冬奥会如何“快、护、暖、美”?一套冬奥“套装”背后有哪些高科技?在极冷的条件下,如何让观众在观看比赛时保持温暖?在帮助运动员更快更强的同时,未来随着冰雪运动的普及和推广,高校为冰雪项目研发的各种高科技装备也将拥有更大的应用空间。清华大学建筑学院曹斌副教授团队参与国家“十三五”重点研发计划“科技冬奥会”重点项目“人工型材新建、维护与运行技术”赛道场馆”,并研发出“保暖装备”——智能发热衣和发热垫,可在短时间内快速升温并锁住热量,确保观众拥有舒适温馨的观赛体验。关注人的需求和感受,收集相关数据辅助设计,是整个大型建筑领域相对较新的概念。曹斌的专业是建筑学院的建筑环境学科,重点研究如何解决如何营造建筑环境,提高人们在环境中的舒适度等问题。 “我曾经研究过如何在建筑和室内场景中营造环境,但雪上运动场馆是露天开放的,传统的室内空间方法和技术并不适用。”曹斌告诉记者,这项研究首先正确的问题是要知道人在零下十摄氏度的低温环境中停留一两个小时会有多冷。对于科学研究,只有人类的直觉是不够的,还需要具体客观的参数。因此,曹斌的团队去体育场记录了冬季的环境参数,然后在低温环境下记录了环境参数。模拟舱内环境,进行主题实验。通过温度传感器,监测人体多个部位暴露于低温环境不同时间后的皮肤温度,从而评估“人会有多冷”。除了真人实验外,曹斌团队还使用了“暖身假人”装置进行数据采集。据悉,这个“假人”是一个机器人,但看起来完全是真人的形态。它身体的每个部位都可以模拟真人的发热和散热。同时可以通过后台程序软件监控衣物的曝光时间和厚度。 ,假人的表面温度变化。在知道人有多冷之后,下一步就是给他们增加热量。曹斌解释说,由于在开放环境中不断散发热量,无法采用常规的密闭空间取暖保温方式。因此,从理论到解决方案,本研究遵循了一条思路——从人的个体尺度考虑问题,把热量全部交给人。那么,一个人在极低温环境下需要多少热量,人的哪些部位应该补充热量才最有效、最舒适呢?曹斌告诉记者,有必要研究人体各个部位在寒冷环境下对加热的敏感性,才能得到答案。为解决这一问题,曹斌团队开发了“人体多点加热实验系统”,由叠加材料制成的“加热服”和后台程序组成。 “加热服”看起来像是一套薄薄的紧身衣,各个部位都设置了加热片,可以同时在平板电脑上进行操作和交互。被试穿上“保暖衣”后,节目社区您可以查看和选择不同的零件并在表面上设置不同的加热温度。 “比如你想把腹部加热到35度,或者把腿加热到37度,你可以在程序界面进行设置,然后加热服就会按照程序设置进行加热。”曹斌说。通过对一定数量的真实受试者进行实验,曹斌团队总结出规律,发现在长期低温环境下,人的身体哪些部位一般容易发热,要加热多少摄氏度才能达到更舒服的状态。 “如果不考虑保温,热量会很快消散。”在开阔的环境中,除了采暖,保温也很重要。在保温性能方面,曹斌团队采用了轻薄保温材料的叠加状态,分别放置在座垫底层和衣物外层,将热量从下往外阻隔,确保热量集中并有效地传递给人们。 “座垫上表面的温度可以达到40多摄氏度。同时,由于叠加的材料具有隔热性能,如果你触摸它的下表面,你会发现它很冷。”曹斌说。除了努力服务冬奥会,这些研究成果如何应用?对此,曹斌告诉记者,随着我国冰雪运动的普及和发展,赛事和参与者将会越来越多,对轻薄叠加采暖暖解决方案的需求也会增加;此外,户外极端低温环境也会增加。还有很多在恶劣的自然条件下工作的场景,这些研究成果可以继续推广。 (信息