As the world struggles to reduce energy consumption and greenhouse gas emissions, much attention is focused on making buildings operate more efficiently. However, there is another, less recognized aspect of the built environment: the embodied energy of buildings, which represents the energy consumed in construction, including the entire life cycle of materials used. Architects and structural engineers extensively perform designs of buildings with steel and reinforced concrete–materials that, to different degrees, are energy intensive. This presents an opportunity to use structural optimization techniques, which have traditionally been employed to minimize the total cost or total weight of a structure, to minimize the embodied energy. With this in mind, an analysis is carried out to determine the implications, from the point of view of cost, of optimizing a simple reinforced concrete structural member, in this case a rectangular beam of fixed moment and shear strengths, such that embodied energy is minimized. For the embodied energy and cost values assumed, results indicate a reduction on the order of 10% in embodied energy for an increase on the order of 5% in costs

چکیده

از آنجایی که در جهان بر روی کاهش مصرف انرژی و انتشار گازهای گلخانه­ای بحث می­شود، توجه زیادی به بازدهی عملکرد ساخت ساختمان­ها می­شود. اگرچه جنبه کمتر سازماندهی شده دیگری از محیط ساخته شده وجود دارد. انرژی نهفته در ساختمان­ها که بیانگر انرژی مصرف­شده در ساختمان است و شامل کل چرخه عمر مصالح استفاده شده می­شود. معمارها و مهندسین ساختمان طراحی­های ساختمان را در بیشتر موارد با استفاده از مصالح فولاد و بتن­مسلح را انجام می­دهند که درجات مختلفی از تشدید انرژی هستند. این مقاله یک فرصت برای استفاده از روش­های بهینه­سازی سازه­ای را ارائه می­دهد که به طور سنتی برای حداقل کردن هزینه کل یا وزن کل سازه به کار گرفته می­شد تا انرژی نهفته حداقل شود. با در نظر داشتن این مسئله، یک تحلیل به منظور تعیین مفاهیم از نظر هزینه، بهینه­سازی یک عضو سازه­ای بتن­مسلح، در این مورد یک تیر مستطیلی گیردار و دارای مقاومت برشی، انجام گرفته است که در چنین تحلیلی انرژی نهفته حداقل می­شود. برای انرژی نهفته و مقادیر هزینه فرض شده، نتایج نشان­دهنده کاهش انرژی نهفته حدود 10 درصد به ازای افزایش 5 درصدی هزینه است.

1-مقدمه

بخش ساختمان و سازه بر روی بزرگترین سهم در استفاده از منابع طبیعی توسط استفاده از زمین و استخراج مصالح حساب می­کند. در سرتاسر جهان ساختمان­ها مسئول 25 تا 40 درصد از مصرف انرژی هستند. بر اساس مطالعات انجام گرفته توسط سازمان تعاونی و توسعه اقتصادی (OECD)، بخش­های ساختمان مسکونی و تجاری تقریبا مسئول 30 درصد مصرف انرژی اصلی و حدود 30 درصد انتشار گازهای گلخانه­ای کشورهای OECD هستند. اخیرا تلاش­های بسیاری جهت کاهش انتشار کربن دی­اکسید (CO2) در طول چرخه عمر بهره­برداری یک ساختمان انجام گرفته تا انرژی مورد نیاز برای ساخت و نگهداری آن (به عبارت دیگر انرژی عملکردی) را کاهش دهد...