برج العرب، مهندسی هفت ستاره - وبلاگ بازی

به گزارش وبلاگ بازی، برج العرب، نام یک هتل لوکس و مجلل در دبی است. این سازه مجلل و بزرگ با 321 متر ارتفاع، عنوان هفتمین هتل بلند دنیا را یدک می کشد. این سازه بر روی جزیره ای مصنوعی در 280 متری ساحل جمیرا ساخته شده است و معماری آن الهام گرفته از بادبان کشتی است.

در طول قرن ها شغل اصلی افراد ساکن آن منطقه (دبی کنونی) ماهی گیری در دریای خلیج فارس بود و این کار را نیز غالبا با کشتی های بادبانی مخصوصی انجام می دادند، به همین علت از آن جایی که برج العرب کنونی، در مجاورت دریای خلیج فارس و در کنار ساحل حمیرا ساخته شده است، نمای آن به شکل بادبان یک کشتی طراحی شده است!

در ارتفاع 210 متری این برج، سکوی مخصوص فرود بالگرد به منظور رفت و آمد سیاست مداران و افراد مشهور ساخته شده است، که البته در طول سالیان مختلف شاهد وقایع جالب بسیاری بوده است، که می توان به موارد زیر اشاره نمود؛

• 2004: تایگر وودز، اسطوره ورزش گلف تعدادی توپ گلف را به سمت دریای خلیج فارس پرتاب کرد.
• 2005: یک مسابقه تنیس میان راجر فدرر سویییسی و آندره آغاسی آمریکایی برگزار گردید.
• 2006: رونان کیتینگ موزیک ویدیوی آهنگ نو خود را بر روی سکوی فرود بالگرد برج العرب ضبط کرد.
• 2013: به مناسب صدمین سالگرد کمپانی ماشین سازی استون مارتین، از مدل ونکویش این ماشین رونمایی شد.

جالب است بدانید، که این باند دارای هیچ باند و محافظی نیست و سرعت باد آن در آن از 40 کیلومتر بر ساعت تجاوز می نماید.

ارتفاع برج العرب

همان طور که اشاره شد، برج العرب اکنون هفتمین هتل مرتفع جهان است، این برج در زمان شروع ساخت، بلندترین هتل جهان بود، اما در سال های اخیر با پیشرفت تکنولوژی و فراگیرترشدن هتل سازی به خصوص در دبی، برج العرب اکنون در رده هفتم مرتفع ترین هتل های جهان قرار گرفته است. البته بسیاری از هتل هایی که در فهرست نامشان بالاتر از برج العرب قرار گرفته است، کاربرد اداری نیز دارند. اگر تنها و تنها ملاک هتل بودن را مدنظر قرار دهیم، برج العرب سومین هتل بلند جهان است. اولین و دومین کدام ها هستند؟ در تصویر زیر ببینید.

شاید بد نباشید بدانید، که در فهرست ده هتل مرتفع جهان، 6 هتل در امارات متحده عربی واقع شده است.

بلندترین برج های جهان

طراحی و معماری

یکی از ویژگی های اصلی نمادها و نشانه های شهری منحصر به فرد بودن آن ها است. در تعریفی دیگر می توان گفت؛ یکی از ویژگی های نمادهای شهری، زمینه تکراری با جزییات تکراری است. در واقع یک سازه نمادین پس از خودنمایی در سطح شهر، افراد را طوری جذب و ذهنشان را درگیر می نماید، که تا مدت ها در آن منطقه از شهر به نمادی معین تبدیل می گردد و در واقع جزو شاخصه های شهری می گردد.

برج العرب نه تنها یک هتل نمادین است، بلکه به عنوان نماد یک کشور و حتی فراتر از آن، نماد یک منطقه وسیع جغرافیایی است.

تیم طراحی برج العرب

طراحی برج العرب به وسیله شرکت مشاورین Atkins به رهبری تام رایت انجام شد. هنگامی که او رهبری این ابر پروژه را پذیرفت، تنها 36 سال داشت و میانگین سنی تیم فنی او کمتر از 34 سال بود. تجربه اندک تیم فنی یکی از مسائلی بود، که در شروع نگران نماینده به نظر می رسید.

