可持续建筑

虽然建筑在文化上通常被看作是一项设计活动，这项活动产生出满足建筑环境方面可见的美学上的产品，为了达到这个目标，可持续建筑的设计要求对可用的技术有所知晓，并且要对“建筑科学”这个应用领域能够较好地掌握。从业者在设计建筑的时候会采用这些原则，建筑技术人员通过对这些功能性技术的理解来开展自己的工作，这些技术可以用来降低建筑的能源和原料投入。因此，建筑科学和技术传播使其具有相关性，向公众阐明可以用在日常生活中的那些具体的概念。

科学如何通过可持续建筑这个介质进行传播方面有很多例证，包括太阳能设计的理念，隐含碳的概念，对依靠自然能量流动的产品的使用，各种塑料制品的采用，替代性建筑材料，绝缘体的使用以及替代能源技术的发掘等。

太阳能设计的理念来源于对地球和太阳关系的几何学的理解，以及通过对太阳辐射到地球表面任意角度的理解，以及这种辐射如何在每天以及每个季节发生变化。一些可持续建筑的设计依赖于热质量系统来储存热能从而平衡每天的温度变化，有时候也用来平衡季节的温度变化。对这种建筑的探索可以用作传播主要热力学概念的平台，以及传播各种不同的材料具有特殊的储藏热能能力的平台。另外，一种新的建筑材料，即相变材料，也被用来储存热能；探索这些材料的属性可以作为探讨物质状态以及在热量改变时其状态如何变化的催化剂。

隐含碳的概念在理解社会如何采用这些建筑设计以使得建筑者在建筑中采用低能量的不同材料以及使用低碳密度的产品方面是重要的。在20世纪后期才进入建筑的词汇中的这些相对较新的术语是能源转换程序和效率的有效知识。如果每个阶段的能源转换程序的效率可以计算，并且可以知道燃烧一定单位的燃料的碳释放数量，那么就有可能计算出生产给定数量的材料要排放多少碳。

另外，也有可能把那些利用自然能源流动的材料和其他材料进行比较。比如，木材和自然产品的开发可以用作其他材料分支的主要参考，比如光合作用，植物细胞生物学和纤维素纤维；这些材料的开发也可以用来探讨与人造的用于建筑中的材料相比，是什么使得这些产品具有了结构强度。相反，不断增加的作为外墙材料和饰面材料的塑料制品可以用来开发与石油化学相关的大量的页岩，随着用在建筑物中的塑料制品的不断增加，起初塑料制品被认为在解决当代的问题方面是不具有可持续性的。这使得现代塑料制品的使用增加了它们来源于自然产品的收益。

水泥和混凝土制品是传统建筑中最广泛使用的材料；然而，水泥生产公司碳排放的探测能够实现，同时教授对煅烧程序理解的分子科学。在寻找降低碳排放的水泥的替代材料方面，也有可能探测传统的建筑技术，这些技术可以用来探测石灰，而石灰以前被用作灰浆来混合砖和石头。鉴于对水泥影响的意识，学生可以探测到石灰的循环以及促进石灰在不同阶段进行循环的化学过程。这会伴随出现引人注目的潮解过程，氢氧化钙的水化会引起较高的吸热反应。

虽然绝缘体材料可能是个普通的议题，但是它在用于有关热量转移——通过传导，对流和辐射——以及不同的绝缘体被用来降低建筑材料热量传播的科学传播方面却是一个多元的话题。从一端到另一端的多元的源于天然绝缘材料的绝缘体制品，比如羊毛，在探讨现存的用动物卵泡制造羊毛的机会方面，即如何使羊毛脱落和褶皱而保存空气，并产生绝缘效果。秸秆可以用作结构材料来产生绝缘效果。开发这种材料可能涉及到要公众质疑这种材料的属性，以及这种材料绩效的科学。探讨当代绝缘材料的对话可以作为一个探讨材料科学和制造这种材料的化学的平台，相反，可以利用聚酯薄膜来制造“太空毯”并使卫星的组成部分隔绝于太阳的辐射。在探讨热量传递的不同方法方面，传播者可以探讨为什么这些材料会有不同的应用方面——我们为什么在家里以及在太空毯方面使用羊毛？热量传递的科学如何促使人们使用这些材料？

最后，是什么让我们在建筑物中感到舒服这个问题又是什么呢？传播热舒适的最好方法就是让热量消失——如果受众在热量方面感到不适，然后就有对这种效果进行相关的讨论。为了理解热舒适，首先要理解人类生理学和代谢率科学，然后是理解人体和环境之间的热能转换。

进而，可持续建筑增加了使用整合的可再生能源技术，它们本身也为科学传播提供了丰富的机会。从业者可以把建筑技术看作是一个黑匣子，这个黑匣子可以在既定的参数下组装起来——但是科学家会质疑这个设备如何工作。

在科学传播方面可以用太阳能光伏技术来理解光子学的一些基本原则以及如何在半导体的P-N节点上应用光电效应以使得硅晶片产生电能。产生电能的二级太阳能电池板——格拉策电池板，或者光化学电池板也有可能被用在整合的建筑中。利用有氧化锡涂层的载玻片，花色素苷染料（来自于红浆果），和碘可以建设格拉策电池板。对这种设备光化学的理解可以作为传播分子科学概念的平台——比如还原反应和氧化作用，以及化学反应可以用来传输电子的过程。

太阳能热水技术主要分为两个体系：平板集热器和真空管集热器。这两种技术都可以用来开展科学传播。实际上，很多现代的太阳能集热器都采用了选择性的表面——这些可以用作传播材料科学的手段。整合建筑的风力涡轮机是一系列新技术的集合体现，这些技术和传统风力涡轮机相比，可以小规模地利用风能。虽然大规模的风能是一项节省的技术，但是对于小规模利用风能的功效方面也有着激烈的争论，特别是风能资源不达标的地方安装涡轮机。对于风速和涡轮机的转子如何和风能的输出直接相关的研究可以用来传播能源转换、空气动力学和能量定律的观念。贝茨定理可以用来解释为什么涡轮机从风中获取的能量是有限的。

热泵是可以从外部资源摄取热量并供给给建筑物的设施。其优势在于用来摄取热量的能量输入——通常是电能——要远远小于利用抗热材料移走的热能总量，从而也改善了既定能量单元的热量输出。热泵的开发可以用来解释热力学第二定律，即热能自身并不能从一个较凉的物体转移到一个较热的物体中去。是热泵技术使得热能在物体间发生了转换。进而，让受众观看热泵中热量的循环过程——比如，蒸汽压缩式冰箱的能量循环——科学传播者可以让受众理解封闭环中的热力学定律。

（译自ESTC，仅为练习）