Android

Számítógépes modellezés segít napelemes stadion létrehozásában

Káli Szabolcs: Az agykéreg működésének számítógépes modellezése (Atomcsill, 2014.11.27.)

Káli Szabolcs: Az agykéreg működésének számítógépes modellezése (Atomcsill, 2014.11.27.)
Anonim

Amikor a 8. Világjátékok csütörtökön megnyílik Tajvanon, az esemény megindítja egy merész, új stadionot, amely nem csak a hatalomra, a hidegre és a vízre tervezett, hanem a trópusi szigetek tájfunjainak és a földrengések.

Kaohsiung városának tisztviselői, Tajvan második legnagyobb városa Tajvanon a tajvói főváros után béreltek híres japán építész Toyo Ito-t, hogy megtervezzék a stadiont, és csak azt írják elő, hogy a napenergiát használja a tervezésben.

"Kaohsiung a legtöbb napsütést érzi Tajvanon, ezért használnunk a napelemeket" - mondta Su Chih-hsun, a Kaohsiung közhivatali iroda építési irodájának helyettes főmérnöke. "Tajvan is sok napelemtáblát gyárt, mégsem volt szolár gazdaságunk" - mondta, és azt mondta: "eddig".

Az eredmény egy 55 ezer üléses stadion, amely a leginkább környezetbarát épületek közé tartozik a világon és annyira szép, hogy az úgynevezett "napfényű stunner".

Az informatika fontos szerepet játszott a létesítmény tervezésében és építésében.

A kezdők számára a tetőn alkalmazott napelemek nem egyszerűen a tetején helyezkednek el vagy integrálódnak a szerkezetbe: ezek a tető. Az építõknek építés közben új anyagokat kellett létrehozniuk, és össze kellett illeszteniük a paneleket, hogy ellenállhassanak az elemeknek, miközben védik a nézőket.

"Új anyagokat hoztunk létre a tetõ, a napelemek tetõszerkezettel kombinálva. meghatározták, hogy milyen hatással lehetnek a földrengések és a tájfunok "- mondta Su.

A számítógépes modellezés segítette meghatározni, hogyan lehet a tetőt használni a nézők árnyékolására Kaohsiung trópusi napjával szemben.

Az eredmény egy lenyűgöző tetőszerkezet, amely 8 844 napelemek mindenben. A panelek a kígyó bőréhez hasonlítanak a tetőhöz. A helyi lakosok már elkezdték beceneveket adni, mint a "kristálykígyó" vagy a "sárkány farka". A tető alatt a gerincszerű oszlop a betonoszlopok körül, amelyek a stadion körül görbülnek, további meggyőződést adnak a leíró nevüknek.

Su nevetni a beceneveken, mondván, hogy a tetőt nem kígyóként, hanem egy személy, aki megnyitja a karjait egy nagy ölelés miatt, mivel a stadion előtti nagy nyílás a széláramlás elősegítésére irányult.

Nem véletlen, hogy a szél és a víz szerepet játszottak a tetőtervezésben. A feng shui (szó szerint a szél és a víz) egy hagyományos esztétikai rendszer, amely diktálja az objektumok tervezését és elhelyezését, hogy javítsa az egyetemes energia pozitív áramlását.

A tajvani Központi Időjárás-Iroda segített meghatározni a nyári szélirányt a stadion tervezőinek és a számítógépnek a szimuláció megmutatta nekik, hogy a szerkezet hogyan maximalizálhatja a szél természetes hűtési hatását.

Ebből a célból a stadion oldalai és tetője nem találkozik egy körben, hanem lefújja magát, ahogy Su leírta, és természetes szélcsatornát hoz létre hűvös embereket a forró nyarak alatt. Az építők szintén felvetettek egy félhold alakú szökőkutat a bejáratnál, hogy a szelek átmenjenek a stadionba.

"A szökőkutak elölről a levegő természetes állapotban vannak" - mondta Su.

A tervezők sportolókat tartottak amikor létrehozták a szélrendszert. Mivel a szél számos eseményen, többek között a futópályákon is hatással lehet a teljesítményre, a számítógépes modellezés segített a tervezőknek maximális szélsebességet biztosítani a 2 méteres másodperces versenyterületen ahhoz, hogy megfeleljenek a nemzetközi sportstandardoknak.

Számítógép nélkül, a stadion sok szempontból történő modellezése még mindig lehetséges volt, de sokkal időigényesebbé és sokkal kevésbé pontosabb lett volna, mondta Su. A pontosság számos okból fontos, főként a biztonság szempontjából. A tífonosok évente erős szél és esővel csalják Tajvant, és több ezer földrengés rázza a szigeten. A legtöbb temblors olyan kicsi, hogy csak tudományos eszközök veszik fel őket, de egyesek megdöntötték az épületeket és megölték az embereket.

Összességében a tető 800 millió NT (US $ 24,3 millió) körül épült, Su szerint, 500 millió dollárral a napelemek lapján. Az idő múlásával azonban a tető segít fizetni önmagának.

Az események alatt a tető 70 százalékát adja a stadion villamosenergia-igényeinek, a másik 30 százalék pedig az állami erőműből származik. Ha nem használják, a napsugárzás által előidézett energia nagy része a környező városrészek felé halad.

A tisztviselők becslése szerint a stadion évente átlagosan 1,1 millió kilowattóra és a jelenlegi áramköltséggel rendelkezik Tajvanon, NT $ 3 kilowattóra, a szerkezet évente 3,3 millió dollárt takarít meg a város számára.

Itt van, ahol az IT ismét fontos szerepet játszik az új stadionban. A tetőn lévő érzékelő chipek nyomon követik az összes villamosenergia-felvételt és -elosztást, elküldve az információkat a vezérlőállomás szervereire, ami hasonló a létesítményben található kis erőműhöz.

Egy másik érzékelő chip figyelemmel kíséri a tetőtéri napelem hibaelhárítással törött vagy sérült panelek esetén. A napelemek sorában 20-30 érzékelős zsetonnal és mintegy 200 sorral van a tetőn.

Az épület tervezőinek még egy feladata volt a stadionnak, mintha a villamosenergia-termelés, az árnyékolás és a szélcsatorna nem lenne elég.

A tető is összegyűjti az esővizet a stadionban való használatra. Kaohsiungban gyakran esik, ha csak a nap egy részében.

A csővezeték rendszere a vizet föld alatt tartja, ahol sterilizálják, majd újra felhasználják a pihenő helyiségekben, a fű és a félholdas szökőkút és másutt.

Az utolsó érintés a stadionban szemmel tartotta az újrahasznosítható anyagok használatát. A stadion nagy része újrafelhasználható vagy újrahasznosítható, mondta Su, beleértve az acél keretét, műanyag üléseket stb.

Az idén július 16-26-án megrendezett Világjátékok nemzetközi sportesemények Olimpiai játékok, köztük a rögbi, a szumó birkózás, a squash, a sziklamászás, a sárkányhajóversenyzés, az ejtőernyőzés és a hátizsák.