Sustainable Approaches to Environmental Design, Materials Science, and Engineering Technologies, Vol. 1
- 2025
- Buch
- Herausgegeben von
- Vincenzo Paolo Bagnato
- Etleva Dobjani
- Hasim Altan
- D. Jude Hemanth
- Ilaria Pigliautile
- Rim Meziani
- Osama Ahmed Mohamed
- Ivan A. Parinov
- Verlag
- Springer Nature Switzerland
Über dieses Buch
Dieses Buch beleuchtet die nachhaltigen Innovationen in den Bereichen Umweltdesign, Materialwissenschaft und Ingenieurtechnologien. Es bietet einen multidisziplinären Ansatz zur Bewältigung zeitgenössischer Herausforderungen bei der Schaffung widerstandsfähiger, effizienter und gesundheitsfördernder gebauter Umgebungen. Mit Beiträgen führender Experten deckt das Buch eine breite Palette von Themen ab, darunter architektonische Gestaltung, Stadtplanung, nachhaltige Materialien und Technologien für erneuerbare Energien. Außerdem werden nachhaltige Lösungen und innovative Verfahren in einer Reihe von Disziplinen untersucht, die für die Zukunft unserer gebauten Umwelt unverzichtbar sind. Es untersucht architektonische Gestaltung, Stadtplanung und Infrastruktur und hebt Ansätze hervor, die Widerstandsfähigkeit und Effizienz im städtischen Umfeld fördern. Das Buch orientiert sich an den Zielen nachhaltiger Entwicklung und bietet praktische Einsichten und Strategien, um globale Nachhaltigkeitsziele zu erreichen. Dieses Buch konzentriert sich auf nachhaltige Methoden in den Materialwissenschaften und untersucht die neuesten Fortschritte bei umweltfreundlichen Materialien und deren Anwendungen im Bauwesen. Die Integration erneuerbarer Energietechnologien wird gründlich untersucht und zeigt, wie diese Innovationen die Umweltauswirkungen verringern und die Energieeffizienz steigern können. Darüber hinaus widmet sich das Buch dem entscheidenden Thema der Umweltintegration und ihrer Auswirkungen und präsentiert umfassende Studien über die Überschneidung von Ingenieurstechnologien und ökologischer Nachhaltigkeit. Darüber hinaus ist es eine unverzichtbare Ressource für Fachleute, Forscher und Studenten, die sich der Förderung nachhaltiger Entwicklung in verschiedenen Bereichen widmen. Sie bietet wertvolle Anleitungen zur Umsetzung nachhaltiger Praktiken, um eine gesündere und nachhaltigere Welt zu schaffen.
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Über dieses Buch
This book highlights the sustainable innovation in environmental design, materials science, and engineering technologies. It provides a multidisciplinary approach to addressing contemporary challenges in creating resilient, efficient, and health-promoting built environments. With contributions from leading experts, the book covers a wide range of topics including architectural design, urban planning, sustainable materials, and renewable energy technologies. Also, it explores sustainable solutions and innovative practices across a range of disciplines essential for the future of our built environment. It examines architectural design, urban planning, and infrastructure, highlighting approaches that promote resilience and efficiency in urban settings. The book aligns with sustainable development goals, providing practical insights and strategies to achieve global sustainability targets. This book focuses on sustainable methodologies in material sciences, exploring the latest advancements in eco-friendly materials and their applications in construction. The integration of renewable energy technologies is thoroughly examined, showcasing how these innovations can reduce environmental impacts and enhance energy efficiency. Additionally, the book addresses the crucial theme of environmental integration and impacts, presenting comprehensive studies on the intersection of engineering technologies with environmental sustainability. Furthermore, it is an indispensable resource for professionals, researchers, and students dedicated to fostering sustainable development across multiple fields. It offers valuable guidance on implementing sustainable practices to create a healthier and more sustainable world.
