鄧悅，清華大學(xué)建筑學(xué)院2019級(jí)直碩生，研究方向?yàn)榻ㄖh(huán)境與人體熱舒適。2020年年末開始在北京2022年冬奧會(huì)和冬殘奧會(huì)組織委員會(huì)規(guī)劃建設(shè)部擔(dān)任場(chǎng)館和基礎(chǔ)設(shè)施主管。長(zhǎng)期工作在張家口崇禮賽區(qū)，參與國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目和十三五“科技冬奧”重點(diǎn)專項(xiàng)課題，設(shè)計(jì)研發(fā)多項(xiàng)改善場(chǎng)館觀賽環(huán)境的人體熱舒適提升技術(shù)

研究生入學(xué)伊始，我便接到了學(xué)校選拔冬奧賽時(shí)實(shí)習(xí)生的通知，十分激動(dòng)并滿懷期待，但也為課業(yè)科研及實(shí)習(xí)所帶來的雙重任務(wù)而感到壓力巨大。我做一件事總是習(xí)慣提前很久便著手計(jì)劃準(zhǔn)備，但要把為期一年、覆蓋兩個(gè)重要階段的冬奧實(shí)習(xí)加進(jìn)碩士三年的規(guī)劃里，一時(shí)竟不知該從何調(diào)整。

兵馬未動(dòng)，糧草先行。為了能夠在研二、研三期間投入大量時(shí)間到冬奧實(shí)習(xí)中，同時(shí)保證校內(nèi)課業(yè)任務(wù)和碩士課題的進(jìn)度不受影響，在與導(dǎo)師溝通后，我將學(xué)習(xí)與科研工作前置，進(jìn)行了細(xì)致的規(guī)劃和落實(shí)。

研一階段，我高質(zhì)量地完成了培養(yǎng)方案內(nèi)的全部課程，總績(jī)點(diǎn)在2019級(jí)建環(huán)專業(yè)研究生中排名第一。課業(yè)之余，我在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，將碩士課題聚焦冬奧，通過大量的文獻(xiàn)和實(shí)地調(diào)研，挖掘冬奧觀賽環(huán)境方面存在的問題和研究點(diǎn)，并提前收集實(shí)驗(yàn)所需的數(shù)據(jù)。

-20℃露天里一待三四小時(shí)

2020年11月，我正式加入北京冬奧組委規(guī)劃建設(shè)部，擔(dān)任場(chǎng)館和基礎(chǔ)設(shè)施主管。在選擇場(chǎng)館駐地的時(shí)候，我選了離北京最遠(yuǎn)、條件最艱苦的張家口崇禮賽區(qū)。

從第一次來崇禮的時(shí)候距今已400天有余，當(dāng)時(shí)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(shí)搭建的。

2020年年底正是場(chǎng)館建設(shè)的攻堅(jiān)階段，走出去做現(xiàn)場(chǎng)踏勘是我日常工作中必不可少的一環(huán)。沒有通勤大巴，就徒步走去場(chǎng)館，沒有通電的電梯，就從跳臺(tái)底部沿臺(tái)階一步步爬至160米高的頂峰，再沿另一側(cè)臺(tái)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(gè)小時(shí)。在結(jié)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(fēng)吹到凍傷，條件雖然艱苦，但我總能尋得自己的樂趣。

除了現(xiàn)場(chǎng)踏勘，回到駐地后我還要處理龐雜的辦公事務(wù)，比如，與國(guó)際雪聯(lián)專家、場(chǎng)館業(yè)主和設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)各方協(xié)調(diào)對(duì)接場(chǎng)館及基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)完善工作，綜合考慮每一方的表達(dá)和訴求，共同商定建設(shè)方案的推進(jìn)節(jié)點(diǎn)。與此同時(shí)，與其他25個(gè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域進(jìn)行高效配合也同樣至關(guān)重要。穿梭在會(huì)議、電話和郵件中，每天連續(xù)工作12個(gè)小時(shí)已是常態(tài)。

