雙碳背景下，智慧體育場館的低碳轉型與專利技術創(chuàng)新

全球氣候變化加劇、國家“雙碳”戰(zhàn)略持續(xù)推進，體育產業(yè)迎來深刻的綠色轉型變革。體育場館作為大型公共基礎設施，體量大、能耗高、碳排放基數(shù)大，是體育領域節(jié)能減排的關鍵攻堅場景，智慧化、低碳化已然成為行業(yè)發(fā)展必然趨勢。

當前國內體育場館綠色升級仍面臨兩大核心瓶頸：核心節(jié)能技術短板突出、專利成果轉化率偏低。本文結合專利數(shù)據(jù)特征與技術布局軌跡，梳理場館低碳創(chuàng)新路徑，為打通“技術研發(fā)—場景落地—產業(yè)迭代”閉環(huán)提供參考，助力體育場館實現(xiàn)長效綠色可持續(xù)運營。

行業(yè)創(chuàng)新格局：

專利研發(fā)集聚特征顯著

我國體育建筑低碳專利研發(fā)正處于高速增長期，創(chuàng)新集聚化、主體多元化特征愈發(fā)明顯，但區(qū)域、人才、協(xié)同層面仍存在明顯短板。

1. 區(qū)域分化：東部領跑，中西部創(chuàng)新薄弱

東部沿海發(fā)達省份依托雄厚科研資金、完整產業(yè)鏈優(yōu)勢，包攬全國場館節(jié)能技術核心專利產出，創(chuàng)新勢能強勁。反觀中西部地區(qū)，產業(yè)基礎薄弱、科研資源不足，相關專利申請量顯著偏低，全國低碳技術創(chuàng)新呈現(xiàn)東強西弱的不均衡格局。

2. 主體變遷：企業(yè)成主力，高端研發(fā)人才稀缺

市場需求驅動下，各類中小科技企業(yè)成為場館低碳技術創(chuàng)新主力軍，行業(yè)整體創(chuàng)新活躍度持續(xù)攀升。但行業(yè)仍存在明顯短板：高產核心發(fā)明人數(shù)量稀缺、研發(fā)力量分散，多數(shù)科研人員僅持有1-2項基礎專利，缺少能夠引領行業(yè)技術迭代的頂尖核心人才。

同時，企業(yè)與頂尖科研機構、高校的協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡尚未成型，產學研聯(lián)動不足。因此，搭建跨區(qū)域、跨學科、跨主體的產學研合作體系，是激活行業(yè)研發(fā)潛力、破解創(chuàng)新瓶頸的關鍵。

專利結構演進：

從基礎改良到底層架構革新

從專利類型與技術布局來看，體育場館節(jié)能創(chuàng)新已完成從“單點優(yōu)化”向“全局智能調度”的進階，技術迭代脈絡清晰。

1. 專利類型：實用新型打底，發(fā)明專利引領升級

實用新型專利是當前技術儲備的核心基礎，主要聚焦建筑結構改良、基礎設備優(yōu)化，具備研發(fā)周期短、落地快、易轉化的優(yōu)勢，可快速解決場館日常運營中的基礎節(jié)能問題，彌補設備能效衰減短板。

發(fā)明專利代表行業(yè)前沿創(chuàng)新方向，隨著數(shù)字經(jīng)濟與體育產業(yè)深度融合，智能溫控模型、全生命周期碳足跡追蹤算法等底層技術專利快速增長。不同于實用新型的單點改良，發(fā)明專利聚焦全局能源智能調度底層架構革新，是場館實現(xiàn)系統(tǒng)性降碳的核心支撐。