پروژه ساخت برج العرب از سال 1994 شروع شد. مدیریت ساخت و ساز این پروژه را یک مهندس کانادایی به نام ریک گریگوری انجام داد. معماری بیرونی برج العرب شباهت زیادی به برج 145 متری واسکو دوگاما واقع در لیسبون پرتغال دارد.

این سازه بر روی یک جزیره مصنوعی قرار گرفته است. در ساخت این جزیره بیش از 2 هزار کارگر همزمان مشغول به کار بوده اند، تا فرایند ساخت و ساز تسریع یابد.

تام رایت می گوید:

آن ها [هلدینگ جمیرا] در پی ساخت سازه ای بودند، که تبدیل به سمبلی برای دبی گردد. چیزی شبیه به ساختمان اپرا هاوس در سیدنی، ساعت بیگ بن در لندن یا برج ایفل در پاریس! به همین منظور، باید نامی را برای این سازه انتخاب می کردیم که ارتباط معنایی با آن شهر و کشور می داشت.

این پروژه بزرگ در عرض تنها 5 سال به انتها رسید و در دسامبر 1999 از هتل برج العرب رونمایی شد. اگر از سمت دریا به برج العرب نگاه کنید، شکل صلیبی در نمای شمالی آن پدیدار می گردد و همین اتفاق به محل مناقشه ای میان بزرگان امارات متحده عربی تبدیل شده بود. در نهایت با پیشنهاد حاکم دبی مبنی بر ممنوعیت صدور مجوز برای قایقرانی و پرواز از ضلع شمالی، این قائله انتها یافت.

نمای صلیبی برج العرب از دریا

به هتل مجلل برج العرب خوش آمدید

همان طور که از ابتدای متن نیز اشاره شد، برج العرب یکی از مجلل ترین و لوکس ترین هتل های جهان است. بنابراین چندان دور از انتظار نیست که در ساخت سوییت ها و فضای داخلی آن از زینتی ترین کالاهای ممکن استفاده گردد.

سوییت ها و معماری داخلی

در طراحی و ساخت نمای داخلی تمامی اتاق های این هتل از طلا استفاده شده است! شاید کمی عجیب به نظر برسد، ولی با تردد در هریک از قسمت های برج العرب، گویا در معدنی از طلا قدم بر می دارید

برخلاف عظمت و بلندی برج العرب، این هتل تنها 28 طبقه دوگانه دارد و مجموعا دارای 202 اتاق خواب است، که همگی آن ها سوییت هایی دوبلکس هستند. کوچکترین سوییت این هتل 169 متر مربع و بزرگترین سوییت آن 780 متر مربع وسعت دارد. طراحی داخلی هتل از ستون های سفید توسکانی و راه پله های مارپیچ مرمری با برگ های کار شده بر روی نرده ها ، تشکیل شده است. کف و دیوار حمام های SPA از موزاییک هایی با معماری عربی پوشیده است. در نهایت می توان گفت، که طراحی داخلی این هتل ترکیبی از معماری شرقی و غربی است.

گران ترین سوییت این هتل به ازای هر شب، 24 هزار دلار قیمت گذاری شده است، تا برج العرب را در رده 12مین هتل گران قیمت جهان قرار دهد. جالب است بدانید، که این هتل مرتفع در میان چینی ها محبوبیت ویژه ای دارد، به طوری که در سال 2011 و 2012 نزدیک به 25 درصد از مشتریان این هتل، چینی ها بودند.

سوئیت های سلطنتی 2 خوابه برج العرب

از مجموعه سوییت های برج العرب می توان به موارد زیر اشاره نمود:

• سوییت هایی با اتاق های بسیار لوکس
• سوییت هایی به همراه نمای پانورما یا به عبارتی نمای 360 درجه
• سوییت های ورزشی و باشگاهی
• سوییت هایی با کاربرد دوگانه
• سوییت های مختص ریاست جمهوری
• سوییت های ویژه سلطنتی

رستوران و امکانات رفاهی

رستوران المنتها: در داخل هتل برج العرب انواع و اقسام رستوران ها و مکان های تفریحی که تصورش را داشته باشید، وجود دارد. یکی از جالب ترین رستوران های این هتل المنتها نام دارد، که در ارتفاع 200 متری از خلیج فارس (سطح دریا) واقع شده است. این رستوران منظره بی نظیری به شهر دبی و بعلاوه خلیج فارس دارد. برای رسیدن و استفاده از این رستوران از آسانسور شیشه ای برج استفاده می نمایند که نمایی پانوراما به شهر دبی دارد.

