構造工学がネットゼロエネルギー都市の発展を支援する方法

適応性のある再利用とフレキシブルなフロアプラン

ネットゼロの既存の構造を修正することは、新しい構造よりも、より持続可能なものになります。構造エンジニアは、PV、余分な断熱、または新しい機械システムのための負荷処理能力を評価します。柔軟性[ - 例えば、将来の再構成を可能にする長距離床 - は、大規模なリフォームの必要性を削減し、エンボディされた炭素を節約します。

計算式モデリングと最適化

現代構造工学は性能を模倣し、材料の使用を最大限に活用し、エネルギーの模倣と統合するデジタル用具によって決まります。

BIMとパフォーマンスシミュレーション

構造情報モデリングにより、構造、エネルギー、およびMEPモデルの交換データが実現します。パラメトリックツールは、数百の構造レイアウトの迅速なテストを可能にし、エネルギー消費を最小限に抑えます。 []]]Finite要素解析(FEA)は、接続時に熱ブリッジを予測し、エンジニアが熱損失を削減する絶縁された詳細を指定できるようにします。

ジェネレーションデザインとトポロジーの最適化

ジェネレーションアルゴリズムは、必要な場所を正確に材料を使用する構造形態を生成します。 多岐にわたるトラスやトランスファースラブに適用されるトポロジーの最適化は、硬さを維持しながら、20〜30パーセントで鋼の重量を減らすことができます。 その結果、有機形状は効率的ではありませんが、ロボットメッシュまたは添加剤の製造で製造することができ、廃棄物をさらに削減します。

ネットゼロへの道の挑戦

ツールや材料の進歩にもかかわらず、構造エンジニアは、ネットゼロエネルギー都市の実用的障害に直面しています。

コスト制約と材料の可用性

低炭素コンクリートと質量木材は、最初のコストのプレミアムを運ぶことができます。 開発者は、ライフサイクルの節約に上達する予算を優先することが多い。 構造エンジニアは、長期的価値をライフサイクルコスト分析]を通じて実証しなければなりません。 局所的に供給された材料は、品質に矛盾するかもしれません、慎重な仕様とテストを必要としています。

コードと規制のハルール

イノベーションの背後にある多くのコードのラグ。例えば、質量木材や熱量メリットを無視するプレスクリプト絶縁値のビルド高さを制限する。エンジニアは、コードの公式や業界団体と協力して、統合設計を報酬として性能基準をプッシュする。 []]ストラクチュラルエンジニアリング研究所ガイドラインは、エネルギー性能基準がますますますますます増加します。

コラボレーションの未来

都市規模でネットゼロを実現するためには、建築士、エネルギーコンサルタント、都市計画者、政策立案者と密接に連携する構造技術者が必要です。

専門チームと統合設計

[ 統合プロジェクト配信(IPD)[[は、早期のコンセプトからすべてのステークホルダーを揃えます。 構造エンジニアは、封筒の最適化、日光の方向性戦略、およびエンボデッド-炭素予算に貢献します。 定期的なcharrettesは、建物システムは調整され、排出量を追加する費用対効果の高い再設計を回避します。

政策と教育

再生可能エネルギー対応ビル(ソーラー・レディ・ルーフ、電気・車充電能力など)を可能にするゾーニング・チェンジの採用を呼び起こす構造設計技術者。これらは、地方のグリーン・ビルディング・コードの執筆や、ネット・ゼロ・ゼロの原則に関する将来のエンジニアの指導に参画しています。 []ASHRAE]と]] 構造設計に適用される構造技術者がエネルギー効率の高い設計に適用される基準を公開しています。