Arkitekter designer bygninger.
Civilingeniører bygger broer.
Strukturteknikere forhindrer det i at vride sig, krøller og ryster fra hinanden.
Det er en vanskelig forretning. Som et meget bandied citat udtrykker det, "Konstruktionsteknik er kunsten at støbe materialer, vi ikke helt forstår til former, vi ikke præcist kan analysere, så vi ikke kan vurdere kræfter, på en sådan måde, at offentligheden ikke har mistanke om omfanget af vores uvidenhed "[kilder:AGCAS; Merriam-Webster; Schmidt].
Sådan knowhow er afgørende for at mestre grønne konstruktions nye materialer og kuvert-skubbe praksis, om det bruges i et højhus, et hjem eller en struktur bygget til at udnytte vinden, åg bølgerne eller kredse højt over hovedet og overvåge klimaet.
Uanset om det er traditionelt eller derude, grønne strukturer ophidser os ved at understrege bestemte mål - som nul emissioner - og opnå dem via potentielt smukke, anholdelsesformularer. Som markeringerne på denne liste viser, grøn konstruktionsteknik stiller nye arkitektoniske spørgsmål og nye kriterier til evaluering af svarene.
IndholdTermitter behøver ikke at være blandt en bygnings værste fjender - de kan også inspirere til en bemærkelsesværdig nytænkning af opvarmning, køling og aircondition. Tag Eastgate -bygningen, som handler med traditionel AC til fordel for en buggier-blæser:et ventilationssystem, der indeholder de varme-regulerende tricks, der findes i tårnhøje termithøje i det sydlige Afrika. Disse koniske høje, som kan blive flere meter høj, opretholde en næsten konstant indre temperatur, mens ydre forhold svinger fra 108 til 37 F (42 til 3 C) [kilder:Biomimicry Institute; Griggs; Tuhus-Dubrow; Turner].
Arkitekt Mick Pearce og ingeniører hos Arup Associates drømte om designet, som efterligner en termithøjs konstant skiftende arrangement af vindfangende huller gennem et ventilatorsystem, ventilationsåbninger og tragte. Kontorkomplekset, som bruger 10 procent så meget energi som andre bygninger af lignende størrelse, repræsenterer kun et hjernebarn af den lille, men voksende delindustri kendt som biomimetisk arkitektur [kilder:Biomimicry Institute; Tuhus-Dubrow].
Engang betragtet som en politisk forlegenhed og økonomisk katastrofe, Millennium Dome (senere omdøbt O2) er siden hoppet tilbage som koncert- og sportssted. Puffer op fra East Londons risikable Docklands -område som en enorm, glødende søpindsvin, det omfatter et stort og praktisk talt uafbrudt indre rum ved hjælp af bemærkelsesværdigt lidt materiale:cirka 1-2 pund pr. kvadratfod (4,9-9,8 kg pr. kvadratmeter), sammenlignet med de 30-40 pund (146,5-195,3 kg), der er typiske for de fleste tage [kilder:Brutto; Lyall; RSH+P; Salomon].
Mutantpindsvinets rygsøjler er faktisk 12 stålmaster (en for hver måned), hver tårnhøj 100 meter og støtter sammen et teflonbelagt, glasfibertag over mere end 1, 076, 000 kvadratfod (100, 000 kvadratmeter) kabinet. Bygningen måler cirka 1, 200 fod (en symbolsk 365 meter, en for hver dag i året) på tværs og 0,62 miles (en hel kilometer) rundt, og når en maksimal højde på 164 fod (50 meter) [kilde:RSH+P].
Om kuplen repræsenterer en miljømæssig triumf eller tragedie er stadig kontroversiel. Dens konstruktion drev et massivt giftigt affaldsoprydningsprojekt og områdegenvindingsprojekt, og brugte bemærkelsesværdigt få materialer. Desværre, dets polytetrafluorethylen tagmateriale (PTFE, bedre kendt som teflon) genererer ozonskadende chlorfluorcarboner (CFC'er) og hydrogenerede CFC'er, når de produceres. Stadig, det slår den oprindelige plan om at bruge dioxinbundet PVC-belagt polyester [kilder:Higgs; Melchett; Williams].