رستوران المهرا: علاوه بر رستوران المنتها، رستوران مجلل دیگری در این هتل وجود دارد که جزو 10 رستوران برتر جهان است. نام این رستوران المهرا به معنی صدف است. برای دسترسی به این رستوران باید از نوعی وسیله که بسیار شبیه به یک زیردریایی است، بهره ببرید. در این رستوران غذاهای دریایی سرو می گردد. در داخل این رستوران آکواریومی بزرگ به گنجایش 990 هزار لیتر آب قرار داده شده است! برای ساخت این آکواریوم از شیشه آکلریک به قطر 18 سانتی متر ساخته شده است، تا فشار بزرگ این حجم از آب را تحمل کند.

بعلاوه این هتل دارای انواع و اقسام استخرهای روباز، سربسته و سالن های ماساژ است.

علم در خدمت تجمل

تا بدین جای مقاله، با بخش های مختلف این ابرسازه آشنا شدید، حال نگاهی فنی تر به ساخت این آسمان خراش می اندازیم.

بدیهی است که برای ساخت ابرسازه ای به ارتفاع 321 آن هم بر روی یک ساحل مصنوعی، باید با هزاران چالش مهندسی رو به رو شد و تک تک آن ها را با موفقیت از سرگذراند. هرچه ارتفاع یک سازه افزایش می یابد، کوچک ترین اشتباه ها، گزاف ترین هزینه ها را در برخواهد داشت.

برج العرب نیز از این قاعده مستنثی نیست، چرا که علاوه بر ارتفاع زیاد، در ساحل و بر روی ساحلی مصنوعی ساخته شده است و همین موضوع اهمیت علم فیزیک و مهندسی را در ساخت این ابرسازه بیش از پیش مشهود می سازد.

در ادامه این مقاله با 4 چالش جدی که مهندسین برای ساخت این هتل روبه رو بودند، آشنا می شویم و به تحلیل راهکار هایی که برای حل آن ارائه شد، می پردازیم.

چالش اول: جزیره مصنوعی

همان طور که اشاره نمودیم، برج العرب بر روی جزیره ای مصنوعی قراردارد. ساخت و آماده سازی این جزیره یکی از مهم ترین و در عین حال حیاتی ترین بخش های پیشبرد این پروژه بود، چرا که قرار بود ابرسازه ای 341 متری بر روی آن قرار گیرد.

این جزیره مصنوعی در فاصله 300 متری ساحل جمیرا و عملا در میانه خلیج فارس سر از آب بیرون آورده است. طوفان های دریایی و بادهای سهمگین که گاه سرعت شان به 150 کیلومتر بر ساعت می رسد، از مهم ترین عوامل طبیعی هستند، که چراغ خطر را برای سازندگان این پروژه به صدا در آورده بودند.

ساخت جزیره مصنوعی با قرار دادن سنگ های بزرگ و بتن ریزی در اقیانوس شروع شد. برای انجام این کار پایه هایی در سطح دریا قرار داده شد و سپس فاصله میان این پایه ها با سنگ و شن پوشیده شد.

پس از پوشیده شدن فضا از شن، پایه های اولیه از آب بیرون کشیده شد و پایه های اصلی در داخل زمین قرار داده شدند.

شاید این سوال پیش بیاید، که چگونه پی ساختمانی به این عظمت از شن ساخته شده است؟

و پاسخ این سوال؛ اصطکاک است.

از آن جایی شن ها کاملا فشرده شده اند، هنگامی که یک پایه را درون سطح شنی قرار می دهیم، میان هر دانه شن، با پایه یک اصطکاک پوستی وجود دارد. تجمع میلیاردها دانه شن، سبب ایجاد نیروی اصطکاک به شدت زیادی می گردد، به طوری که پایه قرار گرفته درون شن، کاملا سفت و محکم در جای خود قرار می گیرد و قابل تکان دادن نیست.

البته پیش از اجرای این طرح از شن های منطقه آزمایش های مختلفی گرفته گردد، تا معین گردد که آیا آن ها تحمل وزن بسیار زیاد برج العرب را خواهند داشت، یا دچار فرو ریزش می شوند. نتایج آزمایش های مثبت بود و بنابراین اجرای این طرح ادامه یافت.

