פורצים גבולות בתכנון אצטדיונים

החברה הבולטת ביותר במגזר זה היא Arup Sport אשר בין עבודותיה ניתן למנות את האצטדיון האולימפי של בייג'ין, הקומפלקס האקווטי שנבנה למשחקים האולימפיים בלונדון, אצטדיון ולנסיה המדהים, ואצטדיונים חדשים ברמה בינלאומית באוקראינה ובמזרח התיכון. מהנדסת המבנים הבכירה של Arup Sport, קייט מקדוגאל, סיפרה על עבודתה ועל השימוש בטכנולוגיית CATIA לביצוע מודלים תלת ממדיים: "האצטדיונים ומתקני הספורט שאנחנו מקימים, מפיקים תועלת רבה מטכנולוגיית יצירת המודלים התלת-ממדיים של דאסו הודות לפונקציונליות ולגמישות שטכנולוגיה זו מספקת. עבודתנו כוללת שירותי תכנון אדריכלי, הנדסת מבנים, מכאניקה, ועוד הרבה שירותים טכניים מתמחים. בעזרת המודלים התלת-ממדיים של CATIA, המידע שאנו זקוקים לו נגיש, עדכני, ומשלב את שרשראות האספקה החיצוניות והפנימיות הפועלות בכל פרויקט". מקדוגאל הוסיפה: "אצטדיונים הם ייחודיים משום שהגיאומטריה שלהם מורכבת. תיאום העיצוב, התכנון והבנייה כרוך בעשיית שינויים ועידכונים רבים לכל אורך מחזור החיים של הפרויקט. תהליך זה נעשה הרבה יותר פשוט וקל בעזרת מודלים דיגיטליים תלת-ממדיים. התוכנה מאפשרת לנו לחסוך עלויות הודות לפיתוח נתיב לייצור בשלב מוקדם של הפרויקט, וגם הודות לשימוש ברכיבים סטנדרטיים המשפרים את האיכות ומאפשרים חיסכון כספי. מתודולוגית המידול התלת-ממדי של CATIA גם הופכת את בדיקת התוכניות ליעילה, קלה ומהירה, מאחר והגיאומטריה המורכבת מודגמת בשלושה ממדים".

מתקני ספורט נחשבים כיום לחלק מהמארג העירוני שצריך להשתלב בהקשר העירוני הקיים והעתידי. לשימוש ב-CATIA כדי לסייע בתכנון מתקני ספורט יש יתרון משמעותי משום שהשימוש במודל הליבה התלת ממדי מאפשר עריכת שינויים קלה בתכנון ופישור בין צרכים מנוגדים של המעורבים בתכנון, לרבות תכנון, תפעול, כספים, ייצור ובנייה, וכן ביקור במבנה, שימוש בו ושידור ממנו. לאחר יצירת התוכנית הקונספטואלית לאצטדיון באמצעות תוכנת המידול התלת-ממדית של CATIA, ולאחר שהובאו בחשבון צורכיהם של כל בעלי העניין, פותח המודל והועבר לכל הנוגעים בדבר בפורמט המתאים להם ועם כלים המאפשרים אינטראקטיביות. כל אחד מהמשתתפים יכול להיכנס לשרטוט של המודל ולהפיק ממנו את הנתונים הדרושים לו לעבודתו באופן היעיל ביותר. נתונים אלה יכולים להיות פשוטים כגון הרחבה, תקריב, סיבוב או הדגשת חלקים מסוימים במודל, או מורכבים כגון תכנות ישיר של מכונות החריטה המייצרות את רכיבי המבנה השונים והפקת הוראות עבודה. למודל הדיגיטלי של שימושים רבים כמאגר מידע מרכזי לרעיונות ולתוכניות ולשיטות המופקות מהם.

