彭永群

(湖南工業(yè)大學(xué)體育學(xué)院，湖南株洲412011)

隨著世界工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人口數(shù)量的劇增，環(huán)境危機(jī)、資源亂象等日益突出。人類自身欲望的上升和生活方式的無節(jié)制，導(dǎo)致了全球氣候變暖、能源資源短缺、生態(tài)環(huán)境惡化，全球?yàn)?zāi)難性氣候?qū)覍页霈F(xiàn)，人類生存的環(huán)境和健康安全受到了嚴(yán)重的威脅。減低或控制二氧化碳的排放量，已經(jīng)成為全球控制“溫室效應(yīng)”迫在眉梢的問題?！毒┒甲h定書》［1］的簽訂，將限制溫室氣體排放以抑制全球變暖提升到了法規(guī)程序，并明確要求發(fā)展中國家從2012年起實(shí)施低碳排放。中國作為發(fā)展中國家之一，提前遵守《京都議定書》的相關(guān)要求，并先后發(fā)布了《節(jié)能中長期專項(xiàng)規(guī)劃》《關(guān)于做好建設(shè)節(jié)能型社會(huì)近期重點(diǎn)工作的通知》《關(guān)于加快發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的若干意見》《關(guān)于節(jié)能工作的決定》等政策性文件。低碳及碳素循環(huán)在我國已經(jīng)受到了廣泛的重視，以低碳為抓手，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，推廣綠色建筑成為社會(huì)發(fā)展的必然。體育場(chǎng)館既是綠色建筑的組成部分，又是“全民健身”實(shí)施的基礎(chǔ)設(shè)施，應(yīng)當(dāng)以低碳為抓手，更好地實(shí)現(xiàn)低碳減排要求，以期與《京都議定書》及國家的相關(guān)政策相一致。

一 體育場(chǎng)館低碳及碳素循環(huán)

1．體育場(chǎng)館低碳。低碳，意指較低或更低的溫室氣體(主要是二氧化碳)排放［2］。隨著城市化及工業(yè)化水平的推進(jìn)，世界氣候面臨著嚴(yán)重的考驗(yàn)，二氧化碳排放劇增，人類生存的環(huán)境受到嚴(yán)重的威脅，“低碳”概念的提出警示了人類生存的危機(jī)。隨后低碳社會(huì)、低碳經(jīng)濟(jì)、低碳生產(chǎn)、低碳生活、低碳消費(fèi)、低碳城市、低碳社區(qū)、低碳家庭等應(yīng)運(yùn)而生，而低碳經(jīng)濟(jì)和低碳生活則成為其核心內(nèi)容。低碳經(jīng)濟(jì)，是以低能耗、低污染、低排放為基礎(chǔ)的經(jīng)濟(jì)模式，是能源技術(shù)創(chuàng)新、制度創(chuàng)新和人類生存發(fā)展觀念的根本性轉(zhuǎn)變，為節(jié)能減排、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、建設(shè)節(jié)約型社會(huì)提供了保障;低碳生活，就是在生活作息時(shí)間內(nèi)所耗用的能量盡量減少，從而減低二氧化碳的排放量，從節(jié)電、節(jié)氣、熄燈一小時(shí)、植樹、爬樓梯等來實(shí)現(xiàn)低碳生活。在體育場(chǎng)館建設(shè)中，力求采用新材料、新技術(shù)、新設(shè)備、新工藝，做到體育場(chǎng)館節(jié)能、節(jié)電、節(jié)水及體育場(chǎng)館賽時(shí)需要和賽后長期使用的兼顧，來實(shí)現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)和低碳運(yùn)營，從而更好的實(shí)現(xiàn)并服務(wù)于低碳生活。

2．體育場(chǎng)館碳素循環(huán)。碳素循環(huán)是指自然界中的有機(jī)和無機(jī)含碳化合物在生物和非生物的作用下，一系列相互轉(zhuǎn)化的過程。［3］場(chǎng)館內(nèi)體育產(chǎn)品生產(chǎn)和場(chǎng)館運(yùn)營交通等的石化燃料、場(chǎng)館建筑和場(chǎng)館維修材料等的加工、運(yùn)動(dòng)員和觀眾等人口呼吸、建筑活動(dòng)和體育活動(dòng)等與場(chǎng)館內(nèi)及場(chǎng)館周邊的濕地、土壤、植被等共同維持著體育場(chǎng)館及場(chǎng)館周邊二氧化碳的濃度。