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Inhaltsverzeichnis
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Frontmatter
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Architectural Design, Urban Planning and Infrastructure
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Frontmatter
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Design and Evaluation of Lightened Solid Objects Through Topology Optimization and Application of Functionally Graded Voronoi Structures
Ernesto C. Herbert-López, Eddie N. Armendáriz-Mireles, Enrique Rocha-RangelDieses Kapitel präsentiert eine bahnbrechende Methodik, die die Topologieoptimierung und funktionell abgestufte Voronoi-Strukturen nutzt, um leichte, leistungsstarke Feststoffobjekte zu entwerfen und zu bewerten. Die Studie beginnt mit einer Finite-Elemente-Analyse zur Optimierung der Materialverteilung mittels der Methode Solid Isotropic Material with Penalization (SIMP), gefolgt von der Anwendung der Lattice Structural Optimization (LSO) zur Erstellung funktionell abgestufter Voronoi-Strukturen. Diese Strukturen sind so konzipiert, dass sie ihre Dicke, Dichte und Vernetzung dynamisch an Stresskonzentrationen anpassen und so eine optimale mechanische Leistung gewährleisten. Die Methodik wird anhand einer Fallstudie an zwei kubischen Körpern aus unterschiedlichen Thermoplasten demonstriert, die einer Druckbelastung ausgesetzt sind. Die Ergebnisse zeigen signifikante Gewichtseinsparungen von 44% für Polymax PLA und 52% für TPU 95A bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung der mechanischen Leistungsfähigkeit von Festkörpern ohne Optimierung. Das Kapitel diskutiert auch die Bedeutung eines ausreichenden Materialvolumens für die effektive Umsetzung von Voronoi-Strukturen und das Potenzial für weitere Forschungen zur Optimierung von Designparametern. Der detaillierte Bewertungsprozess, der sowohl Finite-Elemente-Analysen als auch physikalische Tests umfasst, bietet ein umfassendes Verständnis der Wirksamkeit der Methode und ihrer potenziellen Anwendung in verschiedenen Branchen.KI-Generiert
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AbstractThe need to create good quality products while implementing design and manufacturing methods that contribute to the reduction of industrial waste has led to the study of lightweighting techniques that allows less use of material for its manufacturing without compromising the mechanical properties of the final product. This paper presents a design methodology that combines two topology optimization methods with the objective of obtaining a lightweight but functional design that adapts to the properties of the material with which the solid product is made and the physical load to which it will be subjected. The proposed design approach relies on finite element analysis whose results are important for the mass distribution of the solid product and the functional gradation of the Voronoi structures that are implemented for weight reduction and effective load management. As a case study, two cubic bodies made of high-strength polylactic acid (PLA) and thermoplastic polyurethane (TPU) were optimized and evaluated through finite element analysis and static compression tests. The results of the evaluations show that the proposed methodology has the potential to create lightweight yet functional designs that can be customized for the specific material and intended use of the final product. -
Towards a Healthy City. The Urban Image of Post-traumatic Cities: Impact on Brain Mechanics and Inhabitants’ Wellbeing
Maria A. El HelouDieses Kapitel untersucht die symbiotische Beziehung zwischen dem Menschen und seiner städtischen Umgebung und betont, wie die gebaute Umwelt Verhalten, Emotionen und das allgemeine Wohlbefinden beeinflusst. Sie argumentiert, dass das Bild einer Stadt mehr ist als nur visuelle Ästhetik; es umfasst eine ganzheitliche Erfahrung, die Körper und Geist einbezieht und kollektive Erinnerungen und ein Gefühl der Sicherheit formt. Der Text vertieft sich in das Konzept einer gesunden Stadt, die durch durchdachte Stadtgestaltung die körperliche und geistige Gesundheit fördert. Eine detaillierte Fallstudie über Beirut von den 1960er Jahren bis in die Gegenwart zeigt, wie traumatische Ereignisse und rasche urbane Veränderungen die Einwohner der Stadt beeinflusst haben und zu einem Gefühl der Unsicherheit und des Identitätsverlustes geführt haben. Das Kapitel untersucht, wie die gebaute Umwelt posttraumatischen Stress entweder heilen oder verschlimmern kann, und bietet Einblicke in die Schaffung städtischer Räume, die ein Gefühl der Vertrautheit, Sicherheit und des Wohlbefindens fördern. Durch die Integration von Erkenntnissen aus Neurowissenschaften und Architektur schlägt das Kapitel Richtlinien für die Gestaltung von Städten vor, die die emotionale und psychologische Erholung ihrer Bewohner unterstützen, und macht es zu einer unverzichtbaren Lektüre für jeden, der sich für die Schnittmenge von Stadtentwicklung und menschlicher Gesundheit interessiert.KI-Generiert
