暖呼呼觀冬奧

文/鄧悅（清華大學）

鄧悅，清華大學建筑學院2019級直碩生，研究方向為建筑環境與人體熱舒適。2020年年末開始在北京2022年冬奧會和冬殘奧會組織委員會規劃建設部擔任場館和基礎設施主管。長期工作在張家口崇禮賽區，參與國家自然科學基金項目和十三五“科技冬奧”重點專項課題，設計研發多項改善場館觀賽環境的人體熱舒適提升技術

研究生入學伊始，我便接到了學校選拔冬奧賽時實習生的通知，十分激動并滿懷期待，但也為課業科研及實習所帶來的雙重任務而感到壓力巨大。我做一件事總是習慣提前很久便著手計劃準備，但要把為期一年、覆蓋兩個重要階段的冬奧實習加進碩士三年的規劃里，一時竟不知該從何調整。

兵馬未動，糧草先行。為了能夠在研二、研三期間投入大量時間到冬奧實習中，同時保證校內課業任務和碩士課題的進度不受影響，在與導師溝通后，我將學習與科研工作前置，進行了細致的規劃和落實。

研一階段，我高質量地完成了培養方案內的全部課程，總績點在2019級建環專業研究生中排名第一。課業之余，我在導師的指導下，將碩士課題聚焦冬奧，通過大量的文獻和實地調研，挖掘冬奧觀賽環境方面存在的問題和研究點，并提前收集實驗所需的數據。

-20℃露天里一待三四小時

2020年11月，我正式加入北京冬奧組委規劃建設部，擔任場館和基礎設施主管。在選擇場館駐地的時候，我選了離北京最遠、條件最艱苦的張家口崇禮賽區。

從第一次來崇禮的時候距今已400天有余，當時太子城高鐵站還沒有建好，出站口還是用集裝箱和棉布簾臨時搭建的。

2020年年底正是場館建設的攻堅階段，走出去做現場踏勘是我日常工作中必不可少的一環。沒有通勤大巴，就徒步走去場館，沒有通電的電梯，就從跳臺底部沿臺階一步步爬至160米高的頂峰，再沿另一側臺階返回。8公里的山路，50層樓的高度，-20℃的露天一待就是三四個小時。在結冰的路面上摔過很多跤，雙手常常凍得失去知覺，不聽使喚，耳朵也被凜冽的寒風吹到凍傷，條件雖然艱苦，但我總能尋得自己的樂趣。

除了現場踏勘，回到駐地后我還要處理龐雜的辦公事務，比如，與國際雪聯專家、場館業主和設計團隊各方協調對接場館及基礎設施的建設完善工作，綜合考慮每一方的表達和訴求，共同商定建設方案的推進節點。與此同時，與其他25個業務領域進行高效配合也同樣至關重要。穿梭在會議、電話和郵件中，每天連續工作12個小時已是常態。

得益于對場館建設細致深入的了解，在冬奧測試賽籌備期間，我主筆撰寫了《賽時運行方案書》，進一步落實了業務領域54名人員的崗位職責和工作計劃，保障了各團隊協同高效完成任務。同時，我負責編制了《場館風險清單與應急預案》等重要運行指導文件，從前期風險防范、中期處理措施到后期控制方案，力爭有效地保障場館設施安全穩定運行。

崇禮有鋪天漫地的冰雪和因冬奧燃起的熱情，從方案對接、場館建設到賽事運行，我很幸運參與到了北京冬奧全流程的籌備工作。

極端低溫試驗十幾次

我的專業是建筑環境及人體熱舒適，因此對冬奧場館的環境條件格外關注。在場館長時間工作的經歷更讓我深刻體會到，天寒風疾的室外環境會對人員的長時間停留帶來極大的挑戰。

為此，我調閱了歷屆冬奧會舉辦地的氣象數據，2018年韓國平昌冬奧會曾因賽時的低溫天氣被稱為“史上最冷的冬奧會”，而根據張家口賽區近10年（2011～2020年）的賽時同期氣象數據，2022年冬奧賽時最低氣溫或將低至-17 ℃，達到近年來冬奧會的歷史最低值。

而觀眾作為現場人員占比最大、停留時長最長的人群，長時間處于低代謝率、低產熱量狀態，很容易因室外寒冷的觀賽環境產生不適感，甚至存在感冒、凍傷、失溫等健康風險。上屆冬奧會中，主辦方曾在觀賽區設置火爐等防寒措施，但效果甚微，賽時仍出現大批觀眾紛紛退場的現象，極大地影響了冬奧辦賽效果。這些亟待解決的問題，堅定了我對“場館觀賽環境保障措施”進行研究的想法。

