Компьютерное моделирование помогает построить солнечный стадион

Когда в четверг на Тайване откроются восьмые мировые игры, мероприятие откроет новый смелый стадион, созданный не только для власти, прохлады и воды, но и для противостояния тайфунам тропических островов и землетрясения.

Городские чиновники в Гаосюне, втором по величине городе на Тайване после столицы Тайбэя, наняли знаменитого японского архитектора Тойо Ито для проектирования стадиона, оговаривая лишь, что он использует солнечную энергию в дизайне.

«Гаосюн получает наибольшее солнечное сияние на Тайване, поэтому мы хотели использовать солнечные панели», - сказал Су Чжи-цун, заместитель главного инженера строительного офиса в общественном бюро Гаосюна. «Тайвань также производит много солнечных батарей, но у нас не было солнечных ферм», - сказал он, сказав «до сих пор».

Результатом стал стадион на 55 000 мест, который входит в число самых экологически чистых зданий в мир и настолько прекрасен, что его называют «солнечным прибором».

Информационные технологии сыграли важную роль в проектировании и строительстве объекта.

Во-первых, солнечные панели, используемые на крыше, не просто размещаются поверх или интегрированы в структуру: это крыша. Строителям приходилось создавать новые материалы во время строительства и приспосабливать панели вместе, чтобы они могли выдерживать элементы, защищая зрителей.

«Мы создали новые материалы для строительства крыши, солнечных батарей в сочетании с материалом крыши, и мы использовали компьютерное моделирование для определить возможное воздействие землетрясений и тайфунов », - сказал Су.

Компьютерное моделирование также помогло определить, как крыша может использоваться для затенения зрителей из тропического солнца Гаосюна.

В результате получается потрясающий дизайн крыши с 8 844 солнечных панелей. Панели придают крыше чешуйчатый металлический вид, похожий на кожу змеи. Местные жители уже начали давать ему прозвища, такие как «кристальная змея» или «хвост дракона». Взгляд под крышей в столбце бетонных столбов бетонных столбов, которые изогнуты вокруг стадиона, придает еще большее доверие их описательным именам.

Су хихикает по прозвищам, говоря, что ему нравится думать о крыше не как о змее, а как о человек, открывающий руки для большого объятия, из-за большого открытия в передней части стадиона, предназначенного для содействия ветру.

Не случайно ветер и вода играли роль в дизайне крыши. Фэн-шуй (буквально, ветер и вода) - это традиционная китайская система эстетики, которая диктует проектирование и размещение объектов для улучшения положительного потока универсальной энергии.

Центральное бюро погоды в Тайване помогло определить летнее направление ветра для дизайнеров стадиона и компьютера симуляция показала им, как структура может максимизировать естественный охлаждающий эффект ветра.

С этой целью стороны и крыша стадиона не встречаются по кругу, а вместо этого разворачиваются, как описано Су, создавая естественную аэродинамическую трубу для прохладные люди в жаркое лето. Строители также добавили фонтан в форме полумесяца у входа для прохождения ветров на своем пути на стадион.

«Фонтаны вне фронта воздуха, естественно,» сказал Су.

Планировщики держали спортсменов в когда они создали систему ветра. Поскольку ветер может влиять на производительность во многих мероприятиях, включая спортивные состязания по легкой атлетике, такие как спринтинг, компьютерное моделирование, помогли дизайнерам обеспечить максимальную скорость ветра на поле соревнований 2 метра в секунду, чтобы соответствовать международным стандартам спорта.

Без компьютеров, Моделирование для многих аспектов стадиона все равно было бы возможно, но это было бы намного более трудоемким и гораздо менее точным, сказал Су. Точность важна по целому ряду причин, в первую очередь безопасности. Тайфуны вымывают Тайвань с сильным ветром и дождем каждый год, и тысячи землетрясений потряс остров. Большинство из них настолько малы, что их подбирают только научные инструменты, но некоторые из них разрушают здания и убивают людей.

В целом, крыша стоила около 800 миллионов долларов США (24,3 миллиона долларов США) для строительства, сказал Су, имея NT 500 миллионов долларов за вклад только для солнечных панелей. Но со временем крыша поможет заплатить за себя.

Во время событий крыша снабжает 70 процентов потребностей электростанции в стадионе, остальные 30 процентов - от государственной энергетической компании. Когда он не используется, большая часть энергии, создаваемой солнечной крышей, поступает в близлежащие районы города.

По оценкам чиновников, стадион будет генерировать в среднем 1,1 миллиона киловатт-часов в год и при текущей стоимости электроэнергии на Тайване, NT $ 3 за киловатт-час, структура позволит сэкономить NT $ 3,3 миллиона в год для города.

Здесь ИТ снова играет ключевую роль на новом стадионе. Чипы датчиков на крыше отслеживают все потребление и распределение электроэнергии, отправляя информацию серверам на станции управления, которая похожа на небольшую электростанцию ​​внутри объекта.

Еще один вид сенсорной микросхемы отслеживает солнечную энергию на крыше фермы путем устранения неполадок для сломанных или поврежденных панелей. Есть 20-30 сенсорных чипов на ряд солнечных панелей и около 200 рядов на крыше.

У планировщиков здания была еще одна задача для стадиона, как будто выработка электроэнергии, тень и туннелирование ветра были недостаточными.

Крыша также собирает дождевую воду для использования внутри стадиона. Дожди часто проходят в Гаосюне, хотя бы на часть дня.

Система труб передает воду в хранилища под землей, где она стерилизуется, а затем повторно используется в комнатах отдыха, для травы и лунного фонтана и в других местах.

Последним прикосновением к стадиону стал взгляд на использование материалов, подлежащих вторичной переработке. [

] Всемирные игры, состоявшиеся 16-26 июля этого года, являются международным мероприятием по спорту, который не играл в Олимпийские игры, в том числе регби, борьба сумо, сквош, скалолазание, лодочные гонки на лодках, парашютный спорт и перетягивание каната.