L’avenir de l’architecture écologique, éducation et recrutement
De nombreux experts suggèrent que la manière de faire face à l’urgence climatique de cette ère passe par l’architecture écologique. Selon le US Green Building Council, l’industrie de la construction représente 40% de la consommation mondiale d’énergie, ce qui signifie que l’architecture actuelle ne prête pas suffisamment attention à son impact sur le climat.
L’architecture écologique est de plus en plus populaire et l’avenir de l’industrie sera déterminé par la réponse du monde à notre planète en mutation. Des solutions naturelles et techniques sont adaptées pour aborder l’avenir de l’architecture écologique. Les méthodes appliquées aujourd’hui pourraient faire une différence incroyable demain.
Urgences climatiques dans le monde
669 juridictions dans 15 pays ont déclaré une urgence climatique. Des pays comme le Royaume-Uni, l’Irlande, la France et le Canada ont déclaré des urgences nationales. D’autres régions ont déclaré des urgences à l’échelle de la ville ou au niveau local, y compris des régions aux États-Unis, en Australie, en Nouvelle-Zélande, en Espagne et en Suisse.
Des mouvements comme la rébellion d’extinction et la grève des écoles pour le climat ont mené des manifestations publiques pour sensibiliser et exiger des mesures de la part des dirigeants politiques.
Les villes sont particulièrement touchées par le changement climatique, avec des problèmes tels que l’effet d’îlot de chaleur urbain, les canyons urbains et les émissions dues au trafic.
En 2018, l’ONU estimait que 55% de la population mondiale vivait dans les villes. Cela signifie que plus de la moitié de la population mondiale est affectée négativement par les infrastructures urbaines actuelles. Certains des meilleurs architectes du Royaume-Uni se sont réunis pour former Architects Declare, un groupe de professionnels de l’industrie qui insistent sur le fait que la seule façon de sauver le climat de notre planète est l’architecture écologique.
Pour tous ceux qui travaillent dans l’industrie de la construction, répondre aux besoins de notre société sans franchir les frontières écologiques de la terre exigera un changement de paradigme dans notre comportement. En collaboration avec nos clients, nous devrons mettre en service et concevoir des bâtiments, des villes et des infrastructures en tant que composants indivisibles d’un système plus grand, en constante régénération et autonome.
Solutions naturelles
L’introduction d’éléments naturels dans les zones urbaines s’est avérée être l’un des moyens les plus efficaces de réduire les polluants et de neutraliser les effets du changement climatique. Certaines des façons les plus populaires de le faire sont des installations telles que les toits verts et les murs vivants. L’installation de fonctionnalités comme celles-ci permet d’ajouter de la verdure dans des zones qui pourraient ne pas avoir d’espace libre au niveau du sol. Les murs vivants sont souvent cités comme un excellent moyen d’utiliser les grands espaces verticaux dans les grands immeubles, qui autrement contribueraient à la hausse des températures en réfléchissant la chaleur.
Il a été démontré que l’écologisation urbaine crée un air plus pur, améliore le moral et même diminue la criminalité urbaine. L’ajout d’éléments verts dans les zones urbaines encourage également la biodiversité. Les plantes d’un mur végétal ou d’un toit vert peuvent être sélectionnées en fonction de l’environnement local, donnant à la faune locale un endroit pour se nourrir et nicher. La promotion de la biodiversité est mesurée par de nombreuses villes grâce à l’indice de biodiversité des villes.
Solutions techniques
Un autre aspect de l’architecture écologique qui peut être extrêmement bénéfique pour réduire les méfaits du changement climatique est l’application de la technologie. Cela peut inclure une technologie intelligente et des panneaux solaires, mais cela signifie également se concentrer sur des matériaux durables et des normes techniques élevées. La création d’une norme peut garantir que les bâtiments du futur sont prêts pour un climat changeant et peut réduire les dommages environnementaux.
Les applications technologiques intelligentes telles que les panneaux solaires, les systèmes de chauffage et de refroidissement et l’éclairage automatique peuvent réduire l’impact environnemental d’un bâtiment. Ces applications peuvent économiser sur la consommation d’électricité, la dépendance aux combustibles fossiles et maintenir le bâtiment à une température adéquate.
