陳曉欣　李永安（山東建筑大學　濟南　250101）

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體育館建筑能耗分布特征及碳排放量的計算

陳曉欣李永安
（山東建筑大學濟南250101）

【摘要】在分析體育建筑特點的基礎上，應用了調查研究的方法，對山東體育場館建筑能耗特征進行了分析，得出了體育場館建筑能耗的變化規(guī)律并計算出碳排放量，這對于體育場館的建筑節(jié)能和節(jié)能減排具有一定的參考價值。

【關鍵詞】體育場館；建筑能耗；碳排放量；分布特征；計算

0　引言

目前，我國經濟事業(yè)蓬勃發(fā)展，第三產業(yè)將成為我國經濟新的增長點，體育產業(yè)作為第三產業(yè)的朝陽產業(yè)，發(fā)展前景普遍看好。體育場館是發(fā)展這一產業(yè)的重要硬件設施，是體育產業(yè)發(fā)展的排頭兵。改革開放以來，我國斥巨資興建了鳥巢、水立方、五棵松體育館等大批高水平的體育場館。為開好第11屆全國運動會、第23屆山東省運動會，近年來，我省在濟南、青島等17個市建設了大批體育場館，與此同時，這些體育場館的能耗也在與日俱增。

體育場館全面貫徹執(zhí)行建筑節(jié)能政策[1]已成為經濟、社會可持續(xù)發(fā)展以及生態(tài)環(huán)境建設的必然要求。如何加強我國體育場館建筑的節(jié)能管理，挖掘體育場館的節(jié)能潛力[2]，降低體育場館建筑的能耗，提高能源利用效率，促進經濟社會可持續(xù)發(fā)展，是一項值得深入研究的課題[3-5]。

1　山東體育館概況

山東某體育館建于1979年12月，坐落在濟南市。該館占地117600平方米，比賽館建筑面積共14349平方米，可容納觀眾8800人。比賽場地為25米×47米，能分別滿足籃球、排球、羽毛球、乒乓球、體操、武術、舉重等多種項目的比賽，并備有上述比賽所需的體育器材設施，該館系綜合性多功能建筑，還備有各種文藝演出所需設備。館內設有燈控機房，聲控機房和空調機房。比賽場地燈光能滿足彩色攝影和電視攝像所用。比賽大廳有較好的吸引措施，并設有可供體育活動和文藝演出所需的電聲設備。館內設計溫度冬季溫度18-20℃，夏季26-28℃。據調查，每年11月到翌年2月有20余場CBA比賽，每個月約5場，3月份有一場文藝演出，其余月份有各個項目的訓練和小朋友演出等。

2　山東省體育館能耗分布

根據《體育建筑空調設計》[6]中計算出山東體育場館一年的空調能耗[7]（圖1）。由于體育館的使用，具有間歇性，且負荷出現(xiàn)急劇增長的現(xiàn)象，其空調系統(tǒng)具有不連續(xù)運行且使用較短的特點，因此盡量減少空調負荷和設備初投資，節(jié)省能耗[8]。一般建筑物在七八九月份需要的空調負荷較大，但由該體育場館的使用特點，每年11月份到翌年2月份，體育賽事較多，所以空調負荷在11月份到翌年的2月份較大，這是體育場館與一般建筑物不同的地方[9]。

作者經調查得到，山東體育場館分項電耗百分比圖，詳見圖2。從圖中可以看出，空調系統(tǒng)能耗占59%，動力設備16%，照明辦公25%，由此可見，得到體育館的建筑電耗中空調系統(tǒng)電耗最大，其次是照明辦公系統(tǒng)。對于建筑能耗的控制主要應從空調系統(tǒng)入手[10]。

山東體育場館一天的空調能耗變化較大，在16:00到20:00之間負荷急劇增加。

圖1　山東體育場館全年的空調負荷Fig.1 Annual HVAC load of Stadiums in Shandong Province

圖2　山東體育館分項電耗百分比圖Fig.2 Power Consumption Percentage of Stadiums in Shandong Province

3　碳排放量的計算

碳排放是關于溫室氣體排放的一個總稱，溫室氣體中最主要的氣體是二氧化碳。進入新世紀以來，由于溫室氣體的巨大存量和新增排放量的快速增長，使得溫室效應加速顯現(xiàn)，節(jié)能減排問題成為國際社會持續(xù)關注的熱點問題。

由于我國各地區(qū)資源不同，社會經濟和歷史條件存在巨大的區(qū)域差異，中國城市化存在巨大差異，碳排放存在巨大差異，另外不同建筑物的能耗對碳排放也有一定的影響，現(xiàn)在就山東體育場館的一年能耗計算出一年的碳排放量。