由于實驗階段需要營造極端的低溫環境，每次我都要前往天津的低溫實驗艙開展實驗。為了更貼近實際的觀賽場景，我們在實驗艙的一側搭建了可容納4名受試者的看臺，另一側布置了投影屏幕，實驗中播放跳臺滑雪比賽視頻供受試者觀看。然而，在低溫環境下開展熱舒適實驗并非易事：由于現有低溫環境的熱舒適研究幾乎空白，從實驗方案的確定開始就需要不斷嘗試摸索，很多儀器在低溫環境下都不能正常工作，為了能夠準確測量生理參數，受試者需要在冷暴露中保持長時間靜止，對參與者也提出了很高的要求，由于環境帶來的不利因素，僅預實驗就調整了十幾次。

理論模型

1.親眼目睹國家跳臺滑雪中心“雪如意”建設過程

2.駐守場館期間迎來冬奧倒計時100天

3.圓滿完成“相約北京”系列冬奧測試賽籌辦工作

在導師的指導和支持下，我將工作分理論研究與應用研究兩個階段展開。在理論研究層面，我將真人受試者實驗與暖體假人實驗相結合，篩選確定出冷暴露時長、環境溫度、風速等關鍵影響因素，設計完成數十組工況的正交實驗，揭示了極端低溫環境下，人的皮膚溫度、核心溫度、血流量等多項生理指標隨冷暴露時長的變化規律，量化了九個身體部位的熱舒適需求，并揭示了人體肢端部位的凍傷風險。

在此基礎上，建立起適用于低溫環境的人體熱評價預測模型，該模型以各部位的皮膚溫度作為中間量，建立起客觀環境參數（空氣溫度、風速）與人體主觀熱評價（熱感覺、熱舒適、熱可接受度）之間的相關關系。它克服了真人受試者實驗難以覆蓋所有可能出現的環境參數組合的局限性，可以利用有限的實測數據來對更廣范圍的環境參數組合下人體的主觀熱評價進行預測。

該模型能夠根據各賽區當地的環境參數預測出觀眾在觀賽期間的熱舒適現狀，判斷是否有必要在觀賽區設置熱舒適改善措施，為冰雪運動場館觀眾熱舒適度評估和觀賽環境設計提供重要的理論支持。

4.正式入職冬奧組委規劃建設部

5.在北京科博會展示研究成果

-20℃環境中，體溫度提升10-15℃

在應用研究層面，針對人體各部位的熱舒適改善需求，同時兼顧動靜狀態下多場景觀賽需要，我們設計研發了多項個體局部加熱技術，實現了全方位防護和輔助支持。在熱舒適保障措施的設計上，注重新功能、新技術的開發和新材料、新工藝的應用。

功能設計中，“高效”“綠色”“智能”是聚焦的重點。考慮人體自身的蓄熱和調節能力，采用交替間歇式局部加熱，輔以手機APP遠端自主調節、末端檔位直控、壓力感控等功能，來滿足動態化的個體取暖需求，使熱量得以“按需分配，物盡其用”，發揮了較大的節能效益。

材料應用上，將氣凝膠保溫隔熱材料、柔性石墨烯發熱材料等新型材料有機結合，使被動保溫和主動加熱配合生效，減少人體向外界環境的熱量損失，同時兼具起效迅速、調節靈活、成本低廉等優點。這些個體局部加熱技術的使用，可在-15℃的低溫環境下，使人體體感溫度提升10～15℃，熱舒適維持時間延長至3小時以上，顯著改善觀眾在寒冷環境中的觀賽體驗。

在上述工作的基礎上，我將研究成果整理發表于國際建筑環境領域頂級期刊，并多次參與國內外學術會議作口頭報告。同時，這些研究工作受邀在第二十三屆北京科技博覽會上參展，受到了來自社會各界的廣泛關注。相關成果有望應用于冰雪運動場館中，為觀眾和工作人員提供溫暖保障。

能夠將自己的課題研究與冬奧籌備相結合，把論文寫在冬奧的冰天雪地上，我覺得意義非凡。共襄盛舉，與有榮焉。2022年2月，點亮冬奧，希望也有我們的一束光。