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Jun 01, 2023

研究チームは床の形状を再設計し、コンクリートの使用を75％削減

業界の脱炭素化への取り組みにおける「踏み台」と評されるこの実験的な構造技術は、バース大学、ケンブリッジ大学、ダンディー大学によって策定されました。 による

業界の脱炭素化への取り組みにおける「踏み台」と評されるこの実験的な構造技術は、バース大学、ケンブリッジ大学、ダンディー大学によって策定されました。

エンジニア、数学者、製造専門家で構成されたチームによると、新しいアーチ型スタイルの床は、従来の平らなスラブ床よりもコンクリートの使用量が 75% 少なく、構造に使用する炭素の量が 60% 少ないにもかかわらず、同じ荷重に耐えることができるという。

ケンブリッジ大学土木工学部の NRFIS 研究室には、薄殻床の 4.5m×4.5m の実物大デモンストレーションが設置されています。 湾曲した構造は標準的な上げ床パネルで覆われ、水平な表面が形成されます。

3 年間の Acorn (コンクリート建設の自動化) 研究プロジェクトは、UKRI (英国研究イノベーション) によって支援および資金提供されています。

バース大学建築土木学部の読者でエイコーン社の主任研究員であるポール・シェパード氏は、「コンクリートは水に次いで世界で最も広く消費されている材料であり、その生産は世界のCO2排出量の7パーセント以上を占めているため、最も簡単な方法である」と述べた。ネットゼロへの取り組みを開始する建設工事は、コンクリートの使用量を減らすことです。

「それがこのプロジェクトの原動力であり、それが建設の影響に大きな変化をもたらすことを期待しています。」

現在、ほとんどの建物の床には固体コンクリートの厚く平らなスラブが使用されており、張力に耐えられるようにするために多くの鋼鉄筋を使用しています。

シェパード氏は、この新しい技術では追加のサポートが必要なく、「固体スラブと比較してコンクリートの量が約4分の1」であることを考慮すると、柱と基礎は実際には「大幅に小さく」なる可能性があると述べた。

彼はAJに「アーチの広がりを止めるために柱の間にタイロッドがいくつかある」と語った。 しかし、それらに含まれる炭素は、コンクリートの削減とステア鉄筋の除去によって十分に補われます。」

アーチ型の形状が建物の高さやデザインに影響を与えるのかとの質問に対し、シェパード氏は「私たちは高床が「失われた空間」とは考えていない」と答えた。

「多くのオフィスビルには、簡単にアクセスできるようにサービスを提供するための上げ床があり、私たちはちょうど高さ調整可能な脚を備えた標準的な上げ床システムを購入したところです。 私たちはシェルの下にエッジに沿って 30 cm のエアダクトを確保できるようにシェルを設計しました。」

同氏はさらに、「重量がはるかに軽いので、基礎の強度が制限要因であれば、実際にはより高く建てることができると言えるかもしれない」と付け加えた。

ただし、新しい形状を従来の型枠を使用して作成するのは難しいため、チームは、オフサイトの工場設定で使用できる自動適応型型とロボットコンクリートスプレーシステムを並行して開発しました。

これに加えて、チームは、特定の建物設計に合わせて床をシームレスに最適化し、それらを生産する自動製造システムを制御するためのオーダーメイドのソフトウェアも作成しました。

床は社外で製作するため、現場まで運んで組み立てる必要があります。 プロトタイプは、9 つ​​の部分に分割し、それらの部分を結合するために考案された接続システムによってこれがどのように行われるかを示しています。 床を分解して別の場所で再組み立てできるように、リバーシブルジョイントが組み込まれています。

基礎の強度が制限要因であれば、実際にはさらに高く建てることができます。

プロトタイプの各部分の作成にはわずか 30 分しかかかりませんでしたが、フロア全体の組み立てには 1 週間かかりました。

シェパード氏はさらに、「3年間の研究を経て、私たちの懸命な努力の成果が研究室を支配し、通り過ぎる人全員から興味をそそられるのを見るのは驚くべきことだ」と付け加えた。 研究の成果を上げることができるのは、毎日ではありません。

「一日も早く、この種の低炭素で自動製造された建物が、人々が気付かずに通り過ぎるほど普及することを願うばかりです。」

Acorn は、ISCF Transforming Construction プログラムの下で UK Research and Innovation から資金提供を受けています。