作为本次十五运的主场馆，广东奥林匹克体育中心（简称“奥体中心”）将承担开幕式和田径比赛的重任。21年前“九运主场”，如今再添“湾区蓝”。本次主要改造奥体中心体育场、游泳跳水馆，新建赛事指挥中心，也翻新了附属建筑物，并进行整体景观提升。体育场在保留原有飘带形屋盖设计的基础上，采用新技术、新材料进行形象优化提升，增加PTFE吊膜设计，使得屋顶造型更轻盈飘逸。踏入7月中旬，奥体中心开始整体试亮灯，夜幕下显得流光溢彩，体育场内天花板通过泛光投影技术投影出壮观的星空效果。
天河体育中心承担足球、排球、乒乓球、三人篮球等多项赛事任务。复建南大门门楼“天体之门”，成为改造的一大亮点。新门楼在造型上延续了原门楼白色柱体与顶棚的简洁风格，主体采用钢结构，既保留了历史记忆，又提升了安全性和功能性。改造后，天河体育中心新增941米专业跑道和700米风雨跑道，通过拆围透绿和功能整合打造多个街角公园，满足运动、休闲、观光等多种功能。
广东省人民体育场在改造中融入了岭南骑楼文化元素，沿街部分拓宽了步行空间，并与周边红色纪念轴线相联通，既满足了赛事需求，又丰富了城市文化内涵。越秀山体育场作为南粤足球的“福地”，改造过程中保留了原有球迷看台布局特色，延续了浓厚的赛事氛围，继续为女子U16足球比赛助力。广州大学城体育中心则以“青年友好”为导向，新增攀岩、越野滑轮等极限运动场地。广州体育馆全面完善升级了无障碍设施，将承办女子U18 排球、蹦床项目和残特奥会轮椅篮球项目。
改造后的天河体育中心体育场已成为全国首个近零碳大型体育场改造项目，成为绿色场馆新标杆。高效多联机、新风热回收、智慧照明等系统协同发力，让建筑本体节能20%、降碳45%，效能显著跃升。据介绍，天河体育中心降碳率达52%，年节省电量100万kWh以上。在绿化设计上，结合岭南气候和场地地形，场馆开展植物品种优化、养护工艺提升，形成低养护、低碳排的城市绿岛，进一步增强生态效应。
奥体中心在节能方面也采取了一系列创新举措。拆除体育场二层原有玻璃幕墙，形成自然通风通道，在过渡季节可大幅减少空调使用时间，预计每年降低空调能耗约30%。田径场外立面新增三层水平挑檐，不仅解决了东西向日晒问题，还在挑檐上安装了太阳能光伏板，并植入绿化藤蔓植物。这些光伏板年发电量可达2.8万千瓦时，能满足场馆部分公共区域的用电需求，全年可减少碳排放接近200吨。
大型场馆“找座难”？在奥体中心将成历史。奥体中心引入智能导航系统，通过AR技术与蓝牙定位相结合，观众只需在手机上操作，就能实时查看前往座位的路线。广州大学城体育中心体育场也打造智慧观赛系统，观众通过手机APP即可享受AR实景导航服务，配合全新升级的 LED 屏和声学系统，极大提升了观赛的沉浸感。
奥体中心游泳跳水馆的智能化改造更具专业性。新安装的智能灯光控制系统，能根据不同比赛项目，如跳水训练、水球比赛等，自动调节亮度分区，为运动员提供最适宜的视觉环境。泳池底部安装的智能水质监测仪，可实时追踪水温、pH 值、余氯、浊度、ORP 五大关键指标，并将数据同步传输至后台系统，一旦出现异常便自动报警。
经过多年发展，因六运而建的天河体育中心早已成为广州市民心中的“城市客厅”和“体育殿堂”。此次十五运会，天河体育中心再次升级改造，打造城市“无界体育公园”，进一步融入市民的生活。原本闲置的体育场二层平台和多块空置区域被改造成全天候全民健身空间，原本封闭的户外群众乒乓球场被打通并嵌入城市公共空间。外围环场铺设的健身跑道，通过无障碍坡道连接，构建起立体交通网络，为市民提供了更舒适、多元的运动环境，年均可服务市民跑者超千万。
奥体中心在赛后功能转换方面进行了精心设计。赛后，奥体中心二层平台将开放为800米智慧跑道，跑道两侧安装智能打卡设备，市民跑步时可实时查看配速、里程等数据。室外新增的3.9万平方米绿地和3500米智能跑道，将成为周边居民日常健身的理想场所。新建的8000平方米赛事运行指挥中心，赛后可灵活转换为2个篮球场、8个羽毛球场，满足不同群体的运动需求。南广场停车场也将改造成运动球场，延续全民健身的主题。
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