研究综述 ： 重新思考系统

研究综述 重新思考系统 重新思考系统循环经济Covid回应复原力净零Arup的研究 重新思考系统 在Arup，我们进行独立研究，以测试和试验新方法，以应对客户和社区面临的问题。 Covid-19突出了系统共同努力支持更有弹性的社区的重要性。它还向我们展示了自然和建筑环境是如何相互联系的。它迫使我们对我们行动的后续影响以及我们作为一家全球公司的重大影响进行了深入的思考。 在本期Arup的研究评论“重新思考系统”中，我们考虑了为人类，地方和地球创造更好成果的方法。 重新思考系统循环经济Covid回应复原力净零Arup的研究 循环经济 自然资源的消耗和使用通常遵循线性方法，其中材料被采购，使用并最终作为废物处置。 Arup提倡采用“循环”方法。我们检查使用增材机器人制造的升级循环材料，以及使用 昆士兰州道路上制糖业的副产品。 在本节中：糖高 速公路Digi-fab(ulous) 重新思考系统循环经济Covid回应复原力净零Arup的研究 糖高速公路-为更可持续的道路铺平道路 挑战 我们如何扩大基础设施成果以实现经济刺激以及更具社会和环境弹性的公路设计? Findings –以结果为主导的设计框架可以推动高速公路规划对话实现更全面的利益，包括物质可持续性 、安全性和经济刺激。 –已证明甘蔗渣灰（SBA）的潜力是酸性硫酸盐土壤的有效中和剂。 –使用澳大利亚制糖业的SBA废物副产品可以减少昆士兰州道路基础设施的碳足迹。 SergeiTerzaghi 主要，基础设施支持，悉尼办事处 甘蔗 生物基材料正在成为不断增长的循环经济市场的一种选择 重新思考系统循环经济Covid回应复原力净零Arup的研究 糖高速公路-我们的方式更多 可持续道路 Infrastructureisthegoing-to,low-hangingfruit,foreconomicgrowthandrecovery.Theseresultsareimportantwhengrappingwithacrisislike Covid-19但是我们能推动我们的基础设施项目 带来的好处也有助于为所有人创造一个有弹性的未来？ 有时候，情况是这样的-具体的解决方案，推动最具创新性的反应，并产生社会经济和环境优势。 在与科廷大学的对话中，我们的澳大利亚岩土工程 由SergeiTerzaghi领导的团队看到了一个机会，以一种配对浪费的方式来解决澳大利亚长期存在的基础设施问题 与想要。 这个想法很简单：用环保的材料代替碳重质（如水泥混合物 ） 当地甘蔗产业的副产品。 低洼东海岸的澳大利亚土壤极易酸化。 这削弱了基础设施，特别是道路 ，并使我们的工程师难以提供弹性和可持续的解决方案。由于道路建设中涉及大量的土壤，因此更换受污染的土壤是不可行的，因此添加了大量的水泥和石灰作为稳定剂。考虑到普通波特兰水泥占全球碳排放量的8％，并且石灰的生产导致，这不是一个理想的解决方案。 有毒元素。石灰石 石灰的产生导致有毒元素。 “我们的团队一直关注可用于替代有害添加剂的低影响可持续材料。 SergeiTerzaghi 重新思考系统循环经济Covid回应复原力净零Arup的研究 糖高速公路-我们的方式更多 可持续道路 澳大利亚每个季节生产3500万吨糖。该行业通常被认为是环境友好的，因为通过燃烧过程产生的碳被甘蔗植物生长过程中消耗的碳所抵消。副产品之一是甘蔗渣，从甘蔗中提取果汁后留下的纤维。它被燃烧以产生蒸汽和电力，从而为糖粉加工提供动力。 燃烧过程中的残留物是甘蔗渣 灰（SBA）。一些SBA在农业中用作肥料，但研究小组正在研究其进一步用作传统土壤稳定剂添加剂的潜力。 “另一个好处是，重复使用这些材料可以促进当地经济，”谢尔盖指出。经过一些初步研究，该团队搬到了科廷大学的土木工程实验室。 在这里，科廷的项目负责人AminChegenizadeh博士进行了一系列实验测试，研究了SBA和水泥的不同混合物如何影响酸性硫酸盐土壤的机械特性。 