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AbstractThe evolution of the design of urban areas and their functionality should primarily be rooted in the image of a city. Within this frame, a thorough analysis is necessary for post-traumatic cities in which images have been substantially affected. Beirut is an example of a post-traumatic city with complex characteristics; it evolved with diverse identities of demography and architectural development throughout its experience with prosperity and disasters. To address this complexity, this study examines within the field of neuro-architecture the impact of the built environment on emotions and behaviour and the concept of image storing in the brain which creates collective memories. It also explores the concept of a healthy city and the sense of identity and safety in the post-traumatised city. It analyses the qualitative findings of one-on-one interview with 30 Biartis who come from different generations and backgrounds and who narrate their experience and knowledge of Beirut from the 1960s until the present. The goal is to set solid urban and architectural guidelines to reduce ambiguity and fear in the rapid pace of developing post-traumatic cities and enhance healthy brain mechanics and communication by utilising the dynamic urban picture in a consistent, safe, and familiar framework. -
Creating Healing Spaces: A Biophilic Framework for Designing the Physical Interior Environment of Healthcare Facilities
Nermin Elwakad, Els De Vos, Ahmed ElshafeyDas Kapitel beginnt mit der Untersuchung des Einflusses von Industriedesign auf das Krankenhausumfeld, das häufig der Funktionalität Vorrang vor dem Wohlbefinden des Patienten einräumt, was zu Stress und psychischen Beschwerden führt. Es stellt das Konzept des biophilen Designs vor, das darauf abzielt, Patienten durch die Integration natürlicher Elemente in die gebaute Umwelt wieder mit der Natur zu verbinden. Der Text untersucht die historische Entwicklung biophilen Designs, von Aristoteles "Biophilie-Hypothese bis hin zu modernen Anwendungen im Gesundheitswesen. Darin werden die psychologischen und physiologischen Vorteile biophilen Designs diskutiert, einschließlich Stressabbau, verbesserter psychischer Gesundheit und verbesserter Heilungsprozesse. Das Kapitel enthält auch eine detaillierte Analyse bestehender biophiler Matrizen, die ihre Stärken und Grenzen aufzeigt, und schlägt eine neue biophile Matrix vor, die speziell auf onkologische Krankenhäuser zugeschnitten ist. Diese Matrix umfasst vier Dimensionen und elf Muster mit jeweils spezifischen Attributen, die darauf ausgelegt sind, eine heilende Umgebung zu schaffen. Das Kapitel schließt mit einer SWOT-Analyse der vorgeschlagenen Matrix, in der ihr potenzieller Nutzen, Herausforderungen und Chancen für die zukünftige Forschung diskutiert werden. Der Text ist mit Fallstudien und Beispielen erfolgreicher biophiler Design-Implementierungen in Gesundheitseinrichtungen angereichert und bietet praktische Einsichten und Empfehlungen für Designer und Verwalter des Gesundheitswesens.KI-Generiert
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AbstractIn previous centuries, hospitals placed great emphasis on holistic approaches to healthcare, encompassing not only the medical treatment of disease but also patients’ psychological well-being and sense of belonging. However, the advancement of contemporary construction technologies has diminished the focus on a holistic approach. Recent modern hospitals have prioritised disease treatment over the human aspect of healing, neglecting the significance and profound influence of a healthy and aesthetically pleasing interior-built environment on patients’ health, sense of well-being, and broader societal and ecologically connected factors. This has led to an increased isolation from nature and a growing sense of ‘placelessness’, as Orr (1999) describes. Accordingly, research recommends that it is beneficial to incorporate nature and its elements into interior spaces, also referred to as the ‘biophilic approach’ (Ulrich 1983; Wilson 1984; Kellert et al. 2008; Zhong et al. 2022; McGee et al. 2022). The biophilic approach was first empirically described by Heerwagen and Hase (2001) and later developed into a systematic matrix by Kellert et al. 2008. Various initiatives have emerged to construct a biophilic matrix that aims to put the biophilic approach into practice. Nonetheless, these matrices have been unsuitable and have hampered the clarity