Computermodellierung hilft beim Aufbau eines Stadions mit Sonnenenergie

Wenn am Donnerstag die 8. World Games in Taiwan eröffnet werden, wird das Event ein mutiges neues Stadion eröffnen, das nicht nur Kraft, Kühlung und Wasser bietet, sondern auch den Taifunen der tropischen Insel standhält und Erdbeben.

Stadtbeamte in Kaohsiung, der zweitgrößten Stadt Taiwans nach der Hauptstadt Taipei, beauftragten den berühmten japanischen Architekten Toyo Ito mit dem Entwurf des Stadions und stellten lediglich fest, dass er Solarenergie im Entwurf verwendet.

"Kaohsiung hat den meisten Sonnenschein in Taiwan, deshalb wollten wir Sonnenkollektoren benutzen", sagte Su Chih-hsun, stellvertretender Chefingenieur des Konstruktionsbüros in Kaohsiungs Büro für öffentliche Arbeiten. "Taiwan produziert auch viele Sonnenkollektoren, aber wir hatten keine Solarparks", sagte er und sagte "bis jetzt."

Das Ergebnis ist ein Stadion mit 55.000 Sitzplätzen, das zu den umweltfreundlichsten Gebäuden der Welt zählt Welt und ist so schön, dass es der "Sonnen-Elektroschocker" genannt wurde.

Informationstechnologie spielte eine wichtige Rolle bei der Planung und dem Bau der Anlage.

Zunächst einmal werden die im Dach verwendeten Solarmodule nicht einfach aufgesetzt oder integriert in die Struktur: Sie sind das Dach. Die Bauarbeiter mussten während des Baus neue Materialien herstellen und die Paneele so zusammenbauen, dass sie den Elementen standhalten und die Zuschauer schützen konnten.

"Wir haben neue Materialien für den Bau des Dachs, Solarzellen in Kombination mit Dachmaterial und Computermodellierung entwickelt Bestimmen Sie die möglichen Auswirkungen, die Erdbeben und Taifune auf sie haben könnten ", sagte Su.

Die Computermodellierung trug ebenfalls dazu bei, zu bestimmen, wie das Dach von Kaohsiungs tropischer Sonne beschattet werden konnte.

Das Ergebnis ist ein atemberaubendes Dachdesign mit 8.844 Exemplaren Sonnenkollektoren in allen. Die Paneele verleihen dem Dach ein schuppiges, metallisches Aussehen, das an Schlangenhaut erinnert. Die Anwohner haben bereits damit begonnen, ihr Spitznamen wie "Kristallschlange" oder "Drachenschwanz" zu geben. Ein Blick unter das Dach an der Wirbelsäule aus Betonpfeilern, die das Stadion umkreist, verleiht ihren beschreibenden Namen noch mehr Glaubwürdigkeit.

Su kichert an den Spitznamen und sagt, dass er das Dach nicht als Schlange, sondern als das Dach ansieht eine Person, die ihre Arme für eine große Umarmung öffnet, aufgrund der großen Öffnung an der Vorderseite des Stadions, die den Windfluss fördern soll.

Es ist kein Zufall, dass Wind und Wasser bei der Dachgestaltung eine Rolle spielten. Feng Shui (wörtlich: Wind und Wasser) ist ein traditionelles chinesisches System der Ästhetik, das Design und Platzierung von Objekten vorschreibt, um den positiven Fluss universeller Energie zu verbessern.

Taiwans Central Weather Bureau half bei der Bestimmung der Windrichtung im Sommer für die Stadiondesigner und Computer Die Simulation zeigte ihnen, wie die Struktur den natürlichen Kühleffekt des Windes maximieren konnte.

Zu ​​diesem Zweck treffen sich die Seiten und das Dach des Stadions nicht im Kreis, sondern spreizen sich wie beschrieben auf und schaffen einen natürlichen Windkanal zu kühle Leute in heißen Sommern ab. Die Erbauer fügten auch einen halbmondförmigen Brunnen am Eingang für die Winde hinzu, die auf ihrem Weg in das Stadion durchgehen.

