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计算机建模有助于建设太阳能体育场

Anonim

当第八届世界运动会在周四在台湾开幕时,这项赛事将启用一个大胆的新体育场,其不仅设计为动力,凉爽和水本身,而且还能抵御热带岛屿的台风和地震。

首都台北的台湾第二大城市高雄市的城市官员聘请着名的日本建筑师伊东丰雄设计体育馆,只规定他在设计中利用太阳能。

高雄市公共工程局建筑办公室副总工程师苏志勋说:“高雄在台湾获得最多的阳光,这就是为什么我们要使用太阳能电池板。” “台湾还生产很多太阳能电池板,但我们没有太阳能电厂,”他说,直到现在。“

结果是55000个座位的体育场成为世界上最环保的建筑之一。世界,太美了,被称为'太阳动力的眩晕者'。“

信息技术在设计和建造设施方面发挥了重要作用。

对于初学者来说,屋顶使用的太阳能电池板不是简单地放置在顶部或集成到结构中:它们是屋顶。施工人员必须在施工过程中制作新材料,并将面板安装在一起,以便在保护观众的同时能够承受住这些元素。“我们创造了新材料来打造屋顶,与屋顶材料结合的太阳能电池板,并且我们使用计算机建模确定地震和台风可能会对它造成的影响“,Su说,”计算机建模也有助于确定屋顶如何遮挡来自高雄热带太阳的观众“

结果是一个惊人的屋顶设计拥有8,844所有的太阳能电池板。面板给屋顶一个类似于蛇皮的鳞状,金属外观。当地居民已经开始给它起绰号,如“水晶蛇”或“龙尾巴”。屋顶下方的混凝土支柱上的混凝土支柱在屋顶上弯曲,这为他们的描述性名字提供了进一步的证据。苏嘲笑着这个绰号,他说他喜欢把屋顶想象成一条蛇,一个人张开双臂抱着一个大大的拥抱,因为体育场前面的大开口意味着促进风的流动。

风和水在屋顶设计中起了一定作用,这并非偶然。风水(字面意思是风和水)是中国传统的美学体系,它决定物体的设计和布置,以改善通用能量的正向流动。

台湾中央气象局帮助确定赛场设计师和计算机的夏季风向模拟显示他们如何能够最大限度地发挥风的自然冷却效果

为此,体育场的侧面和屋顶不会相遇成一圈,而是按照苏的描述展开,形成一条自然风洞在夏季炎热的时候让人们冷静下来。 “建设者还在入口处增加了一个新月形的喷泉,以便在风向通过时进入体育场。”

“喷泉前面的空气自然就是空气,”Su说道。当他们创建风力系统时,请介意。由于风能在包括田径等田径项目在内的许多赛事中发挥作用,计算机建模可帮助设计师在每秒2米的比赛场地确保最大风速,以符合国际体育标准。

如果没有计算机, Su说,对于体育场的许多方面进行建模仍然是可能的,但这将会耗费更多的时间,并且准确度会降低。准确性对于许多原因是重要的,主要是安全性。台风每年都会刮大风雨,数千次地震震动台湾。大多数建筑物都很小,只能用科学仪器拾取,但有些建筑物已经倒塌,造成人员死亡。

Su说,总共需要花费8亿新台币(2430万美元)的建筑成本,而单单是太阳能电池板就需要5亿新台币。但随着时间的推移,屋顶将有助于支付自己的费用。

在活动期间,屋顶提供体育场电力需求的70%,另外30%来自州电力公司。当不使用时,太阳能屋顶产生的大部分电力都会流向城市周围的社区。官方估计,该体育场每年将产生平均110万千瓦时的电力,而目前台湾的电力成本,每千瓦时3元,这个架构每年将节省新台币330万元。

这里是IT在新体育馆中再次发挥关键作用的地方。屋顶上的传感器芯片跟踪所有的电力入口和分配情况,将信息发送到控制站的服务器,这与设施内的一个小型发电站类似。

另一种传感器芯片跟踪屋顶太阳能通过对破损或损坏的面板进行故障排除。每排太阳能电池板有20到30个传感器芯片,屋顶上有大约200排传感器。

建筑的规划人员对于体育场还有一项任务,就好像发电,阴影和风洞掘进是不够的。

屋顶还收集体育场内使用的雨水。如果只在一天中有一部分时间经常下雨,

一套管道系统将水输送到地下的储存罐中,在那里进行消毒,然后在休息室,草地和半月形喷泉以及其他地方重新使用。

体育场的最后一点是使用可回收材料。苏说,大部分体育场都可以重复使用或回收利用,包括整个框架内的钢铁,塑料座椅等等。

今年7月16日至26日举办的世界运动会是一项国际赛事,包括橄榄球,相扑,壁球,攀岩,龙舟赛,跳伞和拔河比赛在内的奥运会。