of implementation procedures in the hospital’s interior environment. This paper aims to develop a new biophilic matrix that is suitable for oncology hospital interior design, with a specific focus on the chemotherapy department. The objective is achieved by conducting a systematic literature review of published biophilic matrices between 2001 and October 2023. The findings from the systematic literature review are then analysed and evaluated using a sophisticated mixed methodological framework: ‘A. What advancements have already been made to the existing matrix? B. What are the challenges when utilising the existing biophilic matrices in oncology hospitals? C. How can we adapt the existing biophilic matrices for implementation into the interior design of oncology hospitals?’ The result of this research is a new matrix specifically designed for hospital interior design and applicable for implementation, especially in the chemotherapy department. -
Building Better Lives for Refugees: A Call for Sustainable Urban Camps (Comparative Study on Al Azraq and Kutupalong Refugee Camps)
Majd Abuawad, Antonino Di RaimoDas Kapitel untersucht die dringende Notwendigkeit nachhaltiger städtischer Flüchtlingslager und konzentriert sich dabei auf die Umweltauswirkungen und die Klimaresistenz zweier prominenter Flüchtlingssiedlungen: Al Azraq in Jordanien und Kutupalong in Bangladesch. Es beginnt mit der Diskussion der globalen Flüchtlingskrise, die durch Konflikte, Katastrophen und den Klimawandel angetrieben wird, und den Unzulänglichkeiten traditioneller Flüchtlingslager. Die Vergleichsstudie der Lager Al Azraq und Kutupalong zeigt starke Kontraste in den Bereichen Stadtplanung, Nachhaltigkeit und Umweltmanagement. Al Azraq mit seiner akribischen Planung und nachhaltigen Infrastruktur dient als Modell für effektives Lagermanagement, während Kutupalong mit Überfüllung, Umweltzerstörung und unzureichender Versorgung zu kämpfen hat. Das Kapitel geht auf die sozioökonomischen Herausforderungen ein, vor denen Flüchtlinge stehen, und betont die Bedeutung von Bildung, Gesundheitsfürsorge und wirtschaftlichen Chancen. Außerdem wird die Rolle internationaler Zusammenarbeit und staatlicher Unterstützung bei der Verbesserung der Nachhaltigkeit und Widerstandsfähigkeit von Flüchtlingslagern untersucht. Durch die Untersuchung dieser Fallstudien bietet das Kapitel wertvolle Einblicke in die Zukunft der Konzeption und Verwaltung von Flüchtlingslagern und betont die Notwendigkeit innovativer, nachhaltiger Lösungen zur Bewältigung der komplexen Herausforderungen durch Klimawandel und Vertreibung.KI-Generiert
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AbstractRefugee camps struggle to provide essential infrastructure amid increasing environmental, political, economic, and social pressures, exacerbated by climate change. Additionally, climate change unfolds further concern about the environmental dimension of refugee camps and their sustainability in a long-term perspective. This paper focuses on how traditional camps face challenges due to climate change and proposes solutions through sustainable urban camps. We will discuss how traditional camps contribute to environmental degradation through the comparison of two case studies, while sustainable urban camps adopt eco-friendly practices such as renewable energy and efficient waste management, reducing their environmental impact. We will compare two camps: Al Azraq refugee camp in Jordan showcases sustainable infrastructure, while Kutupalong refugee camp in Cox's Bazar, Bangladesh, faces significant challenges. We will suggest that by prioritizing the well-being of displaced individuals, sustainable refugee camps might aim to meet long-term needs while promoting integration into society and the environment. This paper challenges perceptions of refugees’ environmental impact by examining influencing factors, while sustainable urban camps adopt eco-friendly practices such as renewable energy and efficient waste management, reducing their environmental impact. -
Nudge at the Service of Design for a Better World: Perspectives and Challenges
