An Exergy Based Engineering and Economic Analysis of Sustainable Building

To achieve the goal of sustainable development, the building energy system was evaluated from both the first and second law of thermodynamics point of view. The relationship between exergy destruction and sustainable development were discussed at first, followed by the description of the resource abundance model, the life cycle analysis model and the economic investment effectiveness model. By combining the forgoing models, a new sustainable index was proposed. Several green building case studies in U.S. and China were presented. The influences of building function, geographic location, climate pattern, the regional energy structure, and the technology improvement potential of renewable energy in the future were discussed. The building’s envelope, HVAC system, on-site renewable energy system life cycle analysis from energy, exergy, environmental and economic perspective were compared. It was found that climate pattern had a dramatic influence on the life cycle investment effectiveness of the building envelope. The building HVAC system energy performance was much better than its exergy performance. To further increase the exergy efficiency, renewable energy rather than fossil fuel should be used as the primary energy. A building life cycle cost and exergy consumption regression model was set up. The optimal building insulation level could be affected by either cost minimization or exergy consumption minimization approach. The exergy approach would cause better insulation than cost approach. The influence of energy price on the system selection strategy was discussed. Two photovoltaics (PV) systems – stand alone and grid tied system were compared by the life cycle assessment method. The superiority of the latter one was quite obvious. The analysis also showed that during its life span PV technology was less attractive economically because the electricity price in U.S. and China did not fully reflect the environmental burden associated with it. However if future energy price surges and PV system cost reductions were considered, the technology could be very promising for sustainable buildings in the future.

Utilizing Traditional Cognitive Measures of Academic Preparation to Predict First-Year Science, Technology, Engineering, and Mathematics (STEM) Majors' Success in Math and Science Courses

For the past several years, U.S. colleges and universities have faced increased pressure to improve retention and graduation rates. At the same time, educational institutions have placed a greater emphasis on the importance of enrolling more students in STEM (science, technology, engineering and mathematics) programs and producing more STEM graduates. The resulting problem faced by educators involves finding new ways to support the success of STEM majors, regardless of their pre-college academic preparation. The purpose of my research study involved utilizing first-year STEM majors’ math SAT scores, unweighted high school GPA, math placement test scores, and the highest level of math taken in high school to develop models for predicting those who were likely to pass their first math and science courses. In doing so, the study aimed to provide a strategy to address the challenge of improving the passing rates of those first-year students attempting STEM-related courses. The study sample included 1018 first-year STEM majors who had entered the same large, public, urban, Hispanic-serving, research university in the Southeastern U.S. between 2010 and 2012. The research design involved the use of hierarchical logistic regression to determine the significance of utilizing the four independent variables to develop models for predicting success in math and science. The resulting data indicated that the overall model of predictors (which included all four predictor variables) was statistically significant for predicting those students who passed their first math course and for predicting those students who passed their first science course. Individually, all four predictor variables were found to be statistically significant for predicting those who had passed math, with the unweighted high school GPA and the highest math taken in high school accounting for the largest amount of unique variance. Those two variables also improved the regression model’s percentage of correctly predicting that dependent variable. The only variable that was found to be statistically significant for predicting those who had passed science was the students’ unweighted high school GPA. Overall, the results of my study have been offered as my contribution to the literature on predicting first-year student success, especially within the STEM disciplines.

Improving photofermentative hydrogen production through metabolic engineering and DOE (Design of Experiments)