Designet til at forbinde en nybygget udvikling med det historiske Norwich centrum, Jarrold Bridge trodser begrænsningerne ved både gammelt og nyt, mens det ser ud til at trodse tyngdekraften.
Som en krydsning for både cyklister og fodgængere, strukturen forbedrer miljøet på mere end én måde:For det første, ved at anvende et udkraget design, der minimerer miljøforstyrrelser med nåde og flair, og for det andet ved at reducere behovet for køretøjsbroer. Køretøjsbroer har en tendens til at indtage betydelige fodaftryk, både metaforisk, med hensyn til anvendte byggematerialer og skabt afstrømningsforurening, og bogstaveligt talt, med hensyn til den betydelige plads, der optages af deres landbaserede indgange og udgange og deres vandforankrede understøtninger [kilder:ISE; Rambøll].
En cantilever er simpelthen en bjælke forankret i kun den ene ende. Uden yderligere understøttelse nødvendig, Jarrold Bridge svæver praktisk talt over vandet herunder, forlader River Wensum -trafik og lokale udsigter uhindret. Forvitret stål, bæredygtigt fremstillet hårdttræ og rustfrit stål uden påført finish skaber tilsammen en langvarig bro, der ikke kaster giftig afstrømning og kræver lidt vedligeholdelse. Brolys oplyser svagt gangbroen, ikke vandet, beskyttelse af de lokale fisk og dyreliv mod påtrængende blænding [kilder:R G Carter; ISE; Rambøll].
En pap-understøttet struktur kan lyde som et virkelig elendigt sted at eje en huskat (bryde de ekstra skrabestolper ud), men arkitekt Shigeru Ban foretrækker materialet som billigt, let at arbejde med og let tilgængelig - en kilde til endeløse nye arkitektoniske og konstruktionstekniske muligheder. Disse kvaliteter passer godt sammen med Bans humanitære indsats, herunder de billige midlertidige boliger, han designede til rwandiske flygtningelejre [kilder:Corkill; Etherington].
At forbyde, uanset hvilke grønne kvaliteter hans strukturer besidder er tilfældigt; han betragter den grønne bevægelse som en anden forbigående måde. Men da Hannover Expo 2000 (en verdensudstilling) bad ham om at beholde sit miljøtema, han steg til lejligheden. Søger at minimere industriaffald, han designede Japan Pavilion til at genbruge eller genbruge det mest mulige materiale. Dens bølgende tunnelbue - et gitter af forsigtigt svingende papirrør dækket af en papirmembran og understøttet af trækkabler - målt 242 fod lang, 82 fod bred og 52 fod høj (73,8 x 25 x 15,9 meter) og havde en træbue til styrke i hver ende [kilde:Shigeru Ban].
Vinden har taget en del op i løbet af det sidste halve årti. Faktisk, fra 2013, vindenergi har blæst forbi konkurrencen om at blive verdens hurtigst voksende vedvarende energiressource [kilde:LaGesse]. Men lad os ikke blæse tingene ud af proportioner:For at vinden virkelig når sit energipotentiale, møller skal blive bedre til at fange vinden fra enhver retning og omdanne den til strøm. Mere end det, enheder skal udvikles for at lagre denne effekt effektivt og levere den jævnt, så der er elektricitet tilgængelig under alle vindforhold.
Et par eksempler på fremskridt afslører, at denne spirende industri har fanget sin anden vind. Inspireret af pukkelhvalfinner, virksomheden WhalePower tilføjede luftfangende skallede kanter til sine turbineblade, og både Quiet Revolution og Windspire Energy udviklede møller, der kan fange vind fra enhver retning uden at skulle dreje. Honeywell og WePOWER fortsætter med at tilslutte stadig mere effektive møller, selvom miljøbevidste bygherrer begynder at montere dem på tagkanter for at fange opdrift [kilde:Merolla].
