Wolfgang Kessling: Jak klimatyzować stadion

Podczas gorących miesięcy lata oglądanie meczów czy koncertów na wolnym powietrzu może być równoznaczne z niekomfortowym pieczeniem się na słońcu. Ale nie musi. Na TEDxSummit w Doha, fizyk Wolfgang Kessling przedstawia przyjazne dla środowiska innowacje architektoniczne, które zapewniają chłodzenie, a nawet zbierają energię słoneczną do póżniejszego wykorzystania.

Dobry wieczór.

Jesteśmy w tym wspaniałym

amfiteatrze

i dobrze się bawimy,

w ten łagodny wieczór.

Ale kiedy

Katar będzie gospodarzem

Mistrzostw Świata w piłce nożnej

za 10 lat,

w 2022 roku,

mecze będą rozgrywane

w bardzo gorących i słonecznych

letnich miesiącach: czerwcu i lipcu.

Kiedy Katarowi przyznano

organizację mistrzostw,

wielu ludzi na całym świecie

zastanawiało się

czy piłkarze będą w stanie

dać popis spektakularnej gry,

biegać w tym pustynnym klimacie?

Czy widzowie będą w stanie

dobrze się bawić

na niekrytych stadionach

w tym gorącym klimacie?

Razem z architektami

z firmy Albert Speer & Partner,

nasi inżynierowie z Transsolar

rozwijali projekt

otwartych stadionów bazujących w 100%

na energii słonecznej
i w 100% na chłodzeniu słonecznym.

Opowiem wam o tym,

ale zacznę od komfortu.

Zacznę od niego,

bo wielu ludzi

myli

temperaturę otoczenia

z komfortem termicznym.

Jesteśmy przyzwyczjeni do oglądania

wykresów jak ten, i czerwonej linii

wskazującej temperaturę powietrza

w czerwcu i lipcu. To prawda,

sięga ona 45 stopni Celsjusza.

Naprawdę jest bardzo gorąco.

Ale temperatura powietrza

nie jest jedynym czynnikiem

decydującym o komforcie.

Przedstawię wam analizę,

którą wykonał mój kolega

oglądając różne zawody, Mistrzostwa Świata,

Igrzyska Olimpijskie, na całym świecie,

analizując komfort

i to, jak widzowie

odczuwali komfort

podczas tych róźnych zawodów.

Zacznę od Meksyku.

Temperatura w Meksyku,

temperatura powietrza, wahała się

pomiędzy 15 a 30 stopniami

i ludzie dobrze się bawili.

Ludzie w Meksyku czuli się komfortowo.

Spójrzcie.

Orlando, jakiś stadion,

niekryty stadion.

Widzowie siedzieli w słońcu,

powietrzu o bardzo dużej wilgotności,

po południu i nie bawili się dobrze.

Nie czuli się komfortowo.

Temperatura powietrza nie była zbyt wysoka,

ale ludzie nie odczuwali komfortu podczas tych rozgrywek.

Jak było w Seulu?

Z powodu praw do transmisji,

mecze były rozgrywane późnym popołudniem.

Słońce już zaszło,

więc ludzie postrzegali warunki

jako komfortowe.

A Ateny? Klimat śródziemnomorski,

ale w słońcu nie było zbyt komfortowo.

Widzowie nie odczuwali komfortu.

Wiemy o tym z Hiszpanii,

wiemy, że "sol y sombra".

Jeśli masz bilet,

i kupujesz miejsce w cieniu,

płacisz więcej, bo będziesz siedzieć

w bardziej komfortowych warunkach.

A Pekin?

Podobnie - słońce w dzień,

wysoka wilgotność powietrza,

i nie było komfortowo.

Jeśli nałożymy na siebie

te wszystkie czynniki,

przekonamy się,

że w tych wszystkich miejscach,

temperatura powietrza wynosiła od 25

do 35 stopni,

i jeśli by sledzić tę linię,

temperatura otoczenia sięgała 30 stopni.

Śledząć tę linię,

zobaczymy, że różnie odczuwano komfort,

różnie go postrzegano,

odczucia określano

od "bardzo komfortowo"

do "bardzo niekomfortowo".

