تیرآهن یا تیر چوبی، کدام یک برای ساختمان سازی بهتر است؟
به گزارش سیناپرس، سازه‌های خرپایی یا آن دسته از سازه های متقاطع با پایه های مورب که از آن ها در ساخت و سازهای مدرن همچون برج های آنتن گرفته تا تیرهای پشتیبانی برای ساختمان های بزرگ استفاده می‌شوند، معمولاً از فولاد یا چوب یا ترکیبی از هر دو ساخته می شوند. متاسفانه تاکنون تحقیقات کمی در مورد چگونگی انتخاب مواد مناسب برای به حداقل رساندن سهم این ساختارها در گرمایش جهانی انجام شده است.
کربن تولید شده توسط یک مصالح ساختمانی شامل سوخت مورد استفاده در تولید مواد طی استخراج و ذوب فولاد، یا برای قطع و پردازش درختان و انتقال مواد به یک سایت قابل اندازه گیری است. تولید این آلاینده ها همچنین شامل تجهیزات مورد استفاده برای ساخت و ساز نیز می شود.
به تازگی تیمی از محققان موسسه فناوری ماساچوست MIT تجزیه و تحلیل دقیقی در این حوزه انجام داده و مجموعه ای از ابزارهای محاسباتی را ایجاد کرده اند که این اطلاعات معماران و مهندسان را قادر می‌سازد تا سازه های خرپایی را به گونه ای طراحی کنند که تولید کربن را به حداقل رسانده و در عین حال تمام خواص مورد نیاز جهت استحکام و کاربرد ساختمانی را حفظ کنند. به گزارش سیناپرس، آنها می گویند در حالی که به طور کلی چوب ردپای کربن بسیار کمتری تولید می کند، استفاده از فولاد در مکان هایی که خواص آن می تواند حداکثر سود را داشته باشد، می تواند نتیجه بهتری را ارائه دهد.ارنست چینگ (Ernest Ching) از پژوهشگران این موسسه و جوزفین کارستنسن (Josephine Carstensen) استادیار مهندسی عمران و محیط زیست این دانشگاه سرپرستی پروژه مطالعاتی فوق را بر عهده داشتند.
کارستنسن در این رابطه می گوید: ساخت و ساز، یک عامل انتشار دهنده گازهای گلخانه ای بزرگ است که در دهه های گذشته به نوعی مورد غفلت واقع شده است. در سال‌های اخیر، طراحان ساختمان ها نه تنها شروع به تمرکز بیشتر روی چگونگی کاهش انرژی عملیاتی مرتبط با استفاده از ساختمان کرده اند، بلکه در تلاش بودند کربن مرتبط با خود ساختار را نیز کاهش دهند.
به باور این پژوهشگر، دو گزینه اصلی در کاهش انتشار کربن مرتبط با سازه های خرپایی، جایگزینی مواد یا تغییر ساختار است. متاسفانه مطالعات کمی روی ابزارهایی انجام شده است که به طراحان کمک می‌کند تا استراتژی های کاهش انتشار گاز های گلخانه ای را برای یک موقعیت معین کشف کنند.
سیستم جدید از تکنیکی به نام بهینه سازی توپولوژی استفاده می کند که اجازه می دهد پارامترهای اساسی مانند مقدار بار قابل تحمل و ابعاد سازه را وارد کرده و سیستم می‌تواند از این اطلاعات برای تولید طرح های بهینه سازی شده و در نظر گرفتن مواردی همچون وزن، هزینه و تأثیر گرمایش جهانی با ویژگی های مختلف استفاده کند.
به اعتقاد محققان، چوب تحت نیروهای فشاری بسیار خوب عمل می کند اما در مورد کشش به خوبی فولاد نیست. به طور کلی، چوب از نظر کربن جاسازی شده به مراتب بهتر از فولاد است، بنابراین به خصوص اگر ساختاری دارید که هیچ کششی ندارد، پس قطعاً باید فقط از چوب استفاده کنید تا انتشار گازهای گلخانه ای را به حداقل برسانید.
در خاتمه کارستنسن تمایل به افزایش استفاده از الوار در ساخت و سازهای بزرگ جهانی را نشان دهنده پتانسیل این صنعت برای کاهش انتشار کلی کربن در جهان می داند.
مترجم: سامیه خسروی زاده
منبع: News.MIT
