瑞士杜本多夫可谓是建筑技术人员的圣地。在瑞士联邦材料科学与技术实验室和瑞士联邦水产科学与技术研究所的共享学术园区内，作为公立大学的苏黎世联邦理工学院依托不断变化发展的NEST研究大楼，进行了近十年的工程与建筑实验。今年八月，苏黎世联邦理工学院公布了其最新的HiLo扩建部分，HiLo是“高性能与低排放”的英文首字母缩写，其为基于既有结构的两层加建模块，利用中世纪的建筑原理和当代数字方法共同提高了混凝土的可持续应用标准。
项目由来自苏黎世的ROK Architekten联合苏黎世联邦理工学院的体块研究小组以及建筑和建造系统研究小组合作完成。体块研究小组的资深科学家Tom Van Mel博士这样说道：“古代建筑大师没有钢筋混凝土之类的材料可供使用，他们因此被迫将设计限制在那些当时可用的、更为简陋的建造材料上，而这也就造就了我们熟知的、属于那个时代的典型结构类型，例如圆顶和拱门。在HiLo单元中，我们将这些弯曲的几何形状重新带回建造空间，在使用更少且更低强度材料的同时，更为有效地实现空间跨越的基本需求。而其保持材料分离的状态，也使得它们在使用寿命结束时可被轻松回收。 倘若将其与传统的建造解决方案相比，数字制造技术可谓是提供了一种全新的制造和构建这些弯曲几何形的方法。”
项目建造始于2019年9月，待到模板系统正式完成后，因当年冬天比预期要低的气候温度，项目的混凝土浇筑被推迟到了2020年的秋季。项目的结构几何形态很大程度上表达了中世纪建筑的相关技艺。屋顶由一个灵活的模板系统构成，在边界框架内建构了张紧的索网系统，以作为主要承重元件，而张拉膜则作为模板层出现。相同的索网系统通过双弯曲的几何形状进行加固，并在浇筑湿混凝土的重量压力下，变形成为最终的轮廓形状。
苏黎世联邦理工学院在一篇报道中这样写道：“屋顶结构和模板系统的所有重要细节都是在业内专家和合作伙伴的共同努力下，借助原型推敲而出的。开发解决方案的原则都被集成到由COMPAS执行的灵活工作流程中，涵盖从设计到制造的全流程。COMPAS是用于建筑工程和建筑研究与协作的开源计算框架。上述的工作流程扮演了计算开发、协调、以及关键创新规划统筹的中心枢纽，提供了有效的、从研究到实践的转移机制。”
项目的可持续和高效性不光体现在屋顶结构的设计建造中，该团队还针对楼板开发了一种筋肋部加强的索道系统，以将载荷转移到结构的角落。同时，该系统还能刮掉大约70%的混凝土和90%的钢筋材料，并通常被应用于钢筋混凝土楼板。板坯宽度的减小还使得集成加热和冷却管道的铺设成为可能，继而建立了高效的辐射板热系统。该团队还在立面上集成了30个柔性光伏模块，借助一定的调整手段，以最大限度地利用太阳能，亦或是控制阳光进入光伏模块的方式。
HiLo单元是NEST研究大楼的第八个模块。NEST研究大楼也将在未来几年继续发展成为建筑科学家、工程师和行业合作伙伴的实验场。让我们拭目以待，苏黎世联邦理工学院的伙伴们下一步会做出什么创新。