Dlaczego tak się dzieje?

Ponieważ wiele różnych czynników

wpływa na nasz

komfort termiczny.

Są nimi słońce, bezpośrednie światło słoneczne,

rozproszone światło słoneczne, wiatr,

silny wiatr, umiarkowany wiatr,

wilgotność powietrza,

temperatura promieniowania

naszego otoczenia.

A także temperatura powietrza.

Wszystkie te czynniki

składają się na komfort

odczuwany przez nasze ciała,

a naukowcy dodali kolejny czynnik,

którym jest temperatura odczuwalna,

na którą składają się

wszystkie te czynniki

i pomagają projektantom zrozumieć

co jest czynnikiem decydującym

o tym, czy odczuwam komfort

czy dyskomfort.

Co jest decydującym czynnikiem,

który determinuje temperaturę odczuwalną?

Wszystkie te czynniki,

te czynniki klimatyczne,

są powiązane z ludzkim metabolizmem.

Nasz metabolizm,

produkuje

ciepło.

Jestem pobudzony, mówię do was,

prawdopodobnie produkuję teraz

150 watów.

Wy siedzicie,

jesteście odprężeni, patrzycie na mnie.

Każdy z was produkuje pewnie

100 watów.

I musimy pozbyć się tej energii.

Muszę, swoim ciałem,

pozbyć się energii.

Im trudniej przychodzi mi

pozbycie się tej energii,

tym mniej komfortowo się czuję.

I to wszystko.

Jeśli nie pozbędę się tej energii,

umrę.

Jeśli nałożymy na siebie to,

co się dzieje podczas Mistrzostw Świata,

co będzie się działo w czerwcu, lipcu,

zobaczymy, tak,

temperatura powietrza będzie dużo wyższa,

ale mecze

będą rozgrywane popołudniami,

prawdopodobnie zobaczymy

taką samą ocenę komfortu,

jak w miejscach, gdzie ludzie

odczuwali dyskomfort.

Więc usiedliśmy z zespołem,

który przygotował ofertę przetargową,

i postawiliśmy sobie za cel

osiągnięcie temperatury odczuwalnej,

komfortu na wolnym powietrzu,

który jest odczuwany

przy temperaturze 32 stopni

temperatury odczuwalnej

co jest bardzo komfortowe.

Ludzie będą się czuli naprawdę dobrze

na wolnym powietrzu.

Ale co to oznacza?

Jeśli spojrzymy na to co się dzieje,

zobaczymy, że temperatura jest zbyt wysoka.

Jeśli zastosujemy najlepszy projekt architektoniczny,

projekt inżynierii klimatycznej,

nie uzyskamy dużo lepszego rezultatu.

Więc musimy użyć czegoś aktywnego.

Musimy, na przykład,

połączyć technologię chłodzenia promieniowania

z tak zwanym

delikatnym klimatyzowaniem.

Jak to wygląda na stadionie?

Kilka elementów

stadionu stwarza

poczucie komfortu.

Po pierwsze, zacienianie.

Stadion powinien chronić

widzów przed

silnym i gorącym wiatrem.

Ale to nie wszystko co należy zrobić.

Musimy użyć

systemów aktywnych.

Zamiast przepuszczać przez stadion

huragan chłodnego powietrza,

możemy użyć technologii

chłodzących promieniowanie,

jak system ogrzewania podłogowego,

gdzie rury z wodą wbudowane są w podłogi.

Używając zimnej wody,

biegnącej rurami,

można dać ujście ciepłu,

które jest pochłaniane w ciągu dnia

na stadionie,

więc można stworzyć ten komfort,

a następnie dodać suche powietrze

zamiast schłodzonego powietrza.

Widzowie i piłkarze

mogą przystosowywać to do własnych potrzeb,

do własnych indywidualnych

bilansów energetycznych.

Mogą się dostosować

i znaleźć komfort, którego potrzebują.

Powstanie prawdopodobnie

12 stadionów,

oraz 32 boiska,

na których będą trenować

wszystkie reprezentacje.

