清华大学曹彬团队 研发叠加态材料等多项北京冬奥会保暖黑科技

国家“十三五”重点研发计划“ 科技 冬奥”重点专项，张家口赛区冬季提升观众的观赛舒适度，科研团队开发了场馆座席和站席观赛环境的舒适性提升技术。“人工剖面赛道类场馆新型建造、维护与运营技术”课题四负责人、清华大学建筑学院副教授曹彬表示，该技术可以实现在-20℃体感温度下、在10秒内使表面温度升至40℃以上，观众体感温度提升至-6℃以上，表面各点温差小于3℃，满足差异化取暖需求。

曹彬介绍，该课题组在研究中以人体的热调节作为理论基础，使用暖体假人模拟真人的产热和散热过程，将暖体假人置身于不同的气象条件下，通过分析假人各个部位的表面温度和导出指标，判断人的热舒适状况。在热舒适保障措施的设计上，研究人员一方面注重应用新型功能材料，包括气凝胶、叠加态材料、柔性石墨烯发热材料、金属氧化物半导体发热材料等；另一方面，充分考虑观赛区的实际场景和观众的观赛行为，对热舒适保障措施的形式进行了有针对性的创新设计。

曹彬团队在国家跳台滑雪中心进行现场测试实验。

例如，研究团队使用叠加态材料开发出兼具防风、保温和加热效果的高性能防寒加热服，在外衣整体保温性能提升的基础上进行再升级，对人体腹部、腰部等部位提供持续稳定的局部加热；再如，在观众席的座位、扶手栏杆上做文章，研究人员把叠加态材料保暖和石墨烯加热功能与这些场馆设施巧妙相结合。通过对实验数据的分析表明，采用上述热舒适保障措施后，人的体感温度至少提升10℃—15℃。同时，这些措施还具有起效迅速、调节灵活、成本低廉等优点。

曹彬团队将其研发成果带到现场进行测试检验。其间，很多来来往往的工作人员感到温度十分舒适，认为这个实验非常有意义。事实上，除了现场的观众之外，这些成果让场地内的工作人员，包括安保人员、 媒体 记者、志愿者等都会受益，因为他们都要长时间在室外寒冷环境下工作。无疑，热舒适保障措施是雪中送炭。