2008年北京奥运会已经落下了帷幕,除了紧张激烈的竞技赛事之外,壮观精彩的开闭幕式更为北京奥运会挥写了浓墨重彩的一笔。上万名运动员及官员列队亮相“鸟巢”,见证了这辉煌而神圣的一刻。然而有谁知道,在开闭幕式之前,这么多人又都“藏”在哪里?
在龚京蓓看来,2008年北京奥运会开幕式这天,或许是她和自己所在的暖通设计团队最为紧张的一天———他们迎来了第一次正式的“大考”。开幕式即将开始,所有运动员和随行官员都身着盛装,齐聚国家体育馆内,等待着接受鸟巢现场十万观众以及通过电视转播观看开幕式的世界人民的“检阅”。而很多人未曾忘记,那个夜晚是何等炎热。不过,国家体育馆最终还是经受住了上万名宾朋的见证和考验,这里始终保持着凉爽清新的环境,让龚京蓓着实松了一口气。
国家体育馆是2008年北京奥运会最重要的比赛场馆之一。奥运会期间,这里曾进行了体操、蹦床、手球等比赛,并承接了即将开始的残奥会轮椅篮球比赛。国家体育馆“中国折扇”的波浪造型巧妙地连接了平顶造型的“水立方”和单曲面造型的国家会议中心,屋顶曲面如行云流水般飘逸又富于动感,彰显出中国文化的内涵。面对外形如此完美的一座建筑,国家体育馆暖通专业负责人龚京蓓和她所在团队在设计过程中自然是殚精竭虑,力求尽善尽美,他们不能容忍在这个“地标性”建筑上留下半点专业瑕疵。
冷热源方案的定夺:不辱使命,着眼未来
“2004年,当我们接手国家体育馆设计任务后,首先确定了大的设计原则,即不仅要满足本届奥运会在国家体育馆所举行的各种赛事对比赛场地不同的温湿度要求,同时要着眼于未来,进一步考虑赛后的合理利用;节能情况也是现代建筑成功与否的考评标准之一,然后便是冷热源的选择。”龚京蓓说。
合理的冷热源系统,不仅要考虑奥运会赛时瞬时高峰负荷的需求,更要考虑到奥运会后体育馆运营的经济性。她说:“冷热源在一幢建筑中的能耗会占到总能耗的25%~45%,其效能将直接影响建筑物空调通风系统的效益及总能耗值,所以,合理地采用和运行冷热源装置,对于整个建筑物的节能性及经济性都具有重要意义。其间,我们进行了燃气空调、地源热泵、冰蓄冷、电制冷等多种方案的比较,在对使用寿命、运行效率、机房和附属设施设置位置的可行性、投资的回收年限、寿命周期成本等方面进行充分论证后,最终确定了电制冷为国家体育馆主体冷源的方案。”
然而,主体冷源制冷机虽然能很好地迎合空调冷负荷的变化,却无法满足奥运会后无赛事以及夜间等极低冷负荷时的调节要求。另外,该场馆存在需要全年供冷的内区系统,如采用主体冷源供冷系统,冷却塔防冻问题也不易解决。为了攻克以上难题,经过方案比较,设计师同时确定采用能效比很高(COP值达到5.0)、利用可再生能源的水源热泵作为辅助冷热源,即利用地球表面浅层水源吸收太阳能和地热能而形成低位可再生热源,通过热泵进行夏季供冷、冬季制热的工作。同时,水源热泵系统还可以解决市政热力在检修期内无法供应生活用水的问题。
龚京蓓介绍说,当水源热泵系统在夏季时处于制热状态,如果主体冷源系统启动,主机冷却水温高于地下水温,采用主机冷却水作为水源热泵低位热源无疑能够提高热泵制热的能效比,并减少从地下水的取热量。