場(chǎng)館產(chǎn)品的石化燃料主要包括體育場(chǎng)館設(shè)施生產(chǎn)過程中所消耗的燃料，如煤、石油、天然氣、油頁巖和瀝青砂等;場(chǎng)館交通所消耗的石化燃料如場(chǎng)館汽車耗油、場(chǎng)館產(chǎn)品傳輸過程中的動(dòng)力耗油等。場(chǎng)館建筑和場(chǎng)館維修材料加工過程中所消耗的能源(如電能)和產(chǎn)生的污染物(如二氧化碳)，一方面直接或間接消耗能源，另一方面直接或間接產(chǎn)生污染物(主要指碳化物)并排放于場(chǎng)館及周邊，從而加快了體育場(chǎng)館及其周邊碳源的形成。在體育場(chǎng)館建筑工程中要采用可持續(xù)發(fā)展的設(shè)計(jì)理念和技術(shù)策略，減少能源和資源消耗。例如，采用先進(jìn)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能技術(shù)，最大限度地減少建筑對(duì)常規(guī)能源的消耗;改善自然采光、自然通風(fēng)等。運(yùn)動(dòng)員、觀眾等人口呼吸，能產(chǎn)生大量的二氧化碳及熱量，從而增大體育場(chǎng)館空調(diào)系統(tǒng)的承載負(fù)擔(dān);同時(shí)，觀眾及運(yùn)動(dòng)員的數(shù)量也一定程度地影響著體育場(chǎng)館空調(diào)系統(tǒng)的開啟模式及能源的消耗速度。［4］建筑活動(dòng)、體育活動(dòng)所消耗的能源，主要包括建筑過程中人體本身活動(dòng)的能源消耗及建筑自身的能源消耗;體育活動(dòng)消耗的能源包括體育活動(dòng)參與者的身體耗能和體育產(chǎn)品耗能，如體育活動(dòng)參與者對(duì)體育器材和體育產(chǎn)品的損耗。

體育場(chǎng)館周邊濕地，特別是泥炭地中儲(chǔ)存著大量的碳，形成碳“匯”。泥炭濕地所積累的碳對(duì)抑制大氣中二氧化碳上升和全球變暖具有重要意義，是陸地生態(tài)系統(tǒng)中碳積累速率最快的生態(tài)系統(tǒng)之一。據(jù)穆爾等估算，全球沼澤濕地以每年1 mm堆積速率計(jì)算，一年中將有3．7億噸碳在沼澤地中積累。濕地也是溫室氣體的重要釋放源，濕地中有機(jī)殘?bào)w的分解過程能產(chǎn)生二氧化碳，如果濕地被疏于排水或者溫度升高、降雨減少，會(huì)導(dǎo)致濕地土壤水分減少，土壤中微生物活力增強(qiáng)，加速了泥炭或草根層的分解，增加了向大氣二氧化碳的凈釋放量，形成碳源。

總之，碳素循環(huán)一方面保證了體育場(chǎng)館內(nèi)外二氧化碳資源的重復(fù)利用，使場(chǎng)館內(nèi)及周邊植物生產(chǎn)能不斷進(jìn)行;另一方面清除了體育場(chǎng)館中的有機(jī)質(zhì)廢物，保持碳素在體育場(chǎng)館中的平衡。體育場(chǎng)館碳素循環(huán)以圖1表示:

圖1 生態(tài)體育場(chǎng)館碳素循環(huán)

