Η Υπολογιστική Υπολογιστική Βοηθά στην Κατασκευή Σταθμού με Ηλιακή Ενέργεια

Όταν ανοίξουν οι 8ο Παγκόσμιοι Αγώνες στην Ταϊβάν την Πέμπτη, η εκδήλωση θα εγκαινιάσει ένα τολμηρό νέο στάδιο σχεδιασμένο όχι μόνο για να τροφοδοτήσει, να δροσιστεί και να καθαρίσει το νερό αλλά και για να αντέξει τους τυφώνες της τροπικής νήσου και οι σεισμοί

Οι αξιωματούχοι της πόλης στο Kaohsiung, η δεύτερη μεγαλύτερη πόλη της Ταϊβάν μετά την πρωτεύουσα της Ταϊπέι, προσέλαβαν τον φημισμένο ιαπωνικό αρχιτέκτονα Toyo Ito να σχεδιάσει το στάδιο, ορίζοντας μόνο ότι χρησιμοποιεί την ηλιακή ενέργεια στο σχεδιασμό. "Το Kaohsiung παίρνει την πιο ηλιοφάνεια στην Ταϊβάν, γι 'αυτό θέλαμε να χρησιμοποιήσουμε ηλιακούς συλλέκτες", δήλωσε ο Su Chih-hsun, αναπληρωτής επικεφαλής μηχανικός του γραφείου κατασκευών στο γραφείο δημόσιων έργων του Kaohsiung. "Η Ταϊβάν παράγει επίσης πολλούς ηλιακούς συλλέκτες, αλλά δεν είχαμε ηλιακές εκμεταλλεύσεις", δήλωσε, λέγοντας "μέχρι τώρα."

Το αποτέλεσμα είναι ένα 55.000 κάθισμα που κατατάσσεται στα πιο φιλικά προς το περιβάλλον κτίρια κόσμος και είναι τόσο όμορφο που ονομάζεται «ηλιακός αναισθητοποιητής».

Η τεχνολογία πληροφοριών διαδραμάτισε σημαντικό ρόλο στο σχεδιασμό και την κατασκευή της εγκατάστασης.

Για αρχάριους, τα ηλιακά πάνελ που χρησιμοποιούνται στην οροφή δεν είναι απλά τοποθετημένα επάνω ή ενσωματωμένα στη δομή: είναι η οροφή. Οι κατασκευαστές έπρεπε να δημιουργήσουν νέα υλικά κατά τη διάρκεια της κατασκευής και να χωρέσουν τα πάνελ μαζί έτσι ώστε να μπορούν να αντέξουν τα στοιχεία προστατεύοντας τους θεατές.

«Δημιουργήσαμε νέα υλικά για την κατασκευή της στέγης, των ηλιακών συλλεκτών σε συνδυασμό με το υλικό της στέγης. καθορισμός των πιθανών επιπτώσεων από σεισμούς και τυφώνες σε αυτό », δήλωσε ο Σου.

Η μοντελοποίηση υπολογιστών βοήθησε επίσης να καθοριστεί πώς θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί η οροφή για να σκιάσει τους θεατές από τον τροπικό ήλιο του Kaohsiung. ηλιακά πάνελ σε όλα. Τα πάνελ δίνουν στην οροφή ένα ασήμι, μεταλλικό εμφάνιση παρόμοιο με το δέρμα των φιδιών. Οι κάτοικοι έχουν ήδη αρχίσει να τους δίνουν ψευδώνυμα όπως το «κρυστάλλινο φίδι» ή «ουρά του δράκου». Μια ματιά κάτω από τη στέγη στη σπονδυλική στήλη στύλων από σκυρόδεμα που στρογγυλεύουν γύρω από το γήπεδο προσδίδει περαιτέρω πίστη στα περιγραφικά ονόματά τους.

Ο Su γοητεύει στα ψευδώνυμα, λέγοντας ότι του αρέσει να σκέφτεται την οροφή όχι ως φίδι αλλά ως ένα άτομο που ανοίγει τα χέρια του για μια μεγάλη αγκαλιά, λόγω του μεγάλου ανοίγματος στο μπροστινό μέρος του σταδίου που προορίζεται για την προώθηση της ροής του ανέμου.

Δεν είναι τυχαίο ότι ο άνεμος και το νερό έπαιξαν ρόλο στο σχεδιασμό της οροφής. Το φενγκ σούι (κυριολεκτικά, άνεμος και νερό) είναι ένα παραδοσιακό κινεζικό σύστημα αισθητικής που υπαγορεύει το σχεδιασμό και την τοποθέτηση αντικειμένων για τη βελτίωση της θετικής ροής της καθολικής ενέργειας.

Το Κεντρικό Γραφείο Καιρού της Ταϊβάν βοήθησε στον προσδιορισμό της καλοκαιρινής άνεσης για τους σχεδιαστές του σταδίου και τον υπολογιστή η προσομοίωση τους έδειξε πως η δομή θα μπορούσε να μεγιστοποιήσει τη φυσική ψύξη του αέρα.

Για το σκοπό αυτό, οι πλευρές και η οροφή του γηπέδου δεν συναντώνται σε ένα κύκλο αλλά αντ 'αυτού εκτοξεύονται όπως περιγράφει ο Su, δημιουργώντας μια φυσική σήραγγα δροσερά άτομα μακριά κατά τη διάρκεια καυτά καλοκαίρια. Οι οικοδόμοι πρόσθεσαν επίσης ένα σιντριβάνι σε σχήμα ημισελήνου στην είσοδο για να περάσουν οι άνεμοι στο δρόμο προς το στάδιο.

