熱水，實現區域供熱。

與傳統空調相比，“江水空調”利用100%可再生能源作為冷熱源。當江水被提取能量后，排入河道中，不僅實現了生態補水，還極大地改善了區域的生態環境。江水源熱泵項目還具備蓄能功能，利用冰蓄冷、水蓄冷和水蓄熱技術，在夜間用能需求較低時充分利用谷段電價優勢，提取冷、熱水，并將其儲存起來。而在白天的電網高峰時段，系統將儲存的能量釋放出來，滿足空調的高負荷需求。

本屆杭州亞運會以前沿的科技創新為基礎，將為各國運動員和觀眾提供與眾不同的基礎設施體驗。這些引人注目的技術成果也將成為杭州亞運會的閃亮標志，成為推動“數智建設”的重要支撐。