研究帮助建筑商减少桁架结构的碳足迹

建筑物是全球变暖的一个重要因素，不仅在其正在进行的运营中，而且在其建筑中使用的材料中。桁架结构——现代建筑中使用的那些纵横交错的斜撑杆阵列，从天线塔到大型建筑物的支撑梁——通常由钢或木头或两者的组合制成。但是关于如何选择合适的材料以尽量减少这些结构对全球变暖的贡献的定量研究很少。

建筑材料中的“隐含碳”包括用于材料生产(例如，用于采矿和冶炼钢，或用于砍伐和加工树木)以及用于将材料运输到现场的燃料。它还包括用于建筑本身的设备。

现在，麻省理工学院的研究人员进行了详细分析并创建了一组计算工具，使建筑师和工程师能够以一种可以最大限度地减少碳含量的方式设计桁架结构，同时保持给定建筑应用所需的所有特性。他们说，虽然通常木材产生的碳足迹要低得多，但在其特性可以提供最大利益的地方使用钢可以提供优化的结果。

研究生 Ernest Ching 和麻省理工学院土木与环境工程助理教授 Josephine Carstensen在《工程结构》杂志上发表的一篇论文中描述了该分析。

“建筑业是一个巨大的温室气体排放源，在过去的几十年里，它一直被忽视，”卡斯滕森说。但近年来，建筑设计师“开始更加关注如何不仅减少与建筑使用相关的运行能源，而且还关注与结构本身相关的重要碳。”这就是这个新分析的用武之地。

她说，减少与桁架结构相关的碳排放的两个主要选择是替代材料或改变结构。然而，她说，在帮助设计师针对特定情况制定排放最小化策略的工具方面，“令人惊讶的工作很少”。

新系统利用一种称为拓扑优化的技术，该技术允许输入基本参数，例如要支持的负载量和结构尺寸，并可用于生成针对不同特性优化的设计，例如作为重量、成本，或者，在这种情况下，全球变暖的影响。

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