Ces technologies peuvent maintenir l’intérieur du bâtiment, tandis que l’extérieur est protégé par des pratiques de construction résilientes. De nouveaux bâtiments sont construits en tenant compte de la résistance aux conditions météorologiques extrêmes. Cela comprend la protection contre les conditions météorologiques extrêmes telles que les inondations et les ouragans.
Il existe de nombreux systèmes de certification des bâtiments qui abordent désormais les facteurs écologiques de la construction. C’est une excellente approche technique de l’architecture écologique car elle crée un système à travers lequel les architectes et les constructeurs peuvent travailler. Des systèmes tels que HPI, BREEAM et LEED sont utilisés pour garantir des pratiques et des produits finaux durables. En éduquant l’industrie sur l’importance de l’architecture écologique, elle peut devenir la norme.
L’architecture écologique aujourd’hui
Des projets de construction à travers le monde mettent déjà en œuvre des pratiques d’architecture écologique. Beaucoup de ces projets utilisent des matériaux et des pratiques locaux pour construire des bâtiments qui correspondent aux besoins de l’environnement local. Un groupe qui combine l’architecture écologique avec les efforts humanitaires est l’Architecture d’urgence et les droits de l’homme.
Dans la province de Gaza au Mozambique, l’école locale de Maniquenique a été construite de manière spécifique pour faire face aux inondations. La population locale avait besoin d’une école et d’un abri contre les inondations.
école locale de Maniquenique
Une autre salle de classe a été construite juste à l’extérieur du camp de réfugiés de Za’atari, à 10 km de la frontière syrienne en Jordanie. Le bâtiment a été réalisé selon la technique du superadobe, où les murs sont construits avec des sacs de terre. Cette méthode ne nécessite pas de travailleurs qualifiés et utilise des matériaux locaux. Les matériaux locaux permettent d’économiser sur les émissions de transport et signifient également que le bâtiment est parfaitement conçu pour la région. L’utilisation de la terre comme matériau principal signifie que la salle de classe peut résister à la chaleur jordanienne bien mieux que le ciment ou le métal ondulé.
La structure en nid d’abeille, a récemment remporté un prix d’architecture, peut être construite rapidement.
Alors que les effets du changement climatique deviennent de plus en plus évidents, il est temps pour le monde de se tourner vers l’architecture écologique et de rendre les bâtiments du futur plus durables.
De plus en plus de gouvernements utilisent des certifications de bâtiments écologiques pour construire des bâtiments qui sont créés de manière responsable et ne créeront pas de dommages environnementaux. Les pratiques d’architecture écologique sont utilisées à bon escient dans le monde entier cette industrie continue de croître et, espérons-le, réduit le changement climatique.
Une nouvelle salle de classe en nid d’abeille a été construite pour des enfants réfugiés syriens et des enfants jordaniens dans le village de Zaatari en Jordanie. [Photo fournie par Martina Rubino/EAHR]
Repenser l’avenir du design durable
Parfois, la meilleure façon d’avancer est de regarder en arrière. Bon nombre des premiers exemples d’architecture et de conception répondaient à la fois au site et au climat et incorporaient des stratégies de contrôle climatique «passif» naturel.
Ce n’est qu’avec l’avènement de l’énergie bon marché et des progrès dans les contrôles des systèmes environnementaux que les concepteurs ont pu dissocier la conception des bâtiments de l’environnement extérieur.
Cela a rendu la plupart des bâtiments fortement dépendants de l’énergie, augmentant leurs émissions de gaz à effet de serre et les rendant diamétralement opposés aux conceptions durables du passé.
La crise climatique signifie que nous devons repenser l’avenir de la conception durable, mais cela signifie également modifier radicalement notre façon de penser le présent. Tous les nouveaux bâtiments devraient être conçus pour être neutres en carbone.
Pour y parvenir, les bâtiments doivent être conçus selon des normes d’efficacité à haut rendement et produire et / ou se procurer suffisamment d’énergie renouvelable pour compenser les émissions provenant d’autres sources. Je propose une approche en trois volets de la conception de bâtiments neutres en carbone par la pratique, l’éducation et la recherche.
Pratique
Plusieurs stratégies organisées dans les catégories suivantes conduiront à la mise en œuvre de bâtiments bas carbone / neutre en carbone dans la pratique:
- Conception
- Codes
- Outils
- Principes de base et récompenses.