برای ساخت برج العرب 230 پایه بتنی به طول 45 متر در عمق دریا قرار داده شده است. بعلاوه قطر هریک از پایه های بتنی 1.5 متر است.

پس از آن که ساختار اولیه جزیره شکل گرفت و مهندسین از چالش ساخت یک برج 341 متری بر روی شن به سلامت گذر کردند، چالشی دیگر پدید آمد. طوفان های دریایی قدرت تخریب بسیار بالا و هزاران ژول انرژی دارند. بنابراین برخورد این طوفان ها با هر چیزی می تواند به تخریب یا آسیبی جدی منجر گردد . جزیره مصنوعی ساخته شده نیز از این قاعده مستثنی نیست و باید چاره ای برای این گذر کردن از این رخداد طبیعی اندیشید.

پس از مدتی تحقیق و آنالیز یک ایده طلایی، به شاه کلید حل این مشکل تبدیل شد. مهندسین با استفاده از بتن، نوعی شکل هندسی ساختند که با قرارگرفتن در کنار یک دیگر، علاوه بر اینکه زیبایی دوچندانی به جلوه برج العرب می افزاید، به علت ساختار مشبک، انرژی آب را می گیرند و مانع از وقوع آسیب و خسارت به سازه می گردند.

هنگامی که جریان آبی پر قدرت وارد این شبکه مشبک می گردد، بخش بزرگی از انرژی خود را از دست می دهد و دیگر نگرانی بابت آسیب به سازه وجود ندارد. برای افزایش ضریب اطمینان، جزیره مصنوعی 7.5 متر بالاتر از سطح دریا ساخته شده است.

چالش دوم: گرمای وحشتناک و انبساط

دمای هوای دما دبی، در ساعاتی از روز به 49 درجه سلسیوس نیز می رسد. همان طور که می دانید، بیشتر اجسام با افزایش دما، دچار افزایش حجم می شوند. فلزات نیز جزو آن از دسته از موادی هستند، که واکنشی سریع به تغییرات دمایی دارند و دچار انقباض (در صورت کاهش دما) یا انبساط (در صورت افزایش دما) می شوند. تغییرات طولی فلزات در ساعات مختلف شبانه روز، از دیرباز چالشی مهم برای مهندسین بوده است.

به همین علت در کف بعضی پیاده روها باریکه هایی از فضای خالی در نظر گرفته می گردد و گاهی اوقات در تابستان یک در به سختی باز و بسته می گردد.

برج العرب از اسکلتی فولاد و یک قاب بیرونی ساخته شده است. طول هریک از 6 تیرک فولادی که متحمل وزن ساختمان هستند، 85 متر است. در گرمای شهر دبی، احتمال انبساط (افزایش طول) فولاد تا 5 سانتی متر نیز وجود دارد و این اتفاق برای ساخت ابرسازه ای مانند برج العرب که تمامی محاسباتش باید به دقیق ترین شکل ممکن انجام گردد، یک فاجعه تلقی می گردد. چرا که اجزای نگهدارنده ساختمان باید به یک دیگر متصل شوند و افزایش طول، انجام این کار را به شدت سخت می نماید.

به طور مثال دو فلز را در نظر بگیرید که بر روی هم قرار گرفته و منطبق شده اند و قرار است به وسیله پیچی این دو را بهم متصل کنیم. هنگامی که دما را افزایش می دهیم، سطحی رویی افزایش طول داده، در حالی که سطح زیرین تقریبا بی تغییر باقی می ماند، در نتیجه دیگر پیچ ما از دو سوراخ عبور نخواهد کرد، چرا که دیگر بر هم منطبق نیستند!

تغییرات دمایی وسیع در ساعات مختلف شبانه روز آن هم در شهری مانند دبی که کویری است، رخدادی حتمی است و هیچ راهی برای جلوگیری از آن وجود ندارد. این یعنی تیرک های فولادی برج در ساعات مختلف روز، افزایش و کاهش طول را تجربه خواهند کرد و اگر چاره ای برای این واقعه نیاندیشیم، برج کج و معوج و در نهایت تخریب خواهد شد و این دقیقا یک فاجعه است!

شاه کلید حل این مشکل این بار در اجزای موتور ماشین پیدا شد، ابزاری مکانیکی به نام بادامک!