该团队首先测试了浸入酸性硫酸盐浴中的宏观样品的抗压强度。然后，他们使用电子显微镜和能量色散X射线光谱法分析了土壤颗粒 ，酸性硫酸盐和SBA添加物之间的微观相互作用。 35 million 澳大利亚每个季节生产大量的甘蔗 重新思考系统循环经济Covid回应复原力净零Arup的研究 糖高速公路-我们的方式更多 可持续道路 测试提供了很多信息和积极的结果：通过正确的处理，用SBA代替一部分水泥确实有助于酸性硫酸盐土壤的稳定。而且，这是一种可以在全球范围内工作的方法。 马赫迪博士说：“它可以应用于当地有SBA副产品的任何地方，如印度和巴西。” Keramatikerman，项目经理，他提出了这个想法并领导了这个项目 o“但是它必须被本地化和规范化，因为SBA和受污染的土壤都具有特定的，潜在的独特特征。” “这个项目的另一个好处是它与几个可持续发展目标联系在一起。这是一个合作项目，它采用了一种创新的方法来重复使用材料。除了土壤酸化之外，还有一系列问题，比如不利的粘土矿物学，这个循环解决方案可能有助于解决”-谢尔盖 ThisresearchshowshowArupisbringingsustainablechangeandcirculareconomyprinciplestohighwayinfrastructure.However,creatingthetouchpointbetweenaglobalsustainabilityagendaandlocalsolutionisnot 简单。要实现深远的弹性成果，我们需要明确的流程。这就是Arup的成果主导设计框架的地方。ClaudiaPrior，我们布里斯班办公室的基础设施工程师和该框架的共同创建者，解释道： “很难理解和量化社会和环境成果。该框架使设计师能够访问指标和经过验证的设计干预措施，他们的 自己的工作可以贡献和分享到未来，“ –克劳迪娅. 该框架是一个特定于环境的指标、干预措施和指标的数据库，使用户能够虚拟化项目成本、时间、经济、 通过帮助我们的公路规划师和工程师根据可持续发展目标做出明智的选择，我们现在能够建造更多可持续的公路。 它在一系列项目中产生了真正的影响。昆士兰州的“YatalaSouthInterchange41出口升级”使用该框架在早期设计中提高了可持续性意识。这允许绿色的顺利整合 超出标准要求的规格，如使用更多的再生材料。 道路基础设施的未来是什么样的？我们能通过整体方法推动良好的刺激吗？通往可持续、有弹性的建筑的道路是多车道和 通过实验和强大的知识基础来支撑。使用循环经济方法以及以结果为主导的设计，我们可以看到像土壤酸化这样的问题从弱点转变为积极的。一个提升 地方经济，并提供有益的影响，以便未来几代人可以安全地进入他们的未来。 重新思考系统循环经济Covid回应复原力净零Arup的研究 Digi-fab(ulous)- 建筑的未来是循环的 挑战 使用增材机器人制造来更新材料，为更圆形的建筑环境创造了令人兴奋的新机会。 但是预测再生材料的动态行为可能是一个挑战。我们正在测试这种制造技术提供高效和可持续建筑实践的能力：从设计到制造，再到施工。 Findings –数字增材制造为建筑业拥抱循环经济开辟了新途径。 –经济实惠的传感技术可以与升级循环的供应链相结合，以实现材料、组件和整个建筑的弹性。 –从采购到材料形式，数字设计和制造开辟了新的实用建筑和设计可能性。 HaicoSchepers Principal,BuildingsGroup,Australasia 机器人3D打印 增材制造从学术界向工业界的转变 重新思考系统循环经济Covid回应复原力净零Arup的研究 Digi-fab(ulous)- 建筑的未来是圆形的 建筑业目前占澳大利亚GDP的7%。