Conception
La plupart des recherches actuelles sur l’architecture durable visent à améliorer les technologies établies, telles que les systèmes CVC, tout en rendant les bâtiments plus étroits et mieux isolés.
La meilleure façon d’aller de l’avant est que l’architecture incorpore d’abord des stratégies de conception «passives». La conception passive transfère l’énergie d’un bâtiment à divers dissipateurs de chaleur naturels, en utilisant des chemins de flux de chaleur qui n’existent pas dans les bâtiments conventionnels. En raison de la manière dont ils collectent, stockent et distribuent l’énergie, les systèmes de chauffage et de refroidissement passifs peuvent offrir un confort thermique avec des coûts d’investissement et d’exploitation inférieurs à ceux des systèmes conventionnels.
Leur conception simple signifie également que, dans de nombreux cas, ils peuvent être construits à moindre coût, en utilisant la main-d’œuvre et les ressources locales.
La conception durable doit également s’attaquer aux inégalités sociales. Il ne suffit pas de concevoir le dernier et le plus grand bâtiment à hautes performances. Il faut aussi concevoir pour ceux qui en ont le moins.
Lors d’événements de chaleur extrême, par exemple, une conception inadéquate des bâtiments et une énergie coûteuse rendent la climatisation prohibitive pour les pauvres. Cela peut entraîner des problèmes de santé et même la mort, en particulier chez les personnes âgées. Les bonnes stratégies de conception peuvent résoudre le problème de la précarité énergétique.
Codes
Les codes énergétiques du bâtiment sont un autre outil important pour faire face à la crise climatique. Lorsqu’ils sont correctement mis en œuvre, ils favorisent l’innovation et améliorent les performances.
La Californie en est un bon exemple: en juillet 2018, le California Air Resources Board (CARB) a annoncé que les émissions de gaz à effet de serre en Californie en 2016 étaient tombées sous les niveaux de 1990 pour la première fois depuis que les émissions avaient culminé en 2004.
De toute évidence, les codes ne doivent pas restreindre la croissance, mais peuvent aider de grandes populations à investir dans leur propre avenir. Cependant, la plupart des codes du bâtiment évaluent actuellement une réalité incomplète.
Car ils ne réglementent les effets que de certaines propriétés physiques et de la consommation d’énergie d’un bâtiment. Architecture 2030, par exemple, a développé une norme de code du bâtiment zéro carbone net. Leur nouveau code ZERO est une norme nationale et internationale sur l’énergie des bâtiments pour la construction de nouveaux bâtiments qui intègre des normes d’efficacité énergétique rentables avec une énergie renouvelable sur site et / ou hors site résultant en des bâtiments à zéro émission de carbone. Le code ZERO comprend des voies normatives et de performance pour la conformité en matière d’efficacité énergétique des bâtiments, basées sur les normes actuelles largement utilisées par les municipalités et les professionnels du bâtiment du monde entier.
Outils numériques
L’impression 3D, les outils de visualisation et de rendu numériques en trois dimensions, la modélisation des informations du bâtiment (BIM) et la réalité virtuelle et étendue sont désormais monnaie courante dans la pratique architecturale.
Ces outils à eux seuls ne peuvent pas nous aider à aborder l’efficacité énergétique. Il est de notre responsabilité en tant que concepteurs de mieux intégrer les outils de modélisation énergétique dans le processus de conception, en particulier dans les phases de conception initiales.
La modélisation énergétique n’est toujours pas très transparente et il n’est pas non plus facile de passer d’un outil de modélisation architecturale à un outil de modélisation énergétique.
Deux développements actuels qui pourraient contribuer à une augmentation des outils de modélisation énergétique en architecture seront la nouvelle édition du Guide de l’architecte de l’AIA pour l’intégration de la modélisation énergétique dans le processus de conception et la norme ASHRAE 209–2018 Energy Simulation Aided Design.
Comme toujours, la modélisation précoce et souvent est une recette pour l’intégration réussie de la conception des stratégies passives et d’efficacité.
Principes de base
Comprendre les principes fondamentaux de la conception durable est essentiel à l’innovation. Bien que les systèmes de notation soient importants et aient contribué à la transformation du marché, je dirais qu’ils ne favorisent pas toujours une réflexion plus approfondie ou une innovation durable.
