پوششهای مبتنی بر زیست-و دوقلوهای دیجیتال: نوآوریها سازههای فولادی را به سوی آیندهای پایدار پیش میبرند
فولاد برای مدت طولانی ستون فقرات ساخت و ساز جهانی بوده است، اما نوآوری های اخیر در علم مواد و فناوری دیجیتال آن را به ارتفاعات جدیدی از پایداری و کارایی ارتقا می دهد. همانطور که صنعت ساخت و ساز به سمت اهداف خالص-صفر میرود، این پیشرفتها باعث میشود سازههای فولادی نه تنها بادوام شوند، بلکه-دوستانهتر و هوشمندتر از همیشه-در بخشهای معماری و مهندسی جهانی توجهها را به خود جلب میکنند.
یک نوآوری برجسته، توسعه پوششهای ضد خوردگی-بیولوژیکی-است که یک بازی-تغییر دهنده طول عمر فولاد و اثرات زیست محیطی است. پوششهای سنتی متکی به مواد شیمیایی مبتنی بر نفت- هستند که برای اکوسیستمها خطراتی ایجاد میکنند. اکنون، محققان یک آزمایشگاه مواد اروپایی پیشرو، پوششی ساختهاند که از روغن سویا و کیتوزان، یک پلیمر طبیعی از پوستههای سخت پوستان، مشتق شده است. این پوشش زیستی 50% مقاومت در برابر خوردگی بیشتری نسبت به جایگزین های مصنوعی دارد و 100% زیست تخریب پذیر است. یک پروژه آزمایشی در کپنهاگ که این پوشش را روی یک پل عابر فولادی 200 متری اعمال کرد، پس از 18 ماه قرار گرفتن در معرض آب و هوای سخت ساحلی، تشکیل زنگ زدگی صفر را گزارش کرده است.
فناوری دوقلو دیجیتال یکی دیگر از جهش های انقلابی برای سازه های فولادی است. مهندسان اکنون در حال ایجاد کپی مجازی از چارچوبهای فولادی هستند که با استفاده از حسگرهای اینترنت اشیا و الگوریتمهای هوش مصنوعی، شرایط زمانی واقعی را منعکس میکنند. این دوقلوهای دیجیتالی نقاط تنش، نوسانات دما، و نرخ سایش را کنترل میکنند و امکان تعمیر و نگهداری پیشبینیشده را فراهم میکنند که تا ۴۰ درصد زمان از کار افتادگی را کاهش میدهد. در تورنتو، یک مرکز همایشهای فولادی جدید-از این فناوری برای بهینهسازی مصرف انرژی استفاده میکند{6}}دوقلو دیجیتال آن تهویه و روشنایی را بر اساس دادههای انتشار حرارت ساختاری تنظیم میکند و از زمان افتتاح آن در مارس 2025 تا 28 درصد مصرف انرژی را کاهش میدهد.
طراحی دایره ای نیز به کانون اصلی نوآوری فولاد تبدیل شده است. تولیدکنندگان پیشرو فولاد اکنون در حال تولید "طراحی-برای-جداسازی قطعات فولادی هستند که به راحتی قابل استفاده مجدد یا بازیافت بدون از دست دادن یکپارچگی ساختاری هستند. یک شرکت ساختمانی هلندی اخیراً یک ساختمان مسکونی 12 طبقه را با استفاده از چنین اجزایی تکمیل کرده است. 95 درصد فولاد را می توان برچیده و برای پروژه های آتی تغییر کاربری داد. این رویکرد در مقایسه با سازههای فولادی سنتی، زبالههای ساختمانی را تا 60 درصد کاهش میدهد و با برنامه اقدام اقتصاد دایرهای اتحادیه اروپا همسو میشود.
ماریا لوپز، تحلیلگر ارشد موسسه نوآوری ساخت و ساز جهانی، می گوید: «فولاد دیگر فقط یک مصالح ساختمانی نیست-بلکه یک کاتالیزور برای ساخت و ساز پایدار است. "با پوششهای مبتنی بر زیست-، دوقلوهای دیجیتال و طراحی دایرهای، سازههای فولادی قرار است در دهه آینده پروژههای ساختمان سبز در سراسر جهان تسلط پیدا کنند."