"Die Brunnen im Vordergrund konditionieren die Luft natürlich", sagte Su.

Die Planer hielten Athleten in wenn sie das Windsystem erstellt haben. Da Wind die Leistung bei vielen Veranstaltungen, einschließlich Leichtathletik wie Sprint, beeinflussen kann, half die Computermodellierung Designern, eine maximale Windgeschwindigkeit auf dem Wettkampffeld von 2 Metern pro Sekunde sicherzustellen, um den internationalen Sportstandards zu entsprechen.

Ohne Computer, Modellieren für viele Aspekte des Stadions wäre immer noch möglich gewesen, aber es wäre viel zeitaufwendiger und viel weniger genau gewesen, sagte Su. Genauigkeit ist aus vielen Gründen wichtig, vor allem Sicherheit. Taifune peitschen Taiwan mit starkem Wind und Regen jedes Jahr, und Tausende von Erdbeben erschüttern die Insel. Die meisten Tumore sind so klein, dass sie nur von wissenschaftlichen Instrumenten aufgenommen werden, aber einige haben Gebäude gestürzt und Menschen getötet.

Alles in allem kostete das Dach rund 800 Millionen NT $ (24,3 Millionen US $), um zu bauen, sagte Su, mit 500 Millionen NT $ allein für Solarpanels. Aber mit der Zeit wird sich das Dach amortisieren.

Während der Veranstaltungen liefert das Dach 70 Prozent des Strombedarfs des Stadions, die restlichen 30 Prozent kommen vom staatlichen Energieunternehmen. Wenn nicht verwendet, fließt der größte Teil des Solardachs in die umliegenden Stadtteile.

Offizielle Schätzungen gehen davon aus, dass das Stadion im Schnitt 1,1 Millionen Kilowattstunden pro Jahr und zu den derzeitigen Stromkosten in Taiwan erzeugen wird Mit 3 NT $ pro Kilowattstunde spart die Struktur jährlich 3,3 Millionen NT $ für die Stadt.

Hier spielt die IT wieder eine Schlüsselrolle im neuen Stadion. Sensorchips auf dem Dach verfolgen die gesamte Stromaufnahme und -verteilung und senden die Informationen an die Server in der Kontrollstation, die einem kleinen Kraftwerk in der Anlage ähnlich ist.

Eine andere Art von Sensorchip verfolgt die Aufdachsolaranlage Farm durch Fehlersuche für kaputte oder beschädigte Panels. Es gibt 20 bis 30 Sensorchips pro Reihe von Solarmodulen und etwa 200 Reihen auf dem Dach.

Die Planer des Gebäudes hatten eine weitere Aufgabe für das Stadion, als ob Stromerzeugung, Schatten und Windvortrieb nicht genug wären

Das Dach sammelt auch Regenwasser für den Einsatz im Stadion. Es regnet häufig in Kaohsiung, wenn auch nur für einen Teil des Tages.

Ein System von Rohren befördert das Wasser zu den Lagertanks unter Tage, wo es sterilisiert und dann in den Ruheräumen, für den Gras- und Halbmondbrunnen und anderswo wiederverwendet wird.

Der letzte Schliff des Stadions bestand in der Verwendung recycelbarer Materialien. Ein Großteil des Stadions kann wiederverwendet oder recycelt werden, sagte Su, einschließlich des Stahls im Rahmen, Plastiksitze und mehr.

Die World Games, die dieses Jahr vom 16. bis zum 26. Juli stattfanden, sind eine internationale Veranstaltung für Sport, die nicht in der Olympische Spiele, einschließlich Rugby, Sumoringen, Squash, Klettern, Drachenbootrennen, Fallschirmspringen und Tauziehen.