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製鉄についてはご存知の方も多いのではないでしょうか。その中核となるのは、まず石灰鉱石、鉄鉱石、コークスの混合物を高炉または電気アーク炉で過熱することによって鉄を生産することです。過剰な炭素やその他の不純物の除去、および所望の組成を達成するために必要なプロセスを含むいくつかのステップが続きます。次に、溶けた鋼はさまざまな形状や長さに鋳造または「熱間圧延」されます。
この構造用鋼の製造には大量の熱と原材料が必要であり、プロセス全体に関連する炭素とガスの排出に関する懸念が生じています。世界的なコンサルティング会社マッキンゼーによると、世界の炭素排出量の 8% は鉄鋼生産によるものです。
さらに、あまり知られていない鋼の親戚である冷間成形鋼 (CFS) もあります。熱間圧延された類似品と区別することが重要です。
CFS はもともと熱間圧延鋼と同じ方法で製造されましたが、薄いストリップに加工され、冷却された後、一連の金型を使用して C プロファイル、プレート、フラット バー、および必要な厚さのその他の形状に成形されました。ロール成形機を使用します。亜鉛の保護層で覆います。熱間圧延鋼の場合とは異なり、金型の形成には追加の熱や温室効果ガスの排出が必要ないため、CFS では関連する炭素排出が省略されます。
構造用鋼は何十年にもわたって大規模な建設現場で広く使用されてきましたが、かさばって重いです。一方、CFS は軽量です。強度対重量比が非常に高いため、フレームやビームなどの耐荷重構造要素としての使用に最適です。このため、CFS はあらゆる形状やサイズの革新的なプロジェクトにますます好まれる鋼となっています。
CFS は構造用鋼よりも製造コストが低いだけでなく、組み立て時間を短縮してコストをさらに削減できます。 CFS の有効性は、事前にカットされ、マークが付けられた電気および配管のカットアウトが現場に納品されるときに明らかです。必要な高度なスキルを持った作業員は少なく、通常はドリルと留め具だけで完成します。現場での溶接や切断が必要になることはほとんどありません。
軽量で組み立てが簡単なため、KFS はプレハブ壁パネルや天井のメーカーの間でますます人気が高まっています。 KFS の丸太や壁パネルは複数のチームで組み立てることができます。多くの場合クレーンの助けを借りずにプレハブコンポーネントを迅速に組み立てることにより、建設時間をさらに節約できます。たとえば、請負業者 PDM によると、フィラデルフィアに小児病院を建設すると、1 フロアあたり 14 日間の節約が可能になりました。
テキサス州のDSGNworks創設者ケビン・ウォレス氏は鉄骨フレーム協会に対し、「建物建設の80％が現場ではなく工場で行われるようになったため、パネル張りは労働力不足を解決する」と語った。ゼネコンの場合、これによりプロジェクト期間が 2 か月短縮される可能性があります。」ウォレス氏は、木材のコストが昨年に比べて3倍になったことを指摘し、CFSは材料コストにも取り組んでいると付け加えた。最近 CFS の人気が高まっているもう 1 つの理由は、そのほとんどが 75 ～ 90% リサイクルされた材料であり、低排出ガスの電気炉で混合されることが多いためです。コンクリートや無垢材とは異なり、CFS は最初の使用後、場合によっては部品全体として 100% リサイクル可能です。
CFS の環境上の利点を考慮するために、SFIA は、請負業者、建物所有者、建築家、および最新の LEED およびその他の持続可能な設計基準を満たす最先端の建物設計を作成しようとしている人々向けのツールをリリースしました。最新の EPD によると、上場企業が製造する CFS 製品は 2026 年 5 月まで EPD によって保護されます。
さらに、今日では建築設計の柔軟性も重要です。この点でも CFS が際立っています。可鍛性が高いため、荷重がかかっても壊れずに曲げたり伸ばしたりできます。側面荷重、揚力荷重、重力荷重に対する高い耐性により、地震や強風の危険がある地域に最適です。
木材、コンクリート、石材などの代替材料よりも大幅に軽量な建築材料であるため、側面耐荷重システムや基礎を構築するコストが削減されます。冷間成形鋼は軽量で輸送コストが安くなります。
炭素を明らかにグリーンに導入するという観点から、大規模な木造建築の利点について、最近多くの研究が行われています。ただし、前述したように、冷間加工鋼も多くの MTS 特性を示します。
巨大な木製の梁のプロファイルは、建物構造内の通常のスパンと比較して、必要な強度を提供するために深くなければなりません。この厚さにより、床から天井までの高さが増加し、許容される建物の高さ制限内で達成できる階数が減少する可能性があります。薄い冷間成形鋼プロファイルの利点は、充填密度が高いことです。
たとえば、CFS が設計した 6 インチの薄い構造床のおかげで、ブリティッシュコロンビア州ケロウナ空港にあるフォー ポインツ シェラトン ホテルは、厳しい建物の高さのゾーニング制限を克服し、フロアを 1 つ追加することができました。グラウンドフロアまたはゲストルーム。
潜在的な天井を決定するために、SFIA はウィスコンシン州ワックスシャーのマツェン フォード デザインの責任者、パトリック フォードに仮想 CFS 高層フレームの作成を依頼しました。
2016年4月の米国鉄鋼協会の会合で、フォードは40階建ての住宅「SFIA Matsen Tower」を発表した。 「SFIA Matsen Towerは、CFSフレームを高層ビルに組み込む新たな方法への扉を開く」と同協会は述べた。
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投稿日時: 2023 年 7 月 5 日