Hajer BarbouchDas Kapitel untersucht das transformative Potenzial der Integration des Nudge-Konzepts in das Designdenken zur Bewältigung ökologischer Herausforderungen. Es beginnt damit, die Entwicklung von Ansätzen zur Nutzererfahrung und die wachsende Betonung ökologisch nachhaltigen Designs nachzuvollziehen. Der Text unterstreicht die Verschiebung von nutzerzentriertem hin zu planetenzentriertem Design und plädiert für eine Neukalibrierung individueller Bedeutung bei der Suche nach nachhaltigen Lösungen. Ein zentraler Schwerpunkt ist die Entwicklung eines neuartigen Designrahmens, der Design Thinking und den Nudge-Ansatz miteinander verbindet und darauf abzielt, das Verhalten in Richtung umweltbewusster Entscheidungen subtil zu beeinflussen. Das Kapitel untersucht auch die Ähnlichkeiten und Unterschiede zwischen Design Thinking und Nudge und betont die Bedeutung ethischer Überlegungen bei der strategischen Einbindung von Nudges. Sie vertieft die pädagogischen Implikationen dieser Integration und schlägt eine Methodik vor, um Nudge-Konzepte nahtlos in die Designausbildung einzubeziehen. Das Kapitel diskutiert die Herausforderungen und Perspektiven dieses Ansatzes und unterstreicht die Notwendigkeit einer ganzheitlichen Bildungsstrategie, die Umweltschutz fördert und Designer darauf vorbereitet, positive Veränderungen zu bewirken. Durch einen kollaborativen und iterativen Ansatz tritt der Text für einen Wandel der Denkweise hin zu ökologischer Nachhaltigkeit ein und bietet eine Vision zur Neudefinition pädagogischer Standards in der Designausbildung.KI-Generiert
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Abstract“Human-centered design” and “design thinking” are two approaches that have found their place within many companies and academic establishments because of their approach oriented towards reliable and viable solutions. Two strategic methodologies that put the user at the center of the design and development process of a product, a service or an entire business strategy. The importance of this approach continues to grow over the years, by placing the individual at the heart of its strategy. The concern is that although efforts have been made, the problem of waste, for example, persists largely due to the state of mind of human beings. Today, the problem is human behavior. We tend to put human at the center of everything, when in reality he was an integral part of the whole. The idea that humans are often seen as the focal point of design thinking when they can also be the root of the problem. What if we are on the wrong track in thinking about our ecological problems? The question we ask ourselves is why not change our mindset, and reconsider our role as human beings, ask questions and conceptualize solutions focused on social and environmental sustainability and know how we can move Design user-centered to a planet-centered design. Our article aims to raise the importance of taking into account the impact of our actions on the environment and recognizing our interdependence with other forms of life and the planet's ecosystems to create more effective solutions that preserve the planet and influences our behavior and our way of thinking. -
Feature Engineering for Short Term Residential Load Forecasting Using RNN-Based Neural Networks
Nosirbek N. Abdurazakov, Rayimjon Aliev, Avazbek A. Mirzaalimov, Jamshidbek I. Kakhkhorov, Navruzbek A. Mirzaalimov, Ulug’bek R. Karimberdiyev, Shaxboz B. MuxtorovDas Kapitel untersucht die entscheidende Rolle des Feature Engineerings bei der Verbesserung der Genauigkeit von kurzfristigen Lastvorhersagen für Haushalte unter Verwendung neuronaler Netze auf RNN-Basis. Er beginnt mit der Betonung der Wichtigkeit eines Gleichgewichts zwischen Stromversorgung und Verbrauch, insbesondere bei der Integration erneuerbarer Energiequellen, wodurch Variabilität in das System eingeführt wird. Der Text bietet eine eingehende Überprüfung bestehender Literatur und kategorisiert Lastvorhersagemethoden in statistische Ansätze, maschinelles Lernen und Deep Learning, wobei der Schwerpunkt auf den überlegenen Verallgemeinerungsfähigkeiten von Deep-Learning-Modellen liegt. Die Studie verwendet über einen Zeitraum von vier Jahren aggregierte Daten zur täglichen Belastung aus der realen Welt, die sorgfältig aufbereitet wurden, um fehlende Werte und Ausreißer zu behandeln, und ergänzt um abgeleitete Merkmale wie temperaturbasierte Etiketten und Betriebsstunden von Heiz- und Kühlgeräten. Das Kapitel vergleicht die Leistung dreier RNN-Varianten - LSTM, bidirektionales LSTM und GRU - unter verschiedenen Merkmalen und Ausfallraten und zeigt signifikante Verbesserungen bei der Modellgenauigkeit anhand sorgfältig ausgewählter Merkmale. Die Analyse unterstreicht die Bedeutung von Temperaturdaten für die Energievorhersage und schlägt Wege für zukünftige Forschung vor, einschließlich automatisierter Extraktionstechniken von Features und vergleichender Studien mit konvolutionalen neuronalen Netzwerken. Die detaillierte Untersuchung von Feature Engineering und Modellleistung macht dieses Kapitel zu einer unverzichtbaren Lektüre für alle, die den Bereich der kurzfristigen Lastvorhersage vorantreiben wollen.KI-Generiert