得益于對(duì)場(chǎng)館建設(shè)細(xì)致深入的了解，在冬奧測(cè)試賽籌備期間，我主筆撰寫了《賽時(shí)運(yùn)行方案書》，進(jìn)一步落實(shí)了業(yè)務(wù)領(lǐng)域54名人員的崗位職責(zé)和工作計(jì)劃，保障了各團(tuán)隊(duì)協(xié)同高效完成任務(wù)。同時(shí)，我負(fù)責(zé)編制了《場(chǎng)館風(fēng)險(xiǎn)清單與應(yīng)急預(yù)案》等重要運(yùn)行指導(dǎo)文件，從前期風(fēng)險(xiǎn)防范、中期處理措施到后期控制方案，力爭(zhēng)有效地保障場(chǎng)館設(shè)施安全穩(wěn)定運(yùn)行。

崇禮有鋪天漫地的冰雪和因冬奧燃起的熱情，從方案對(duì)接、場(chǎng)館建設(shè)到賽事運(yùn)行，我很幸運(yùn)參與到了北京冬奧全流程的籌備工作。

極端低溫試驗(yàn)十幾次

我的專業(yè)是建筑環(huán)境及人體熱舒適，因此對(duì)冬奧場(chǎng)館的環(huán)境條件格外關(guān)注。在場(chǎng)館長(zhǎng)時(shí)間工作的經(jīng)歷更讓我深刻體會(huì)到，天寒風(fēng)疾的室外環(huán)境會(huì)對(duì)人員的長(zhǎng)時(shí)間停留帶來極大的挑戰(zhàn)。

為此，我調(diào)閱了歷屆冬奧會(huì)舉辦地的氣象數(shù)據(jù)，2018年韓國(guó)平昌冬奧會(huì)曾因賽時(shí)的低溫天氣被稱為“史上最冷的冬奧會(huì)”，而根據(jù)張家口賽區(qū)近10年（2011～2020年）的賽時(shí)同期氣象數(shù)據(jù)，2022年冬奧賽時(shí)最低氣溫或?qū)⒌椭?17?℃，達(dá)到近年來冬奧會(huì)的歷史最低值。

而觀眾作為現(xiàn)場(chǎng)人員占比最大、停留時(shí)長(zhǎng)最長(zhǎng)的人群，長(zhǎng)時(shí)間處于低代謝率、低產(chǎn)熱量狀態(tài)，很容易因室外寒冷的觀賽環(huán)境產(chǎn)生不適感，甚至存在感冒、凍傷、失溫等健康風(fēng)險(xiǎn)。上屆冬奧會(huì)中，主辦方曾在觀賽區(qū)設(shè)置火爐等防寒措施，但效果甚微，賽時(shí)仍出現(xiàn)大批觀眾紛紛退場(chǎng)的現(xiàn)象，極大地影響了冬奧辦賽效果。這些亟待解決的問題，堅(jiān)定了我對(duì)“場(chǎng)館觀賽環(huán)境保障措施”進(jìn)行研究的想法。

由于實(shí)驗(yàn)階段需要營(yíng)造極端的低溫環(huán)境，每次我都要前往天津的低溫實(shí)驗(yàn)艙開展實(shí)驗(yàn)。為了更貼近實(shí)際的觀賽場(chǎng)景，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)艙的一側(cè)搭建了可容納4名受試者的看臺(tái)，另一側(cè)布置了投影屏幕，實(shí)驗(yàn)中播放跳臺(tái)滑雪比賽視頻供受試者觀看。然而，在低溫環(huán)境下開展熱舒適實(shí)驗(yàn)并非易事：由于現(xiàn)有低溫環(huán)境的熱舒適研究幾乎空白，從實(shí)驗(yàn)方案的確定開始就需要不斷嘗試摸索，很多儀器在低溫環(huán)境下都不能正常工作，為了能夠準(zhǔn)確測(cè)量生理參數(shù)，受試者需要在冷暴露中保持長(zhǎng)時(shí)間靜止，對(duì)參與者也提出了很高的要求，由于環(huán)境帶來的不利因素，僅預(yù)實(shí)驗(yàn)就調(diào)整了十幾次。

理論模型

在導(dǎo)師的指導(dǎo)和支持下，我將工作分理論研究與應(yīng)用研究?jī)蓚€(gè)階段展開。在理論研究層面，我將真人受試者實(shí)驗(yàn)與暖體假人實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，篩選確定出冷暴露時(shí)長(zhǎng)、環(huán)境溫度、風(fēng)速等關(guān)鍵影響因素，設(shè)計(jì)完成數(shù)十組工況的正交實(shí)驗(yàn)，揭示了極端低溫環(huán)境下，人的皮膚溫度、核心溫度、血流量等多項(xiàng)生理指標(biāo)隨冷暴露時(shí)長(zhǎng)的變化規(guī)律，量化了九個(gè)身體部位的熱舒適需求，并揭示了人體肢端部位的凍傷風(fēng)險(xiǎn)。