En outre, dans certains cas, le processus du système de notation écologique est détaché du processus de conception et est considéré par l’équipe de conception comme une contrainte plutôt que comme une opportunité de concevoir un bâtiment plus passionnant et innovant.
Avoir des praticiens ayant une compréhension approfondie des stratégies de conception passive conduit à une approche plus globale.
Prix du design
En reconnaissant l’excellence en conception durable, les prix du design démontrent l’innovation et favorisent les progrès en matière de durabilité. Les dix meilleures récompenses du Comité de l’environnement de l’AIA ne sont qu’un exemple d’un programme qui promeut l’intégration de la conception axée sur la performance grâce à la quantification comme l’un des critères. Des types de programmes plus nombreux et différents qui récompensent ce type de conception encourageraient l’innovation durable.
Au-delà du carbone
Le carbone n’est pas le seul problème environnemental auquel nous sommes confrontés:
- L’eau
- La rareté des ressources
- La qualité de l’air intérieur, ainsi que l’équité sociale
Tous méritent l’attention de la communauté du design. Outre la performance, la conception doit désormais prendre en compte l’adaptation, l’atténuation et la résilience. Les bâtiments doivent s’adapter aux conditions locales grâce à des mesures qui réduisent la vulnérabilité des systèmes naturels et humains aux effets réels ou attendus du changement climatique. Nous devons atténuer le changement climatique par des changements technologiques et des substitutions qui réduisent les intrants de ressources et les émissions par unité de production.
Enfin, nous devons concevoir des bâtiments résilients qui ont la capacité de s’adapter aux conditions changeantes et de maintenir ou retrouver fonctionnalité et vitalité face au stress ou aux perturbations (Resilient Design Institute).
L’adaptation et l’atténuation sont toutes deux importantes et complémentaires. Des mesures d’atténuation efficaces réduiront les impacts auxquels nous devrons nous adapter, et des mesures d’adaptation efficaces réduiront les impacts associés à tout effet donné du changement climatique.
Recherche
L’évolution de la pratique architecturale et la nécessité de faire progresser la profession soulignent l’importance de la recherche. L’industrie de la construction évolue très lentement et la conception et la construction de bâtiments sont derrière d’autres domaines d’innovation.
Alors que les automobiles passent à l’automobile après leur premier siècle, les bâtiments sont essentiellement les mêmes qu’à la même époque.
Si nous donnons la priorité à l’innovation, et si tous les designers innovent dans au moins un domaine de chaque projet, nous pourrions rapidement faire progresser la profession.
La recherche architecturale devient de plus en plus importante, mais elle est loin d’être suffisamment reconnue dans la pratique et même dans le milieu universitaire. Où les écoles d’architecture sont fortes dans la formation d’architectes pour la profession ou pour la recherche universitaire, mais généralement pas les deux.
De plus, le financement de la recherche architecturale est minime par rapport à d’autres domaines tels que la physique et l’ingénierie. Les architectes résolvent les problèmes et sont efficaces en tant qu’innovateurs.
Il existe de nombreuses opportunités pour la recherche en architecture liée à la durabilité, le développement et l’amélioration de systèmes de refroidissement passifs avec de nouvelles technologies et matériaux, et le développement d’outils de modélisation énergétique plus sophistiqués.
De nombreuses universités et instituts de recherche ont déjà développé des outils et des programmes pour soutenir la durabilité et la recherche résiliente, mais ils n’ont aucun financement pour un développement continu. En plus des entités étatiques et fédérales, ce financement pourrait provenir d’autres sources telles que les services publics d’énergie.
Éducation
L’éducation est un élément important de l’approche à trois volets visant à réaliser des bâtiments neutres en carbone. Les futurs architectes doivent avoir les connaissances et les compétences nécessaires pour concevoir les bâtiments nécessaires pour maintenir notre augmentation de la température mondiale bien en dessous de la limite de 2 degrés.
Pour que cela se produise, les écoles d’architecture doivent offrir à tous les élèves une formation plus complète sur le design durable.
Actuellement, les étudiants en architecture aux États-Unis ne sont exposés qu’aux concepts de base de la conception durable. Ils sont initiés à des concepts plus avancés tels que la modélisation énergétique ou la conception de bâtiments à énergie nette zéro uniquement dans des séminaires avancés de deuxième cycle ou de premier cycle ou dans des studios de la division supérieure. Comme ces cours ne sont pas obligatoires, seule une petite fraction des étudiants en architecture peut s’y inscrire.