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AbstractLoad forecasting is an important action to achieve optimal power exchange and robust operation of utilities, especially in the active integration of distributed renewable energy sources (DRES). Deep learning methods have gained popularity among researchers due to their capability to generalize complex nonlinearity in power consumption fluctuations. Proper feature selection is one of the key factors in implementing a successful forecasting model. However, most of the works focus on temporal patterns of the data excluding spatial correlation of features. This work aims to select the features that have the highest impact on aggregate residential power usage and use these features to gain better forecasting accuracy. Manually extracted features from weather data provided significant changes in outputs. Evaluation of the RNN-based networks showed that they achieved better performance when input features were selected properly. MAE values of LSTM, Bidirectional LSTM, and GRU increased by 25, 30, and 11% respectively when the labeled day feature was added to the input date. Whereas the MAPE of the models was improved by 23, 30, and 13% respectively. The negative effect of the additional features proved that a robust technique must be applied in the feature extraction stage. -
Composition and Its Contribution to the Visual Perception of the Building
Anton Melnikov, Rana El-DabaaDas Kapitel geht dem Konzept der Integrität in der Architektur nach und untersucht, wie Komposition und visuelle Wahrnehmung zur allgemeinen Harmonie und Ausgewogenheit eines Gebäudes beitragen. Zunächst werden die historischen Grundlagen der Integrität untersucht und ihre Entwicklung von der Renaissance bis hin zu zeitgenössischen Gestaltungsprinzipien verfolgt. Der Text hebt die Werke einflussreicher Theoretiker wie Christopher Alexander und H. H. Poore hervor, die wesentlich zum Verständnis der Ganzheit im architektonischen Design beigetragen haben. Das Kapitel stellt eine einzigartige visuelle Analysemethode vor, die empirische Forschung mit künstlerischen und rechnergestützten Einsichten in Design kombiniert. Diese Methode zielt darauf ab, Architekten Richtlinien zur Verfügung zu stellen, die ihnen helfen, ein Gefühl der Integrität in ihren Entwürfen zu erreichen. Der in diesem Kapitel vorgestellte Forschungsrahmen wird auf zwei Fallstudien angewendet: die Elbphilharmonie in Hamburg und die Okurayama Apartments in Yokohama. Diese Fallstudien veranschaulichen, wie die vorgeschlagene Methode zur Analyse und Bewertung der Integrität von Bauformen eingesetzt werden kann und bieten eine detaillierte Untersuchung ihrer Zusammensetzung und visuellen Wahrnehmung. Das Kapitel schließt mit der Diskussion des Potenzials der vorgeschlagenen Methode zur Verbesserung der architektonischen Qualität und des Wohlbefindens städtischer Umgebungen. Sie skizziert auch zukünftige Forschungsrichtungen und legt die Notwendigkeit umfassenderer Datenerhebung und -analyse nahe, um das Potenzial der Diagrammtechnik für verschiedene Gebäudetypologien voll auszuschöpfen.KI-Generiert
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AbstractHow does the perception of a building as a “good” or a “bad” one in response to its design and appearance form in the head of a viewer? Perhaps the most definitive answer can be found in the position of aesthetics of art, which refers to “integrity” as the ultimate state of an artwork. Hence being the most important attribute of any architectural concept. This paper analyses the key features of “integrity”, relating to the approaches of different creative disciplines and their impact on human perception. Therefore, the research focuses on the development of a hypothetical “linear narrative” in the design, which is presented through a composition of steadily evolving elements. These parts are embodied in the combination of solids and voids, based on their weight and proportional value. The paper claims that their appearance should be observed from a perspective of movement which occurs according to the “linear narrative”. Consequently, giving an opportunity to divide it into steps, which include countdown, gradual growth, catharsis, decline and ending point. One of the most significant for the overall experience of a viewer here is the catharsis. Unlike the other particles in the sequence, it doesn’t comply with the regular rules, implementing chaos in the organised composition. However, this primal collapse allows to generalise the contribution of the other elements into the overall perception and form the new system of a higher order, which can be described as “Integrity”. The case study is applied to the Elbphilharmonie and Okurayama apartments to Illustrate the “linear narrative” and analyse the viability of the hypothesis. Therefore, both examples are related to different building typologies to prove the importance of integrity and highlight the guidelines which will potentially benefit the emotional impact of the viewers from contemporary architecture. -
