Повторное использование строительных материалов

Новое программное обеспечение, разработанное в EPFL, может помочь архитекторам в проектировании строительных конструкций, включающих как новые, так и повторно используемые компоненты, тем самым снижая их воздействие на окружающую среду.

Строительная индустрия является одной из самых загрязняющих отраслей в мире: в развитых странах на нее приходится около 40% выбросов CO2. Она потребляет до половины всех ресурсов и производит около трети всех отходов. В результате, для того чтобы соответствовать международным договорам и Целям устойчивого развития Организации Объединенных Наций, отрасль вынуждена предпринимать смелые шаги по снижению своего воздействия на окружающую среду.

Программное приложение для оценки жизненного цикла конструкций

"Мы должны как можно быстрее смягчить это воздействие", - говорит Ян Брюттинг, только что получивший докторскую степень в Structural Xploration Lab EPFL (SXL), которую возглавляет Корентин Файвт из Smart Living Lab" во Фрибурге. "Один из способов достижения этого - систематическое внедрение принципов круговой экономики".

Подписывайтесь на наш youtube канал!

При проектировании здания, вместо того, чтобы использовать новые компоненты или даже перерабатывать существующие металлические детали путем их плавления и отливки в новые формы, Брюттинг призывает предприятия, инженеров-конструкторов и архитекторов основывать свои проекты на ранее использовавшихся компонентах, не перерабатывая их. Это имеет смысл, так как надежность и технические свойства этих компонентов уже доказаны. "Это означает, что мы должны изменить все, что мы знали до сих пор", - отмечает он.

И тем не менее, в строительной отрасли не хватает инструментов, необходимых для этого. В течение последних четырех лет Брюттинг разрабатывает программное приложение, которое позволяет пользователям проектировать конструкции, одновременно проводя оценку жизненного цикла. Оно ориентировано на повторное использование стальных балок, колонн и брусьев, но может быть использовано и для других материалов, таких как дерево и бетон.

Вот как это работает: инженер или архитектор, проектирующий или модернизирующий конструкцию, вводит в программу ее общие характеристики вместе с описанием запасов многоразовых, бывших в употреблении компонентов. Затем программа выполняет начальную оптимизацию формы структуры, чтобы использовать как можно меньше материала. Далее - и это одно из новшеств программы - оно предоставляет проектировщикам альтернативные формы, отвечающие различным задачам устойчивого развития. Например, она изменяет компоновку структуры и оптимально подбирает и позиционирует элементы из существующих запасов для дальнейшего уменьшения "углеродного следа" структуры, ограничивает количество новых разрезов и сводит количество компонентов к минимуму.

Программное обеспечение также может определить оптимальное сочетание новых и переработанных компонентов, что минимизирует "углеродный след" конструкции. Таким образом, проектировщик может выбрать и адаптировать наиболее подходящее решение для проекта. Брюттинг протестировал свое приложение в реальных жизненных ситуациях, основываясь на материалах, извлеченных из зданий и объектов инфраструктуры Швейцарии, которые подлежали сносу.

Наконец, его работы позволяют проверить, что повторное использование строительных материалов в новых зданиях может сократить выбросы парниковых газов на 60%, несмотря на увеличение массы конструкции на 40%.

Для Брюттинга создание швейцарской или даже общеевропейской базы данных элементов многократного использования позволило бы эффективно реализовать круговую экономику. В идеале, его программное обеспечение имело бы доступ к ней, давая проектировщикам широкий выбор компонентов и, таким образом, уменьшая ограничения на проектирование новых конструкций. "Базы данных такого типа в настоящее время находятся в стадии разработки", - говорит он. Он не сомневается, что у повторного использования есть светлое будущее, несмотря на многочисленные препятствия, которые все еще существуют. "С тех пор, как я начал писать диссертацию в 2016 году, я определенно заметил рост числа научных публикаций по циркулярной экономике в строительной отрасли, и политика ЕС поддерживает все большее число исследовательских проектов, направленных на продвижение этого. Недавно Федеральное ведомство окружающей среды, охраны природы и безопасности ядерных реакторов даже опубликовало доклад о повторном использовании".

Оригинальный вклад Яна Брюттинга в области повторного использования очень хорошо принят практиками и исследователями. 

Брюттинг, который так же увлечен строительством, как и архитектурой, также запрограммировал программное обеспечение для проектирования временных сооружений, предназначенных для конкретного события, на основе линейных балок и сферических разъемов. Эта концепция похожа на систему MERO или модульную мебель USM, но с одним большим отличием: "Наше решение предлагает намного больше возможностей для проектирования, чем современные модульные строительные системы", - говорит Брюттинг. "Это может быть интересно компаниям, специализирующимся на повторном использовании материалов". опубликовано econet.ru по материалам techxplore.com

Подписывайтесь на наш канал Яндекс Дзен!

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet