四年一次的足球世界杯正在中東國(guó)家卡塔爾火熱舉行。

不同以往，這次說(shuō) " 火熱 " 不只是對(duì)緊張的賽事本身的形容，也是對(duì)賽事舉辦地炎熱氣候的客觀描述。

卡塔爾屬于熱帶沙漠氣候，全年只分為夏、冬兩季。

這里夏季氣溫高達(dá) 43 ℃，完全不適合舉辦足球比賽，所以第 22 屆世界杯才破天荒地挪到冬天舉辦。

可即使在冬季，也就是現(xiàn)在，這里每天的最高氣溫也超過(guò) 30 ℃。

圖片來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)

為了讓體育場(chǎng)內(nèi)保持舒適的溫度，免得運(yùn)動(dòng)員、觀眾在這 " 火熱 " 里中暑，主辦方采取了 " 豪橫 " 的降溫方式—— " 吹空調(diào) "。

這事乍聽(tīng)之下估計(jì)非常費(fèi)電，非常不環(huán)保，不過(guò)，先別急著下定論。

要知道，為了節(jié)能、舒適地 " 吹空調(diào) "，那里的人們可是下過(guò)一番苦功夫。

01、從外觀考慮降溫

為了迎接 2022 年世界杯，卡塔爾全國(guó)上下一共動(dòng)用了 8 座大型體育場(chǎng)，其中有 7 座為新建，1 座為翻新。

除了一座靠近海邊的球場(chǎng)可以利用自然通風(fēng)，不需要制冷以外，其余球場(chǎng)都安裝了空調(diào)系統(tǒng)。

這些空調(diào)系統(tǒng)的關(guān)鍵人物，是卡塔爾大學(xué)工程學(xué)院的教授：沙特 · 阿卜杜勒 · 加尼（Saud Abdulaziz Abdul Ghani）? 博士，人送外號(hào) " 冷博士（Dr. Cool）" 。

這位就是 " 冷博士 " 沙特 · 阿卜杜勒 · 加尼。圖片來(lái)源：參考文獻(xiàn)

想讓露天的體育場(chǎng)降溫，就得盡可能減少它接收的太陽(yáng)輻射，并把場(chǎng)內(nèi)的冷空氣留住，這就需要從體育場(chǎng)的形狀開(kāi)始設(shè)計(jì)。

" 冷博士 " 的團(tuán)隊(duì)一方面通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件模擬不同形體的建筑內(nèi)部的熱環(huán)境；

另一方面利用 3D 打印技術(shù)制作出體育館的模型，放置在風(fēng)洞中進(jìn)行空氣動(dòng)力學(xué)測(cè)試，以調(diào)整體育場(chǎng)的大小、高度和形狀。

最終的成果就是，本次世界杯比賽的體育場(chǎng)一個(gè)個(gè)都形似 " 冷氣泡泡 "，頂部開(kāi)口都沒(méi)有設(shè)計(jì)得過(guò)于開(kāi)敞，而是呈微微收攏的形態(tài)。

減少熱空氣進(jìn)入的同時(shí)，也減少內(nèi)部冷空氣的逸散，并且盡可能多地在看臺(tái)區(qū)投下陰影，遮擋烈日。

有的場(chǎng)館還配備了可伸縮的屋頂，可以根據(jù)天氣調(diào)節(jié)進(jìn)光量，遇到惡劣天氣還可以直接關(guān)閉屋頂。

卡塔爾世界杯賽事場(chǎng)館，除了可移動(dòng)的 974 體育場(chǎng)，其他體育場(chǎng)都安裝了 " 豪橫 " 的冷卻系統(tǒng)。圖片來(lái)源：體育場(chǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)網(wǎng)站 StadiumDB.com，漢化：科普中國(guó)

