智慧體育場館的綠色低碳建設與運營研究

中圖分類號：G80 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8902-（2025）-14-142-3-ZL

1、引言

隨著全球氣候變化問題的日益嚴峻，綠色低碳發展已成為社會各領域轉型升級的核心方向。體育場館作為城市公共基礎設施的重要組成部分，其建設與運營過程中的能源消耗和碳排放問題逐漸引起社會廣泛關注。在“雙碳”目標戰略背景下，如何推動體育場館實現節能減排、綠色轉型，已成為亟待解決的重要問題。同時，隨著物聯網、大數據、人工智能等新一代信息技術的廣泛應用，傳統體育場館正朝著“智慧化”方向快速演進。智慧體育場館不僅具備高效的信息采集與處理能力，還可以實現對建筑能耗、場館管理、觀眾體驗等多維度的精準調控，為綠色低碳目標的實現提供了技術支撐。因此，融合智慧技術與綠色理念的體育場館建設模式，是推動我國體育基礎設施高質量發展的重要路徑。

目前，國外發達國家在綠色建筑與智慧場館建設方面起步較早，已形成較為成熟的評價標準與運行體系。例如，美國的LEED認證體系、德國的DGNB標準均在綠色建筑評估中廣泛應用。同時，諸如2020年東京奧運會、2022年卡塔爾世界杯等大型體育賽事場館也廣泛采用太陽能供能、雨水回收、智能運維等綠色智慧技術。我國在“十四五”規劃和《體育強國建設綱要》等政策的引導下，積極推動體育場館綠色低碳轉型，北京冬奧會場館建設便是代表性實踐之一。然而，相較于國外的先進經驗，我國在智慧體育場館的系統集成、綠色運維管理、能效評價機制等方面仍存在一定差距，尚需進一步完善理論研究和實踐路徑。

本研究以智慧體育場館為研究對象，運用文獻資料法、邏輯分析法等研究方法，圍繞其綠色低碳建設與運營問題展開系統分析，旨在為相關領域的規劃、設計與管理提供理論依據與實踐參考，并助力實現智慧體育場館“智能化與低碳化”的協同發展。

2、智慧體育場館與綠色低碳理念概述

2.1、智慧體育場館的定義與發展特征

智慧體育場館是以新一代信息技術為基礎，通過物聯網、云計算、大數據、人工智能等技術手段，對場館資源進行感知、互聯、分析和智能調控，從而實現高效管理、節能運營與優質服務的新型場館形態。其核心特征包括設施智能化、管理自動化、服務精準化與運營高效化。此外，智慧體育場館經歷了從信息化建設到系統集成，再到智能化決策的演進過程。尤其，在數字中國、智慧城市建設的背景下，智慧場館已逐步從單一功能型建筑向綜合性服務平臺轉型，不僅服務于大型賽事活動，還承擔著全民健身、文化傳播、應急避險等多重社會功能。

2.2、綠色低碳理念在體育場館建設中的應用

綠色低碳理念強調在建筑全生命周期中，最大限度地節約資源、保護環境和減少污染，核心目標是實現“資源節約型與環境友好型”協同發展。將綠色低碳理念引入體育場館建設，不僅有助于提升建筑的能源使用效率和生態環境質量，也是推動實現碳達峰、碳中和戰略目標的重要舉措。在實踐層面，綠色體育場館建設主要體現在以下幾個方面：一是優化建筑布局與節能設計，提升自然采光與通風效率；二是采用高性能環保材料，降低建筑能耗與碳排放；三是引入可再生能源系統，如太陽能光伏、地源熱泵等，實現能源自給與清潔供能；四是建設綠色屋頂、雨水回收系統等，實現水資源的高效利用與生態補償功能。

2.3、國內外發展現狀與典型模式對比分析

國際上，諸如美國ATamp;T體育館、荷蘭阿姆斯特丹競技場、日本新國立競技場等一批智慧綠色體育場館，已在技術集成、能源管理與智慧服務方面走在前列。這些場館普遍具備先進的智能控制系統與綠色認證標準，形成了技術先進、管理高效、用戶體驗良好的運行模式。

我國近年來也加快了智慧與綠色場館的建設步伐，北京國家速滑館（“冰絲帶”）、杭州亞運會場館群等在智能運維、節能設計、綠色建材使用等方面進行了大量探索，取得了顯著成效。但整體來看，我國智慧體育場館建設尚處于起步階段，仍面臨如技術融合度不高、管理體系不健全、政策激勵機制不足等挑戰。