«Οι σιντριβάνιες έξω από το μέτωπο συνθέτουν τον αέρα φυσικά», δήλωσε ο Σου.

Οι σχεδιαστές κρατούσαν τους αθλητές όταν δημιουργούσαν το αιολικό σύστημα. Δεδομένου ότι ο άνεμος μπορεί να επηρεάσει την απόδοση σε πολλές εκδηλώσεις, συμπεριλαμβανομένων των σπορ στίβου και σπορ όπως το σπριντ, η μοντελοποίηση υπολογιστών βοήθησε τους σχεδιαστές να εξασφαλίσουν μέγιστη ταχύτητα ανέμου στο πεδίο ανταγωνισμού 2 μέτρα ανά δευτερόλεπτο για να συμμορφωθούν με τα διεθνή αθλητικά πρότυπα. η μοντελοποίηση για πολλές πτυχές του σταδίου θα ήταν ακόμα δυνατή, αλλά θα ήταν πολύ πιο χρονοβόρα και πολύ λιγότερο ακριβή, είπε ο Σου. Η ακρίβεια είναι σημαντική για πολλούς λόγους, κυρίως για την ασφάλεια. Οι τυφώνας ρυπαίνουν την Ταϊβάν με βαρύ αέρα και βροχή κάθε χρόνο και χιλιάδες σεισμοί κουνάζουν το νησί. Οι περισσότεροι από τους τύμβους είναι τόσο μικροί που συλλαμβάνονται μόνο από επιστημονικά όργανα, αλλά μερικοί έχουν ανατρέψει τα κτίρια και σκότωσαν ανθρώπους.

Συνολικά, η στέγη κοστίζει γύρω στα 800 εκατομμύρια δολάρια ΗΠΑ (US $ 24,3 εκατομμύρια) για την κατασκευή, ανέφερε ο Σου, με τα $ 500 εκατομμύρια της καρτέλας για ηλιακούς συλλέκτες και μόνο. Αλλά με την πάροδο του χρόνου, η στέγη θα βοηθήσει να πληρώσει για τον εαυτό της.

Κατά τη διάρκεια των εκδηλώσεων, η στέγη προμηθεύει το 70% των ηλεκτρικών αναγκών του σταδίου, ενώ το άλλο 30% προέρχεται από την κρατική εταιρεία ηλεκτρισμού. Όταν δεν χρησιμοποιείται, το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας που παράγεται από την ηλιακή οροφή πηγαίνει στις γύρω γειτονιές της πόλης.

Οι υπάλληλοι εκτιμούν ότι το στάδιο θα παράγει κατά μέσο όρο 1,1 εκατομμύρια κιλοβατώρες ετησίως, καθώς και το τρέχον κόστος ηλεκτρικής ενέργειας στην Ταϊβάν, NT $ 3 ανά κιλοβατώρα, η δομή θα εξοικονομήσει 3 εκατομμύρια δολάρια ΗΠΑ ετησίως για την πόλη.

Εδώ είναι όπου το IT διαδραματίζει και πάλι βασικό ρόλο στο νέο στάδιο. Τα τσιπ αισθητήρων στην οροφή παρακολουθούν όλη την πρόσληψη και διανομή ηλεκτρικού ρεύματος, αποστέλλοντας τις πληροφορίες σε διακομιστές στον σταθμό ελέγχου, ο οποίος είναι παρόμοιος με έναν μικρό σταθμό ηλεκτροπαραγωγής στο εσωτερικό της εγκατάστασης.

Ένα άλλο είδος τσιπ αισθητήρων παρακολουθεί το φωτοβολταϊκό από την αντιμετώπιση προβλημάτων για σπασμένα ή κατεστραμμένα πάνελ. Υπάρχουν 20 έως 30 τσιπ αισθητήρων ανά σειρά ηλιακών συλλεκτών και περίπου 200 σειρές στην οροφή.

Οι σχεδιαστές του κτιρίου είχαν ένα ακόμα καθήκον για το γήπεδο, σαν να μην ήταν αρκετή η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, η σκίαση και η αιολική σήραγγα.

Η οροφή συλλέγει επίσης νερό βροχής για χρήση στο εσωτερικό του γηπέδου. Βρέχει συχνά στο Kaohsiung, αν και μόνο για ένα μέρος της ημέρας.

Ένα σύστημα σωλήνων μεταφέρει το νερό στη δεξαμενή που κρατάει υπόγεια όπου αποστειρώνεται και στη συνέχεια επαναχρησιμοποιείται σε χώρους ανάπαυσης, για τη βρύση και το μισό φεγγάρι και αλλού

Το τελευταίο άγγιγμα στο γήπεδο ήταν ένα μάτι για τη χρήση ανακυκλώσιμων υλικών. Μεγάλο μέρος του σταδίου μπορεί να επαναχρησιμοποιηθεί ή να ανακυκλωθεί, ανέφερε ο Σου, συμπεριλαμβανομένου του χάλυβα σε όλο το πλαίσιο, πλαστικών καθισμάτων και πολλά άλλα.

Οι Παγκόσμιοι Αγώνες, που πραγματοποιήθηκαν 16-26 Ιουλίου φέτος, είναι μια διεθνής εκδήλωση για σπορ που δεν παίζεται Ολυμπιακοί Αγώνες, συμπεριλαμβανομένου του Ράγκμπι, Sumo πάλης, σκουός, αναρρίχηση σε βράχους, αγωνιστικά σκάφη Dragon, αλεξίπτωτο και ρυμουλκό.