A l’heure actuelle, les biocarburants renouvelables et qui ne nuit pas à l'environnement sont à l'étude intensive en raison de l'augmentation des problèmes de santé et de la diminution des combustibles fossiles. H2 est l'un des candidats les plus prometteurs en raison de ses caractéristiques uniques, telles que la densité d'énergie élevée et la génération faible ou inexistante de polluants. Une façon attrayante pour produire la H2 est par les bactéries photosynthétiques qui peuvent capter l'énergie lumineuse pour actionner la production H2 avec leur système de nitrogénase. L'objectif principal de cette étude était d'améliorer le rendement de H2 des bactéries photosynthétiques pourpres non sulfureuses utilisant une combinaison de génie métabolique et le plan des expériences. Une hypothèse est que le rendement en H2 pourrait être améliorée par la redirection de flux de cycle du Calvin-Benson-Bassham envers du système de nitrogénase qui catalyse la réduction des protons en H2. Ainsi, un PRK, phosphoribulose kinase, mutant « knock-out » de Rhodobacter capsulatus JP91 a été créé. L’analyse de la croissance sur des différentes sources de carbone a montré que ce mutant ne peut croître qu’avec l’acétate, sans toutefois produire d' H2. Un mutant spontané, YL1, a été récupéré qui a retenu l'cbbP (codant pour PRK) mutation d'origine, mais qui avait acquis la capacité de se développer sur le glucose et produire H2. Une étude de la production H2 sous différents niveaux d'éclairage a montré que le rendement d’YL1 était de 20-40% supérieure à la souche type sauvage JP91. Cependant, il n'y avait pas d'amélioration notable du taux de production de H2. Une étude cinétique a montré que la croissance et la production d'hydrogène sont fortement liées avec des électrons à partir du glucose principalement dirigés vers la production de H2 et la formation de la biomasse. Sous des intensités lumineuses faibles à intermédiaires, la production d'acides organiques est importante, ce qui suggère une nouvelle amélioration additionnel du rendement H2 pourrait être possible grâce à l'optimisation des processus. Dans une série d'expériences associées, un autre mutant spontané, YL2, qui a un phénotype similaire à YL1, a été testé pour la croissance dans un milieu contenant de l'ammonium. Les résultats ont montré que YL2 ne peut croître que avec de l'acétate comme source de carbone, encore une fois, sans produire de H2. Une incubation prolongée dans les milieux qui ne supportent pas la croissance de YL2 a permis l'isolement de deux mutants spontanés secondaires intéressants, YL3 et YL4. L'analyse par empreint du pied Western a montré que les deux souches ont, dans une gamme de concentrations d'ammonium, l'expression constitutive de la nitrogénase. Les génomes d’YL2, YL3 et YL4 ont été séquencés afin de trouver les mutations responsables de ce phénomène. Fait intéressant, les mutations de nifA1 et nifA2 ont été trouvés dans les deux YL3 et YL4. Il est probable qu'un changement conformationnel de NifA modifie l'interaction protéine-protéine entre NifA et PII protéines (telles que GlnB ou GlnK), lui permettant d'échapper à la régulation par l'ammonium, et donc d'être capable d'activer la transcription de la nitrogénase en présence d'ammonium. On ignore comment le nitrogénase synthétisé est capable de maintenir son activité parce qu’en théorie, il devrait également être soumis à une régulation post-traductionnelle par ammonium. Une autre preuve pourrait être obtenue par l'étude du transcriptome d’YL3 et YL4. Une première étude sur la production d’ H2 par YL3 et YL4 ont montré qu'ils sont capables d’une beaucoup plus grande production d'hydrogène que JP91 en milieu d'ammonium, qui ouvre la porte pour les études futures avec ces souches en utilisant des déchets contenant de l'ammonium en tant que substrats. Enfin, le reformage biologique de l'éthanol à H2 avec la bactérie photosynthétique, Rhodopseudomonas palustris CGA009 a été examiné. La production d'éthanol avec fermentation utilisant des ressources renouvelables microbiennes a été traitée comme une technique mature. Cependant, la plupart des études du reformage de l'éthanol à H2 se sont concentrés sur le reformage chimique à la vapeur, ce qui nécessite généralement une haute charge énergetique et résultats dans les émissions de gaz toxiques. Ainsi le reformage biologique de l'éthanol à H2 avec des bactéries photosynthétiques, qui peuvent capturer la lumière pour répondre aux besoins énergétiques de cette réaction, semble d’être plus prometteuse. Une étude précédente a démontré la production d'hydrogène à partir d'éthanol, toutefois, le rendement ou la durée de cette réaction n'a pas été examiné. Une analyse RSM (méthode de surface de réponse) a été réalisée dans laquelle les concentrations de trois facteurs principaux, l'intensité lumineuse, de l'éthanol et du glutamate ont été variés. Nos résultats ont montré que près de 2 moles de H2 peuvent être obtenus à partir d'une mole d'éthanol, 33% de ce qui est théoriquement possible.

Milestones in Software Engineering and Knowledge Engineering History: A Comparative Review

We present a review of the historical evolution of software engineering, intertwining it with the history of knowledge engineering because “those who cannot remember the past are condemned to repeat it.” This retrospective represents a further step forward to understanding the current state of both types of engineerings; history has also positive experiences; some of them we would like to remember and to repeat. Two types of engineerings had parallel and divergent evolutions but following a similar pattern. We also define a set of milestones that represent a convergence or divergence of the software development methodologies. These milestones do not appear at the same time in software engineering and knowledge engineering, so lessons learned in one discipline can help in the evolution of the other one.