綜上所述，智慧體育場館與綠色低碳理念在理論上具有高度契合性，在實踐中具備良好的發展基礎。推動兩者深度融合，是實現現代體育基礎設施高質量發展的關鍵路徑。

3、智慧體育場館綠色低碳建設路徑研究

3.1、節能環保建筑設計與綠色材料應用

在智慧體育場館的綠色建設中，建筑設計階段是實現節能降碳的基礎環節。合理的建筑布局和設計不僅有助于最大化自然資源的利用，如自然采光與通風，還可以有效實現降低人工照明與空調系統的能耗。例如，采用南北朝向、優化建筑體型系數、設置可調節遮陽裝置等措施，均能提升能源使用效率。在材料選擇方面，應優先使用低碳環保建材，如高性能保溫隔熱材料、綠色防水材料、低揮發性涂料與再生材料。這類材料不僅能減少施工過程中的碳排放，還能提高建筑結構的耐久性和整體能效水平。此外，模塊化裝配式建筑方式也逐漸被引入體育場館建設，有助于減少現場施工帶來的能源浪費和環境污染。

3.2、智能化系統集成與能源管理技術

智慧系統的深度集成，是體育場館實現綠色低碳運行的關鍵技術支撐。通過構建集成化能源管理平臺，能夠實現對水、電、氣、暖等多種能源的實時監測與智能調度，從而提高整體能源利用效率。例如，引入建筑能源管理系統（BEMS）、樓宇自動化系統（BAS）和中央控制平臺，可對場館內照明、空調、電梯、通風等系統進行一體化智能控制，根據場館使用需求動態調節運行狀態。此外，通過大數據分析與AI算法，可對場館歷史能耗數據進行建模預測，實現能耗預警與優化調度，從而避免能源浪費。在技術層面，系統間的互聯互通至關重要。應確保各智能子系統（如安全監控、消防、門禁、照明等）具備統一標準接口，實現數據共享與協同聯動，構建場館級“智慧大腦”。

3.3、可再生能源的引入與高效利用

可再生能源的應用，是智慧體育場館綠色建設的重要組成部分。當前，太陽能、地熱能與風能等清潔能源技術，已在多個體育場館項目中得到實際應用。例如，太陽能光伏系統可安裝在體育場館屋頂、立面或停車棚等區域，實現就地發電、并網供電與儲能功能；地源熱泵系統則可根據地熱溫差為場館提供制冷、供暖服務，能效遠高于傳統中央空調系統；部分場館在風力資源條件適宜的地區，也開始探索小型風能系統的分布式應用。此外，智慧能源管理平臺可對可再生能源系統進行集成調度，實現能源協調運行，提升能源系統的靈活性與穩定性，確保場館在用能高峰期依然具備綠色低碳保障能力。

4、智慧體育場館綠色運營機制分析

4.1、基于數據驅動的能耗監控系統建設

智慧體育場館的綠色運營，主要依賴于高效的能耗監測體系。通過部署多維度傳感器和智能電表，可對用電、用水、暖通、照明等系統進行實時采集與動態監控，形成完整的能耗數據鏈路。在此基礎上，借助大數據分析平臺對能耗數據進行分類統計、趨勢預測和異常預警，為能源優化調度提供決策依據。此外，構建數據可視化大屏系統，有助于場館管理者直觀了解能耗結構與碳排放水平，實現運營管理的數字化、透明化、精準化。部分先進場館還引入AI算法對能耗數據進行建模預測，從而對高峰用能進行合理避讓，提升整體節能效果。

4.2、場館綠色交通與人流組織優化

智慧體育場館的綠色運營，不僅涉及內部能耗管理，還包括觀眾出行方式與人流組織策略的綠色化。在交通方面，應在規劃階段就與城市軌道交通、公交系統無縫銜接，引導觀眾優先選擇公共交通工具出行，減少私家車使用，降低碳排放量。同時，建設足夠的非機動車停車位、充電樁與綠色通行通道，鼓勵低碳出行行為。在人流組織方面，通過部署人臉識別系統、智能導引標識、電子門禁與人流熱力監測系統，實現觀眾入場、觀賽、疏散等全過程的智能管控，避免高密度人群聚集所導致的空調照明能耗浪費與安全隱患，提升場館運營效率。

4.3、運營管理平臺的智能化建設與運行維護

智慧體育場館的綠色運營，離不開后臺運營管理平臺的智能支持。構建集安防、設備、能耗、服務于一體的智慧管理平臺，可實現對場館設施的統一調度、智能巡檢與遠程控制。例如，系統可根據賽事安排、氣候變化和人流情況自動調節空調溫度、照明亮度與電梯運行頻次，避免能源過度消耗。在運維方面，應用物聯網設備可實現對場館設備的狀態監測與故障預警，降低維修成本，提高設備使用壽命。同時，運營平臺還可記錄各類能效數據，生成自動化報表，便于管理者實施績效評估與碳排放管理。此外，通過云端平臺與移動終端的結合，實現場館管理的遠程化、移動化與可持續性控制，是未來智慧體育場館運營管理的重要趨勢。