I mellemtiden, en gruppe ved Massachusetts Institute of Technology har udviklet et nyt turbineenergilagringssystem ved hjælp af en hul, nedsænket betonkugle:Mens dens blade vender, en del af den genererede elektricitet driver en pumpe, der driver havvand ud af beholderen; når vinden dør, vand strømmer tilbage, spinde en turbine og producere elektricitet [kilde:Harbison].
University of California's San Diego campus er ikke fremmed for iøjnefaldende arkitektur. Ud over det berømte fantasifulde Geisel -bibliotek, vugget oven på sit betontræ, den 50-årige campus er vært for hvad der er af modernistiske stilarter.
Charles David Keeling Apartments, med deres blandede, retlinede former, sparsom ornamentik og beton-og-glas konstruktion, helt sikkert passe ind hos deres moderne naboer. Men de bygger også på de grønnere aspekter af moderne æstetik - bred brug af glas for at maksimere naturligt lys, vægt på sol og skygge for at øge komforten, anvendelse af materialer i usminkede stater - og tag dem til deres logiske, grønne konklusioner.
Bygningens former og vinduesarrangementer maksimerer naturlig ventilation, hvilket sænker energiforbruget med 38 procent, mens et system af paneler, gangbroer og lav-E (lav termisk emissionsevne) glas reducerer indgående solstråling. Bygningerne omfatter også solceller og et bevarings- og genbrugsvandsystem, der strækker sig fra landskabspleje til lavtflydende toiletter og genanvendelse af spildevand på stedet. Vegetation på hustagene køler lejlighederne, mens vandet også ledes til opbevaringsbassiner, reducering af forurenende niveauer i afstrømning af stormvand [kilde:Goodman].
Passende, bygningen er opkaldt efter en amerikansk videnskabsmand, der var blandt de første, der advarede verden om drivhuseffekten.
Werner Sobek er en gammel hånd til at designe fremtiden. Han er også lidt af en grøn struktur lysende, også. Lad os se til hans R128 House for bevis.
Problemet med at bygge et hus, der passer til Stuttgarts stejle dalvægge uden at ofre et iota af den smukke udsigt, er nok til at udfordre enhver arkitekt, men Sobek valgte også at gøre sit R128 -hus til et studie i bæredygtighed [kilder:Dwell; Werner Sobek].
Den 100 procent genanvendelige, mortise-and-tenon house er fuldt modulært, og samles og nedbrydes lettere end de fleste Ikea -møbler. R128 producerer ingen emissioner og leverer al den energi, den har brug for, via sine solceller. Det har glasvægge på alle sider, bestående af høj kvalitet, isolerende tredobbelte paneler [kilder:Dwell; Hart; Werner Sobek].
Det er ikke hjemmet for den beskedne sjæl, men så igen, det er sådan en idé. Bare sørg for at bringe en masse Windex.
Geostationary Operational Environmental Satellite (GOES) serien af orbitale rumfartøjer har spillet en afgørende rolle i overvågningen af Jordens vejr og klima, siden NASA lancerede den første af familien den 16. oktober, 1975 [kilder:NOAA OSO].
Systemet sparkede i højt gear med lanceringen af sin anden generation, GOES I-M-serien, som tog observationstider for Jorden fra 10 til 100 procent. Lanceret fra 1994 til 2001 og siden nedlukning, GOES 9-12 afslørede mysterierne om skyer og tåge, havstrømme, storm og blæst, og endda sne smelter. Det gjorde det ved at fusionere sensordata fra de visuelle og infrarøde bånd med oplysninger fra et globalt udvalg af dataindsamlingsstationer, balloner og bøjer. Det nuværende system, GÅR N-P, pakker forbedrede versioner af lignende instrumenter og nogle nye også [kilder:NOAA OSD; NOAA OSO].
Traditionelt set mindst to GOES -satellitter opererer ad gangen, en over hver kyst i Nordamerika. I øjeblikket, GOES-13 er betegnet GOES-East og GOES-15 er mærket GOES-West. Ud over, GOES 12 overvåger Sydamerika. Den næste generation af håndværk, forventes lanceret i 2015, tilføjer nye gadgets, herunder et lynkort og to solinstrumenter til bedre at overvåge solens output af røntgenstråler og ekstrem ultraviolet stråling [kilder:GOES-R Program Office; NOAA OSO; NOAA OSO].