پیش از ادامه بحث بد نیست کمی بیشتر درباره بادامک بدانیم؛

[box type=info align=aligncenter class= width=]بادامک چیست؟

بادامک، وسیله ای مکانیکی است که معمولا برای تبدیل حرکت چرخشی به حرکت خطی مورد استفاده قرار می گیرد. حرکت خطی، به صورت نوسانی و رفت و برگشتی خواهد بود. بادامک در هنگام چرخش، با میله ای ارتباط دارد، که پیرو نامیده می گردد. به طور کلی، هنگامی که دو عضو، به وسیله تماس در سطوح مختلف، به یک دیگر متصل باشند، مفصل بادامکی تشکیل می گردد. در این حالت، عضو ورودی که معمولا شکل نامنظمی دارد، بادامک و عضو خروجی، پیرو نامیده می گردد. انتقال حرکت از بادامک به پیرو، به صورت تماس مستقیم است. در زوج بادامک-پیرو، غالبا بادامک می چرخد و پیرو، حرکتی خطی دارد. حرکت های پیچیده ای که در حالت عادی، انجام آن سخت است، به یاری بادامک بسیار راحت خواهد بود! از بادامک ها به طور گسترده در موتورهای احتراق داخلی، ماشین های چاپ، صنایع نساجی استفاده می گردد. در بعضی از مکانیزم های بادامک، علاوه بر بادامک و پیرو، به یک قاب هم احتیاج است تا پیرو در راستا راهنمایی شده حرکت کند. شکل زیر، نمونه ساده ای از تماس بین بادامک و پیرو را نشان می دهد.[/box]

بادامک ها کاربردهای بسیار زیادی دارند. به عنوان مثال می توان به مواردی از قبیل: اتوماسیون ماشین آلات، صنایع نساجی، ماشین های خیاطی خانگی، نوار نقاله، دستگاه های پرس، دستگاه های برش دهنده چرخ دنده و ماشین تراش اشاره نمود. بادامک ها در موتورهای احتراق داخلی هم کاربرد زیادی دارند. در این موتورها برای باز و بسته کردن دریچه های ورودی و خروجی سوخت و هوا، از بادامک ها استفاده می گردد. این مطلب در شکل زیر قابل شهود است.

در ماشین ریش تراش، محور بادامک به وسیله یک موتور به حرکت در می آید و ابزار تراشنده روی لغزنده جانبی نصب شده است. با استفاده از بادامک های دیسکی که روی محور سوار شده اند، می توان عمق و بعلاوه سرعت رفت و برگشت ابزار تراشنده را تنظیم کرد. به محوری که بادامک ها روی آن سوار شده اند، میل بادامک گفته می گردد.

حال به سراغ نحوه گذر از این چالش در ساخت برج العرب می رویم. برای منطبق ساختن دو تیرک فولادی در صحرا به ابزاری مکانیکی به نام خارج مرکز احتیاج داریم. ساختار مکانیکی این ابزار شباهت فوق العاده ای به بادامک دارد. ابزار خارج از مرکز به ما اجازه می دهد تا سوراخ را حرکت دهیم. بدین ترتیب، هرمیزان که فلز منبسط گردد، باز هم می توان به جابه جایی سوراخ، دو فلز را چفت و بست کرد.

بدین ترتیب با استفاده از ابزار خارج از مرکز، مهندسین چفت و بست های متحرکی ساختند تا تیرک های قطور فولادی قطور برج العرب را بهم وصل نمایند. هنگامی که تیرک ها بهم وصل شدند، محل اتصال جوش داده می گردد، بدین ترتیب ساختمان به شکل یک جا منبسط و منقبض می گردد و دیگر نگرانی از بابت کج و معوج شدن، سازه وجود ندارد.

چالش سوم: بسته شدن در

دمای داخل برج العرب همیشه 23 درجه سلسیوس است، اما دمای دبی در ساعاتی از روز به 50 درجه نیز می رسد و این سخن بدین معنی است، که در ساعاتی از روز نزدیک به 30 درجه اختلاف دما میان فضای داخل و خارج وجود دارد. اختلاف دما باعث ایجاد اختلاف فشار نیز می گردد و در نهایت این اختلاف فشار می تواند موجب بروز بادهای شدید و حتی طوفان گردد. این پدیده در ساختمان های بلند نمود بیشتری پیدا می نماید. با استفاده از رابطه زیر می توانیم متوجه اختلاف فشار ایجاد شده، به سبب تفاوت دمای دو محیط بشویم. همان طور که در رابطه نیز مشهود است، هرچقدر ارتفاع سازه بیشتر باشد، اختلاف فشار نیز افزایش می یابد. در فیزیک این رخداد را اثر دودکش می نامیم.