然而，这并不都是好消息，因为 有证据表明生产力平淡，浪费增加和持续的技能短缺-以及全球能源排放的39％的问责制。 随着工业4.0的进行，我们有一个令人兴奋的机会来解决通过将数字智能和可持续前景结合在一起，这些行业挑战。 数字制造设计似乎是关键要素。“数字制造有可能振兴建筑业，” 安德鲁·韦特曼说， 我们悉尼建筑团队的一名工程师，也是Arup和Arup之间合作研究项目的负责人悉尼科技大学（UTS）。 在探索数字制造与可持续设计实践之间的联系时，该团队提出了开发由再生材料制成的智能立面系统的想法。该项目基于循环经济原则，很快获得了动力，并被选为Arup全球研究挑战奖的一部分进行投资。 净零 Arup的研究 重新思考系统循环经济Covid回应复原力 Digi-fab(ulous)- 建筑的未来是圆形的 这个概念在基础上非常实用：使用现成的传感器攻击3D打印机器人，以提供实时制造。对于一个现实世界的例子，以一个在施工过程中发现支架设计存在缺陷的建筑商为例。如今，他们必须决定用二流产品替换有缺陷的产品，还是花更多的时间和金钱来纠正这种变化。将来，他们可以使用感应机器人扫描建筑物的有问题的部分 ，修复设计，并使用从原始缺陷物品中回收的材料打印支架。 “将传感技术与数字制造相结合，可以实现可扩展的设计响应。目前，我们必须对整个建筑物施加最安全，最保守的负载。” “这些新兴的方法为我们提供了为每个构建定制的解决方案，为节省错误，材料和最终的金钱开辟了可能性。 安德鲁·韦特曼 为了获得集成解决方案，该团队测试了整个建筑规模的传感和机器人制造：微观（材料），中观（组件）和宏观（整个建筑）。 重新思考系统循环经济Covid回应复原力净零Arup的研究 Digi-fab(ulous)- 建筑的未来是圆形的 对于材料，该团队使用UTS的实验室来测试用于3D打印和结构目的的选项。 安德鲁说：“一些再生材料，如铝，有很大的可变性。在我们的例子中，塑料是相当均匀的，但找到合适的混合和质量控制过程需要一些试验和错误。” 然后，团队专注于对立面面板组件进行原型设计。首先，他们为机器人传感器提供了面板几何形状。使用AI生成模型，机器人学习了如何沿着面板的应力轨迹自主铺设塑料。“实时感测将告知铺设位置 接下来是塑料细丝，关闭设计到构建的反馈回路，”设计，建筑与建筑学院的TimSchork副教授说，他是UTS团队的负责人。 “然后在建筑层面，我们可以更进一步，将实时传感嵌入3D打印面板本身，”Andrew说，“这可以捕获数据，为预测性建筑维护或改进未来的设计迭代提供信息。”该团队现在正在将该项目带到现场实验室，以测试原型在实际环境中的性能。 然而，重要的是要确保在解决一个问题时我们不会制造另一个问题 。“有很多积极的机会，我们努力仅在可以从另一个过程中作为废品采购时使用塑料-因此，我们本质上是在循环使用或重复使用，而不会为塑料创造另一个具有反常结果的市场，”墨尔本环境与资源团队的工程师DeepiaJadram说，他正在监督该项目的可持续性。 除了朝着循环经济的方向努力外，该方法还开辟了令人兴奋的新建筑和设计可能性。 “机器人制造使我们能够制造自由形式的几何形状，而不是被挤压的几何形状卡住。 有了机器人打印，你就不会受到规模经济的限制，这可以扩大建筑环境的材料库，“蒂姆说。 通过使用传感机器人将数字设计与循环塑料（或其他材料）相结合，我们有真正的潜力到2050年实现净零。通过这样做，我们不仅将建筑环境转变为适应性和弹性实体，还振兴了建筑业并将其带入循环经济。 重新思考系统循环经济Covid回应复原力净零Arup的研究 Covid回应 危机过后是复苏。我们都不得不重新思考、适应和从大流行中恢复过来。这是一个解决长期存在的问题、解决新问题和重新审视机会的机会。 我们探索了新的数字回应，特别是关注公共空间的体验，从东南亚的小贩市场到城市空间和体育场馆。 在本节中：从战术到未来 遇见小