La durabilité dans l’enseignement de l’architecture
Les principes suivants devraient être pris en compte pour améliorer la durabilité dans l’enseignement de l’architecture:
- Introduire la durabilité le plus tôt possible dans le programme
- Enseigner les méthodes de recherche aux étudiants de premier cycle.
- Intégrer la conception directement dans les cours magistraux qui enseignent la durabilité.
Les étudiants en architecture apprennent généralement en mettant en œuvre des concepts issus de cours magistraux dans leurs projets de conception, en particulier dans les studios.
Cet apprentissage peut également se produire directement dans un cours magistral. Où les étudiants développent un projet de conception pour mettre en œuvre des concepts appris lors de conférences.
- Tous les studios de design devraient intégrer la durabilité. Si nécessaire, ils peuvent réduire le nombre de variables à prendre en compte dans un problème de conception. Permettant aux étudiants de développer une compréhension plus approfondie de la durabilité.
- Améliorer la compréhension des élèves de la physique du bâtiment. En mettant un accent particulier sur le transfert de chaleur à travers l’enveloppe du bâtiment par conduction, convection et rayonnement.
- Améliorer la compréhension des élèves des outils de modélisation énergétique. En enseignant aux élèves comment utiliser les logiciels de simulation numérique et analogique, le cas échéant, pour tester des concepts et des idées. Une fois que les élèves ont compris les concepts, ils peuvent utiliser des outils pour les évaluer.
- L’éducation devrait inclure des activités pratiques qui offrent aux élèves des occasions d’apprentissage uniques pour être plus créatifs et aller au-delà des stratégies et des méthodes établies en leur offrant des occasions de tester des idées.
La durabilité dans le recrutement
Des organisations comme la Society of Building Science Educators (SBSE) ou la Building Technology Educators ‘Society se consacrent à soutenir l’excellence dans l’enseignement des sciences de l’environnement et des technologies du bâtiment à travers un large éventail d’activités pratiques.
SBSE, lors de sa retraite de 2009 au Québec, a proposé que le Conseil national d’agrément en architecture (NAAB) et le Conseil canadien de certification en architecture (CACB / CCCA) établissent comme condition d’accréditation que le programme d’études de chaque école d’architecture nord-américaine fournisse à tous les diplômés les compétences théoriques et pratiques. pour concevoir systématiquement des environnements bâtis de haute qualité neutres en carbone / zéro énergie nette. Malheureusement, cette proposition a été rejetée et même si cela semble être une priorité pour la planète, elle ne semble pas être une priorité pour les comités d’accréditation architecturale.
Pourtant, l’éducation durable est importante pour les cabinets d’architecture et constitue généralement l’une de leurs priorités de recrutement. Les entreprises de design veulent atteindre leurs objectifs d’engagement 2030 et embaucher des diplômés qui savent utiliser des outils d’analyse pour éclairer leurs conceptions.
La formation continue des architectes est également un élément important du volet formation. Depuis 2012, les membres de l’AIA n’ont plus d’exigence d’éducation en conception durable. Cependant, il serait utile de le rétablir. Même s’il y a plus de sensibilisation, les pratiques de conception durable sont loin d’être courantes.
Les bâtiments dont nous avons besoin
Nous avons besoin de connaissances techniques pour innover et faire en sorte que nos idées fonctionnent. Mais nous avons également besoin de compétences en conception durable. L’architecture est le mariage de l’art et de la science. À mon avis, si un bâtiment n’est pas respectueux de l’environnement, il ne peut pas être un beau bâtiment.
Nous devons nous diriger de toute urgence vers des bâtiments que John T. Lyle qualifierait de «régénératifs». Qui peuvent à terme régénérer des systèmes environnementaux détériorés, créant ainsi un environnement «meilleur» que celui initialement trouvé.
Nous devons enseigner les méthodes de recherche architecturale, mettre en œuvre davantage de recherche dans la pratique et investir davantage dans la recherche en construction.
Des objectifs clairs d’alphabétisation écologique devraient être mis en œuvre dans les exigences d’accréditation des écoles d’architecture, qui devraient inclure la neutralité carbone, la résilience et l’adaptation à notre climat en évolution rapide.