اثر دودکش

به گرایش به بالارفتن هوا یا گازهای دیگر که به سبب پایین بودن چگالی هوای گرم نسبت به هوای اطراف خود رخ می دهد و در درون دودکش ها یا گذرگاه های عمودی دیگر دیده می گردد، اثر دودکش می گویند.

می دانیم که چگالی برابر جرم تقسیم بر حجم است. بنابراین هوای گرم، از آن جایی که منبسط شده، چگالی اش کاهش می یابد و بالا می رود و هوای سرد پایین می آید.

هوا بر اثر تفاوت در دما و فشار جا به جا می گردد و هرچه اختلاف دما بیشتر باشد سرعت این جابه جایی بیشتر خواهد بود. هوای گرم تمایل دارد رو به بالا حرکت کند و از راه خروجی سامانه های تهویه و روزنه های دیگر خارج گردد و جای خود را به هوای سردی که از سطوح پایین تر می آید می دهد. این موضوع که به آن اثر دودکشی گفته می گردد در زمستان ها شدیدتر از تابستان ها است و می تواند از آن در جهت تهویه طبیعی هوا یاری گرفت.

اثر دودکش می تواند پدید آورند مسائل زیادی در ساختمان ها باشد که از جمله می توان به گیرکردن در آسانسورها و درهای دیگر، ایجاد سروصدا بر اثر عبور هوا از داخل شیارها و نشت هوا اشاره نمود. در زمان آتش سوزی ها این پدیده می تواند دود ناشی از آتش را 10 تا 20 طبقه جابجا کند و موجب افزایش خسارت گردد.

حال به سراغ برج العرب برویم، همان طور که در فرمول محاسبه اختلاف فشار مشاهده کردیم. دو عامل اصلی اختلاف فشار، تفاوت دما و ارتفاع است، که از قضا در برج العرب هر دو مورد اعداد بزرگی هستند.

چرا که از طرفی با یک ابرسازه 341 متری روبه رو هستیم و در سوی دیگر اختلاف دما میان فضای بیرون و خارج در ساعاتی از روز به 30 درجه سلسیوس می رسد.

بنابراین اگر نتوانیم چاره ای برای حل این مشکل بیاندیشیم، باز و بسته کردن در هتل به سختی صورت خواهد گرفت و شاهد جریان های بزرگ باد در داخل هتل خواهیم بود.

حال برای حل این مشکل 2 راهکار داریم:

راه اول این است، که اختلاف فشار میان فضای داخل و بیرون هتل را از بین ببریم. این سخن بدین معنی است، که فضای داخل هتل، تقریبا هم دما با فضای بیرون باشد! چنین کاری به معنای یک خودکشی تمام عیار است، چرا که هیچکس در هتلی با دمای 48 درجه سانتی گراد اقامت نخواهد کرد! پس عملا این راهکار به طور کامل منتفی است.

راه دوم این است، که روزنه های خروجی هتل را ببندیم. تا زمانی که فضای هتل ایزوله باشد و روزنه ای برای خروج گازها وجود نداشته باشد، شاهد هیچ جریان بزرگ بادی و طوفان نخواهیم بود. جریان های بادی زمانی ایجاد می شوند، که روزنه ای برای خروج گازها فراهم گردد.

اکنون ما به وسیله ای احتیاج داریم، که از خروج هوا جلوگیری کند و فشار داخل و بیرون را از هم جدا کند! پاسخ این پرسش کمی پیچیده به نظرمی رسد، احتمالا به چیزی شبیه به یک ایستگاه فضایی احتیاج داشته باشیم، اما جواب بسیار ساده تر است. کلید حل این معما، وسیله ای است که یقینا تا امروز بارها از آن عبور نموده اید؛ یک دَر چرخان!

درهای چرخان طوری طراحی شده اند، که هیج فضایی برای تبادل با بیرون باقی نمی گذارند. بدین ترتیب باوجود چرخش دائمی در، فضای داخل هتل با فضای بیرون هیچ گاه در تماس نخواهد بود و تبدیل به مانعی برای خروج هوا از داخل هتل می گردد. در واقع می توان گفت؛ که این درها، همیشه باز و در عین حال همیشه بسته اند!

