نرم افزاری برای سهولت استفاده مجدد از مصالح ساختمانی

توسط Ecole Polytechnique Federale de Lausanne30 اکتبر 2020

نرم افزار جدیدی که در EPFL ساخته شده است می تواند به معماران کمک کند تا سازه های ساختمانی را ترکیب کنند که هر دو مولفه جدید را در خود داشته باشد و در نتیجه تأثیرات محیطی آنها را کاهش دهد.

صنعت ساخت و ساز در بین آلاینده ترین بخشهای  صنعتی جهان قرار دارد و در کشورهای پیشرفته حدود 40٪ از انتشار CO2 را تشکیل می دهد. نیمی از کل منابع را مصرف می کند و حدود یک سوم کل زباله ها را تولید می کند. در نتیجه ، برای انطباق با معاهدات بین المللی و اهداف توسعه پایدار سازمان ملل ، این صنعت مجبور به برداشتن گام های جسورانه برای کاهش اثرات زیست محیطی خود شده است. یان بروتینگ ، که به تازگی دکترای خود را به اتمام رسانده است ، می گوید: “ما باید این تأثیر را در اسرع وقت کاهش دهیم.” در آزمایشگاه ساختاری EPFL (SXL) ، به سرپرستی Corentin Fivet از آزمایشگاه زندگی هوشمند  این موضوع در Fribourgیکی از راه های دستیابی هدف ، پیاده سازی سیستماتیک اصول اقتصاد دایره ای است.

هنگام طراحی ساختمان ، به جای استفاده از اجزای جدید یا حتی بازیافت قطعات فلزی موجود با ذوب کردن آنها و ریخته گری آنها به شکل های جدید ، Brütting   شرکت ها ، مهندسین سازه و معماران را تشویق می کند تا طرح های خود را بر اساس استفاده از اجزای قبلی اجرا کنند ، بدون اینکه دوباره پردازش کنند. این امری منطقی است ، زیرا قابلیت اطمینان و خصوصیات فنی این اجزا قبلاً اثبات شده است. وی خاطرنشان كرد: “این بدان معناست كه ما باید هر آنچه را كه در حال حاضر آموخته ایم تغییر دهیم.” و با این حال ، صنعت ساخت و ساز فاقد ابزار مورد نیاز برای این کار است. طی چهار سال گذشته ، Brütting در حال توسعه یک نرم افزار است که کاربران را قادر می سازد تا هنگام ارزیابی چرخه زندگی ،  ساختارها را طراحی کنند. این گرایش به سمت استفاده مجدد از تیرهای فلزی ، ستون ها و میله ها است ، اما سایر مواد مانند چوب و بتن نیز می توانند ترکیب شوند.

طیف وسیعی از ویژگی ها

نحوه کار به این صورت است: مهندس یا معمار در حال طراحی یا اصلاح سازه ، مشخصات کلی آن را همراه با شرح موجودی اجزای دست دوم قابل استفاده مجدد ، در برنامه وارد می کند. سپس این نرم افزار بهینه سازی اولیه ساختار را انجام می دهد ، تا از مواد به کمترین حد ممکن استفاده شود. بعدی – و این یکی از نوآوری های برنامه است – فرم های جایگزینی را برای طراحان فراهم می کند که مولفه های مختلف پایداری را برآورده می کنند. به عنوان مثال ، ساختار را تغییر می دهد و عناصر موجود را از مصالح موجود انتخاب و قرار می دهد تا اثر کربن ساختار را بیشتر کاهش دهد ، تعداد برش های جدید را محدود می کند و تعداد اجزا را به حداقل می رساند.

این نرم افزار همچنین می تواند ترکیبی بهینه از اجزای جدید و بازیافتی را شناسایی کند که اثر کربن یک ساختار را به حداقل برساند. بنابراین یک طراح می تواند مناسب ترین راه حل را برای پروژه انتخاب و انطباق دهد. بروتینگ بر اساس موادی که از ساختمان ها و زیرساخت های سوئیس به دست آمده است ، برنامه خود را در موقعیت های واقعی آزمایش کرده است.

سرانجام ، کارهای وی مقادیر استاندارد را فراهم می کند که کاربران را قادر می سازد تأیید کنند که استفاده مجدد از مصالح ساختمانی در ساختمانهای جدید می تواند، با وجود افزایش 40٪ در جرم سازه ، انتشار گازهای گلخانه ای را تا 60٪ کاهش دهد .

یک پایگاه داده بسیار مورد نیاز

برای بروتینگ ، ایجاد یک پایگاه داده سوئیسی – یا حتی در سرتاسر اروپا – از عناصر قابل استفاده مجدد ، امکان اجرای موثر اقتصاد دایره ای را فراهم می کند. در حالت ایده آل ، نرم افزار وی می تواند به آن دسترسی داشته باشد و طیف وسیعی از اجزا را برای انتخاب به طراحان می دهد و در نتیجه محدودیت های طراحی سازه های جدید را کاهش می دهد. وی می گوید: “پایگاه های اطلاعاتی از این نوع در حال حاضر در دست توسعه است.” او تردیدی ندارد که با وجود موانع زیادی که هنوز وجود دارد ، استفاده مجدد امواد و مصالح آینده درخشانی دارد. “از زمانی که پایان نامه خود را در سال 2016 آغاز کردم ، قطعاً انتشارات علمی در زمینه اقتصاد دایره ای در صنعت ساخت و ساز مشاهده شده است ، و سیاست های اتحادیه اروپا از تعداد بیشتری از پروژه های تحقیقاتی برای ارتقا این امر حمایت می کند. اخیراً ، دفتر فدرال محیط زیست گزارشی در مورد استفاده مجدد مصالح را منتشر کرد. “

ساخت و سازهای مدولار

Brütting که به همان اندازه که به معماری علاقه مند است ، همچنین نرم افزار را برای طراحی سازه های موقتی خاص مخصوص میله های خطی و اتصالات کروی برنامه ریزی کرده است. این مفهوم شبیه به سیستم MERO یا سیستم مدولار USM است ، اما با یک تفاوت بزرگ: “راه حل ما گزینه های طراحی بیشتری را نسبت به سیستم های ساختمانی مدولار فعلی ارائه می دهد”. “این می تواند مورد توجه شرکت های متخصص در استفاده مجدد از مواد باشد.”

https://techxplore.com