整體來看，從實用新型普及到高階發(fā)明專利突破，已是體育場館低碳技術演進的核心趨勢。

2. 技術賽道：從硬件節(jié)能到數(shù)智化精準控碳

傳統(tǒng)場館節(jié)能專利集中在建筑施工、機械照明、空調設備等硬件領域，依靠物理隔熱、機械優(yōu)化實現(xiàn)基礎降耗。

當前行業(yè)技術版圖已全面重塑，數(shù)據(jù)處理、圖像通信、智能調度等數(shù)智化專利呈爆發(fā)式增長。這標志著場館節(jié)能邁入全新階段：從單一硬件降耗，升級為大數(shù)據(jù)精準測算、云計算統(tǒng)籌調度、全場景智能管控的數(shù)智化低碳新模式，信息技術與建筑工藝的融合程度，成為綠色場館核心競爭力。

硬件低碳技術：

從建筑源頭降低能耗基數(shù)

建筑圍護結構、建材工藝是場館節(jié)能的第一道防線，大量專利技術從建設源頭優(yōu)化建筑屬性，大幅降低全生命周期能耗與碳排放。

大跨度索膜結構專利，替代傳統(tǒng)高能耗鋼材、混凝土結構，減少建材生產碳排放，同時實現(xiàn)自然導光、通風對流，從源頭降低設備能耗。

雙層呼吸式幕墻+高性能保溫層復合防護體系，大幅降低建筑外墻熱傳導率，阻斷室內外冷熱氣流無序交換，穩(wěn)定室內溫度、減少空調負荷。

同時，再生混凝土、竹木纖維等低碳環(huán)保建材專利實現(xiàn)規(guī)模化應用，搭配模塊化裝配式預制工藝，避免現(xiàn)場澆筑的資源浪費，精簡施工流程、降低建設能耗。屋面集雨導流、隔水層設計等專利技術，搭建場館微型水循環(huán)系統(tǒng)，筑牢全周期綠色運營基礎。

機電系統(tǒng)革新：

精準控溫破解高能耗痛點

暖通空調、制冷機組是體育場館運營的核心能耗來源，一系列創(chuàng)新專利技術，徹底顛覆傳統(tǒng)粗放式溫控模式。

地源熱泵技術依托地下土壤恒溫特性，冬季取地熱供暖、夏季轉儲室內余熱，無需化石燃料供熱供冷，能效比大幅提升。

變頻冷水機組+大溫差水循環(huán)系統(tǒng)，可根據(jù)實時客流動態(tài)調節(jié)冷熱負荷，告別傳統(tǒng)設備全天候滿負荷運行的弊端。搭配分層送風、下部置換通風技術，僅針對觀眾席、比賽區(qū)精準控溫，避免高空區(qū)域無效能耗浪費。

熱回收轉輪專利裝置可在排風過程中高效截留余熱，實現(xiàn)熱量循環(huán)利用，重塑場館溫控節(jié)能規(guī)則，最大化降低機電系統(tǒng)能耗。

能源體系升級：

構建自主可控綠色微電網(wǎng)

為擺脫對市政單一電網(wǎng)的依賴，現(xiàn)代智慧場館依托專利技術，搭建“清潔能源+儲能+智能調度”的閉環(huán)微電網(wǎng)體系。

場館屋頂、停車棚鋪設柔性光伏組件，持續(xù)將光能轉化為清潔電力；搭配分布式鋰電池儲能艙，解決光伏發(fā)電晝夜波動、間歇性不穩(wěn)定問題，保障綠電平穩(wěn)輸出。

多傳感器融合能源管控專利系統(tǒng)，如同場館能源“大腦”，結合用電負荷數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)，通過動態(tài)迭代算法制定最優(yōu)調度方案，實現(xiàn)光伏綠電與市政電網(wǎng)毫秒級無縫切換。

同時，人體紅外感應聯(lián)動照明專利實現(xiàn)燈光隨人而動、按需開啟，杜絕無效耗電。清潔能源與智能調度算法深度融合，形成可自主調節(jié)、動態(tài)平衡的綠色電力循環(huán)體系。

數(shù)智融合突破：

打破信息孤島，實現(xiàn)全局節(jié)能

當前場館普遍存在子系統(tǒng)割裂問題，安防、暖通、照明等設備協(xié)議不統(tǒng)一、接口不兼容，大量智能硬件淪為“信息孤島”，全局協(xié)同節(jié)能難以落地。

