Computermodellering Helpt bij bouwen Sun-powered stadion

Wanneer de 8e Wereldspelen op donderdag in Taiwan worden geopend, onthult het evenement een gedurfd nieuw stadion dat niet alleen is ontworpen om te voorzien in stroom, koeling en water, maar ook om bestand te zijn tegen de tyfoons van het tropische eiland. en aardbevingen

Stadsbestuurders in Kaohsiung, de tweede grootste stad in Taiwan na de hoofdstad, Taipei, huurden de beroemde Japanse architect Toyo Ito in om het stadion te ontwerpen, waarbij alleen werd bepaald dat hij gebruik zou maken van zonne-energie in het ontwerp. "Kaohsiung krijgt de meeste zon in Taiwan, daarom wilden we zonnepanelen gebruiken", zegt Su Chih-hsun, plaatsvervangend hoofdingenieur van het bouwkantoor in het openbare bureau van Kaohsiung. "Taiwan produceert ook veel zonnepanelen, maar we hadden geen zonne-energiebedrijven", zei hij tot nu toe. "

Het resultaat is een stadion met 55.000 zitplaatsen dat behoort tot de meest milieuvriendelijke gebouwen in de wereld. wereld en is zo mooi dat het de 'sun-powered shooter' wordt genoemd.

Informatietechnologie speelde een belangrijke rol bij het ontwerpen en bouwen van de faciliteit.

Om te beginnen worden de zonnepanelen die in het dak worden gebruikt niet eenvoudig bovenop geplaatst of geïntegreerd in de structuur: zij zijn het dak. De bouwers moesten tijdens de constructie nieuwe materialen maken en de panelen zo samenvoegen dat ze de elementen konden weerstaan ​​terwijl ze toeschouwers beschermden.

"We hebben nieuwe materialen gemaakt om het dak te bouwen, zonnepanelen in combinatie met dakmateriaal en we hebben computermodellen gebruikt om bepalen de mogelijke impact aardbevingen en tyfoons zou hebben, "zei Su.

Computer modellering ook geholpen bepalen hoe het dak zou kunnen worden gebruikt om toeschouwers schaduw van de tropische zon Kaohsiung's.

Het resultaat is een prachtig dak ontwerp met 8,844 zonnepanelen in totaal. De panelen geven het dak een schilferige, metaalachtige look die lijkt op de slangenhuid. Buurtbewoners zijn al bijnamen gaan gebruiken zoals de 'kristalslang' of 'drakenstaart'. Een blik onder het dak naar de ruggengraatachtige kolom van betonnen pilaren die rond het stadion draaien, geeft hun beschrijvende namen extra geloof. Lacht gniffelig over de bijnaam en zegt dat hij het dak niet als een slang beschouwt, maar als een persoon die zijn armen opent voor een dikke knuffel, vanwege de grote opening aan de voorkant van het stadion die de doorstroming van de wind moet bevorderen.

Het is geen toeval dat wind en water een rol speelden in het dakontwerp. Feng shui (letterlijk, wind en water) is een traditioneel Chinees systeem van esthetiek dat ontwerp en plaatsing van objecten dicteert om de positieve stroom van universele energie te verbeteren. Taiwan's Central Weather Bureau hielp de zomer windrichting bepalen voor de stadionontwerpers en de computer simulatie liet zien hoe de structuur het natuurlijke koeleffect van de wind kon maximaliseren. Daartoe ontmoeten de zijkanten en het dak van het stadion elkaar niet in een cirkel, maar spreiden ze uit zoals Su beschreef, waardoor een natuurlijke windtunnel ontstaat voor coole mensen af ​​tijdens hete zomers. De bouwers voegden ook een halvemaanvormige fontein bij de ingang voor de winden toe om door te gaan op hun manier in het stadion.

De "fonteinen vooraan conditioneren de lucht natuurlijk," Su gezegd.

de planners hielden atleten in wanneer ze het windsysteem creëerden. Aangezien wind de prestaties in veel evenementen kan beïnvloeden, waaronder atletiek en veldsporten zoals sprinten, hebben ontwerpers van de computer een maximale windsnelheid op het wedstrijdveld van 2 meter per seconde kunnen waarborgen, om te voldoen aan internationale sportstandaarden.

Zonder computers, modellering voor veel aspecten van het stadion zou nog steeds mogelijk zijn geweest, maar het zou veel tijdrovender en veel minder nauwkeurig zijn geweest, zei Su. Nauwkeurigheid is belangrijk om tal van redenen, voornamelijk veiligheid. Tyfoons trekken Taiwan met zware wind en regen elk jaar, en duizenden aardbevingen schudden het eiland. De meeste temblors zijn zo klein dat ze alleen worden opgepikt door wetenschappelijke instrumenten, maar sommigen hebben gebouwen omvergeworpen en mensen gedood.

In totaal kostte het dak ongeveer NT $ 800 miljoen (US $ 24,3 miljoen) om te bouwen, zei Su, met NT $ 500 miljoen van het tabblad voor zonnepanelen alleen. Maar na verloop van tijd zal het dak zichzelf terugbetalen.

Tijdens evenementen levert het dak 70 procent van de elektriciteitsbehoeften van het stadion, terwijl de overige 30 procent afkomstig is van het staatsbedrijf. Wanneer het niet in gebruik is, gaat het grootste deel van de stroom die wordt opgewekt door het zonnedak naar de omliggende wijken in de stad. Ambtenaren schatten dat het stadion gemiddeld 1,1 miljoen kilowattuur per jaar zal produceren, en tegen de huidige kosten van elektriciteit in Taiwan., NT $ 3 per kilowattuur, de structuur bespaart NT $ 3,3 miljoen per jaar voor de stad.

Hier speelt IT opnieuw een sleutelrol in het nieuwe stadion. Sensorchips op het dak houden alle elektriciteitsinname en distributie bij en verzenden de informatie naar servers in het controlestation, vergelijkbaar met een kleine energiecentrale in de fabriek.

Een andere sensorchip houdt de zonne-energie op het dak bij boerderij door problemen op te lossen voor kapotte of beschadigde panelen. Er zijn 20 tot 30 sensorchips per rij zonnepanelen en ongeveer 200 rijen op het dak.

De planners van het gebouw hadden nog een taak voor het stadion, alsof elektriciteitsproductie, schaduw en windtunneling niet genoeg waren.

Het dak verzamelt ook regenwater voor gebruik in het stadion. Het regent vaak in Kaohsiung, al is het maar voor een deel van de dag.

Een systeem van leidingen transporteert het water naar de ondergrondse tanks, waar het wordt gesteriliseerd en vervolgens opnieuw wordt gebruikt in ontspanningsruimten, voor de gras- en halve maanfontein en elders.

De laatste hand aan het stadion was een oog voor het gebruik van recyclebare materialen. Een groot deel van het stadion kan worden hergebruikt of gerecycled, zei Su, inclusief het staal in het hele frame, plastic stoelen en meer.

De World Games, die van 16-26 juli dit jaar worden gehouden, is een internationaal evenement voor sporten die niet in de Olympische spelen, waaronder rugby, Sumoworstelen, squash, rotsklimmen, drakenbootracen, parachutespringen en touwtrekken.