Zastosowaliśmy ten sam pomysł:

zacienienie boiska,

osłony przeciw wiatrom,

odpowiednia trawa.

Naturalnie nawadniane trawy

są bardzo dobrą powierzchnią chłodzącą,

stabilizującą temperaturę,

wraz z osuszonym powietrzem

stworzliśmy poczucie komfortu.

Ale nawet najlepszy projekt pasywny

nie pomoże.

Potrzebny jest system aktywny.

Jak można to osiągnąć?

Naszym pomysłem przetargowym

było 100% chłodzenie słoneczne,

bazujące na wykorzystaniu

dachów stadionów.

Pokryjemy dachy stadionów

systemami PV.

Nie pożyczamy żadnej energii

z przeszłości.

Nie wykorzystujemy paliw kopalnianych.

Nie pożyczamy energii

od sąsiadów.

Wykorzystujemy energię, którą możemy zbierać

na tych dachach

i na boiskach treningowych,

które będą pokryte

wielkimi, elastycznymi membranami,

a w nadchodzących latach

będziemy świadkami rozwoju przemysłu

elastycznych materiałów fotowoltaicznych,

dających możliwość ochrony

przed silnym nasłonecznieniem, a zarazem

produkcji enregii elektrycznej.

Ta energia jest obecnie

zbierana przez cały rok,

przesyłana do sieci elektrycznych

i zastępuje

paliwa kopalniane.

Gdy jest potrzebna do chłodzenia,

pobieram ją z sieci

i używam energii słonecznej,

którą dostarczyłem sieci z powrotem,

kiedy jej potrzebuję

do chłodzenia.

Można to zrobić

w pierwszym roku i utrzymywać

przez kolejne 10 lat,

i kolejne 20 lat,

tę energię niezbędną do klimatyzowania

Mistrzostw Świata w Katarze.

Za 20 lat, ta energia zostanie przekazana

do sieci w Katarze.

Więc to...
(Brawa)

Dziękuję. (Brawa)

Przydaje się to nie tylko na stadionach.

Można tego użyć

w miejscach niekrytych, na ulicach,

pracujemy też nad

Miastem Przyszłości

w Masdarze,

w Zjednoczonych Emiratach Arabskich, w Abu Dhabi.

Sam miałem przyjemność pracować

nad placem głównym.

Z wykorzystaniem tego samego pomysłu,

by na wolnym powietrzu stworzyć warunki

postrzegane jako komfortowe.

Ludzie wolą

spędzać czas tam

niż w centrum handlowym,

które jest schładzane.

Chcieliśmy stworzyć

miejsce na wolnym powietrzu,

w którym warunki byłyby tak komfortowe,

że ludzie chodziliby tam

wczesnym popołudniem,

nawet w słonecznych i gorących miesiącach lata,

i dobrze by się bawili,

spotykaliby się tam z rodzinami.
(Brawa)

Ta sama idea:

osłony przed słońcem,

osłony przed wiatrem,

i wykorzystywanie

energii słoneczniej,

którą można gromadzić.

I te przepiękne parasole.

Więc chciałbym was zachęcić

byście zwracali uwagę

na wasz komfort termiczny,

na temperaturę otoczenia,

dziś i jutro.

A jeśli chcecie dowiedzieć się więcej,

zapraszam

na naszą stronę internetową.

Zamieściliśmy tam bardzo prosty w obsłudze

kalkulator temperatury odczuwalnej,

dzięki któremu możecie dowiedzieć się

czegoś o komforcie na wolnym powietrzu.

Mam nadzieję,

że zgadzacie się,

że jeśli inżynierowie i projektanci

będą mogli wykorzystać różne

czynniki klimatyczne,

możliwe będzie stworzenie

naprawdę sprzyjających i komfortowych

warunków na zewnątrz,

zmienić nasze postrzeganie

komfortu

w środowisku zewnętrznym,

Możemy to zrobić

za pomocą najlepszego projektu pasywnego,

ale też wykorzystując położenie Kataru

i tamtejsze źródło energii, którym jest

słońce.

(Brawa)

Dziękuję bardzo.
(Brawa)

Shukran.
(Brawa)