تطبيق برمجي يساعد المهندسين المعماريين إعادة استخدام مواد البناء

تطبيق برمجي يساعد المهندسين المعماريين إعادة استخدام مواد البناء
يمكن أن تساعد البرامج الجديدة التي تم تطويرها في EPFL المهندسين المعماريين على تصميم هياكل المباني التي تتضمن مكونات جديدة ومعاد استخدامها ، وبالتالي تقليل تأثيرها على البيئة.

تعد صناعة البناء من أكثر القطاعات تلويثًا في العالم: فهي مسؤولة عن حوالي 40٪ من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في البلدان المتقدمة. يستهلك ما يصل إلى نصف جميع الموارد وينتج حوالي ثلث إجمالي النفايات. نتيجة لذلك ، من أجل الامتثال للمعاهدات الدولية وأهداف التنمية المستدامة للأمم المتحدة ، تضطر الصناعة إلى اتخاذ خطوات جريئة للحد من بصمتها البيئية. “نحن بحاجة إلى التخفيف من هذا التأثير في أسرع وقت ممكن” ، كما يقول Jan Brütting ، الذي أكمل للتو درجة الدكتوراه. في مختبر EPFL الإنشائي Xploration Lab (SXL) ، برئاسة Corentin Fivet من مختبر Smart Living في فريبورغ. “إحدى الطرق لتحقيق ذلك هي من خلال تطبيق منهجي لمبادئ الاقتصاد الدائري.”

عند تصميم مبنى ، بدلاً من استخدام مكونات جديدة أو حتى إعادة تدوير الأجزاء المعدنية الموجودة عن طريق صهرها وصبها في أشكال جديدة. يشجع Brütting الشركات والمهندسين الإنشائيين والمهندسين المعماريين على بناء تصاميمهم على المكونات المستخدمة سابقًا ، دون إعادة معالجتها. هذا أمر منطقي ، حيث تم بالفعل إثبات موثوقية هذه المكونات وخصائصها التقنية. “هذا يعني أننا بحاجة إلى تغيير كل شيء تعلمناه حتى الآن ،” يلاحظ. ومع ذلك ، فإن صناعة البناء تفتقر إلى الأدوات اللازمة لذلك. على مدى السنوات الأربع الماضية ، طورت Brütting تطبيقًا برمجيًا يمكّن المستخدمين من تصميم الهياكل أثناء إجراء تقييمات دورة الحياة. وهي موجهة نحو إعادة استخدام العوارض والأعمدة والقضبان الفولاذية ، ولكن يمكن أيضًا دمج مواد أخرى ، مثل الخشب والخرسانة.

مجموعة من الميزات

وإليك كيفية عملها: يقوم المهندس أو المهندس المعماري الذي يقوم بتصميم أو تعديل الهيكل بإدخال خصائصه العامة في البرنامج ، جنبًا إلى جنب مع وصف لمخزون المكونات المستعملة والقابلة لإعادة الاستخدام. ثم يقوم البرنامج بإجراء تحسين أولي لشكل الهيكل ، وذلك لاستخدام أقل قدر ممكن من المواد. التالي – وهذا أحد ابتكارات البرنامج – يوفر للمصممين أشكالًا بديلة تلبي أهداف الاستدامة المختلفة. على سبيل المثال، يغير تخطيط الهيكل ويختار العناصر ويضعها على النحو الأمثل من المخزونات الحالية لزيادة تقليل البصمة الكربونية للهيكل، ويحد من عدد التخفيضات الجديدة ويحافظ على عدد المكونات إلى الحد الأدنى.

يمكن للبرنامج أيضًا تحديد التركيبة المثلى للمكونات الجديدة والمعاد تدويرها والتي من شأنها تقليل البصمة الكربونية للهيكل. وبالتالي يمكن للمصمم اختيار الحل الأنسب للمشروع وتكييفه. اختبر Brütting تطبيقه في مواقف الحياة الواقعية ، بناءً على المواد المسترجعة من المباني والبنى التحتية السويسرية التي تم هدمها.

أخيرًا ، يوفر عمله قيمًا معيارية تمكن المستخدمين من التحقق من أن إعادة استخدام مواد البناء في المباني الجديدة يمكن أن يقلل انبعاثات غازات الاحتباس الحراري بنسبة تصل إلى 60٪. على الرغم من زيادة تصل إلى 40٪ في كتلة الهيكل.

قاعدة بيانات تمس الحاجة إليها

بالنسبة إلى Brütting ، فإن إنشاء قاعدة بيانات سويسرية – أو حتى على مستوى أوروبا – للعناصر القابلة لإعادة الاستخدام سيجعل من الممكن تنفيذ اقتصاد دائري بشكل فعال. من الناحية المثالية ، سيكون برامجه قادرة على الوصول إليه ، مما يمنح المصممين مجموعة متنوعة من المكونات للاختيار من بينها ، وبالتالي تقليل القيود المفروضة على تصميم الهياكل الجديدة. يقول: “قواعد بيانات من هذا النوع قيد التطوير حاليًا”. ليس لديه شك في أن إعادة الاستخدام لها مستقبل مشرق ، على الرغم من العديد من العقبات التي لا تزال قائمة. “منذ أن بدأت رسالتي في عام 2016 ، لاحظت بالتأكيد ارتفاعًا طفيفًا في عدد المنشورات العلمية حول الاقتصاد الدائري في صناعة البناء ، وتدعم سياسات الاتحاد الأوروبي عددًا متزايدًا من المشاريع البحثية للترويج لذلك. مؤخرًا ، المكتب الفيدرالي حتى أن البيئة نشرت تقريراً عن إعادة الاستخدام “.

تلقى مساهمات Jan Brütting الأصلية حول إعادة الاستخدام استحسانًا كبيرًا من قبل الممارسين والباحثين. في العام الماضي ، حصل على جائزة Hangai من قبل الرابطة الدولية لشل والهياكل المكانية.

إنشاءات معيارية

قام Brütting ، الذي هو متحمس للهندسة المدنية مثله مثل الهندسة المعمارية ، ببرمجة البرنامج لتصميم هياكل مؤقتة خاصة بالحدث على أساس الحزم الخطية والموصلات الكروية. هذا المفهوم مشابه لنظام MERO أو أثاث USM المعياري ، ولكن مع اختلاف واحد كبير: “يقدم حلنا العديد من خيارات التصميم أكثر من أنظمة البناء المعيارية الحالية” ، كما يقول Brütting. “قد يكون هذا موضع اهتمام الشركات المتخصصة في إعادة استخدام المواد.”

يمكن قراءة المزيد من الابتكارات والاختراعات المختلفة من خلال الضغط هنا

للاطلاع على المزيد من المواضيع وأبرز المقالات عبر موقع سجلات الأردن اضغط هنا