Computermodeller hjælper med at bygge soldrevne stadioner

Når 8. World Games åbner i Taiwan i torsdag, vil arrangementet indvie et dristigt nyt stadion, der ikke kun er beregnet til strøm, afkøling og vand selv, men også for at modstå den tropiske øs tyfoner og jordskælv.

Byens embedsmænd i Kaohsiung, den næststørste by i Taiwan efter hovedstaden, Taipei, hyrede den berømte japanske arkitekt Toyo Ito for at designe stadion, idet han kun fastsætter, at han benytter solenergi i designet. "Kaohsiung får mest solstråle i Taiwan, derfor ønskede vi at bruge solpaneler," sagde Su Chih-hsun, vicegeneralingeniør på byggekontoret i Kaohsiungs offentlige arbejderbureau. "Taiwan producerer også mange solpaneler, men vi har ikke nogen sol gårde," sagde han og sagde "indtil nu."

Resultatet er et 55.000 sæde stadion, der er blandt de mest miljøvenlige bygninger i verden og er så smuk, det er blevet kaldt den "solbrændte blænding".

Informationsteknologi spillede en vigtig rolle i design og opbygning af anlægget.

Til at begynde med er de solpaneler, der anvendes i taget, ikke blot placeret ovenpå eller integreret i strukturen: de er taget. Bygherrerne skulle skabe nye materialer under konstruktionen og passe panelerne sammen, så de kunne modstå elementerne, samtidig med at de beskyttede tilskuerne.

"Vi skabte nye materialer til at opbygge taget, solpaneler kombineret med tagmateriale, og vi brugte computermodellering til bestemme den mulige påvirkning jordskælv og tyfoner ville have på det, "sagde Su.

Computer modellering hjalp også med at bestemme, hvordan taget kunne bruges til at skygge tilskuere fra Kaohsiungs tropiske sol.

Resultatet er et fantastisk tagdesign med 8,844 solpaneler i alt. Panelerne giver taget et skællet, metallisk udseende svarende til slangeskind. Lokale beboere har allerede begyndt at give det kælenavne som "krystal slange" eller "dragehale". Et kig under taget ved den rygsøjlelignende søjle af betonsøjler, der kurver rundt om stadion, giver yderligere belønning til deres beskrivende navne.

Su chuckles ved kælenavnene og siger, at han kan lide at tænke på taget ikke som en slange, men som En person, der åbner armene for en stor klem, skyldes den store åbning på forsiden af ​​stadion med det formål at fremme vindstrømmen.

Det var ikke tilfældigt, at vind og vand spillede en rolle i tagdesignet. Feng shui (bogstaveligt talt vind og vand) er et traditionelt kinesisk æstetiksystem, der dikterer design og placering af genstande for at forbedre det positive flow af universel energi.

Taiwans centrale vejrbureau hjalp med at bestemme sommertidens retning for stadiondesignerne og computeren simulering viste dem, hvordan strukturen kunne maksimere vindens naturlige afkølingseffekt.

Til dette formål møder stadionens sider og tag ikke sig i en cirkel, men spredes i stedet som beskrevet i Su, hvilket skaber en naturlig vindtunnel til Cool folk ud i de varme somre. Bygherrerne tilføjede også en halvmåneformet springvand ved indgangen til vindene til at passere igennem på vej ind i stadion.

"Fontænerne ud fortilstanden luften naturligt," sagde Su.

Planlæggerne holdt atleter i tankerne, da de skabte vindsystemet. Da vind kan påvirke ydeevnen i mange arrangementer, herunder sports- og sportssport som sprint, har computermodeller hjulpet designerne med at sikre en maksimal vindhastighed på konkurrenceområdet på 2 meter pr. Sekund, for at være i overensstemmelse med internationale sportsstandarder.

Uden computere, modellering for mange aspekter af stadion ville stadig have været muligt, men det ville have været langt mere tidskrævende og langt mindre præcist, sagde Su. Nøjagtighed er vigtig af mange årsager, især sikkerhed. Tyfoner sner Taiwan med tung vind og regn hvert år, og tusindvis af jordskælv ryster øen. De fleste af temblors er så små, at de kun hentes af videnskabelige instrumenter, men nogle har væltet bygninger og dræbt mennesker.

Alt i alt kostede taget omkring NT $ 800 millioner (US $ 24,3 millioner) at bygge, Su sagde, med NT $ 500 millioner af fanen til solpaneler alene. Men over tid vil taket være med til at betale for sig selv.

Under begivenheder leverer taget 70 procent af stadionets elbehov, og de øvrige 30 procent kommer fra statens kraftvirksomhed. Når de ikke er i brug, går det meste af solenergi, der genereres af soltaget, til de omkringliggende kvarterer i byen.

Tjenestemænd anslår, at stadion vil generere gennemsnitligt 1,1 millioner kilowatt-timer om året og til de nuværende elpriser i Taiwan, NT $ 3 pr. Kilowatt-time, vil strukturen spare NT 3.3 millioner dollars om året for byen.

Her spiller IT igen en nøglerolle i det nye stadion. Sensorchips på taget holder styr på al strømindtag og distribution, og sender oplysningerne til servere i kontrolstationen, hvilket svarer til et lille kraftværk inde i anlægget.

En anden slags sensorchip holder styr på soltaget på taget gård ved fejlfinding for ødelagte eller beskadigede paneler. Der er 20 til 30 sensorchips pr. Række solpaneler og omkring 200 rækker på taget.

Bygningens planlæggere havde endnu en opgave for stadion, som om elproduktion, skygge og vindtunneling ikke var nok.

Taget samler også regnvand til brug på stadion. Det regner ofte i Kaohsiung, hvis det kun er en del af dagen.

Et rørsystem forsyner vandet med at holde tanke under jorden, hvor det er steriliseret og derefter genanvendt i hvileværelser, til græs- og halvmånefontenen og andre steder.

Det sidste touch på stadion var et øje med at bruge genanvendelige materialer. Meget af stadion kan genanvendes eller genanvendes, sagde Su, herunder stålet i hele rammen, plastikpladser og mere.

World Games, der afholdes 16.-26. Juli i år, er en international begivenhed for sport, der ikke spilles i Olympiske lege, herunder rugby, sumo wrestling, squash, rock klatring, dragebåd racing, faldskærmsudspring og træk-krig.