Uddannede gætterier om genvindelig oceanisk bølgeenergi kan nå op i titusindvis til hundredvis af terawatts (billioner watt) om året, men at finde ud af en miljøvenlig måde at trykke på de lækre bølger har historisk set ladet ingeniører føle sig sunket. På det sidste, imidlertid, feltet har oplevet et havskifte, takket være folk som Ocean Power Technologies.
Den autonome PowerBuoy appel stammer fra både dens lille fodaftryk og dets ligefremme princip:En 5 fod (1,50 meter) høje bojebob på bølgerne, trækker på en forankringsspar, der er knyttet til en roterende motor på havbunden. Op-og-ned-bølgebevægelsen slår motoren i gang, som producerer elektricitet. Hvis det lyder enkelt, det er ikke:Til at håndtere variationer i trækkraft forårsaget af bølger af forskellig størrelse, flyderen har brug for en indbygget computer for at justere sparens modstand 10 gange i sekundet [kilder:Fecht; OPT].
En række PowerBuoys opererer i øjeblikket i farvandet omkring Hawaii, hver genererer 0,04 megawatt strøm, men bøjer, der er planlagt til skotske farvande, kan stige dette tal til så meget som 0,15 megawatt. Ifølge producenten Ocean Power Technologies, engang opsat i tavler, de spolende tilbehør kan skalere op til hundredvis af megawatt [kilder:Fecht; OPT].
Der er en gammel vittighed om, at Army Corps of Engineers løsning på ethvert problem blot er at hælde mere beton. Godt, du ville ikke vide det for at se agenturets hovedkvarter i Northwest District, som ikke kun placerer sig i top 1 procent af energieffektive kontorbygninger på landsplan, men er også let, luftig og rigelig med træ, glas og flydende rum - alt sammen på et genvundet og udbedret Superfund -websted [kilder:Gendall; God mand].
Designet af ZGF Architects og bygget af Sellen Construction, bygningskanalerne lyser fra et centralt atrium og udvendige vinduer ind i forskellige mødelokaler, mens lavt slungede kubiske vægge også tillader lys at trænge ind i kabinen. Vinduesafskærmning ude og inde styrer varmebelastningen, ligesom brugen af clerestory -vinduer. Træsektioner blev delvist bygget ved hjælp af materialer, der blev genvundet fra et nærliggende nedlagt lager. For at holde indersiden kølig, udvendig luft passerer gennem MERV 15-filtrering for at strømme gennem gulvene, nedkølede sejl afkøler det indendørs via strålende køleprincipper, og en termisk lagertank anvender et faseændringsmateriale (PCM) til at pakke køleenergi væk mod fremtidigt behov [kilder:Gendall; God mand].
I øvrigt, mindste effektivitetsrapporteringsværdi, eller MERV, er et luftfilters effektivitetsklassificering, og det er baseret på ydeevne i værste tilfælde. Så et MERV 15-filter som det, der er beskrevet her, er 85-95 procent effektivt til at fjerne partikler, der måler 0,3-10 mikron-skalaen af nysepartikler og individuelle bakterier [kilder:EPA; Wilkinson].
Vi er kommet langt fra det modernistiske arkitekt Le Corbusier kaldte "maskiner til at leve i." Eller skal jeg sige fuld cirkel? Menneskelige boliger såsom igloer, teepees og stråtækte bambushytter har længe brugt lokale materialer og mønstre, der er velegnede til lokale miljøer-essensen af bæredygtighed.
Selvfølgelig, det er muligt, at pendulet om et par årtier vil svinge tilbage mod en mere cookie-cutter tilgang, på hvilket tidspunkt kunne disse strukturer synes vores børn var latterlige, men jeg tvivler på det. Trods alt, vi værdsætter stadig midcentury moderne forsøg på at svæve, mens vi bagvask den squat -brutalisme, der fulgte. Udover, vi har nok for travlt med at bygge dæmninger og svede elregningen til at lægge mærke til det.
Sidste artikel10 sværeste ting at lære en robot
Næste artikelHvad er en Cybathlon?