建筑物是全球變暖的一個(gè)重要因素，不僅在其正在進(jìn)行的運(yùn)營(yíng)中，而且在其建筑中使用的材料中。桁架結(jié)構(gòu)——現(xiàn)代建筑中使用的那些縱橫交錯(cuò)的斜撐桿陣列，從天線塔到大型建筑物的支撐梁——通常由鋼或木頭或兩者的組合制成。但是關(guān)于如何選擇合適的材料以盡量減少這些結(jié)構(gòu)對(duì)全球變暖的貢獻(xiàn)的定量研究很少。
建筑材料中的“隱含碳”包括用于材料生產(chǎn)(例如，用于采礦和冶煉鋼，或用于砍伐和加工樹(shù)木)以及用于將材料運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)的燃料。它還包括用于建筑本身的設(shè)備。
現(xiàn)在，麻省理工學(xué)院的研究人員進(jìn)行了詳細(xì)分析并創(chuàng)建了一組計(jì)算工具，使建筑師和工程師能夠以一種可以最大限度地減少碳含量的方式設(shè)計(jì)桁架結(jié)構(gòu)，同時(shí)保持給定建筑應(yīng)用所需的所有特性。他們說(shuō)，雖然通常木材產(chǎn)生的碳足跡要低得多，但在其特性可以提供最大利益的地方使用鋼可以提供優(yōu)化的結(jié)果。
研究生 Ernest Ching 和麻省理工學(xué)院土木與環(huán)境工程助理教授 Josephine Carstensen在《工程結(jié)構(gòu)》雜志上發(fā)表的一篇論文中描述了該分析。
“建筑業(yè)是一個(gè)巨大的溫室氣體排放源，在過(guò)去的幾十年里，它一直被忽視，”卡斯滕森說(shuō)。但近年來(lái)，建筑設(shè)計(jì)師“開(kāi)始更加關(guān)注如何不僅減少與建筑使用相關(guān)的運(yùn)行能源，而且還關(guān)注與結(jié)構(gòu)本身相關(guān)的重要碳。”這就是這個(gè)新分析的用武之地。
她說(shuō)，減少與桁架結(jié)構(gòu)相關(guān)的碳排放的兩個(gè)主要選擇是替代材料或改變結(jié)構(gòu)。然而，她說(shuō)，在幫助設(shè)計(jì)師針對(duì)特定情況制定排放最小化策略的工具方面，“令人驚訝的工作很少”。
新系統(tǒng)利用一種稱為拓?fù)鋬?yōu)化的技術(shù)，該技術(shù)允許輸入基本參數(shù)，例如要支持的負(fù)載量和結(jié)構(gòu)尺寸，并可用于生成針對(duì)不同特性優(yōu)化的設(shè)計(jì)，例如作為重量、成本，或者，在這種情況下，全球變暖的影響。
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