經(jīng)典：羅馬萬(wàn)神殿
鎖在羅馬迷宮般的狹窄街道矗立著建筑史上最著名的建筑之一。建在羅馬帝國(guó)羅馬萬(wàn)神殿的力量和財(cái)富，兩千多年來(lái)一直受到贊揚(yáng)和研究，因?yàn)樗鸟讽敽吞祗w幾何學(xué)都是如此。在這段時(shí)間里，它被無(wú)數(shù)的模仿和引用作為世界上最有影響力的時(shí)代之一的持久建筑遺產(chǎn)的主題。
在形式上，萬(wàn)神殿的簡(jiǎn)潔性令人印象深刻。
簡(jiǎn)單地說(shuō)，它是一個(gè)用圓頂蓋住的大鼓，它的北面入口有一個(gè)門廊。在鼓內(nèi)是一個(gè)單一的洞穴空間，自然光從一個(gè)9米寬(30英尺)的Oculus溢出到交替的三角形和圓形的祭壇，標(biāo)志著房間的周長(zhǎng)。室內(nèi)的地面和墻壁都是用細(xì)石料覆蓋的。羅馬帝國(guó)，包括花崗巖和各種彩色大理石；圍護(hù)天花板是裸露的混凝土。
這座穹頂是世界上最大的拱頂，它將保留到十三個(gè)世紀(jì)后的1436年在佛羅倫薩的圣瑪麗亞德?tīng)柗茒W爾建造布魯內(nèi)爾斯基的工程奇跡。
這個(gè)看似簡(jiǎn)單的幾何學(xué)是一個(gè)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)體系，是羅馬工程技術(shù)幾十年進(jìn)步的頂峰。
圓形圓形的6米(20英尺)厚的墻，雖然從外面看上去是單塊的，但隱藏了一個(gè)精心規(guī)劃的空洞和拱門組成的網(wǎng)絡(luò)，作為支撐上面穹頂重量的八個(gè)橋墩。穹頂本身是由羅馬的混凝土材料革新而成的。混凝土拱頂在許多建筑中起著很大的作用。哈德良他的前身(和養(yǎng)父)特拉揚(yáng)，為建造萬(wàn)神殿的穹頂?shù)於死碚摽蚣堋?
在這里，與墻壁不同的是，結(jié)構(gòu)解決方案是顯而易見(jiàn)的：五排金庫(kù)雖然美觀，但減少了其結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間穹頂?shù)淖灾兀拗屏穗[藏在圓形大廳內(nèi)的拱門上的應(yīng)力。
雙向空心板，帶有氣泡的混凝土板？
羅馬萬(wàn)神廟的穹頂上應(yīng)用了許多特殊的結(jié)構(gòu)，以使大膽的結(jié)構(gòu)能夠成立。
其中一個(gè)技術(shù)與混凝土在整個(gè)結(jié)構(gòu)中密度不同的構(gòu)成有關(guān)。更接近頂部的地方，混凝土中選用了更輕盈的石頭以減輕穹頂?shù)闹亓浚３值撞康姆€(wěn)固。
另一個(gè)技術(shù)是包含了“鑲板”，它們無(wú)非是減去部分的混凝土，在保持足夠強(qiáng)壯可以支撐其自身重量的剖面的同時(shí)，減輕穹頂?shù)闹亓俊?
這座在近1900年前建造的建筑，至今仍以其天才的解決方案使人們感到驚奇。使用恰好足夠完成其主要功能的量的材料，并因此創(chuàng)造出有智慧的結(jié)構(gòu)，這僅僅是這棟建筑教給人們的課程之一。
混凝土是建造業(yè)中最常用的材料之一。
然而，混凝土的生產(chǎn)過(guò)程消耗大量能量和不可再生的自然資源，同時(shí)排放出大量氣體，促使地球的溫室效應(yīng)惡化。尋找使其在建筑中的應(yīng)用更加環(huán)保，但同時(shí)仍能夠利用其結(jié)構(gòu)特性的方式，是邁向土木建筑可持續(xù)的未來(lái)的一步。
重要的是了解混凝土的潛力和弱點(diǎn)。在混凝土板的情況下，這種材料的一個(gè)主要劣勢(shì)是它相當(dāng)大的重量，這帶來(lái)的結(jié)構(gòu)倒塌的危險(xiǎn)限制了混凝土更大的跨度。混凝土有良好的抗壓性，但幾乎不抗拉。
因此，鋼筋混凝土使用鋼筋來(lái)支撐板片，抵消作用中的拉力。
在預(yù)制的，中空或帶肋的混凝土板中，部分本會(huì)被混凝土占據(jù)的空間保持空置的狀態(tài)，或被另一種較輕的材料填充，比如陶磚或發(fā)泡聚苯乙烯。
一個(gè)類似的方法，發(fā)明于1990年代，Jorgen Bruenig在丹麥發(fā)明了一種雙向空心板（如今以BubbleDeck的商標(biāo)名被人所知）。
它是一個(gè)由塑料制成的空心球體組成的系統(tǒng)，占據(jù)了混凝土的結(jié)構(gòu)功能較不重要的位置，例如在柱之間。這些球體被整齊地安插在上層和下層的金屬加固物之間，顯著增加了重量的混凝土占據(jù)的空間中灌滿空氣。借助這一系統(tǒng)，有可能使混凝土板的自重減少25%至35%，允許更大的跨度，減少柱子的直徑，并減少建筑基礎(chǔ)的過(guò)載。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，每使用1kg的塑料制造的球體能夠節(jié)省大約100kg的混凝土。
這種材料也被稱為雙向空心板，其特性和表現(xiàn)與大塊的混凝土板類似，因?yàn)榱υ趦蓚€(gè)水平方向上被傳遞到柱子和基礎(chǔ)上。
它們可以被用模具，未完成的混凝土板或完成的混凝土板建造。與實(shí)心板或者甚至肋板相比，它們需要更少的支撐，允許建造進(jìn)行得更快。使用預(yù)制構(gòu)件也可以有效地減少需要的人工，從而使建造更快和更便宜。
這些球體可以被用回收的聚丙烯材料或聚苯乙烯制成，它們由較低的比重和良好的抵抗性。在混凝土被澆筑之后，成果看起來(lái)像是傳統(tǒng)的實(shí)心混凝土板，這些球體留在結(jié)構(gòu)中。研究和測(cè)試也已經(jīng)展示了這一技術(shù)強(qiáng)大的聲學(xué)質(zhì)量和耐火性能。
這是一種需要更多對(duì)細(xì)節(jié)的關(guān)注的技術(shù)，尤其是當(dāng)設(shè)計(jì)者需要使現(xiàn)有的維度適應(yīng)于新的設(shè)計(jì)需求時(shí)。
另一限制性的問(wèn)題是，在一些國(guó)家，仍然沒(méi)有針對(duì)這一系統(tǒng)的規(guī)范，或充足的對(duì)該方法有經(jīng)驗(yàn)的勞動(dòng)力。
在最近幾年，這一技術(shù)被廣泛應(yīng)用于大尺度項(xiàng)目中，例如教育類建筑，甚至飛機(jī)場(chǎng)。尋找可持續(xù)的解決方案，或許意味著創(chuàng)造新材料和新技術(shù)，但它也可以是簡(jiǎn)單地將同一種材料以更具智慧，更有意識(shí)，更有效率的方式進(jìn)行應(yīng)用。