另外，場(chǎng)館的頂部大多采用了淺色材料，以最大限度反射太陽(yáng)輻射，避免吸收過(guò)多熱量。

深色衣服比淺色衣服吸熱的道理你一定不會(huì)陌生。

所以，就連原本以游牧民族的傳統(tǒng)黑帳篷設(shè)為設(shè)計(jì)靈感的阿爾拜特體育場(chǎng)（Al-Bayt Stadium），最終也將黑色的頂棚改為了白色。

可不要小看這個(gè)措施，這一簡(jiǎn)單的改變就能將球場(chǎng)的內(nèi)部溫度降低 5 ℃！

02、內(nèi)部，用上 " 局部降溫 "

為了舒適且節(jié)能的目標(biāo)，接下來(lái)要進(jìn)一步縮小需要降溫的范圍。

畢竟沒(méi)有必要把整個(gè)體育場(chǎng)上空全部變冷，只需要冷卻觀眾席和運(yùn)動(dòng)員所在的區(qū)域（大約地面以上兩米的范圍）就好了。

" 冷博士 " 稱之為 targeted or spot cooling —— " 針對(duì)性的降溫 " 或者 " 局部降溫 "。

于是，經(jīng)過(guò)凈化和冷卻的空氣被看臺(tái)座椅下方的格柵和球場(chǎng)周圍的大噴嘴送到人們身邊。

變渾濁的廢氣通過(guò)空氣循環(huán)系統(tǒng)抽走回收，進(jìn)行重新冷卻和過(guò)濾后，再被重新送入，如此循環(huán)往復(fù)。

只需要在比賽開(kāi)始前兩小時(shí)打開(kāi)空調(diào)系統(tǒng)，就可以讓觀眾和球員處在涼爽舒適的 24 ℃ 左右的環(huán)境中體驗(yàn)精彩的賽事。

由于冷空氣密度更大，會(huì)停留在低處。這種將已經(jīng)冷卻的空氣回收循環(huán)的方式，比直接從外部吸入悶熱的空氣更加節(jié)能高效。

阿爾賈努布體育場(chǎng)看臺(tái)座椅下方噴出涼風(fēng)。圖片來(lái)源：thenationalnews.com

那么這些冷卻空氣是怎么產(chǎn)生的呢？

它有賴于球場(chǎng)配套的新型冷卻系統(tǒng)。

和我們熟悉的家用空調(diào)系統(tǒng)不同，這套系統(tǒng)可以利用太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)，以循環(huán)水作為媒介，將水冷卻到 7 ℃ 并儲(chǔ)存起來(lái)，為體育場(chǎng)內(nèi)的空氣降溫。

" 冷博士 " 表示，這套新型的空調(diào)系統(tǒng)將運(yùn)動(dòng)場(chǎng)降溫所消耗的能源，僅為將同等面積的商場(chǎng)用常規(guī)空調(diào)降溫消耗能源的 40%。

如果全部采用太陽(yáng)能發(fā)電場(chǎng)的電能，還能大大降低其碳排放。

從實(shí)際運(yùn)行效果上看，這套系統(tǒng)展現(xiàn)出了強(qiáng)勁的制冷效果，有時(shí)候甚至有些過(guò)于強(qiáng)勁了，導(dǎo)致球迷們不得不多帶上一件外套去觀看比賽。

03、開(kāi)放式空調(diào)吹上步行街

除了為體育場(chǎng)降溫，這套新型空調(diào)系統(tǒng)也被推廣到了卡塔爾其他的公共建筑領(lǐng)域。

最近就有熱心網(wǎng)友就發(fā)現(xiàn)，卡塔爾的步行街地面居然有空調(diào)出風(fēng)口，在給街道源源不斷地輸送冷氣。

體育館好歹還有個(gè)頂棚，在街道這么開(kāi)敞的空間開(kāi)空調(diào)，簡(jiǎn)直就是咱們小時(shí)候做的數(shù)學(xué)題：

