在国家“十四五”重点研发计划“科技冬奥”项目中,张家口赛区致力于优化冬季赛事的观众观赛体验,科研团队成功研发了场馆座席与站席的观赛环境舒适性提升技术。该项目负责人、清华大学建筑学院的曹彬副教授指出,该技术能在极端低温环境下(-20°C)快速提升表面温度至40°C以上,使观众体感温度达到-6°C以上,确保表面温差不超过3°C,从而满足个性化取暖需求。
基于人体热调节原理,曹彬团队采用暖体假人模拟人体产热与散热过程,通过不同气象条件下的实验,评估人体热舒适度。在设计热舒适保障措施时,团队不仅引入了创新材料如气凝胶、叠加态材料、柔性石墨烯发热材料及金属氧化物半导体发热材料,而且针对观赛场景和观众行为特点,创新了热舒适措施的形式。
例如,团队研发了具备防风、保温和加热功能的高性能防寒加热服,通过升级外衣保温性能,实现人体关键部位的持续加热。此外,团队还将叠加态材料的保暖性能与石墨烯加热功能应用于观众席座椅和扶手栏杆,显著提升了观赛环境的舒适度。实验数据显示,采用这些热舒适保障措施后,观众体感温度平均提升10°C至15°C,且这些措施具有响应快速、调节灵活、成本效益高的优势。
曹彬团队将研究成果带至现场进行实地测试,获得了一致好评。不仅观众对此赞不绝口,连场内工作人员也深感舒适,包括安保人员、媒体记者、志愿者等,这些人员需在户外低温环境中长时间工作。此项目的实施无疑为所有参与者提供了温暖的保障,成为“雪中送炭”的典范。
通过技术创新与科学实践,国家“十四五”重点研发计划“科技冬奥”项目不仅提升了冬季赛事的观赛体验,更为相关领域提供了宝贵的实践经验,展示了科技在改善公众生活品质方面的重要作用。