二 低碳生態(tài)體育場(chǎng)館碳平衡模型的構(gòu)建

在體育場(chǎng)館建設(shè)源頭上，從材料資源的低碳減量、石化能源的高效減量、可再生能源的增量供給上做到資源的節(jié)約;其次，在體育場(chǎng)館建設(shè)、使用及后期維護(hù)過程中，要通過體育設(shè)施材料和體育建筑材料的節(jié)能使用、體育產(chǎn)品耗能和交通耗能的減量運(yùn)用來減少材料及燃料的消耗，通過光導(dǎo)系統(tǒng)、風(fēng)能系統(tǒng)、太陽能系統(tǒng)等能源再生系統(tǒng)的循環(huán)利用來增加可再生能源的供給，力求體育場(chǎng)館建筑和體育場(chǎng)館交通的低碳綠色、體育場(chǎng)館經(jīng)濟(jì)的低碳循環(huán)、體育場(chǎng)館環(huán)境的低碳循環(huán)再生及人居健身的低碳健身消費(fèi)，通過低碳排放標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)低碳循環(huán)再生理念;再次，從體育場(chǎng)館的植被、土壤、水源等方面進(jìn)行綜合綠化，緩減體育場(chǎng)館碳釋放量，實(shí)現(xiàn)環(huán)境的保護(hù);最終，通過減少碳的排放和體育場(chǎng)館綠化，緩解碳的釋放來實(shí)現(xiàn)體育場(chǎng)館的低碳排放和生態(tài)發(fā)展。生態(tài)體育場(chǎng)館碳平衡模型以圖2表示:

圖2 生態(tài)體育場(chǎng)館碳平衡模型

三 生態(tài)體育場(chǎng)館低碳發(fā)展路徑

1．體育場(chǎng)館建筑材料的低碳使用。建筑結(jié)構(gòu)物中使用的各種材料及制品均是建筑材料，［5］建筑材料在基本建設(shè)費(fèi)用中的比例占50%～60%以上。［6］因此，在體育場(chǎng)館建設(shè)中，科學(xué)合理地選擇和使用建筑材料，能降低體育場(chǎng)館的建設(shè)成本，節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境，減少碳的排放。鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)形式是目前體育場(chǎng)館建設(shè)的主要形式［7］，而這種形式?jīng)Q定了體育場(chǎng)館在建設(shè)過程中勢(shì)必會(huì)消耗大量的高碳資源和高碳原材料，并產(chǎn)生和排放二氧化碳等污染物。實(shí)現(xiàn)體育場(chǎng)館建筑材料的低碳使用和生態(tài)體育場(chǎng)館的低碳發(fā)展，首先要把好體育場(chǎng)館建設(shè)過程中的材料關(guān)。體育場(chǎng)館建設(shè)因結(jié)構(gòu)不合理、材料使用失當(dāng)而引發(fā)的高耗能、高排放等問題在很大程度上抑制著體育場(chǎng)館的低碳發(fā)展。

在材料選擇和應(yīng)用上，一方面要加工使用城市及工業(yè)生產(chǎn)所產(chǎn)生的廢棄物，并保證加工后的產(chǎn)品無毒、無污染，對(duì)人體無害，如可循環(huán)利用的混泥土、再生金屬等;另一方面要對(duì)建筑材料的性能進(jìn)行評(píng)估并選擇利用，如防水、質(zhì)輕、絕熱、強(qiáng)度高、耐磨損以及能量轉(zhuǎn)換率高的建筑材料。具體到體育場(chǎng)館建設(shè)過程，要涉及主墻體材料、外墻保溫材料、門窗材料、場(chǎng)館配套材料等多個(gè)方面，同時(shí)根據(jù)體育場(chǎng)、體育館本身的功能特征選擇建筑材料，如游泳池的PVC防水膠膜、籃球場(chǎng)專用PU漿料等。

新型建筑材料的使用，要以低碳為前提，首先要根據(jù)體育場(chǎng)館的設(shè)計(jì)和規(guī)模，盡量減少或降低建筑材料的使用;其次對(duì)所使用的材料力求節(jié)能低碳，積極探尋能量轉(zhuǎn)化率高、能源轉(zhuǎn)換次數(shù)低、碳排放量少的建筑材料。