بنابراین با قراردادن یک در چرخان، دیگر نگرانی از بابت ایجاد جریان های باد و طوفان نخواهیم داشت.

چالش چهارم: اعوجاج هارمونیکی

فرمایشات شیخ!

پس از ساخت اسکلت اولیه برج العرب و هنگامی که معماران مشغول طراحی نمای داخل هتل بودند و پروژه در مراحل انتهای خود قرار داشت، یک درخواست نو از شیخ محمد بن راشد آل مکتوم معادلات ساخت این برج را پیچیده تر از قبل کرد! شیخ محمد آل مکتوم، در آن موقع ولیعهد دبی بود و پروژه های عمرانی متعدد به درخواست او ایجاد شده بود.

درخواست شیخ این بود، که تا حد ممکن تمامی ابزارهای داخل سوئیت ها الکترونیکی باشند. بدین شکل که در هر اتاق یک لپ تاپ باشد و تمامی وسایل اتاق نظیر؛ پرده، چراغ ها، در ورودی و … مجهز به ریموت کنترل باشند. ایجاد چنین تجهیزاتی می تواند سبب ایجاد یک مجموعه اتفاقات خطرناک گردد، چرا که برای انجام این کار می بایست، ساختار سیم کشی برج تغییر می کرد و بعلاوه 50 درصد بارالکتریکی افزایش می یافت.

همان طور که می دانیم جریان برابر میزان بار الکتریکی عبوری در واحد زمان است، بنابراین هنگامی که بار الکتریکی یک مجموعه 50 درصد افزایش یابد، شاهد این خواهیم بود که جریان عبوری از سیم ها نیز افزایش چشم گیری خواهد داشت. افزایش جریان می تواند سبب آتش سوزی و ذوب شدن سیم ها و در نهایت رخ دادن یک فاجعه بگردد! بنابراین تیم مهندسی برق برج العرب می بایست چاره ای برای حل این مشکل می یافتند.

در برج العرب هر سوئیت نزدیک به 14 کیلووات انرژی مصرف می نماید، این عدد چیزی برابر 8 برابر مصرف انرژی در یک سوئیت معمولی در اروپا است.

از آن جایی که برج العرب شامل 202 سوئیت است، انرژی لازم برای تامین برق برج العرب، حدودا برابر شهرکی با 6 هزار نفر جمعیت است! تمامی پرده های این هتل مکانیسمی الکتریکی دارند و نزدیک به 52 هزار لامپ در داخل سازه وجود دارد.

برای مدیریت این حجم بزرگ جریان الکتریکی، بیش از 5000 کیلومتر سیم کشی در داخل ساختمان قرار داده شده است. این حجم بزرگ از جریان الکتریکی می تواند سبب اختلالی به اعوجاج هارمونیکی گردد. پیش از آن که به سراغ راهکار عبور از این مشکل برویم، بد نیست کمی بیشتر با پدیده اعوجاج هارمونیکی آشنا شویم؛

اعوجاج هارمونیکی چیست؟

THD یا اعوجاج هارمونیکی کل یک پارامتر کیفی است، که نشان دهنده میزان نزدیکی شکل موج یا سیگنال به شکل موج سینوسی است. میزان THD برحسب درصد نشان داده می گردد و هرچقدر میزان THD کمتر باشد، شکل موج سینوسی کیفیت بهتری دارد و تجهیزاتی مانند پی ال سی (PLC)، مانیتورهای صنعتی (HMI)، سنسورها و … می توانند، سیگنال ها را بهتر تجریه و تحلیل نمایند. به طور مثال؛ اگر یک نوازنده ویلون بتواند یک نت را صاف و بدون اختلال (noise) بنوازد، می گوییم که او یک سیگنال با اعوجاج هارمونیکی کمتری ایجاد نموده است.

عوامل فراورینماینده هارمونیک

یکی از اصلی ترین عواملی که موجب ایجاد هارمونیک می گردد، استفاده از بارهای خطی در سیستم است که سبب فراوری سیگنال های غیر سینوسی در جریان و ولتاژ در شبکه قدرت می گردد،این اتفاق خود به تنهایی اعوجاج را در موج اصلی جریان و ولتاژ پدید می آورد. اعوجاج ولتاژ با افزایش بارهای غیرخطی در سیستم های قدرت ایجاد می گردد، که با توجه به امپدانس سیستم با حرکت به سمت بارها افزایش می یابد.