The Role of Green Office Spaces in Promoting Employees’ Cognitive Functioning
Rana ElnaklahDas Kapitel untersucht das transformative Potenzial grüner Büroflächen, die natürliche Elemente und nachhaltige Praktiken integrieren, um die kognitive Funktionsfähigkeit der Mitarbeiter zu verbessern. Durch den Vergleich grüner Gebäude, die nach LEED-Standards zertifiziert sind, mit herkömmlichen Büros zeigen die Forschungen signifikante Verbesserungen bei Aufmerksamkeit, Gedächtnis, Problemlösung und Aufgabenerledigung unter Mitarbeitern in grüner Umgebung. Die Studie verwendet den Cognitive Failures Questionnaire zur Beurteilung der kognitiven Leistung und zeigt, dass grüne Büros zu weniger kognitivem Versagen und insgesamt höheren kognitiven Werten führen. Darüber hinaus untersucht das Kapitel den empfundenen Komfort von Faktoren der Raumklimaqualität (IEQ) wie Beleuchtung, Luftqualität und Temperaturregelung und zeigt, dass grüne Büros im Allgemeinen ein komfortableres Arbeitsumfeld bieten. Die Ergebnisse unterstreichen, wie wichtig es ist, dem Komfort der Mitarbeiter und der ökologischen Nachhaltigkeit bei der Bürogestaltung Priorität einzuräumen, um Produktivität und Wohlbefinden zu steigern. Dieses Kapitel bietet überzeugende Argumente für die Einführung grüner Büroflächen, gestützt auf solide empirische Belege und praktische Erkenntnisse.KI-Generiert
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AbstractWith the increasing awareness of the importance of sustainable and healthy work environments, green office buildings have gained prominence due to their potential to enhance well-being and productivity. However, limited research has focused specifically on the cognitive effects of these buildings on employees. Hence, this research aims to investigate the impact of green office buildings on employees' cognitive functions, including attention, memory, problem-solving, and task completion. The study employs a standardised survey to assess cognitive function. A sample of 502 employees working in green (n = 261) and conventional office buildings (n = 241) were recruited. The survey also gathered data on employees' perceptions of their work environment, to gain in-depth information on indoor air quality, and the comfort level of visual, acoustic, and thermal conditions. The results showed that employees in green offices reported significantly higher mean scores on the test of perceived attention and problem-solving than those in conventional offices (p < 0.05). In addition, employees in green offices exhibited a 10% increase in their average cognitive functioning scores compared to conventional buildings. This was combined with a higher score of overall perceived comfort. The findings highlighted a positive association between working in green buildings and employees’ cognitive function. -
Estimation of a Household Trip-Based Generation Model for the State of Michigan
Baraah QawasmehDieses Kapitel untersucht die entscheidende Rolle von Reiseprognosen in der städtischen Verkehrsplanung und betont die Bedeutung einer genauen Schätzung der Reisenachfrage. Es geht auf das Vier-Stufen-Modell ein, eine weithin anerkannte Methode zur Vorhersage der zukünftigen Transportnachfrage, und hebt die Notwendigkeit maßgeschneiderter Modelle für bestimmte Regionen hervor. Die Studie nutzt den National Household Travel Survey (NHTS) von 2017, um die Faktoren zu ermitteln, die das Reiseverhalten in Michigan beeinflussen. Dabei werden negative binomiale Regressionsanalysen und verschiedene statistische Methoden eingesetzt, um Schlüsselvariablen zu identifizieren und zu priorisieren. Das Kapitel bietet eine detaillierte Methodik für Datenbereinigung, Variablenauswahl und Modellvalidierung und bietet Einblicke in die Komplexität des Reiseverhaltens und die Herausforderungen der Datenvariabilität. Es schließt mit einer Diskussion über die Bedeutung der Haushaltsgröße, des Einkommens, des Reisetages und der Anwesenheit von Kleinkindern bei der Gestaltung des Reiseverhaltens, wobei auch die Grenzen und potenziellen Verbesserungen für die zukünftige Forschung berücksichtigt werden.KI-Generiert
