"คาร์บอนรวม" ในวัสดุก่อสร้างรวมถึงเชื้อเพลิงที่ใช้ในการผลิตวัสดุ (สำหรับการขุดและถลุงเหล็ก ตัวอย่างเช่น หรือการตัดโค่นและแปรรูปต้นไม้) และในการขนส่งวัสดุไปยังไซต์งาน อีกทั้งยังรวมถึงอุปกรณ์ที่ใช้ในการก่อสร้างนั้นเองด้วย

ตอนนี้ นักวิจัยที่ MIT ได้ทำการวิเคราะห์อย่างละเอียดและสร้างชุดเครื่องมือคำนวณเพื่อให้สถาปนิกและวิศวกรออกแบบโครงสร้างโครงถักในลักษณะที่สามารถลดคาร์บอนที่สะสมได้ในขณะที่ยังคงคุณสมบัติที่จำเป็นทั้งหมดสำหรับการใช้งานในอาคารที่กำหนด แม้ว่าไม้โดยทั่วไปจะปล่อยคาร์บอนฟุตพริ้นท์น้อยกว่ามาก แต่การใช้เหล็กในสถานที่ซึ่งคุณสมบัติของไม้สามารถให้ประโยชน์สูงสุดสามารถให้ผลลัพธ์ที่เหมาะสมได้

การวิเคราะห์ได้อธิบายไว้ในบทความที่ตีพิมพ์ในวารสารEngineering Structuresโดยนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษา Ernest Ching และผู้ช่วยศาสตราจารย์ MIT ด้านวิศวกรรมโยธาและสิ่งแวดล้อม Josephine Carstensen

"การก่อสร้างเป็นตัวปล่อยก๊าซเรือนกระจกขนาดใหญ่ที่บินอยู่ใต้เรดาร์มาตลอดหลายทศวรรษที่ผ่านมา" คาร์สเทนเซ่นกล่าว แต่ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา นักออกแบบอาคาร "เริ่มให้ความสำคัญกับการที่ไม่เพียงลดพลังงานในการทำงานที่เกี่ยวข้องกับการใช้อาคารเท่านั้น แต่ยังรวมถึงคาร์บอนที่สำคัญที่เกี่ยวข้องกับโครงสร้างด้วย" และนั่นคือที่มาของการวิเคราะห์ใหม่นี้

ทางเลือกหลักสองทางในการลดการปล่อยคาร์บอนที่เกี่ยวข้องกับโครงสร้างโครงถักคือการเปลี่ยนวัสดุหรือเปลี่ยนโครงสร้าง อย่างไรก็ตาม มี "งานเพียงเล็กน้อยอย่างน่าประหลาดใจ" เกี่ยวกับเครื่องมือที่จะช่วยให้นักออกแบบเข้าใจกลยุทธ์ในการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกในสถานการณ์ที่กำหนดได้ เธอกล่าว

ระบบใหม่นี้ใช้เทคนิคที่เรียกว่าการเพิ่มประสิทธิภาพโทโพโลยี ซึ่งช่วยให้ป้อนพารามิเตอร์พื้นฐานได้ เช่น ปริมาณโหลดที่รองรับและขนาดของโครงสร้าง และสามารถใช้เพื่อสร้างการออกแบบที่ปรับให้เหมาะสมกับลักษณะที่แตกต่างกันได้ เช่น เช่น น้ำหนัก ต้นทุน หรือในกรณีนี้ ผลกระทบจากภาวะโลกร้อน

ไม้ทำงานได้ดีมากภายใต้แรงอัด แต่ไม่เท่าเหล็กเมื่อพูดถึงความตึงเครียด นั่นคือแนวโน้มที่จะดึงโครงสร้างออกจากกัน Carstensen กล่าวว่าโดยทั่วไปแล้ว ไม้นั้นดีกว่าเหล็กกล้าในแง่ของคาร์บอนที่ฝังอยู่ ดังนั้น "โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ถ้าคุณมีโครงสร้างที่ไม่มีแรงตึง คุณควรใช้เฉพาะไม้เท่านั้น" เพื่อลดการปล่อยมลพิษ ข้อเสียอย่างหนึ่งคือ "น้ำหนักของโครงสร้างจะใหญ่กว่าที่เป็นเหล็ก" เธอกล่าว

เครื่องมือที่พวกเขาพัฒนาขึ้น ซึ่งเป็นพื้นฐานสำหรับวิทยานิพนธ์ระดับปริญญาโทของ Ching สามารถนำไปใช้ในขั้นตอนต่างๆ ได้ ไม่ว่าจะเป็นในขั้นตอนการวางแผนขั้นต้นของโครงสร้าง หรือในภายหลังในขั้นตอนสุดท้ายของการออกแบบ

ในระหว่างการออกกำลังกาย ทีมงานได้พัฒนาข้อเสนอสำหรับการปรับรื้อโครงโครงถักหลายตัวโดยใช้เครื่องมือเพิ่มประสิทธิภาพเหล่านี้ และแสดงให้เห็นว่าสามารถประหยัดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกได้อย่างมีนัยสำคัญโดยไม่สูญเสียประสิทธิภาพการทำงาน แม้ว่าพวกเขาได้แสดงการปรับปรุงอย่างน้อย 10 เปอร์เซ็นต์ที่สามารถทำได้ เธอกล่าวว่าการประมาณการเหล่านี้ "ไม่ใช่แอปเปิ้ลกับแอปเปิ้ลอย่างแน่นอน" และประหยัดเงินได้จริงถึงสองถึงสามเท่า

"มันเป็นเรื่องของการเลือกวัสดุอย่างชาญฉลาด" เธอกล่าว สำหรับลักษณะเฉพาะของแอปพลิเคชันที่กำหนด บ่อยครั้งในอาคารที่มีอยู่ "คุณจะมีไม้ซุงที่มีการบีบอัดและที่เหมาะสมและจากนั้นก็จะมีชิ้นส่วนเหล็กที่ผอมมากในความตึงเครียดซึ่งเหมาะสม และนั่นคือสิ่งที่เราเห็นในโซลูชันการออกแบบของเราที่แนะนำ แต่บางทีเราอาจจะมองเห็นได้ชัดเจนยิ่งขึ้น” เครื่องมือเหล่านี้ยังไม่พร้อมสำหรับการใช้งานเชิงพาณิชย์ เนื่องจากเครื่องมือเหล่านี้ยังไม่ได้เพิ่มอินเทอร์เฟซผู้ใช้

Carstensen มองเห็นแนวโน้มที่จะเพิ่มการใช้ไม้ในการก่อสร้างขนาดใหญ่ ซึ่งแสดงถึงศักยภาพที่สำคัญในการลดการปล่อยคาร์บอนโดยรวมของโลก "มีความสนใจอย่างมากในอุตสาหกรรมการก่อสร้างในโครงสร้างไม้มวลรวม และสิ่งนี้พูดได้โดยตรงในพื้นที่นั้น ดังนั้น ความหวังก็คือสิ่งนี้จะทำให้การรุกเข้าสู่ธุรกิจการก่อสร้าง และทำให้เกิดผลกระทบอย่างมากต่อการปล่อยก๊าซเรือนกระจก ."