圓滿完成“相約北京”系列冬奧測(cè)試賽籌辦工作

親眼目睹國(guó)家跳臺(tái)滑雪中心“雪如意”建設(shè)過程

駐守場(chǎng)館期間迎來冬奧倒計(jì)時(shí)100天

在此基礎(chǔ)上，建立起適用于低溫環(huán)境的人體熱評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)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(huán)境參數(shù)（空氣溫度、風(fēng)速）與人體主觀熱評(píng)價(jià)（熱感覺、熱舒適、熱可接受度）之間的相關(guān)關(guān)系。它克服了真人受試者實(shí)驗(yàn)難以覆蓋所有可能出現(xiàn)的環(huán)境參數(shù)組合的局限性，可以利用有限的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)來對(duì)更廣范圍的環(huán)境參數(shù)組合下人體的主觀熱評(píng)價(jià)進(jìn)行預(yù)測(cè)。

該模型能夠根據(jù)各賽區(qū)當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境參數(shù)預(yù)測(cè)出觀眾在觀賽期間的熱舒適現(xiàn)狀，判斷是否有必要在觀賽區(qū)設(shè)置熱舒適改善措施，為冰雪運(yùn)動(dòng)場(chǎng)館觀眾熱舒適度評(píng)估和觀賽環(huán)境設(shè)計(jì)提供重要的理論支持。

正式入職冬奧組委規(guī)劃建設(shè)部

在北京科博會(huì)展示研究成果

-20℃環(huán)境中，體溫度提升10-15℃

在應(yīng)用研究層面，針對(duì)人體各部位的熱舒適改善需求，同時(shí)兼顧動(dòng)靜狀態(tài)下多場(chǎng)景觀賽需要，我們?cè)O(shè)計(jì)研發(fā)了多項(xiàng)個(gè)體局部加熱技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了全方位防護(hù)和輔助支持。在熱舒適保障措施的設(shè)計(jì)上，注重新功能、新技術(shù)的開發(fā)和新材料、新工藝的應(yīng)用。

功能設(shè)計(jì)中，“高效”“綠色”“智能”是聚焦的重點(diǎn)?？紤]人體自身的蓄熱和調(diào)節(jié)能力，采用交替間歇式局部加熱，輔以手機(jī)APP遠(yuǎn)端自主調(diào)節(jié)、末端檔位直控、壓力感控等功能，來滿足動(dòng)態(tài)化的個(gè)體取暖需求，使熱量得以“按需分配，物盡其用”，發(fā)揮了較大的節(jié)能效益。

材料應(yīng)用上，將氣凝膠保溫隔熱材料、柔性石墨烯發(fā)熱材料等新型材料有機(jī)結(jié)合，使被動(dòng)保溫和主動(dòng)加熱配合生效，減少人體向外界環(huán)境的熱量損失，同時(shí)兼具起效迅速、調(diào)節(jié)靈活、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。這些個(gè)體局部加熱技術(shù)的使用，可在-15℃的低溫環(huán)境下，使人體體感溫度提升10～15℃，熱舒適維持時(shí)間延長(zhǎng)至3小時(shí)以上，顯著改善觀眾在寒冷環(huán)境中的觀賽體驗(yàn)。

在上述工作的基礎(chǔ)上，我將研究成果整理發(fā)表于國(guó)際建筑環(huán)境領(lǐng)域頂級(jí)期刊，并多次參與國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)會(huì)議作口頭報(bào)告。同時(shí)，這些研究工作受邀在第二十三屆北京科技博覽會(huì)上參展，受到了來自社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。相關(guān)成果有望應(yīng)用于冰雪運(yùn)動(dòng)場(chǎng)館中，為觀眾和工作人員提供溫暖保障。

能夠?qū)⒆约旱恼n題研究與冬奧籌備相結(jié)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(diǎn)亮冬奧，希望也有我們的一束光。

責(zé)任編輯：陳思