ההשפעה על הסביבה היא היבט חשוב בבנייה מודרנית, והעובדה שאצטדיונים ומתקני ספורט אחרים הם מתקנים ציבוריים מחייבת אותם להוות דוגמה לשמירת הסביבה. פרויקטים רבים משתמשים ב-CATIA כדי לתכנן, ללטש ולייצר מערכות ערבול אויר שיפחיתו את השימוש במיזוג אוויר על-ידי שימוש באוורור פסיבי או משולב המפחית במידה רבה את צריכת האנרגיה. שילוב עם תוכנת SIMULIAשל דאסו המנתחת את האלמנטים הסופים ומחשבת את דינאמיקת הנוזלים מאפשר למתכננים להדמות את זרימת האוויר במבנים ולשפר את הנוחות עבור הספורטאים והקהל. CATIA גם משמשת בתכנון הגגות של אצטדיונים, שהינם מרכיב חשוב בפני עצמו ומקור לפריצות דרך טכנולוגיות מבחינת הפעלה ומקוריות הנדסית. המבנים כוללים לעתים קרובות חלקים נעים גדולים מאוד שהינם אידיאליים לפיתוח עם CATIA, מאחר והיכולת הקינמטית שלה מדמה את תנועת הגג הנע ומציינת נקודות התנגדות אפשריות או בעיות אחרות. השימוש ב-CATIA מאשר לפתור את כל הבעיות הפוטנציאליות באמצעות ניתוח ועריכת שינויים בתוכנית עוד לפני תחילת ייצור פיזי כלשהו. קייט מקדוגל, מהנדסת המבנים הבכירה של Arup Sport מוסיפה כי CATIA מספקת לאדריכלים, למפתחי מתקני הספורט ולכלל תעשיית האדריכלות, ההנדסה והבנייה את היתרונות המוכחים של תוכנת תכנון וייצור בהיקף גדול. מודל BIM (ראשי תיבות של Building Information Model) המבוסס על CATIA הינו מערך נתונים שלם הכולל מידע על תכנון וייצור תחת-ממדי עם כל הכללים, השיטות והידע הדרושים לכל היבטי הבנייה או הפיתוח. היום כבר ידוע שמתקנים משובחים מסייעים להשגת תוצאות ספורטיביות טובות יותר. משתמשי CATIA ברחבי העולם מפתחים ובונים אתרים מתקדמים מתמיד המסייעים לבני האדם להצטיין בדברים שהם יודעים לעשות טוב מכל. Gehry Technologies היא חברת ייעוץ ופיתוח המספקת פתרונות מותאמים לתעשיית האדריכלות, ההנדסה והבנייה ושותפת זהב מוסמכת (CAA) של דאסו המשלבת את טכנולוגיית CATIA בפלטפורמת התוכנה שלה. Digital Project™ היא פלטפורמת תוכנה מהפכנית וחדשה לצוותי בנייה המתכננים פרויקטים שאפתניים עם טכנולוגיות דיגיטליות. Digital Project™ של Gehry technologies היא מערכת מידול של מידע הבנייה המבוססת על CATIA ומשלבת תכנון וניהול נתונים תלת ממדיים עם הניסיון שנרכש בשימוש בפתרונות התלת ממדיים של דאסו במשך השנים ובתוכנה ייעודית שפיתחה Gehry Technologies.

האצטדיון האולימפי המרהיב בבייג'ין הוא מתקן הספורט המוכר ביותר בעולם, ומייצג את פסגת החדשנות והמורכבות של תכנון אצטדיונים. האצטדיון נבנה מיותר מ-40,000 טון פלדה המקיפים 90,000 מושבים. התכנון שנראה אקראי לכאורה, הינו למעשה מסודר מאוד ויוצר מראה של צורה טבעית. מכאן גם שמו של האצטדיון – "קן הציפור". הגיאומטריה של שלד הפלדה הוגדרה באמצעות CATIA על-מנת להשיג את הדיוק המוחלט שנדרש הן בשביל המבנה והן בשביל לקוחותיו. המבנה תוכנן כך שיעמוד בעומסי רוח ועומסים אחרים שלהם הוא נתון. נתוני המודל הועברו לקבלני משנה לייצור הרכיבים, הרכבתם ובנייתם. הנתונים ממערכת CATIA שימשו לא רק ליצירת העבודה, אלא גם לבדיקת מהימנות המבנה. העיצוב החיצוני של המבנה נראה הרבה יותר מורכב ממה שהינו למעשה, ובנוי מלוחות פלדה שטוחים שסודרו במקטעים דמויי תיבה בעובי ההולך וגדל בהתאם לאזורים נושאי העומס של המבנה. המבנה בנוי בדפוס ברור מאוד, אך זה סמוי מהעין בגלל חזית שנייה שנבנתה. שימוש ביכולת הטיוב של רשימת החומרים הובילה לפיתוח חלקים סטנדרטיים נוספים ששולבו בחזית השנייה והמרשימה. עקב הגיאומטריה, למבנה יש סימטריה סיבובית כפולה בלבד, ולפיכך הפרויקט כולל רק שניים מכל סוג של מפרק או רכיב. בשלב מאוחר של התכנון נוצר הצורך לתכנן את המבנה מחדש כדי לקצץ בעלויות. תכולת הפלדה הופחתה ב-20 אחוזים, עובדה שהצריכה שינויים משמעותיים בהיבטים רבים של המבנה. השימוש במודל תלת-ממדי מרכזי האיץ את העבודה במידה רבה בהשוואה לכל שיטת עבודה אחרת, ואיפשר להקים את המבנה במועד ובתקציב שהוגדרו מראש. מנהל הפרויקט של Arup, מייקל קווק, צוטט לאחרונה כאשר אמר שהאצטדיון האולימפי בבייג'ין הציג לעולם סוג חדש של מבנה אשר השלמתו המוצלחת המחישה את התפקיד שממלאים המהנדסים בהגדרת האפשרי באדריכלות.

לתכנון ערך רב בפיתוח, בבנייה ובהפעלה השוטפת של מתקן ספורט. המבנים חייבים לאפשר מגוון שימושים ומאחר וחייהם עשויים להימשך גם יותר ממאה שנים, יש להביא בחשבון שצורכי המשתמשים ובעלי העניין האחרים ישתנו עם הזמן. את השינויים האלה צריך להבין ולהתמודד עמם בעזרת מודל דיגיטלי תלת-ממדי שניתן להציג שוב ושוב על-מנת לענות על כל השינויים בשימוש או בפונקציה.