未来建筑PP电子 PP电子平台材料的发展趋势是怎样的?
来源:小编 | 发布时间: 2022-10-29 | 次浏览
近几十年来,我国的建筑材料行业一直采用了粗放型的传统生产模式,在自然资源开发的过程中,往往只重视开发,而不注重对周围环境的保护,在利用生态环境进行生产时,往往不重视对环境的改善,从而造成了今天的这种局面,建筑材料在今后的发展过程中必须重视节能,节能建筑材料是发展节能建筑的物质基础,同时也是建筑节能的有效途径。建筑材料的使用不仅改善了使用者的工作和生活环境,而且又有利于我国建设经济和社会的可持续发展目标的实现,因此,大力促进节能型建筑材料的研发是节约资源、保护环境的急切要求。
为了提高建筑物的安全性和质量,在建筑材料的选择上要求材料具有良好的耐久性,如果材料的耐久性不够好的话就会使建筑物的使用年限受到影响,更严重的结果是:导致建筑物的破坏,因此,我国应该鼓励耐久性材料的研发工作,建筑物中使用耐久性比较强的建筑材料不仅可以延长使用寿命,降低维护保养费用,还会提高建筑物的整体水平。
第一,研发节约能源的墙体材料;我国过去的墙体材料所消耗的能源特别多,严重污染了环境,影响了身体健康,为了响应节约资源的号召,提高能源的利用率,使用节能环保型的墙体材料是研发节能型材料的一项重要内容,这样不仅可以解决浪费资源的问题,还可以使墙体更加美观,使整体的环境变得更优雅。第二,开发防水、防火等建筑功能的材料;城市化进程的加快不仅使建筑物变的越来越密集,而且还使建筑物的高度越来越高,电气化和燃气化的发展速度也特别快,这样建筑物内就存在了很多的火灾隐患,一旦发生火灾,其造成的损失是无法估量的,因此,发展能够防止火灾蔓延的建筑材料是一个非常迫切和至关重要的问题。第三,研发新型路面材料;随着经济的发展,我国的基础设施建设也在不断的完善,城市道路、人行道、广场等的建设量也在不断的增加,由于城市中的建筑物十分的密集,导致了路面的透气性比较差,这样路面就不能很好的适应环境的温度和湿度的变化,因此,开发具有透气性、透水性以及排水性的路面材料十分的重要,这种新型的材料可以调节土壤的湿度,将雨水导入低下,有利于植物的生长,同时延长路面材料的使用寿命
近几十年来,我国的建筑材料行业一直采用了粗放型的传统生产模式,在自然资源开发的过程中,往往只重视开发,而不注重对周围环境的保护,在利用生态环境进行生产时,往往不重视对环境的改善,从而造成了今天的这种局面,建筑材料在今后的发展过程中必须重视节能,节能建筑材料是发展节能建筑的物质基础,同时也是建筑节能的有效途径。建筑材料的使用不仅改善了使用者的工作和生活环境,而且又有利于我国建设经济和社会的可持续发展目标的实现,因此,大力促进节能型建筑材料的研发是节约资源、保护环境的急切要求。
为了提高建筑物的安全性和质量,在建筑材料的选择上要求材料具有良好的耐久性,如果材料的耐久性不够好的话就会使建筑物的使用年限受到影响,更严重的结果是:导致建筑物的破坏,因此,我国应该鼓励耐久性材料的研发工作,建筑物中使用耐久性比较强的建筑材料不仅可以延长使用寿命,降低维护保养费用,还会提高建筑物的整体水平。
第一,研发节约能源的墙体材料;我国过去的墙体材料所消耗的能源特别多,严重污染了环境,影响了身体健康,为了响应节约资源的号召,提高能源的利用率,使用节能环保型的墙体材料是研发节能型材料的一项重要内容,这样不仅可以解决浪费资源的问题,还可以使墙体更加美观,使整体的环境变得更优雅。
第二,开发防水、防火等建筑功能的材料;城市化进程的加快不仅使建筑物变的越来越密集,而且还使建筑物的高度越来越高,电气化和燃气化的发展速度也特别快,这样建筑物内就存在了很多的火灾隐患,一旦发生火灾,其造成的损失是无法估量的,因此,发展能够防止火灾蔓延的建筑材料是一个非常迫切和至关重要的问题。
