奥运场馆系列访谈四：见证万人瞩目的“冷藏室”

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。这也是将“节能理念”渗透到设计工作中的具体表现。

椅下送风，分区设计“巧排风”

设计过程中，国家体育馆的“大高差”成为进行暖通空调设计最“麻烦”的问题。作为全国最大的室内体育馆之一，该场馆可容纳近两万名观众。从看台最底层到最上面的一层，有着近30米的高差。龚京蓓表示，如果采用传统的送风方式，将送风道布置在场馆上方，那么冷风在向下输送的过程中，就会被室内的热空气所“同化”。要保证制冷效果不打折扣，就必须采用加大送风量或者降低送风温度的方式，以满足观众和场地内运动员的需求。但这种做法能耗大，不符合节能设计理念。因此，设计师最后采取了“椅下送风”的方式。这种方式虽然并不新颖独特，却十分奏效。风从观众坐席下方送出，解决了观众自身和周边有限空间的环境温度，维持了高大空间的下部室温，实际效果更加明显。况且，新风直接送到座位周围，还能让观众在第一时间尝到“新鲜”空气的味道。

暖通空调设计不仅要满足夏天的供冷需求，还要满足场馆在冬天的正常使用。对于在这里参赛的运动员来讲，温度是他们最基本的要求之一———温度一旦过低，将严重影响运动员，特别是体操运动员的正常发挥。龚京蓓说，如果体操等比赛在冬季举行，按照规定，场地温度同样要求达到26℃，而此时，场馆最上方的看台甚至可以形成40℃的高温环境。由于这些地方设置有灯光、音响等控制机房，高温不仅仅会浪费能量、影响观众的舒适感，还会对机房内设备的使用构成威胁。因此，设计师采取了分区空调的措施：将观众席分为16个区，其中池座6个区，楼座10个区，共设置16台组合式空调机组。各区空调机组采用不同的送风温度。这时，比赛场地和池座部分所需要的送风温度较高，而楼座则只需加大新风比，不用额外加热送入。分区空调解决了冬季进行体操等比赛对场地温度的特殊要求，还为赛后运营或采取分区售票等情形提供了可靠保证，降低空调机组的运行成本，有效地节约了能源。

夜幕降临，国家体育馆内部灯火通明。良好的灯光条件为比赛与电视转播提供了有力保障，却也给场馆的供冷出了难题。为了减小灯光产生的热负荷，设计师巧妙地在屋面设置了排风机。这些排风机不仅仅可以起到消防排烟的作用，还可以把灯光所产生的热量“轰走”。与此同时，场馆东西两侧的外围护结构全部安装了百叶式的电控开启窗。一旦室外温度适宜，工作人员可以随时把窗口打开，将室外新风引入到场馆内部，达到对流通风的自然效果，并解决了自然采光问题。

也许有人会“羡慕”龚京蓓。虽然比赛期间，她常常5点多钟就要起床赶车去赛场“保驾护航”，但人们会认为她至少能落个免费看比赛的“美差”。但实际上，设计师更多的时间是呆在办公室或者机房，密切监控着冷冻机是否按设定的温度运行，空调机组的出风和回风温度是否正常。在一般情况下，他们并不允许随意去看台，更不用说看比赛了。“其实，保驾工作还是挺辛苦的。累或许谈不上，但我们总要揪着心，每一刻都很紧张。”龚京蓓最后笑着告诉记者。