图解冬奥科技|冰壶运动中的物理学你了解吗?场馆如何实现“同室不同温”?

原标题:图解冬奥科技|冰壶运动中的物理学你了解吗?场馆如何实现“同室不同温”?

冰壶运动因其趣味性被大家喜爱和关注。你可能会好奇,冰壶比赛中为何频繁出现擦地板行为?选手们又是如何做到让冰壶“指哪打哪”的?下面,让我们通过图解来了解“冰上国际象棋”背后蕴藏的物理知识。

本届冬奥会冰壶项目的比赛场地设在了从“水立方”变身为“冰立方”的国家游泳中心。受疫情影响,北京冬奥会把公开销售门票的方式调整为定向组织观众现场观赛。长时间现场观赛会不会让观众“冷到发抖”?如果开足了暖气,那冬季项目赛场的冰温还能有所保障吗?

一面是对冰雪温度控制极严的赛场,一面是在赛场边一坐就是数小时的观众,北京冬奥会采用了大量的科技手段。举例来说,从“水立方”变为“冰立方”的国家游泳中心就给出了“聪明”的解决方案——同室不同温。

所谓“同室不同温”,是指比赛场地在不同的区域有不同的温度,既符合冬奥竞赛项目对低温的要求,又能保证现场观众“温暖舒适”的观赛体验。

将在“冰立方”举办的冬奥冰壶比赛,需要比赛场地的冰温达到-7℃~-4℃,冰面以上1.5米的空气温度也要维持在10℃左右,只有这样才能保证冰壶运动员正常比赛。然而,现场观众席距离比赛冰面不足10米,在这种低温下长时间地观赛,光是想想都令人瑟瑟发抖。

幸而“冰立方”配备了智慧监控系统和先进分区空调这两大“法宝”,能够将观众席的温度保持在16℃~18℃,把观赛的“热度”保持恰到好处。

▲2021年4月,“相约北京”冰上项目测试活动冰壶比赛女子决赛和季军争夺赛在国家游泳中心“冰立方”进行(图片来源:新华社)

据了解,智慧控温系统包括了超过4000个传感器,仿佛一个“聪明大脑”一样,它可以随时监测并控制场馆内的温度、湿度乃至露点温度等方面的变化。

同时,“冰立方”观众席座椅下方的区域,增加了直径1米的蓝色风管,这些除湿送风系统就像是“聪明大脑”的帮手——当室内某处的参数发生改变时,它们就会依据控制系统的“指挥”,精准地调节该区域的温度、湿度,从而实现精准区域控温。

除了在室内实现精准的区域控温,面对环境更复杂、条件更苛刻的室外竞赛场地,北京冬奥会还通过自主创新,在充分考虑了观赛环境的安全性、观赛人员的舒适性以及热环境保障设备的绿色节能性后,研发出了一系列智能、高效又便捷的保温设计,能够显著提升人在极端低温环境下的热舒适感。

以观众席上的智能加热座板为例:这种加热座板能够在比赛期间感应座位上是否有人,当有人就坐时,座椅会自动进行加热,并在短时间内将表面温度提升至40℃以上,显著改善部分现场观众的腿冷问题。

▲2021年5月,在北京科技周活动主场进行展示的石墨烯发热羽绒马甲和石墨烯发热围巾(图片来源:新华社)

此外,北京冬奥会为参与赛事的后勤工作人员研发了石墨烯防寒加热服。这款新材料服装能内层发热、外层保温,其内外层温差可以控制在25℃左右。使用者还能通过手机对其进行控制,既可按需设定总体加热温度,又能对胸部、腹部等多点位按需进行局部的单独加热,为冬奥送来了“有智慧的温暖”。

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