行業(yè)通過專利技術布局破解融合難題：依托物聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一接入網(wǎng)關專利，剝離各設備私有數(shù)據(jù)協(xié)議，將異構數(shù)據(jù)轉化為標準化數(shù)據(jù)流；搭建云端數(shù)字孿生平臺，實現(xiàn)場館物理設備、機電系統(tǒng)全息虛擬映射。

在此基礎上，引入AI算法對能耗軌跡前瞻建模，精準預判用電高峰、智能避讓負荷，解決設備運行互斥問題，讓零散設備形成群智協(xié)同的節(jié)能系統(tǒng)，真正實現(xiàn)全域智能化降耗。

標桿技術案例：

顛覆性創(chuàng)新破解行業(yè)難題

1. 國家速滑館：二氧化碳跨臨界直冷制冰技術

傳統(tǒng)冰上場館依賴氟利昂制冷劑，不僅破壞臭氧層，還存在制冰能耗高、溫控不穩(wěn)定的問題。國家速滑館依托CO?跨臨界直冷制冰核心專利集群，實現(xiàn)源頭技術革新：以天然二氧化碳為制冷工質，臭氧消耗潛能值清零，制冷能效大幅提升。

搭配智能管網(wǎng)管控系統(tǒng)，動態(tài)優(yōu)化機組運行策略，實現(xiàn)極致節(jié)能。該技術通過工質綠色替代+配套設備專利布局，徹底解決“生態(tài)保護”與“制冷效能”的行業(yè)矛盾，成為全球冰上場館低碳改造標桿。

2. 濟南奧體中心：水蓄冷錯峰節(jié)能技術

大型賽事高峰期制冷需求激增，易加劇城市電網(wǎng)負荷，且高峰電價成本高昂。濟南奧體中心創(chuàng)新應用大容量水蓄冷專利技術，構建錯峰制冷體系：夜間利用低谷低價電能制備低溫冷水儲能，白天用電高峰釋放冷量替代機組制冷。

結合環(huán)境預測算法智能匹配蓄冷量，既平穩(wěn)化解電網(wǎng)高峰供電壓力，又大幅降低場館運營能耗成本，實現(xiàn)社會效益與經(jīng)濟效益雙向共贏。

專利驅動，

開啟體育場館綠色新未來

智慧體育場館低碳轉型，是一場由核心專利技術驅動的系統(tǒng)性產業(yè)變革。從建筑結構、機電設備的硬件升級，到微電網(wǎng)儲能、數(shù)字孿生、AI調度的數(shù)智化革新，再到制冰、蓄冷等標桿場景的技術突破，專利創(chuàng)新貫穿場館全生命周期。

未來，行業(yè)需持續(xù)深化產學研融合，聚焦底層技術源頭創(chuàng)新，完善標準化技術體系，推動專利成果高效轉化。以技術迭代賦能場館綠色升級，讓智慧低碳場館成為體育產業(yè)高質量發(fā)展、生態(tài)文明建設的重要載體，助力雙碳目標穩(wěn)步落地。（作者單位：鄭州西亞斯學院體育學院）

文章來源：《創(chuàng)意世界》2026年7月號

原標題：智享賽場，讓體育場館與綠共生

01

微店訂閱

請掃左側雜志微店二維碼訂閱或點擊下方小程序鏈接購買。

02

郵局訂閱

各地郵局均可訂閱，郵發(fā)代號：2-652。亦可掃左側“中國郵政微商城”二維碼訂閱。

03

報社訂閱

請匯款至以下賬戶，并將匯款憑證發(fā)至本刊通聯(lián)發(fā)行部。

開戶銀行：中國工商銀行北京海淀區(qū)北太平莊支行

戶名：中國知識產權報社

賬號：0200010009014482891

通聯(lián)發(fā)行部熱線：010-82034385、010-82034281（傳真）

【掃描下方二維碼購買本雜志及周邊產品】

編校：苑寶平