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AbstractUrban transportation planning heavily relies on travel forecasting. Travel forecasting models determine whether an increase in road capacity is required, if transit services need to be changed, and how land use patterns need to be adjusted. Travel and activities serve various purposes to satisfy people's needs. It's true that every person's travel is influenced by constraints, which may include changes in spatial, temporal, demographic, socioeconomic characteristics, etc. Technological advancements such as smartphones, social changes like 24-h stores, immigration movements, etc., are making travel patterns unpredictable throughout the entire seven-week period. Therefore, in-depth studies are recommended to capture people's travel behavior over time. The 2017 National Household Travel Survey (NHTS) summary statistics for demographic characteristics and travel data were utilized to estimate a Negative Binomial regression model for household trip-based generation in Michigan. This study evaluated several factors affecting daily household trips based on their importance to understand their differences. Different statistical methods, including Lasso, Ridge, Elastic Net, Random Forest, and Pearson Correlation, will be used to identify and select the most relevant variables. The results indicate that household size, household income, travel day, and the number of young children in household were the most important factors affecting Michigan's travel patterns. The study findings aim to provide useful information for stakeholders involved in transportation planning and policymaking. -
Dockless Bike-Sharing System Perceptions Across Gender in Dayton Using Unstructured Textual Data Mining Techniques
Baraah Qawasmeh, Ahmad AldalqamouniDockless-Bike-Sharing-Systeme haben den städtischen Verkehr revolutioniert, indem sie flexible und bequeme Kurzstrecken-Reisemöglichkeiten bieten. Dieses Kapitel vertieft die Wahrnehmungen dieser Systeme unter den Einwohnern von Dayton, wobei ein besonderer Schwerpunkt auf den Geschlechterunterschieden liegt. Durch die Analyse unstrukturierter Textdaten aus dem Feedback der Nutzer offenbart die Studie sowohl die Stärken als auch Schwächen des docklosen Bike-Sharing-Dienstes "Link". Wichtige Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Nutzer zwar den einfachen Zugang und gut gewartete Fahrräder schätzen, dass es jedoch erhebliche Bedenken hinsichtlich der Verteilung der Fahrradstationen und des Abdeckungsbereichs gibt. Die Analyse beleuchtet auch geschlechtsspezifische Probleme wie Preisunterschiede, die unter weiblichen Nutzern ausgeprägter sind. Das Kapitel bietet einen umfassenden Überblick über den Prozess der Datenerhebung, die Methodik und die Ergebnisse und bietet wertvolle Erkenntnisse zur Steigerung der Effizienz und Umweltauswirkungen von docklosen Bike-Sharing-Systemen. Durch die Berücksichtigung dieser Ergebnisse können Städte die allgemeine Nutzererfahrung verbessern und nachhaltigere Transportmöglichkeiten fördern.KI-Generiert
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AbstractBike-sharing services are designed for short trips that are not feasible by car but are too far to walk. There are two types of bike-sharing services: docked (hub-based bike sharing) and dockless. Traditionally, docked bike-sharing systems require users to check out and return their bikes to designated docking stations. Meanwhile, dockless bike-sharing is a relatively new program alongside the docked bike-sharing system. Using the dockless bike-sharing program, bikes can be parked at a bike rack or along the sidewalk within a defined district. This study examines how Dayton area residents perceive dockless bike-sharing's benefits and drawbacks based on their gender. Dayton residents were asked to participate in a survey that was conducted between February and April 2019. In total, 783 responses were collected online through the University of Dayton (UD) News, email, the Dayton Bike Blog, and social media platforms. In this study, data preprocessing and keyword extraction were used for analysis. Tokenization, lemmatization/stemming, and removing stop words are all part of data preprocessing. The keyword extraction process was then conducted using word frequency and collocation analysis. The results show that respondents of both genders praised dockless bikes for being easy to access, easy to locate, and having a large coverage area. Furthermore, both genders expressed concern about safety, particularly helmet use, and praised electric bikes. Female respondents, on the other hand, were pleased with dockless bike programs' pricing. Furthermore, males expressed concern regarding the use of smartphone applications.
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- Titel
- Sustainable Approaches to Environmental Design, Materials Science, and Engineering Technologies, Vol. 1
- Herausgegeben von
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Vincenzo Paolo Bagnato
Etleva Dobjani
Hasim Altan
D. Jude Hemanth
Ilaria Pigliautile
Rim Meziani
Osama Ahmed Mohamed
Ivan A. Parinov
- Copyright-Jahr
- 2025
- Verlag
- Springer Nature Switzerland
- Electronic ISBN
- 978-3-031-76025-9
- Print ISBN
- 978-3-031-76024-2
- DOI
- https://doi.org/10.1007/978-3-031-76025-9
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