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北京冬奥低碳场馆是如何建成的?
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摘要:北京冬奥组委曾经承诺过,要在2022年北京冬奥会上实现碳中和,而在所有的碳排放源当中,场馆的建设和运行所产生的温室气体的排放量占到了整个碳排量的超过三分之一。也就是说给
北京冬奥组委曾经承诺过,要在2022年北京冬奥会上实现碳中和,而在所有的碳排放源当中,场馆的建设和运行所产生的温室气体的排放量占到了整个碳排量的超过三分之一。也就是说给场馆减碳是显得尤为重要的,那到底要怎么减,有什么样的手段和措施,效果又如何呢?本期《新闻调查》和您一起探索北京冬奥低碳场馆是如何建成的。
“冰丝带”:一种新制冰技术的冬奥首秀
国家速滑馆是北京冬奥会唯一新建的冰上竞赛场馆,从开始建设到正式比赛,这块近平方米的超大冰面一直是外界瞩目的焦点,因为在百年冬奥的历史上,它第一次使用了二氧化碳作为制冷剂。
国家速滑馆运行团队主任 武晓南:所有的体育场馆它都存在一个很核心的建设目标,就是它的体育工艺。体育工艺就是你要所建设的场馆和场地要满足你所承担的比赛项目的需要。那么冰场、速滑馆,毋庸置疑就是我们的冰面如何来制冰。
与早期依靠大自然制冷的户外冰场不同,如今冬奥会所有冰上项目均在室内举行。室内冰场采用人工制冰的方式,可以更严格地控制冰面温度、湿度,为运动员创造公平比赛的条件和挑战极限的基础。
国家速滑馆制冰系统设计总负责人 马进:现在好多家庭采暖用的是叫“地热采暖”,这个就反过来了,叫“地冷制冰”,就是说在这个地板下它里面放了很多制冷管道,通过制冷剂在里边流动,它把地板的温度降下来。
制冷剂在“地冷制冰”过程中扮演着不可或缺的角色。用什么样的制冷剂、以何种方式制冰,这是建设国家速滑馆必须要决定的核心问题。
作为冬奥会冰上场馆最常用的制冷剂,采用氟利昂制冰无疑技术路线最为成熟可靠,但决策者也深知它的弊端,传统氟利昂会对人类赖以生存的臭氧层造成破坏。
在一百多年的制冷工业发展中,人类始终难以找到完美的制冷剂,总是要面对制冷效率、安全、环保之间的矛盾。就在速滑馆考虑制冷剂的选择时,来自学者的建议让他们有了新的方向。
根据北大教授张信荣的研究,相对于氟利昂,二氧化碳制冷更绿色环保,在制冷效率、制冷均匀性、热量回收等方面也都更有优势。但是在2016年他提议使用二氧化碳制冰时,国内还没有二氧化碳制冰的冰场。
北京大学工学院教授 张信荣:我觉得大家可能心里都会打个问号 ,也都会问,你看你这个是不是就是在理论上在纸上做了一些演算。不是能够真刀真枪地在这么重大的场合下能够实现的。
由于技术要求高、控制难度大等原因,国内应用二氧化碳制冰更多停留在理论和实验层面。而在世界范围内,即便是最早探索二氧化碳制冰的北欧国家,也是近年来才在相对较小的1800平方米的标准冰场上使用这项技术。
到底使用氟利昂还是二氧化碳?从2016年下半年到2019年初,两年多的时间里,北京冬奥组委和国家速滑馆进行了专业而漫长的调研论证工作。
2019年,在经过多次专家论证会,综合考虑各种因素后,国家速滑馆最终选择了二氧化碳制冷剂,决定采用跨临界二氧化碳直冷制冰技术,这被认为是世界上最环保和最先进的制冰技术。
国家速滑馆运行团队主任 武晓南:二氧化碳制冰还是一个大家都认可的,非常理性的判断下的,我们既能通过我们的努力去踮踮脚、摸摸高能够达到的一个目标,同时又是对赛后、包括赛时,都有很大的绿色环保、冰面质量和赛后长期可持续,有益的、最有益的这么一个选择。
相比于其他制冷剂,跨临界二氧化碳能够最大程度上将热进行回收,因此可以实现冰场制冷与制热的一体化,从场馆运营角度看,这对于降低国家速滑馆的能耗具有重要作用。
二氧化碳本身也是温室气体,但用作制冷剂的二氧化碳,是从工业生产排放的废气中回收而来,它们原本直接排到大气中。使用二氧化碳制冷,不仅避免了氟利昂制冷产生的“强温室气体”,而且将二氧化碳作为资源利用,这对于“碳中和”来说也具有一定的意义。
二氧化碳跨临界直冷制冰技术在国家速滑馆的成功应用,其意义不仅是在一届冬奥会,而是推动冰雪运动和制冰产业低碳发展的关键。
冰菱花:一座超低能耗建筑的诞生
2021年12月30日,五棵松冰上运动中心正在进行气密性检测,这座建筑的外围结构可以“密不透风”到何种程度,是测量它作为超低能耗建筑的重要指标。
文章来源:《低碳世界》 网址: http://www.dtsjzzs.cn/zonghexinwen/2022/0123/1935.html