build.aau.dkForskningSektion for Bygge-, Anlægsteknik og Proces

Forskningsgruppen for

Bæredygtige Strukturer, Materialer og Konstruktion

Forskningsgruppen for

Bæredygtige Strukturer, Materialer og Konstruktion

Forskningsgruppeleder

Forskningsfokus

  • Strukturers bæreevne
  • Innovative materialer
  • Cirkulær konstruktion (upcycling, design til demontering)
  • Minimering af materialeforbrug i strukturer
  • Brugervenlighed af lette konstruktioner (vibrationsproblemer i bygninger)
  • Forlængelse af eksisterende bygningers og infrastrukturers levetid (udvikling af systemer til styrkelse / overvågning af strukturel integritet)
  • Design af bygninger med fleksibilitet og tilpasningsevne
  • Udvikling af designværktøjer til forbedret livscyklus 

Samfundsmæssige udfordringer

Byggesektoren oplever i øjeblikket et stigende pres for at minimere den miljømæssige påvirkning, relateret til materiale knaphed og global opvarmning. Sektoren er faktisk ansvarlig for 11% af alle CO2-emissioner i verden gennem indlejrede CO2-emissioner fra materialer og konstruktion. Strukturer alene kan udgøre mere end 50% af de indlejrede CO2- emissioner i bygninger, afhængigt af bygningstype, byggehøjde og strukturmateriale.

Behov for ny viden

LCA i bygninger inddeles i henholdsvis den operationelle energi på den ene side og den indlejrede energi fra materialer og byggeprocesser på den anden. Forbedringer i den operationelle energieffektivitet har medvirket at den indlejrede C02 nu udgør en større procentdel af bygningernes klimapåvirkning i livscyklus analysen; på trods af en stigende interesse for dette felt, mangler praktikere en bedre indsigt i indlejrede C02-emissioner i bygninger samt viden om hvordan det er muligt at reducere disse. Minimering af disse emissioner vil kræve innovative løsninger i tilgangen til henholdsvis konstruktion, processer, materialer, design og formgivning.

Der er derfor et presserende behov for at undersøge innovative løsninger inden for design, modellering, konstruktion og overvågning af strukturer, hvilke kan føre til f.eks. reduceret materialeanvendelse, genbrug af materielle og strukturelle elementer, nye effektive koncepter eller forlænget levetid for bygninger og infrastrukturer.

Forskningsmæssige indsatser

Reduktionen af de indlejrede CO2-emissioner i et strukturelt system kan tage mange former og de kan involvere forskellige kompetenceområder og detaljeringsniveauer samtidigt og ligeledes omfatte følgende:

Materielbesparelsesstrategier gør det muligt at minimere det miljømæssige fodaftryk og samtidig takle spørgsmål relateret til materialemangel og forsyning.
Konstruktions- og procesrelaterede strategier gør det muligt at minimere ressourcer inden for transport, montering og demontering.
Overvågning af strukturel integritet, “retrofitting” og design strategier for fleksible og tilpasningsdygtige bygninger muliggør forlængelse af bygningers levetid eller forbedring af bygningers præstationer.
Fundamentet for disse aktiviteter er modellering af strukturel adfærd, materialemodellering og test. Her er Finite Element det dominerende numeriske værktøj, der kan håndtere lineære såvel som ikke-lineære problemer. Avancerede numeriske og parametriske modeller muliggør optimering af forskellige aspekter af materialelayoutet, f.eks. armering i beton, layout i sammensatte strukturer såsom vindmølleblade eller formgivningen af strukturelle elementer. Livscyklusanalyse (LCA) anvendes og undersøges for at støtte vedtagelsen af ​​bedre praksis i branchen.

Samarbejde

Forskningsgruppen arbejder aktivt for at etablere tværfaglige samarbejder inden for BUILD samt styrke eksisterende internationale samarbejder med andre universiteter. De primære fokusområder for forskningsgruppen er følgende:  Byggeledelse, bygningsfysik, risiko og sikkerhed samt bæredygtighed i bygninger. Gruppen søger yderligere at etablere nye samarbejder med industrien og myndighederne omkring udvikling af retningslinjer for bygninger og infrastrukturer.

Medarbejdere i forskningsgruppen