1950 employment programs for graduates in engineering and physical science. Report.

Mode of access: Internet.

Landscape and Architecture: A Balance for Fellowship and Contemplation at Dumbarton Oaks

This thesis will explore ideas relating to the engagement of man and nature by promoting the experiences of contemplation and fellowship. The focus will be an urban academic retreat facility to provide an escape from distraction of typical modern urban life. Set within the historic Washington D.C. neighborhood of Georgetown, Dumbarton Oaks is an active academic research institution The Institute is holistically designed; architecture integrated with its surrounding landscape The Institute selects diverse scholars to think, live, and commune within the facility and landscape for up to two years. This thesis will use the existing site, themes, and history of Dumbarton Oaks as a launching point to explore the relationship between architecture, man, and landscape. A proposal to relocate the Fellow’s residences and reorganize the western edge of the site will help reactivate this forgotten piece of the site realize its potential.

Improving photofermentative hydrogen production through metabolic engineering and DOE (Design of Experiments)

A l’heure actuelle, les biocarburants renouvelables et qui ne nuit pas à l'environnement sont à l'étude intensive en raison de l'augmentation des problèmes de santé et de la diminution des combustibles fossiles. H2 est l'un des candidats les plus prometteurs en raison de ses caractéristiques uniques, telles que la densité d'énergie élevée et la génération faible ou inexistante de polluants. Une façon attrayante pour produire la H2 est par les bactéries photosynthétiques qui peuvent capter l'énergie lumineuse pour actionner la production H2 avec leur système de nitrogénase. L'objectif principal de cette étude était d'améliorer le rendement de H2 des bactéries photosynthétiques pourpres non sulfureuses utilisant une combinaison de génie métabolique et le plan des expériences. Une hypothèse est que le rendement en H2 pourrait être améliorée par la redirection de flux de cycle du Calvin-Benson-Bassham envers du système de nitrogénase qui catalyse la réduction des protons en H2. Ainsi, un PRK, phosphoribulose kinase, mutant « knock-out » de Rhodobacter capsulatus JP91 a été créé. L’analyse de la croissance sur des différentes sources de carbone a montré que ce mutant ne peut croître qu’avec l’acétate, sans toutefois produire d' H2. Un mutant spontané, YL1, a été récupéré qui a retenu l'cbbP (codant pour PRK) mutation d'origine, mais qui avait acquis la capacité de se développer sur le glucose et produire H2. Une étude de la production H2 sous différents niveaux d'éclairage a montré que le rendement d’YL1 était de 20-40% supérieure à la souche type sauvage JP91. Cependant, il n'y avait pas d'amélioration notable du taux de production de H2. Une étude cinétique a montré que la croissance et la production d'hydrogène sont fortement liées avec des électrons à partir du glucose principalement dirigés vers la production de H2 et la formation de la biomasse. Sous des intensités lumineuses faibles à intermédiaires, la production d'acides organiques est importante, ce qui suggère une nouvelle amélioration additionnel du rendement H2 pourrait être possible grâce à l'optimisation des processus. Dans une série d'expériences associées, un autre mutant spontané, YL2, qui a un phénotype similaire à YL1, a été testé pour la croissance dans un milieu contenant de l'ammonium. Les résultats ont montré que YL2 ne peut croître que avec de l'acétate comme source de carbone, encore une fois, sans produire de H2. Une incubation prolongée dans les milieux qui ne supportent pas la croissance de YL2 a permis l'isolement de deux mutants spontanés secondaires intéressants, YL3 et YL4. L'analyse par empreint du pied Western a montré que les deux souches ont, dans une gamme de concentrations d'ammonium, l'expression constitutive de la nitrogénase. Les génomes d’YL2, YL3 et YL4 ont été séquencés afin de trouver les mutations responsables de ce phénomène. Fait intéressant, les mutations de nifA1 et nifA2 ont été trouvés dans les deux YL3 et YL4. Il est probable qu'un changement conformationnel de NifA modifie l'interaction protéine-protéine entre NifA et PII protéines (telles que GlnB ou GlnK), lui permettant d'échapper à la régulation par l'ammonium, et donc d'être capable d'activer la transcription de la nitrogénase en présence d'ammonium. On ignore comment le nitrogénase synthétisé est capable de maintenir son activité parce qu’en théorie, il devrait également être soumis à une régulation post-traductionnelle par ammonium. Une autre preuve pourrait être obtenue par l'étude du transcriptome d’YL3 et YL4. Une première étude sur la production d’ H2 par YL3 et YL4 ont montré qu'ils sont capables d’une beaucoup plus grande production d'hydrogène que JP91 en milieu d'ammonium, qui ouvre la porte pour les études futures avec ces souches en utilisant des déchets contenant de l'ammonium en tant que substrats. Enfin, le reformage biologique de l'éthanol à H2 avec la bactérie photosynthétique, Rhodopseudomonas palustris CGA009 a été examiné. La production d'éthanol avec fermentation utilisant des ressources renouvelables microbiennes a été traitée comme une technique mature. Cependant, la plupart des études du reformage de l'éthanol à H2 se sont concentrés sur le reformage chimique à la vapeur, ce qui nécessite généralement une haute charge énergetique et résultats dans les émissions de gaz toxiques. Ainsi le reformage biologique de l'éthanol à H2 avec des bactéries photosynthétiques, qui peuvent capturer la lumière pour répondre aux besoins énergétiques de cette réaction, semble d’être plus prometteuse. Une étude précédente a démontré la production d'hydrogène à partir d'éthanol, toutefois, le rendement ou la durée de cette réaction n'a pas été examiné. Une analyse RSM (méthode de surface de réponse) a été réalisée dans laquelle les concentrations de trois facteurs principaux, l'intensité lumineuse, de l'éthanol et du glutamate ont été variés. Nos résultats ont montré que près de 2 moles de H2 peuvent être obtenus à partir d'une mole d'éthanol, 33% de ce qui est théoriquement possible.