一邊給游泳池加水，另一邊給游泳池放水??！真的是有錢就可以這么任性嗎？

網(wǎng)友們熱議的這個(gè)給街道吹空調(diào)的地方就是位于卡塔爾首都多哈的著名旅游景點(diǎn)卡塔拉文化村的卡塔拉廣場(chǎng)（Katara Plaza）。

整個(gè)項(xiàng)目占地 38000 平方米，于 2016 年開(kāi)業(yè)，是世界上第一個(gè)使用開(kāi)放式空調(diào)的商業(yè)購(gòu)物中心。

地面上深色的長(zhǎng)條形就是地面的冷氣出風(fēng)口。圖片來(lái)源：timeoutdoha.com

作為當(dāng)?shù)氐母邫n商業(yè)區(qū)，這里的街道和建筑都設(shè)計(jì)精美，但炎熱的天氣讓人對(duì)逛街游玩望而卻步。

為了提高街道空間的使用率，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)聯(lián)合技術(shù)專家， 結(jié)合體育場(chǎng)空調(diào)系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)，也采用了計(jì)算機(jī)模擬等技術(shù)手段，為項(xiàng)目量身定做了一套 " 主被動(dòng)結(jié)合 " 的戶外空調(diào)系統(tǒng)。

04、空調(diào)里的綠色建筑技術(shù)

等等，什么是 " 主被動(dòng)結(jié)合 "？被動(dòng)、主動(dòng)都是什么？這就要說(shuō)到綠色建筑領(lǐng)域常用的一對(duì)技術(shù)路線好搭檔—— " 被動(dòng)式設(shè)計(jì) " 和 " 主動(dòng)式系統(tǒng) "。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，通過(guò)對(duì)建筑構(gòu)件的設(shè)計(jì)和建筑材料的選擇，利用當(dāng)?shù)刈匀坏墓庹?、通風(fēng)、蒸發(fā)等條件，來(lái)提升建筑性能的策略，叫做 " 被動(dòng)式設(shè)計(jì)（passive design）"。

而通過(guò)安裝的高性能、綠色環(huán)保的機(jī)電設(shè)備以提升建筑性能的策略，被稱作 " 主動(dòng)式系統(tǒng)（active system）"。

后者能夠彌補(bǔ)前者調(diào)節(jié)不到的部分，用最少的能源進(jìn)一步提高環(huán)境質(zhì)量。

所以綠色建筑領(lǐng)域有個(gè)說(shuō)法叫 " 被動(dòng)式優(yōu)先，主動(dòng)式優(yōu)化 "，雙管齊下就叫 " 主被動(dòng)結(jié)合 "。

還記得開(kāi)頭介紹的體育場(chǎng)嗎？

對(duì)體育場(chǎng)的大小、高度、形狀、遮陽(yáng)構(gòu)件等部位進(jìn)行設(shè)計(jì)就屬于被動(dòng)式設(shè)計(jì)；而體育場(chǎng)安裝的太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)、局部降溫、冷氣循環(huán)過(guò)濾的新型空調(diào)系統(tǒng)，則屬于主動(dòng)式系統(tǒng)。

卡塔拉廣場(chǎng)也采用了獨(dú)特的被動(dòng)式設(shè)計(jì)。

它利用了地下溫度比較冷涼的特點(diǎn)，將冷氣系統(tǒng)放在地下空間進(jìn)行循環(huán)和輸送，再搭配上高效的、清潔能源驅(qū)動(dòng)的空調(diào)系統(tǒng)，一樣能起到了節(jié)能減排的效果。

圖中藍(lán)色部分為冷氣輸送管道和出風(fēng)口。圖片來(lái)源：Qatar Design Consortium

05、任重道遠(yuǎn)的碳中和

從不少報(bào)道中可以看出，不管是體育場(chǎng)還是商業(yè)街，卡塔爾花在此次世界杯上的金錢可謂是天文數(shù)字，所以網(wǎng)友才有了 " 有錢任性 " 的調(diào)侃。

