经典：罗马万神殿

锁在罗马迷宫般的狭窄街道矗立着建筑史上最著名的建筑之一。建在罗马帝国罗马万神殿的力量和财富，两千多年来一直受到赞扬和研究，因为它的穹顶和天体几何学都是如此。在这段时间里，它被无数的模仿和引用作为世界上最有影响力的时代之一的持久建筑遗产的主题。

在形式上，万神殿的简洁性令人印象深刻。

简单地说，它是一个用圆顶盖住的大鼓，它的北面入口有一个门廊。在鼓内是一个单一的洞穴空间，自然光从一个9米宽(30英尺)的Oculus溢出到交替的三角形和圆形的祭坛，标志着房间的周长。室内的地面和墙壁都是用细石料覆盖的。罗马帝国，包括花岗岩和各种彩色大理石；围护天花板是裸露的混凝土。

这座穹顶是世界上最大的拱顶，它将保留到十三个世纪后的1436年在佛罗伦萨的圣玛丽亚德尔菲奥尔建造布鲁内尔斯基的工程奇迹。

这个看似简单的几何学是一个复杂的结构体系，是罗马工程技术几十年进步的顶峰。

圆形圆形的6米(20英尺)厚的墙，虽然从外面看上去是单块的，但隐藏了一个精心规划的空洞和拱门组成的网络，作为支撑上面穹顶重量的八个桥墩。穹顶本身是由罗马的混凝土材料革新而成的。混凝土拱顶在许多建筑中起着很大的作用。哈德良他的前身(和养父)特拉扬，为建造万神殿的穹顶奠定了理论框架。

在这里，与墙壁不同的是，结构解决方案是显而易见的：五排金库虽然美观，但减少了其结构构件之间穹顶的自重，限制了隐藏在圆形大厅内的拱门上的应力。

双向空心板，带有气泡的混凝土板？

罗马万神庙的穹顶上应用了许多特殊的结构，以使大胆的结构能够成立。

其中一个技术与混凝土在整个结构中密度不同的构成有关。更接近顶部的地方，混凝土中选用了更轻盈的石头以减轻穹顶的重量，保持底部的稳固。

另一个技术是包含了“镶板”，它们无非是减去部分的混凝土，在保持足够强壮可以支撑其自身重量的剖面的同时，减轻穹顶的重量。

这座在近1900年前建造的建筑，至今仍以其天才的解决方案使人们感到惊奇。使用恰好足够完成其主要功能的量的材料，并因此创造出有智慧的结构，这仅仅是这栋建筑教给人们的课程之一。

混凝土是建造业中最常用的材料之一。

然而，混凝土的生产过程消耗大量能量和不可再生的自然资源，同时排放出大量气体，促使地球的温室效应恶化。寻找使其在建筑中的应用更加环保，但同时仍能够利用其结构特性的方式，是迈向土木建筑可持续的未来的一步。

重要的是了解混凝土的潜力和弱点。在混凝土板的情况下，这种材料的一个主要劣势是它相当大的重量，这带来的结构倒塌的危险限制了混凝土更大的跨度。混凝土有良好的抗压性，但几乎不抗拉。

因此，钢筋混凝土使用钢筋来支撑板片，抵消作用中的拉力。

在预制的，中空或带肋的混凝土板中，部分本会被混凝土占据的空间保持空置的状态，或被另一种较轻的材料填充，比如陶砖或发泡聚苯乙烯。

一个类似的方法，发明于1990年代，Jorgen Bruenig在丹麦发明了一种双向空心板（如今以BubbleDeck的商标名被人所知）。

它是一个由塑料制成的空心球体组成的系统，占据了混凝土的结构功能较不重要的位置，例如在柱之间。这些球体被整齐地安插在上层和下层的金属加固物之间，显著增加了重量的混凝土占据的空间中灌满空气。借助这一系统，有可能使混凝土板的自重减少25%至35%，允许更大的跨度，减少柱子的直径，并减少建筑基础的过载。

据统计，每使用1kg的塑料制造的球体能够节省大约100kg的混凝土。

这种材料也被称为双向空心板，其特性和表现与大块的混凝土板类似，因为力在两个水平方向上被传递到柱子和基础上。

它们可以被用模具，未完成的混凝土板或完成的混凝土板建造。与实心板或者甚至肋板相比，它们需要更少的支撑，允许建造进行得更快。使用预制构件也可以有效地减少需要的人工，从而使建造更快和更便宜。

这些球体可以被用回收的聚丙烯材料或聚苯乙烯制成，它们由较低的比重和良好的抵抗性。在混凝土被浇筑之后，成果看起来像是传统的实心混凝土板，这些球体留在结构中。研究和测试也已经展示了这一技术强大的声学质量和耐火性能。

这是一种需要更多对细节的关注的技术，尤其是当设计者需要使现有的维度适应于新的设计需求时。

另一限制性的问题是，在一些国家，仍然没有针对这一系统的规范，或充足的对该方法有经验的劳动力。

在最近几年，这一技术被广泛应用于大尺度项目中，例如教育类建筑，甚至飞机场。寻找可持续的解决方案，或许意味着创造新材料和新技术，但它也可以是简单地将同一种材料以更具智慧，更有意识，更有效率的方式进行应用。