The Indistinct Edge: Reconnecting Experience in Nature and Architecture

This thesis explores how architectures sense of place is rooted in the natural environment. The built environment has been constructed to protect and sustain human culture from the weathering of nature. Separating experience from the natural environment removes a sense of place and belonging in the natural and reinforces architectural dominance. This separation distinguishes the natural world as an article of spectacle and gives the human experience an unnatural voyeurship to natural changes. By examining the fusion of architectural and natural edges this thesis analyzes how the human experience can reconnect with a naturalistic sense of place through architecture, blending the finite edge where architecture maintains nature, and adapting buildings to the cycles of the environment. Removing dominance of man-made spaces and replacing them with the cohabitation of the edge between built and natural forms.

The Pull of Beauty The Storefront for Art and Architecture

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Civil conflict and voting behavior : evidence from Colombia

¿Cuáles son los efectos de la guerra sobre el comportamiento político? Colombia es un caso interesante en el que el conflicto y las elecciones coexisten y los grupos armados ilegales intencionalmente afectan los resultados electorales. Sin embargo, los grupos usan diferentes estrategias para alterar estos resultados. Este artículo argumenta que los efectos diferenciales de la violencia sobre los resultados electorales son el resultado de estrategias deliberadas de los grupos ilegales, que a su turno, son consecuencia de las condiciones militares que difieren entre ellos. Usando datos panel de las elecciones al Senado de 1994 a 2006 y una aproximación por variables instrumentales para resolver posibles problemas de endogenidad, este artículo muestra que la violencia guerrillera disminuye la participación electoral, mientras que la violencia paramilitar no tiene ningún efecto sobre la participación pero reduce la competencia electoral y beneficia a nuevos partidos no-tradicionales. Esto es consistente con la hipótesis de que la estrategia de la guerrilla es sabotear las elecciones, mientras que los paramiltares establecen alianzas con ciertos candidatos.

Interfaces between national and EU law: time limits in cross-border civil proceedings and their impact on the free circulation of judgments

The thesis aims at exploring possible legal solutions to remove the obstacles to the free circulation of judgments in the civil justice area that arise from the remarkably diverging national rules on procedural time limits. As shown by the case-law of the CJEU, time limits have recently come under closer scrutiny. The interplay between national and EU law illustrates that time limits raise significant deficiencies connected with the right to a fair trial under Art. 6 ECHR and Art. 47 CFR – e.g. the effective recovery of claims, effective judicial protection, effective cross-border enforcement of judgments – which negatively impact EU cross-border civil litigation. In order to overcome some of the weaknesses of the current legal framework governing the cross-border enforcement of judgments and strengthen the parties’ fundamental procedural rights the PhD thesis intends to determine whether and, to what extent time limits can be harmonised at EU level. EU action on time limits would indeed favour the speed, efficiency and proportionality of cross-border proceedings without sacrificing the fairness of the judicial process and the equality of the parties

Projecto de fundações e estrutura de um edifício

Trabalho de Projecto para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil na Área de Especialização de Estruturas