第三,研发新型路面材料;随着经济的发展,我国的基础设施建设也在不断的完善,城市道路、人行道、广场等的建设量也在不断的增加,由于城市中的建筑物十分的密集,导致了路面的透气性比较差,这样路面就不能很好的适应环境的温度和湿度的变化,因此,开发具有透气性、透水性以及排水性的路面材料十分的重要,这种新型的材料可以调节土壤的湿度,将雨水导入低下,有利于植物的生长,同时延长路面材料的使用寿命。
未来全球建筑材料会越来会提倡环保+低碳,并且会更多的将新科技元素引入其中,通过人工智能、数据科学等办法帮助人类更好的研究改进出更加低碳环保的建筑材料。
作为世界上使用最广泛的建筑构件之一,混凝土每年生产超过100亿吨。而混凝土的这种大规模使用带来了能源、水、温室气体和其它污染物排放的巨大负担,混凝土产生了全球每年8%的二氧化碳排放。为了减轻此负担,最近美国高校和美国企业的研究人员共同参与了一项利用AI计算出新的混凝土配方,,利用机器学习来优化坚固性、增强可持续性。可以有效减少40%的碳排放。
Meta公司称,这种混凝土的碳排放量比标准混合物少40%,且已应用于最新的数据中心。混凝土含有四种基本成分:水泥、骨料、水和添加剂(充当掺杂剂)。其中,水泥是含碳量最高的成分,因此研究人员通过补充粉煤灰、矿渣或磨砂玻璃等低碳材料,来减少水泥的用量。类似地,骨料中的砾石、碎石、沙子等,也可以被再生混凝土取代。问题在于,几十种成分材料可供选择,的剂量与比例有相互作用,从而影响最终混凝土的结构效果。简而言之,有一系列可能的组合供研究人员测试、选择和改进。以人类的速度依次处理无数选项需要很长时间,因此Meta训练了AI来做这件事。
在这项研究中,使用的模型是基于VAE(Variational autoencoder,变分自编码器)的一个变体,称为CVAE(Conditional variational autoencoder),即条件变分自编码器。这个CVAE模型是一种半监督的生成性AI模型,可以发现所期望的具体配比公式。
CVAE设计为一个编码器和解码器的结构。编码器输入包括环境影响、时间、强度变量和具体公式,编码器将这些输入,结合隐层变量Z,生成新的配比公式。研究人员使用混凝土抗压强度数据集来训练CVAE模型,这个数据集包含了1030个训练示例。其中,7个连续特征描述了水泥、骨料和水等组成配比,数据集训练了基于神经网络的回归模型,以预测混凝土配方的环境影响和强度。
研究表明,CVAE可以设计出比现有配方碳排放低得多的AI混凝土配方,实验通过生成更好的样本,从而实现了碳排放量减少。以14天左右、60兆帕强度为例,经过模型设计的混泥土平均碳减排量达42%,同时也实现了硫减排量达21%。
在生成的众多公式列表中,研究团队选择了五种最有前景的选项,并反复优化,直到它们满足或超过7天和28天的强度指标,同时将碳需求降低至少40%。优化过程仅用了几周,最终生成的混凝土配方超过了所有指标要求,用飞灰和矿渣替代了多达50%的水泥量。
研究表明,使用这个模型生成的混泥土配方,碳排放量与原有数据进行对比,AI混凝土配方大约将二氧化碳排放量减半。通过下图第1种方案中可见,原来282.36m³的碳排放,减至154.11m³,少了近一半。
Meta与负责建造Meta最新数据中心的混凝土公司Ozinga合作,进一步完善公式,并进行在现实环境中进行测试。Meta表示未来会将人工智能方法引入基础设施设计和建设的其他方面。Meta首席技术官Mike Schroepfer表示,“我们模型产生的混凝土混合物,可以在建造数据中心之外使用,并有机会进一步开发该模型,以解决其他场景中的问题。我们对数据中心建设减排创新方案的探索,不仅限于混凝土,也包括其他材料。作为提高可持续性的另一种方式,我们还在探索数据中心设计。”PP电子 PP电子平台
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