科技日報記者 華凌
初春的北京氣溫尚低，北京2022年冬奧會開閉幕式場館國家體育場（鳥巢）作為半開放的場館，開幕式當(dāng)天最低氣溫零下6℃，閉幕式氣溫零下2℃。而冬奧會的開閉幕式都在夜間舉行，那么，在這種半開放的體育場館，如何保障觀禮區(qū)的溫暖舒適？
2020年1月，鳥巢體育場部分觀禮區(qū)精準(zhǔn)加熱保障項目啟動。冬奧組委及國家體育場相關(guān)專家經(jīng)過一年多的深入調(diào)研及比較，親身體驗多種加熱方案后，從“安全、高效節(jié)能、舒適”三個綜合維度考量，最終選定石墨烯柔性熱管理技術(shù)方案。這讓作為世界上最薄、最堅硬、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能最好的“新材料之王”——石墨烯材料，首次在世界上應(yīng)用在奧運場館，實現(xiàn)觀禮部分區(qū)域的溫控管理，包括地毯、桌椅等，形成智能加熱管理系統(tǒng)。
據(jù)介紹，在電熱領(lǐng)域，新型石墨烯材料表現(xiàn)卓越：石墨烯的電熱轉(zhuǎn)換效率達(dá)90%以上，當(dāng)這種的新型材料通電后，能夠?qū)㈦娔芨咝мD(zhuǎn)化為熱能，熱能又通過遠(yuǎn)紅外線以平面方式均勻地輻射出來，可以被人體很好接受，頓感陽光般的溫暖。
“我們自主研發(fā)全球領(lǐng)先工藝的石墨烯紡織物柔性發(fā)熱材料艾弗AIHF，即一種紡織物形態(tài)、具有卓越發(fā)熱效能、高效能量轉(zhuǎn)化的新型科技材料。其最大亮點是徹底擺脫對基材的依賴，用石墨烯和碳納米管分散液做成一塊能夠發(fā)熱的‘布’。這一創(chuàng)新性的技術(shù)不僅讓新型材料擁有出色熱傳導(dǎo)性能，還兼具普通布料的耐水洗、柔軟、輕薄舒適和耐用等優(yōu)勢，也就是說，可以將它反復(fù)水洗、揉搓和剪裁，性能絲毫不會有所衰減。”2月20日，中國航發(fā)石墨烯材料冬奧專項項目負(fù)責(zé)人、Aika愛家科技董事長陳利軍在接受科技日報記者采訪時介紹說。
在實際應(yīng)用中，科研人員在鳥巢體育場部分觀禮區(qū)的桌子、椅子或沙發(fā)的內(nèi)部，嵌入這種石墨烯柔性發(fā)熱織物材料，并且通過控制系統(tǒng)啟動和調(diào)節(jié)輕觸控制按鍵，一檔、兩檔、三檔，分別可以進(jìn)行47℃、37℃、30℃高中低三個溫度的控制；在觀禮部分區(qū)域的地毯里也置入這套石墨烯智能溫度控制系統(tǒng)，發(fā)熱溫度均衡在40℃，若鳥巢在溫度零下5℃環(huán)境下，地毯表面溫度可保持在20℃。
作為全球先進(jìn)的體育賽事場館，國家體育場（鳥巢）配備了很多先進(jìn)的設(shè)施，為了確保場館電力的安全穩(wěn)定運行，需要對所有用電設(shè)施進(jìn)行科學(xué)合理的配電管理，盡可能將總體功耗維持在可控范圍內(nèi)。那么，這種石墨烯智能溫度控制系統(tǒng)是否高效節(jié)能？
陳利軍答道，“相關(guān)產(chǎn)品性能完全契合這一特殊需求。艾弗AIHF極高的電熱轉(zhuǎn)換效率使其僅在24V低壓啟動的條件下，就能迅速實現(xiàn)升溫和熱傳導(dǎo)，既不會給電力系統(tǒng)帶來額外負(fù)擔(dān)，又能高效完成熱保障任務(wù)。這一突出優(yōu)勢完全符合鳥巢觀禮部分區(qū)域精準(zhǔn)加熱改造項目的特殊需求。據(jù)測算，使用這種新型材料改造后的部分鳥巢觀禮區(qū)的電力總需求僅占鳥巢整體電力負(fù)荷的0.098%，不到百分之一。”
在鳥巢觀禮，場館除了需要舒適度之外，還必須要確保百分百的安全可靠。“這種新型材料低壓啟動的技術(shù)特點讓其十分契合安全性的要求，此次鳥巢改造項目僅需使用24V的低壓直流電，就可以高效驅(qū)動艾弗AIHF材料，為部分觀禮區(qū)域提供安全可靠的熱力保障。”陳利軍介紹說。
（圖片由受訪方提供）
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