根據調查得到，山東體育場館建設年代較久，使用的是普通墻體，由相變材料墻體使用階段的碳排放評價[11]，計算出山東體育場館一年內使用階段的碳排放量。

式中，Q為年度總負荷，kWh/m2；Qw為冬季負荷，kWh/m2；Qs為冬季負荷，kWh/m2；HDD18 和CDD26分別代表采暖度日數和空調度日數，℃·d；K為外墻平均傳熱系數，W/m2·K。論文中的供暖度日數HDD18=1757℃·d，空調度日數CDD26=170℃·d[12]，一度電轉化為CO2的系數k 為0.977kg/度，其碳排放量計算公式為：

式中，C為CO2的排放量；Q為用電度數；k為轉換系數，取0.977。

經計算，山東體育場館一年的用電度數Q=1802216.8度。

根據公式（4）得到山東體育場館一年的碳排放量C=1760.7噸。

4　結論

本文通過對山東體育場館的建筑能耗分布特征的分析，以及對其一年內碳排放量的估算得到如下結論：

（1）體育場館的使用，具有間歇性，且負荷出現(xiàn)急劇增長的現(xiàn)象，可以采用蓄冷蓄熱的方法，實現(xiàn)節(jié)能，也可以在不同地區(qū)使用不同頻率的空調設計，實現(xiàn)最大程度上的節(jié)能。

（2）根據體育場館的能耗計算出了碳排放量，由于體育場館一年的負荷較大，得到其一年的碳排放量很大。為了節(jié)能減排，體育場館可以通過改進建筑設計、加強圍護結構保溫和有效利用太陽能等措施，使體育場館的使用能耗和相應的碳排放量可以大幅度的降低。

（3）體育場館可以采取一些行之有效的節(jié)能措施降低建筑能耗。在采用節(jié)能技術的同時，管理人員合理的能源管理機制對于建筑節(jié)能至關重要，管理人員在日常管理中，應根據自身建筑的特點，采取一些節(jié)能方法，例如，夏季在體育場館使用之前預冷，充分利用夜間溫度低的自然環(huán)境，冷卻體育場館等。

參考文獻：

[1]丁洪濤,劉海柱,王立雷.民用建筑能耗統(tǒng)計初步分析[J].暖通空調,2009,39(10):51-53.

[2]柴盼,劉旭,翁廟成,等.重慶某住宅小區(qū)能耗特征與節(jié)能潛力研究[J].制冷與空調,2014,(6):65-69.

[3]余鵬,吳培浩,楊仕超.廣東省國家機關辦公建筑和大型公共建筑能耗統(tǒng)計與分析[J].廣東土木與建筑, 2012,29(4):66-69.

[4]張吉禮,馬良棟,陳永攀,等.大連市首批典型公共建筑能耗統(tǒng)計分析[J].建筑熱能通風空調,2009,28(2): 21-23.

[5]李志生,李冬梅,劉旭紅,等.廣州市20棟大型公共建筑能耗特征分析[J].建筑科學,2009,25(8):19-22.

[6]鄒月琴,賀綺華.體育建筑空調設計[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,1991.

[7]盛雪,許志浩,王芳.成都辦公建筑空調負荷特性[J].制冷與空調,2014,(3):56-60.

[8]嚴智勇,許巧玲.福州地區(qū)大型辦公建筑能耗的多元線性回歸分析[J].能源與環(huán)境,2003,19(12):23-25.

[9]楊中,彭夢瓏,丁力行.大空間建筑空調負荷的特性分析[J].制冷與空調,2006,(1):55-58.

[10]范彬,趙樹興.天津高校建筑能耗現(xiàn)狀分析及節(jié)能對策[J].建筑節(jié)能,2012,40(8):32-36.

[11]汪振雙,焦玉麟,趙寧.相變材料墻體使用階段的碳排放評價[J].建筑節(jié)能,2001,32(1):18-21.

[12]李永安,常靜,戎衛(wèi)國,等.山東省采暖空調度日數及其分布特征[J].可再生能源,2006,21(2):67-69.

Energy Consumption Distribution Characteristics and Carbon Emission Calculation in Stadiums

Chen Xiaoxin Li Yongan
( Shandong Jianzhu University, Jinan, 250101 )

【Abstract】Based on the characteristics of sports building, this article analyze the energy consumption of Shandong sports stadium by means of the method of investigation, obtain the change law of stadium building energy consumption, figure our the carbon emissions, which has reference value for energy saving of stadium.

【Keywords】stadium; energy consumption; carbon emission; distribution characteristics; calculation

中圖分類號TU831

文獻標識碼A

文章編號：1671-6612（2016）01-023-03

基金項目：山東省墻材革新與建筑節(jié)能重大專項（2014QG012）

作者簡介：陳曉欣（1992-），女，在讀碩士研究生，E-mail：843798945@qq.com

通訊作者：李永安（1961-），男，博士，教授，E-mail：sdjglya@163.com

收稿日期：2014-03-13