اثرات مضرهارمونیکبه دو دسته کلی تقسیم می گردد:

هارمونیک جریان

هارمونیک ولتاژ

هارمونیک ها می توانند موجب اختلال در عملکرد سیستم های کنترل حفاظتی و ارتباطی، صدمات در ترانسفورماتورها، موتورها، رساناها و در نهایت سبب افزایش جریان خازن ها شوند.

تاثیر عمده هارمونیک های ولتاژ چنین است:

گرم شدن بیش از حد ماشین ها و کابل های برق و الکتروموتورها

خراب شدن بانک های خازنی

بعلاوه تاثیر عمده هارمونیک های جریان نیز چنین اند:

ایجاد اختلال در سیستم های مخابراتی که میزان آن به میزان و راستا هارمونیک ها بستگی دارد.

ایجاد خرابی بیش از حد در ترانس ها و دستگاه های برقی

افزایش میزان خسارت در خطوط انتقال

برای موارد دیگر تاثیرات هارمونیک می توان به هارمونیک موجود در دستگاه های میزان گیری اشاره نمود. علاوه بر این، هارمونیک ها موجب اختلال در عملکرد رله ها، فیوزها، کلیدها و سیستم های کنترل از راه دور می شوند.

بنابراین می توان پیش بینی کرد که اگر راهکاری مناسب برای جلوگیری از اعوجاج هارمونیکی اندیشیده نگردد، در جایی مانند برج العرب شاهد یک فاجعه بزرگ و آتش سوزی احتمالی خواهیم بود.

مهندسین برق این سازه، برای عبور از این چالش به سراغ دستگاه فیلترینگ امواج رفتند. ساختار عملکرد این دستگاه چیزی شبیه به هدفون های noise-cancelling است. این دستگاه در ابتدا اعوجاج را شناسایی می نماید، سپس به تناسب آن موج، یک موج ارسال می نماید تا در نهایت پس از تداخل این دو موج، یک موج سینوسی تشکیل گردد. به این راه چاره فیلترینگ فعال می گویند.

از ویژگی های این روش می توان به موارد زیر اشاره نمود؛

عدم محدودیت در جریان هارمونیک

تعادل نیروی واکنشی

خطر تقویت هارمونیک ها در صورت اصلاح شبکه

خطر اضافه بار ایجاد شده به علت آلودگی بیرونی

بدین ترتیب مهندسین برق این سازه از مهم ترین چالش الکترونیکی این ابرسازه به سلامت عبور کردند.

دیگر حقایق و آمار و ارقام برج العرب

• ساخت جزیره ای که برج بر روی آن بنا شده است، سه سال به طول انجامید. در حالی که ساختن خود ساختمان کمتر از سه سال زمان برد.
• در ساخت این سازه بیش از 70000 متر مکعب سیمان و 9000 تن فولاد استفاده شده است.
• بیش از 1600 کارمند از 75 کشور جهان در این هتل مشغول به کار هستند.
• پارک آبی وایلدوادی یکی ازپیشرفته ترین پارک های آبی در جهان است. ساکنین هتل برج العرب به صورت رایگان و نامحدود به این مکان دسترسی دارند. بعلاوه خدمات حمل و نقل رایگان به این مکان نیز موجود است.
• 7 طبقه از برج العرب در زیر آب است.
• این برج در طی 5 سال با 3000 کارگر و معماران برتر جهان، با صرف هزینه ای نزدیک به 650 میلیون دلار ساخته شده است.
• کسانی که در هتل برج العرب اتاق رزرو می نمایند، در طول اقامت خود در این هتل یک ماشین رولز رویس با راننده در اختیار دارند
• تمیز کردن شیشه های این برج بیش از یک ماه زمان میبرد.

بدین ترتیب اولین قسمت از مجموعه مقالات بی نهایت به زبان ساده در این جا به انتها می رسد. حتما ما را از نظرات خود مطلع کنید و پیشنهاد های خود را برای ما بنویسید. در قسمت آینده به سراغ یک سازه شگفت انگیز دیگر خواهیم رفت.

منبع:عـلی بـابا

منبع: دیجیاتور