確實(shí)，綠色建筑的模擬、實(shí)驗(yàn)、選材、設(shè)備等一次性投入看似明顯高于一般的建筑。

但不管是討論建筑的經(jīng)濟(jì)性，還是環(huán)境效益，都得從建筑的全壽命周期來(lái)看，而不是只聚焦于某一階段。

如果把綠色建筑的運(yùn)行的幾十年甚至上百年期間，節(jié)約的能耗、資源、碳排放，獲得的額外收入（例如增加了營(yíng)業(yè)的時(shí)間等）、資源回收的收益等等都換算成金錢，算一筆全壽命周期的總賬，那么綠色建筑也并沒(méi)有你想象的那么昂貴。

大部分研究認(rèn)為，一棟綠色建筑全壽命周期產(chǎn)生的額外收益最終都遠(yuǎn)大于初期的額外投入。

比起金錢，其實(shí)更難平衡的是碳排放導(dǎo)致的對(duì)全球氣候的影響。

雖然體育場(chǎng)空調(diào)系統(tǒng)為運(yùn)動(dòng)員和游客們提供了舒適的環(huán)境，但這一措施也引起了不少人對(duì)能耗和碳排放的擔(dān)憂。

卡塔爾世界杯體育場(chǎng)的結(jié)構(gòu)工程師阿巴斯 · 錢塞?。ˋbbas Chamseddine）就認(rèn)為，世界杯體育場(chǎng)館的空調(diào)系統(tǒng)無(wú)疑會(huì)造成浪費(fèi)。

就算它能在冬季比賽過(guò)程中提供或多或少的幫助，室外空調(diào)降溫系統(tǒng)也不太可能成為主流 ?。

伯克利地球氣候數(shù)據(jù)科學(xué)家澤克 · 豪斯費(fèi)爾 http://mip.wlchinahf.com/21-0-0-1.html（Zeke Hausfather）則表示：" 卡塔爾是世界上除極地之外變暖最快的地區(qū)之一，如果我們不采取行動(dòng)來(lái)減少溫室氣體排放，世界其他地區(qū)恐怕也會(huì)逃不脫相似的命運(yùn)。"

事實(shí)上，本次世界杯的主辦方早就定下了舉辦第一屆 " 碳中和 " 世界杯的目標(biāo)，也確實(shí)在建筑設(shè)計(jì)、清潔能源、綠色交通、資源回收再利用等多個(gè)方面做出了努力和創(chuàng)新。

但從整體上看，賽事消耗的碳排放仍然不容小覷。

你可能想不到，根據(jù) 2021 年國(guó)際足聯(lián)發(fā)布的《卡塔爾世界杯溫室氣體核算報(bào)告》，本次世界杯賽事中碳排放最大的部分不是來(lái)自給體育場(chǎng)開(kāi)空調(diào)，甚至也不是來(lái)自碳排放大得多的體育場(chǎng)建造環(huán)節(jié)。

據(jù)估計(jì)，建造體育場(chǎng)館造成的碳排放只占了本次賽事總碳排放的大約四分之一。

那么，帶來(lái)大量碳排放、不環(huán)保的環(huán)節(jié)是什么呢？

是參賽人員、觀賽人員、工作人員和志愿者的旅行交通，尤其是遠(yuǎn)距離的國(guó)際航班。據(jù)估計(jì)，交通帶來(lái)的碳排放大約占到了總碳排放的一半。

圖片來(lái)源：參考文獻(xiàn)

看來(lái)要解決更長(zhǎng)遠(yuǎn)更大范圍的環(huán)境問(wèn)題，還需要更多方面的努力。

而作為負(fù)責(zé)任的消費(fèi)者，咱們每個(gè)人又可以從哪些方面著手行動(dòng)起來(lái)呢

轉(zhuǎn)載于：http://www.wlchinahn.com/news/hangyezixun/202211/32252.html

http://mip.wlchinahf.com/21-0-1136079-1.html

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http://www.wyjyhs.com/news/show/71802/

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