國家“十三五”重點研發計劃“科技冬奧”重點專項,張家口賽區冬季提升觀眾的觀賽舒適度,科研團隊開發了場館座席和站席觀賽環境的舒適性提升技術。“人工剖面賽道類場館新型建造、維護與運營技術”課題四負責人、清華大學建筑學院副教授曹彬表示,該技術可以實現在-20℃體感溫度下、在10秒內使表面溫度升至40℃以上,觀眾體感溫度提升至-6℃以上,表面各點溫差小于3℃,滿足差異化取暖需求。
曹彬介紹,該課題組在研究中以人體的熱調節作為理論基礎,使用暖體假人模擬真人的產熱和散熱過程,將暖體假人置身于不同的氣象條件下,通過分析假人各個部位的表面溫度和導出指標,判斷人的熱舒適狀況。在熱舒適保障措施的設計上,研究人員一方面注重應用新型功能材料,包括氣凝膠、疊加態材料、柔性石墨烯發熱材料、金屬氧化物半導體發熱材料等;另一方面,充分考慮觀賽區的實際場景和觀眾的觀賽行為,對熱舒適保障措施的形式進行了有針對性的創新設計。
曹彬團隊在國家跳臺滑雪中心進行現場測試實驗。
例如,研究團隊使用疊加態材料開發出兼具防風、保溫和加熱效果的高性能防寒加熱服,在外衣整體保溫性能提升的基礎上進行再升級,對人體腹部、腰部等部位提供持續穩定的局部加熱;再如,在觀眾席的座位、扶手欄桿上做文章,研究人員把疊加態材料保暖和石墨烯加熱功能與這些場館設施巧妙相結合。通過對實驗數據的分析表明,采用上述熱舒適保障措施后,人的體感溫度至少提升10℃—15℃。同時,這些措施還具有起效迅速、調節靈活、成本低廉等優點。
曹彬團隊將其研發成果帶到現場進行測試檢驗。其間,很多來來往往的工作人員感到溫度十分舒適,認為這個實驗非常有意義。事實上,除了現場的觀眾之外,這些成果讓場地內的工作人員,包括安保人員、媒體記者、志愿者等都會受益,因為他們都要長時間在室外寒冷環境下工作。無疑,熱舒適保障措施是雪中送炭。