2．可再生能源的開發(fā)利用。體育場(chǎng)館在采暖、照明、通風(fēng)、空調(diào)等方面所需的能源消耗，影響著體育場(chǎng)館的低碳發(fā)展，可再生能源的開發(fā)和利用能有效彌補(bǔ)體育場(chǎng)館在上述方面的能源消耗。我們要充分利用自然資源(水資源、地?zé)豳Y源、太陽能、風(fēng)能)來促進(jìn)可再生能源的開發(fā)利用，如水地源熱泵技術(shù)、太陽能及風(fēng)能轉(zhuǎn)換技術(shù)、自然通風(fēng)和采光技術(shù)等。具體來說，像奧運(yùn)場(chǎng)館內(nèi)90%的草坪燈、路燈用電來自太陽能;［8］可以采用太陽能集熱器供熱水，以解決運(yùn)動(dòng)員熱水淋浴;利用體育場(chǎng)館及周邊熱網(wǎng)以解決采暖熱源;采用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)為體育場(chǎng)館提供電力;利用雨水斗虹吸技術(shù)充分收集自然雨水資源，用于沖廁、澆灌綠化、沖洗道路等;利用開啟式外窗排風(fēng)及外門補(bǔ)風(fēng)來實(shí)現(xiàn)場(chǎng)館內(nèi)空氣的自然流動(dòng)等?？傊?，體育場(chǎng)館在建設(shè)和使用及后期的維護(hù)和運(yùn)營中，要盡量開發(fā)和利用可再生資源，減少和控制碳排放，實(shí)現(xiàn)低碳發(fā)展。

3．石化能源的高效運(yùn)用。實(shí)現(xiàn)體育場(chǎng)館低碳發(fā)展，要有效控制和高效運(yùn)用石化能源。體育場(chǎng)館在建設(shè)和使用過程中，在石化能源的利用上，要慎重選擇和使用污染相對(duì)較少和二氧化碳排放相對(duì)較低的能源。體育場(chǎng)館內(nèi)的交通，應(yīng)盡量使用超低碳的電動(dòng)車、太陽能車或步行代替汽油用車;在體育產(chǎn)品材料的選擇上，應(yīng)以低碳產(chǎn)品為首選，如體育場(chǎng)館幕墻采用單元式幕墻、內(nèi)循環(huán)生態(tài)幕墻等先進(jìn)幕墻節(jié)能系統(tǒng)，從而降低其使用能耗。

4．體育場(chǎng)館的低碳綠化。體育場(chǎng)館在建設(shè)過程中，要考慮周邊自然環(huán)境，將體育場(chǎng)館與周邊自然環(huán)境相融合，實(shí)現(xiàn)與自然環(huán)境的生態(tài)統(tǒng)一。體育場(chǎng)館的低碳綠化包括體育場(chǎng)館內(nèi)部綠化、體育場(chǎng)館外部綠化和體育場(chǎng)館周邊綠化三個(gè)方面。體育場(chǎng)館內(nèi)部綠化主要以場(chǎng)館內(nèi)部布局、場(chǎng)館內(nèi)綠色植物擺放和場(chǎng)館內(nèi)顏色搭配為主。體育場(chǎng)館外部綠化包括采取草皮裝扮場(chǎng)館屋頂，草坡點(diǎn)綴場(chǎng)館造型等。體育場(chǎng)館周邊綠化要與體育場(chǎng)館本身所處的氣候環(huán)境、地理環(huán)境和社會(huì)環(huán)境相統(tǒng)一，與周邊整體綠化相協(xié)調(diào)。要以草坪、樹木綠化為主體，同時(shí)要減少體育場(chǎng)館建成后對(duì)周邊環(huán)境的破壞，保持體育場(chǎng)館周邊環(huán)境的自然規(guī)律和周邊山、水的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

此外，還要有效控制體育場(chǎng)館建設(shè)規(guī)模，加強(qiáng)體育場(chǎng)館生態(tài)綜合設(shè)計(jì)，減少體育場(chǎng)館在建設(shè)中材料、能源的浪費(fèi);針對(duì)現(xiàn)有體育場(chǎng)館的節(jié)能改造和對(duì)新建體育場(chǎng)館的綠化來實(shí)現(xiàn)體育場(chǎng)館的低碳發(fā)展;啟用體育場(chǎng)館智能化服務(wù)和管理系統(tǒng)，減少人員出行，降低碳排放量等低碳手段來實(shí)現(xiàn)生態(tài)體育場(chǎng)館的發(fā)展。

［1］聯(lián)合國．聯(lián)合國氣候變化框架公約(京都議定書)［EB/OL］．維基百科．自由的百科全書．［2011 －12－12］http://zh．wikipedia．org/wiki．

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［8］蔣高明．從奧運(yùn)場(chǎng)館建設(shè)看節(jié)能減排潛力［N］．科學(xué)時(shí)報(bào)，2008－8－15．