Nos responsabilités augmentent de minute en minute. Nos bâtiments doivent non seulement être performants, mais ils doivent être résilients et conçus pour une survie passive.
Les catastrophes naturelles liées au climat ne feront qu’augmenter en fréquence et en intensité. Nous ne pouvons pas continuer à vivre dans des bâtiments qui deviennent inhabitables en l’absence d’énergie extérieure.
L’effet de la biophilie et son incidence sur le design
L’impact de Covid-19 a changé la vie des gens à travers le monde. Néanmoins, un résultat plutôt inattendu a été la façon dont il nous a forcés à réexaminer notre relation avec la nature. La pandémie a clairement mis en évidence l’importance des espaces verts et naturels. En particulier pendant le confinement, lorsque de nombreuses personnes étaient confinées dans de petites maisons exiguës sans jardin ni parc à proximité.
Cette relation avec la nature est au centre de ce que nous appelons «l’effet biophilie». Ce phénomène s’est avéré avoir un impact positif sur la société, la santé et le bien-être.
La biophilie peut (et devrait) influencer la façon dont nous concevons les bâtiments et l’architecture biophilique peut être utilisée pour améliorer les communautés et les espaces urbains de plusieurs manières.
Qu’est-ce que la biophilie?
La biophilie fait référence à notre tendance innée à se connecter avec la nature (en tant qu’humains). Un désir considéré comme intrinsèque et « non une option ». Les humains gravitent naturellement vers des lieux qui intègrent des éléments naturels. Mais avec 55% de la population mondiale vivant en milieu urbain, ce n’est pas toujours possible.
De nombreux paysages urbains suggèrent une population qui s’est simplement « habituée » à la vie sans nature, mais les champions de la biophilie et du design biophilique pensent qu’il ne doit pas en être ainsi.
La science de la biophilie sous-tend notre bien-être mental et la combinaison de «l’effet biophilie» avec l’architecture peut avoir un impact positif significatif sur la société.
Principales caractéristiques de la conception biophilique
La conception biophilique est notre réponse naturelle à un manque croissant de connexion avec le monde naturel. Il peut être classé en trois catégories:
Analogues naturels
Ceux-ci traitent des évocations organiques, non vivantes et indirectes de la nature, par exemple dans des œuvres d’art, des couleurs ou des motifs naturels.
La nature dans l’espace
Ces liens directs avec la nature provoquent les réactions biophiliques les plus fortes. Les éléments de conception comprennent:
- Des plantes en pot
- Des éléments aquatiques
- Jardins
- Des murs végétalisés
- Des toits verts.
Il comprend également des éléments tels que la température de l’air, le flux d’air et la lumière naturelle.
Nature de l’espace
Cela regarde le monde au-delà de notre environnement immédiat et comment nous nous y rapportons. Les tests IRM ont montré que les environnements naturels étaient généralement préférables aux environnements artificiels. De sorte que les bâtiments devraient viser à inclure des vues naturelles dans leur conception.
Il est également très possible d’ajouter des éléments naturels aux conceptions de bâtiments existants sans compromettre l’espace, en utilisant des toits verts, des murs vivants ou en choisissant des meubles fabriqués à partir de matériaux naturels.
Pourquoi c’est important?
Il existe une multitude de preuves pour soutenir l’importance de la conception biophilique. Elle a des impacts positifs mesurables sur la santé et le bien-être.
La recherche a révélé que les personnes travaillant dans un environnement avec des plantes présentes étaient 12% plus productives. Ils se sentaient moins stressées et étaient plus créatives.
Une autre étude a révélé que l’intégration de vues sur la nature dans un espace de bureau pourrait permettre d’économiser plus de 1 500 euros par an par employé en frais de bureau.
Les absences liées au travail sont principalement dues au stress et à d’autres problèmes psychologiques. Les employés sans vue sur la nature prennent 68 heures de plus par an de congé de maladie que ceux qui ont une vue. De meilleurs environnements architecturaux peuvent réduire les jours de maladie pris jusqu’à 10%, même lorsque le lien avec la nature n’est pas le seul objectif.
Un espace basé sur des principes biophiliques affecte également positivement:
- Changement de comportement
- Maîtrise des compétences
- Concentration et attention
- Interaction sociale
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