5、案例分析：智慧體育場館綠色建設與運營實踐

5.1、案例選擇與基本情況介紹

國家速滑館“冰絲帶”是2022年北京冬奧會標志性新建場館之一，也是我國首個采用二氧化碳跨臨界直冷制冰系統的冰上競賽場館。該館不僅在建筑設計與綠色節能方面樹立了新標桿，更在智慧系統集成與運行管理方面實現了高度自動化與智能化，是融合“智慧”與“低碳”理念的典型示范項目。

“冰絲帶”總建筑面積約12萬平方米，觀眾座位數量達1.2萬個，并在速滑場地使用超低碳制冷技術，其綠色建設理念貫穿于場館規劃、設計、施工與運營的全過程。

5.2、建設與運營中的綠色低碳舉措分析

（1）綠色建筑與環保材料應用。

在建筑結構方面，“冰絲帶”采用大跨空間索膜結構設計，不僅減少了結構材料用量，還提升了建筑自然通風與采光能力。建筑圍護結構中廣泛使用節能保溫材料和低輻射玻璃，有效降低了外墻和窗戶的熱傳導系數，確保室內能源的高效利用。

（2）創新型制冷技術應用。

“冰絲帶”率先在國際冰上場館中，應用了二氧化碳跨臨界直冷制冰技術。該系統采用天然工質二氧化碳作為制冷劑，不僅臭氧消耗潛能值（ODP）為零，全球變暖潛能值（GWP）極低，而且能效高，制冷速度快，能耗降低 30% 以上，為冰上場館綠色轉型提供了新范式。

（3）智慧能源管理平臺建設。

場館配備了先進的智能能源管理系統，可實時監控電力、水資源、暖通空調等各類設備運行狀態，并通過數據分析預測能耗趨勢，及時調節運行策略，實現能源使用的最優化。同時，該平臺還具備歷史數據存儲與自動報表功能，便于后續能效評估與政策制定。

（4）綠色交通與人流組織優化。

在交通接駁方面，“冰絲帶”與北京地鐵8號線無縫銜接，場館周邊設有充足的公共交通與非機動車出入口，引導觀眾綠色出行。在賽事期間，觀眾入口設置了智能安檢系統與無接觸通行閘機，結合人流引導大屏與熱力圖監控系統，實現了高效、安全與節能的人流管理。

5.3、實施效果評估與經驗啟示

（1）能耗與碳排放顯著下降。

據冬奧組委公布的數據，“冰絲帶”在測試賽和正式賽事期間的能源使用量較傳統制冰場館下降超過 35% ，年均碳排放量降低上百噸，達到國際一流水平。同時，其節能環保設計獲得中國綠色建筑三星認證和國際能源署高度認可。

（2）運營管理效率全面提升。

借助智慧平臺支持，場館管理人員可實現一體化遠程運維，設備異常率大幅下降，節省了大量人力和維護成本。系統在應對多場次賽事切換、溫度調控、觀眾疏散等場景中，表現出高度靈活性與穩定性，增強了場館的持續運營能力。

（3）經驗啟示。

“冰絲帶”的建設經驗表明，綠色低碳理念與智慧技術的深度融合，是未來大型體育場館建設與運營的重要發展方向。其成功之處在于將綠色建筑標準、前沿制冷技術與智能管理系統有機集成，形成了技術先進、經濟可行、可持續發展的場館運營模式，具有良好的示范效應。

6、結論

本研究圍繞智慧體育場館的綠色低碳建設與運營問題，系統分析了其理論基礎、建設路徑、運營機制及典型實踐案例，得出以下主要結論：

（1）智慧體育場館作為現代體育基礎設施的重要形態，融合了綠色建筑理念與先進數字技術，是推動體育場館實現節能減排與智慧運營的有效途徑。其發展不僅響應了“雙碳”戰略目標，也契合了體育產業高質量發展的總體要求。

（2）綠色低碳建設路徑包括節能環保設計、高性能材料應用、智慧系統集成與可再生能源利用等多個環節，需在建設初期就進行系統規劃與協同設計，以實現建筑性能與能源效率的最優平衡。

（3）綠色運營機制需依托數據驅動的能源管理系統、智慧化人流組織及智能運維平臺，實現對場館運行全過程的動態調控與優化管理。通過信息技術手段提升資源配置效率，是提升運營效能與服務質量的關鍵所在。

（4）以國家速滑館“冰絲帶”為代表的典型案例表明，綠色智慧體育場館建設在中國已具備良好的技術基礎與實踐經驗，具有廣泛推廣價值。但其成功依賴于標準支撐、技術集成、政策保障與管理能力的多維配合。

（5）當前仍面臨標準缺失、系統集成難度大、初期投資高、專業人才短缺等問題，需從制度建設、平臺整合、激勵機制與人才培養等多方面加以推進，推動智慧體育場館朝著高效、綠色、智能方向持續發展。

參考文獻：

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