关键词：冰场；建筑能耗；热舒适性
1 冰场能耗国内外研究现状及分析
1.1 国内研究现状
随着冰场的数量增加，冰场的节能问题也愈发重要了起来,国内对冰场的研究主要集中在冰场的系统、结构方面。
在制冷系统、冰场结构层方面，王清勤[1]建立了冰场非稳态传热的数学模型得到了冰场及土壤的温度场分布。计算了已建冰场在不发生冻胀前提下的连续运行时间和新建冰场在规定运行时间内可采用的保温层材料和厚度。同样为了防止冻胀，董冰[2]等人针对某个位于地下的人工冰场，在设置了保温层的基础上，提出将冰场化整为零的处理办法，避免冷量在场地中心聚集。在CO2冷剂的制冷系统方面，王斌[3]以北京某冰场为对象研究了CO2为冷剂的制冷系统的性能，得到了以 CO2作为载冷剂时供冷排管的规格大小和排管之间的最优间距大小。
在夜间保温方面，李文静等[4]通过实地调研和数据的分析，基于夜间冰场保温的原理，改进夜间保温材料,即将原来导热系数为 0.04 W/(m?K)的，玻璃纤维棉板改进为导热系数为 0.024 W/(m?K)的“空气被”，通过理论计算，可以得出冬季和夏季的节能率分别为 60.419%和60.279%。可以看出节能率提升不少。
在建筑方面，李澌洁[5]根据对冰上运动以及娱乐型冰上运动中心类型建筑的发展过程、特质等进行分析，得出大众娱乐型冰上运动中心的设计策略从选址、总平面、布局、形态和技术五方面来入手。同样为了在冰场围护结构方面节能，Zhiping Wei[6]从建筑设计要素对冰场运营成本的影响角度入手研究，得出建筑形体、天窗、材料的合理设计对节约能源运行成本有着较大的影响。
1. 2 国外研究现状
国外学者在冰场的研究主要集中在冰场的热力学性能、气流组织和制冷系统方面。
在冰场热力学性能和制冷系统方面 Mazyar Karampour[7]对瑞典的两个滑冰场进行了研究分析，通过使用仪器测出制冷剂质量流量，然后根据制冷剂的焓变计算出系统的制冷量和 COP。Mohamed Omri [8]等对室内含辐射源溜冰场的进行了三位瞬态传热和气流分析，得出辐射加热器对冰场的看台、天花板、和冰的温度有着重要的影响，同时又得出辐射传热是冰面的主要传热方式。
在气流组织方面，Ahmed Daoud [9]等使用了区域气流模型，辐射模型和湿度模型来预测蒙特利尔室内冰层三维区域的热通量，瞬态气流模式以及温度和湿度分布。
2冰场热舒适性国内外研究现状
国内外关于冰场的舒适性研究主要集中在通过研究冰场的气流组织来研究冰场的舒适性问题。
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在PMV和PPD方面，束庆[10]以上海某娱乐型冰场为例，利用气流组织模拟技术模拟了冰场在不同季节的温度场分布以及PM V指标、PPD指标。得出无论夏天还是冬天，冰场的PMV和PPD指标均满足规范要求。通过对温度和湿度结果的对比，得出冰场的舒适度评价没有预期那么差，不需要对冰场做额外的空调设计，因为人员可在不同季节适当增减衣服。
在空气品质等方面，Chunxin Yang[11]等人通过现场测试和CFD模拟对美国和加拿大不同地区的几个冰场的通风系统性能和室内空气品质进行了现场调查并做了大量模拟，得出影响室内人工冰场空气品质的原因和解决方法。其中， CO平均浓度、平均空气龄和通风效率是评估通风系统性能和空气品质的参照指标。影响室内冰场空气品质的要素包括:①通风系统设计参数②制冰机的类型③通风效率和空气交换率④废气出口位置。
3总结与展望
综上所述可以看出国内外对于冰场能耗的研究主要集中在制冷系统、气流组织和冰层结构方面，而对于冰场的围护结构等因素对冰场建筑能耗的影响研究较少，比如冰场的窗墙比和窗户类型对冰场的能耗影响。冰场的热舒适性研究主要集中在PMV、PPD和空气龄、空气品质方面。而对于如何保证既满足室内冰场的热舒适性，又要满足冰场的耗能最小这方面研究较为欠缺。而冰场属于公共类建筑，对于这方面的研究那就更为重要。未来，冰上运动必然会成为人们喜爱的娱乐方式之一，并且随着 2022 年北京冬奥会来临的热潮，室内人工冰场将会大量的兴建起来。而且随着滑冰场数量的增多，能源消耗也将不断增大。因此，冰场的节能还有很大的发展空间。
参考文献
[1] 王清勤.人工冰场制冷负荷的计算[J].建筑科学,1990(01):36-39.
[2] 董冰,孙清军,阎广君.某滑冰馆地下冰场地基防冻胀设计[J].低温建筑技术,2007(05): 31-32
[3] 王斌.以CO2为冷剂的人工冰场制冷系统应用研究[D].哈尔滨工业大学,2018.
[4] 李文静,喻鸿,伍泓霖,法春昊,杨蕊红,林真国.人工真冰场夜间保温节能方案探讨[J].能源与节能,2019(01):63-65
[5] 李澌洁.大众娱乐型冰上运动中心设计研究[D].北京建筑大学,2018.
[6] Zhiping Wei,Deming Liu.On Design of Low-operation-cost Ice Arenas with Energy Saving Approaches[J]. Procedia Engineering,2016,169.
[7] Karampour M, Rogstam J. Measurement and Modelling of Ice Rink Heat Loads[C].Iir Gustav Lorentzen Conference on Natural Refrigerants. 2011.
[8] Mohamed Omri, Jérome Barrau, Stéphane Moreau,Nicolas Galanis. Three-dimensional transient heat transfer and airflow in an indoor ice rink with radiant heat sources[J]. Building Simulation,2016, 9(2):175-182.
[9] Lotfi Seghouani,Ahmed Daoud and Nicolas Galanis. Prediction of yearly energy requirements of indoor ice rinks [J]. Energy and Buildings,2009(41):500-511.
[10]束庆.娱乐性冰场暖通空调设计[J].暖通空调,2008(06):36-41.
[11] Chunxin Yang,Philip Demokritou,John Spengler. Ventilation and Air Quality in Indoor Ice Skating Arenas [D]. ASHREA(4405-2000)
论文作者:韩莹
论文发表刊物:《建筑实践》2019年第38卷第18期
论文发表时间:2020/1/14
标签：冰场论文; 冰上运动论文; 气流论文; 建筑论文; 舒适性论文; 空气论文; 节能论文; 《建筑实践》2019年第38卷第18期论文;