致命武器3:2010工程类最佳科技成果

《科技新时代》(美国著名科普杂志《Popular Science》中文版)2010年12月号公布了一年一度的100项最佳科技成果，涉及绿色、娱乐、汽车、运动休闲、医疗健康、安全、数码、电脑、航空航天、工程、家用工具等类别。经过15年的发展，百佳科技成果评选已经转向那些会引领未来、改变未来的技术创新。
以下为工程类最佳科技成果：
哈利法塔
惊人的高度
哈利法塔
828米高的哈利法塔并非仅仅是世界上最高的建筑(它比世界上其他摩天大厦至少高300米)——无论是结构、尺寸，还是重量，这座迪拜引以为傲的建筑都是“完全不同的”，Skidmore Owings & Merrill(SOM)建筑师事务所的工程师Bill Baker说。他和美国建筑师Adrian Smith一起完成了哈利法塔的设计。工程师在改变世界建筑方面一向潜力无穷。以美国芝加哥的威利斯大厦(原名希尔斯大厦)为例，它的高度和外围长度之间符合传统比例(如果要将它建得更高，其外围长度就会大到难以控制的地步)。但哈利法塔有着独特的布局和核心形状，因此高度的增加并不会导致外围长度的膨胀。哈利法塔的核心部分呈六边形，外墙逐层缩进，蜿蜒向上。核心部分由三条“腿”(它们共同组成了一个扁平三脚架的结构)之一支撑。随着重量的增加(仅尖顶部分就重4000吨)，哈利法塔也愈发坚固——向下的压力有助于固定这座庞大的建筑，而强化混凝土也保证了结构的稳定性。建筑师还要考虑风力因素。他们将大楼的模型放在风洞中进行试验，测试强风吹过建筑上部时楼体的振动，并在强风过后对振动进行补偿。这项工作需要一段时间才能完成。“我们第一次设计的大楼形状不够好，”Baker说，“但是就像乐器一样，你可以调整它。”burjkhalifa.ae
2010工程大奖获得者
土耳其SABIHA GOKCEN国际机场
不可摧毁
土耳其SABIHA GOKCEN国际机场
1999年，发生在土耳其科加厄利省的地震导致1.7万人丧生，其中几千人是因为居住的房屋抗震能力不足而遇难。今年，Arup设计公司在伊斯坦布尔修建了机场——未来地震发生时的紧急通道——新机场能抵御里氏8级地震(科加厄利省的地震为里氏7.4级)。它的抗震能力来自300个名为“地震绝缘器”的橡胶-钢板弹簧——它们的长度通常在0.3~1.5米之间，能够在地面和建筑之间水平运动。每个“地震绝缘器”都带有两个弯曲的钢板，中间是轴承，使建筑结构在地震来临时能够发生变化而不会断裂。“地震绝缘器”的数量和测试的规模都是前所未有——14种不同的地震波先后通过建筑，时间间隔为百分之一秒。这座世界上最大的抗震建筑只用了18个月即竣工，令人惊叹。arup.com
ARENA STAGE剧场摇篮舞台
噪音无影踪
1961年，当Arena Stage剧场开始对外开放时，附近的罗纳德•里根国际机场的飞机起降还不是个大问题。现在，天空中飞机的轰鸣声几乎无时不在。外部的噪音并不是剧场面临的惟一挑战。建筑师Bing Thom改造了剧场空间，为了满足表演需要还增加了新的“摇篮”舞台，形成了包围观众的环形空间——这是一个非常不利于观众听清声音的结构。于是，Thom和声学工程师Richard Talaske在剧场里安装了能够吸音的编织结构。环绕着“摇篮”舞台的螺旋形回廊能够隔离声音，剧场外部的玻璃-木材结构也能起到同样的作用。这样，观众就能专心聆听，不再受到噪音的干扰。arenastage.com
ITALCEMENTI公司，I.LIGHT
透明混凝土
透明混凝土
在今年的上海世博会上，意大利馆可以透光的混凝土结构吸引了众人的眼球。几代工程师和建筑师都在讨论制造半透明的混凝土，但是迄今为止最靠谱的尝试只是在混凝土表面装饰上半透明的点——类似低分辨率图像的像素。而Italcementi公司的材料则是将混凝土和其他混合物黏合在透明的热塑性基质上，以保持持续的半透性——这类似高分辨率图像。它更廉价、更牢固，而且提供了比其他竞争产品更广阔的视角。未来，即使是没有窗户的混凝土建筑里面也能充满阳光。italcementigroup.com
温布尔登中央球场
一直都是好天气
温布尔登中央球场
温布尔登新中央球场的可伸缩屋顶出自设计公司Populous之手，面积为5574平方米。有了这个独特的屋顶，球场将不再受到降雨的影响。屋顶的构造与手风琴类似，9个76米长、横跨球场的桁架能在7分钟内展开，覆盖整个球场。屋顶采用的是一种名为Tenara的材料，透明度为40%，可收缩几千次。在这个屋顶的帮助下，球场始终能保持干燥，同时射入的自然光能够制造出户外比赛的感觉。populous.com
拉斯维加斯VEER双塔酒店
狂野倾斜
拉斯维加斯VEER双塔酒店
拉斯维加斯的Veer双塔酒店由芝加哥建筑公司Murphy/Jahn设计，两座37层玻璃塔楼对向倾斜5度(比萨斜塔的倾斜度也只有3.9度)，让路上的行人会怀疑自己是不是喝醉了。倾斜的核心部分在分别在第6、19和32层将负荷传递出去，底板与楼顶中心线的偏离为10.6米。它的结构完全是不可思议的。由于两座塔楼相互远离，其中的每个房间都有良好的视野。在建筑师和工程师的通力合作下(Jahn将这种合作称为archineering)，它成为本年度最大胆的作品。www.murphyjahn.com
两座塔楼彼此远离，使房间内的视野达到最大化。
HELIOTRACE
智能遮阳
HELIOTRACE 智能遮阳
在设计过程中，建筑师通常会尽可能利用阳光和自然风，以减少照明用电和空调的使用，但这种做法会导致多余的热量进入室内。由Skidmore Owings&Merrill公司设计的HelioTrace遮阳系统能够确保阳光和阴凉达到平衡。外部的活动遮阳板能够根据需要遮挡阳光，窗框能够进行热量交换，天花板中有冷水循环流动，能在没有启动空调的情况下保持室内凉爽。建筑师能够根据气候、太阳的运行路径和操作计划对系统进行调整。som.com

    
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