Tarafından

Metal Konstrüksiyon Çerçevesi

Yeni analiz, köprüleri, kuleleri ve binaları destekleyen çaprazlama dikmeler için en uygun malzemeleri belirlemeye yardımcı olabilir.

Binalar, yalnızca devam eden operasyonlarında değil, inşaatlarında kullanılan malzemelerde de küresel ısınmaya büyük katkıda bulunuyor. Makas yapıları – modern inşaat boyunca, anten kulelerinden büyük binalar için destek kirişlerine kadar her şeyde kullanılan çapraz çapraz dikme dizileri – tipik olarak çelik veya ahşaptan veya her ikisinin bir kombinasyonundan yapılır. Ancak bu yapıların küresel ısınmaya katkısını en aza indirmek için doğru malzemelerin nasıl seçileceği konusunda çok az nicel araştırma yapılmıştır.

Bir inşaat malzemesindeki “yapılandırılmış karbon”, malzemenin üretiminde (örneğin madencilik ve çelik eritme için veya ağaçların kesilmesi ve işlenmesi için) ve malzemelerin bir sahaya taşınmasında kullanılan yakıtı içerir. Ayrıca inşaatın kendisi için kullanılan ekipmanı da içerir.

Şimdi, araştırmacılar İLE BİRLİKTE ayrıntılı bir analiz yaptılar ve mimarların ve mühendislerin, belirli bir bina uygulaması için gerekli tüm özellikleri korurken, karbon yapılarını en aza indirecek şekilde kafes yapılar tasarlamalarını sağlamak için bir dizi hesaplama aracı oluşturdu. Genel olarak ahşap çok daha düşük bir karbon ayak izi üretirken, çeliğin özelliklerinin maksimum fayda sağlayabileceği yerlerde kullanılması optimize edilmiş bir sonuç sağlayabileceğini söylüyorlar.

Analiz, dergide bugün (29 Kasım 2021) yayınlanan bir makalede açıklanmıştır. Mühendislik Yapıları, yüksek lisans öğrencisi Ernest Ching ve MIT inşaat ve çevre mühendisliği profesörü Josephine Carstensen tarafından.

Kafes Yapıların Karbon Ayak İzini Azaltın

MIT araştırmacıları tarafından yapılan yeni bir analiz, mimarların ve inşaatçıların kafes yapılarının karbon ayak izini, köprüleri, kuleleri ve binaları destekleyen çaprazlama payandaları azaltmalarına yardımcı olabilir. Kredi: MIT Haberleri, iStockphoto

Carstensen, “İnşaat, son on yıllarda radarın altından uçan devasa bir sera gazı yayıcıdır” diyor. Ancak son yıllarda bina tasarımcıları “sadece bina kullanımıyla ilişkili işletim enerjisini değil, aynı zamanda yapının kendisiyle ilişkili önemli karbonu da nasıl azaltacaklarına daha fazla odaklanmaya başlıyorlar.” Ve işte bu yeni analiz burada devreye giriyor.

Kafes yapılarla ilişkili karbon emisyonlarını azaltmadaki iki ana seçeneğin, malzemeleri ikame etmek veya yapıyı değiştirmek olduğunu söylüyor. Bununla birlikte, tasarımcıların belirli bir durum için emisyonları en aza indirgeme stratejileri bulmalarına yardımcı olacak araçlar üzerinde “şaşırtıcı derecede az çalışma” olduğunu söylüyor.

Yeni sistem, desteklenecek yük miktarı ve yapının boyutları gibi temel parametrelerin girilmesine izin veren topoloji optimizasyonu adı verilen bir tekniği kullanır ve farklı özellikler için optimize edilmiş tasarımlar üretmek için kullanılabilir. ağırlık, maliyet veya bu durumda küresel ısınma etkisi olarak.

Kafes Yapıları Tasarlamak İçin Hesaplamalı Araçlar

MIT’deki araştırmacılar, mimarların ve mühendislerin, belirli bir bina uygulaması için gerekli tüm özellikleri korurken, karbon yapılarını en aza indirebilecek şekilde kafes yapılar tasarlamalarını sağlamak için bir dizi hesaplama aracı oluşturdu. Kredi: Araştırmacıların izniyle

Ahşap, sıkıştırma kuvvetleri altında çok iyi performans gösterir, ancak gerilim söz konusu olduğunda – yani yapıyı parçalara ayırma eğiliminde – çelik kadar iyi performans göstermez. Carstensen, genel olarak ahşabın gömülü karbon açısından çelikten çok daha iyi olduğunu, bu nedenle emisyonları en aza indirmek için “özellikle gerilimi olmayan bir yapıya sahipseniz, kesinlikle sadece ahşap kullanmalısınız” diyor. Bir ödün, “yapının ağırlığının çelikten daha büyük olacağı” diyor.

Ching’in yüksek lisans tezinin temelini oluşturan geliştirdikleri araçlar, bir yapının erken planlama aşamasında veya daha sonra bir tasarımın son aşamalarında farklı aşamalarda uygulanabilir.

Bir alıştırma olarak ekip, bu optimizasyon araçlarını kullanarak birkaç kafes kirişinin yeniden yapılandırılması için bir teklif geliştirdi ve hiçbir performans kaybı olmaksızın somutlaştırılmış sera gazı emisyonlarında önemli bir tasarrufun sağlanabileceğini gösterdi. En az yüzde 10’luk iyileştirmelerin elde edilebileceğini gösterseler de, bu tahminlerin “tam olarak elmadan elmaya” olmadığını ve muhtemelen tasarrufların bunun iki ila üç katı olabileceğini söylüyor.

Belirli bir uygulamanın özellikleri için “Malzemeleri daha akıllıca seçmekle ilgili” diyor. Genellikle mevcut binalarda “sıkıştırmanın olduğu ve bunun anlamlı olduğu yerde keresteye sahip olacaksınız ve daha sonra bunun mantıklı olduğu yerde gerilimde gerçekten sıska çelik elemanlara sahip olacaksınız. Ve önerilen tasarım çözümlerimizde de bunu görüyoruz, ancak belki daha da net görebiliriz.” Yine de araçlar ticari kullanıma hazır değil, çünkü henüz bir kullanıcı arayüzü eklemediler.

Carstensen, dünyanın genel karbon emisyonlarını azaltmak için önemli bir potansiyeli temsil eden büyük inşaatlarda kereste kullanımını artırma eğilimi görüyor. “İnşaat endüstrisinde masif ahşap yapılara büyük bir ilgi var ve bu, tam da bu alana hitap ediyor. Dolayısıyla, bunun inşaat sektörüne giriş yapması ve sera gazı emisyonlarına olan bu çok büyük katkıyı fiilen sekteye uğratması ümidiyle.”

Referans: 29 Kasım 2021, Mühendislik Yapıları.





#Çelik #Kereste #Yeni #Araçlar #İnşaatçıların #Kafes #Yapılarının #Karbon #Ayak #İzini #Azaltmasına #Yardımcı #Oluyor