Известният архитект Ренцо Пиано нарича жива машина един от последните си проекти - новата сграда за Калифорнийската академия на науките. Според него проектът от 36 хил. кв.м разгъната площ е буквално въплъщение на мисията на институцията да изучава, съхранява и излага за публиката чудесата на природата. Комплексът подобна на машина е наистина сложен и създава възможности за различни по възраст и интереси хора - от десетгодишното дете, което иска да види живи пингвини, до 40-годишните ихтиолози, които работят вътре, и романтичната двойка на пейка в парка в съседство. Академията, която комбинира изследователски институт и отворена за публиката музейна част, е разположена върху стар терен, където преди това е бил комплексът от 11 сгради, строени по различно време между 1916 г. и 1976 г. и фатално разрушение от земетресението през 1989 г. Теренът е ситуиран срещу друг забележителен обект в съседство, от другата страна на Музикалния парк - музеят "Де Янг" на швейцарския тандем Херцог и Де Мюрон, което пък ражда своеобразен диалог между известни обекти на известни архитекти. Херцог и Де Мюрон са облицовали своя обект с различни по форма медни панели, Пиано - с прозрачно стъкло и минимум метал, но и двата проекта са концептуално дълбоко свързани с парка и неговата среда. Различният подход на архитектите създава запомняща се корелативна двойка и модел. "Не сме се влияли от това съседство, всеки си има собствен стил", коментира Пиано.
Скиците на архитекта демонстрират изначалния замисъл за

органична архитектура
и вълнообразното движение на покрива, който е трябвало да бъде изработен от дърво подобно на корабен кил, но впоследствие става метален, за да бъде намален броят на отсечените дървета. Тази част на сградата - покривът, се превръща в метафора на целия проект. Пиано го разглежда топографски елемент - все едно да изрежеш част от парка и да я издигнеш на 11 метра във височината на сградата, като под него са разположени всички необходими помещения. Освен чисто практическите функции на термален буфер и осигуряване на естествен хабитат от 9 декара за 1.7 млн. местни растения, насекоми и животни той и напомня за основния фокус на XX век - устойчива архитектура.
За научно заведение в областта на природните науки такъв подход е особено важен. Сградата има най-високата категория по стандарта LEED - платинен сертификат, благодарение на големия брой приложени "зелени" стратегии. Сред тях са рециклиране на 90% от строителните отпадъци от стария обект, използване на рециклирана стомана за всички конструкции, въвеждане на изолации, изработени от рециклирани джинси, система за обмен на топлината от изхвърляния навън въздух, подово отопление, достъп до дневна светлина на 90% от площите, естествена вентилация за цялата сграда, намаляване на потреблението на вода чрез икономични кранове и устройства и използване на преработените отпадъчни води за поливане и санитарни нужди.

Зеленият покрив, чиито издатини оформят седем хълма
играе важна роля в устойчивия характер на комплекса. Голям брой автоматично контролирани оберлихти осветяват централната зона на вътрешното естествено вентилирано обществено пространство. Слънцезащитна тента обвива периметъра на сградата и съдържа над 55 хил. фотоволтаични клетки, които могат да генерират 213 хил. кВтч годишно, или 5% от нуждите на академичното заведение. Според компанията Arup - консултант по въвеждането на устойчиви и зелени технологии, сградата ще консумира 30-35% по-малко енергия от вече доста стриктните норми на щата Калифорния.
Огромната покривна конструкция с площ над 4 декара се крепи основно от четири зидани структури, по една във всеки ъгъл. Те включват две от оригиналните варовикови неокласицистични фасади в североизточната си част. Във вътрешността централното открито обществено пространство, частично покрито от специално създадена мрежа от кабели, тръби и стъклени елементи, напомня на съществувалия на това място малък вътрешен площад с различни подобия на възстановени елементи.
Посетителите влизат в сградата от северната страна по издигнат подиум, а преподаватели и научни работници - от юг, като прекосяват по мостче изкуствено създадена долчинка, която всъщност е с цел да вкара още светлина на двете най-долни полувкопани нива на сградата. Тентата по периферията осигурява сенчест преход между външно и вътрешно пространство и в същото време генерира и електричество.
В югоизточния и югозападните блокове са разположени лабораториите и административните пространства, видимост към които имат и посетителите, за да могат се убедят, че комплексът не е само музей. Централни композиционни елементи са двете сфери с диаметър 27 метра - едната облицована с алуминий с планетариума, другата със стоманено покритие - оранжерия на екваториална гора. Под главното пространство се намира огромен аквариум "Планета Вода" с акули, разнообразни риби и най-големия изкуствен коралов риф в света, загадъчно, но достатъчно силно осветени от вкараната по светлинни тунели слънчева светлина.
В миналото природонаучните музеи са били царство на полумрака. В калифорнийския проект обаче светлината ярко оживява повечето пространства с изключение на Африканската зала и планетариума.

Естествени фактори за безплатен микроклимат
Музеите обикновено поддържат климатични условия в тесни граници на температура и влажност с цел запазване на експонатите. Случаят обаче е точно обратният - въздухът от близкия парк преминава безпрепятствено през залите на Калифорнийската природонаучна академия. Експонатите са разположени в отделни контейнери със специално създадена микросреда за флората и фауната, докато околното пространство е естествено вентилирано. Свежият въздух навлиза през долните отваряеми прозорци, а вътрешният въздух излиза през оберлихтите по покрива. Осигуряването на естествена вентилация е резултат от специално проведени проучвания, които да гарантират циркулацията на въздуха. Ситуацията е усложнена от уникалната кръстовидна конфигурация на изложбените пространства с височина от 10 до 21 метра, вълнообразните особености на зеления покрив с централно обществено пространство от 700 кв.м под него със стъклено покритие и две полусфери с 27 метра диаметър с планетариум в едната и оранжерийна екваториална гора в другата.
Необичайната форма създава трудности при прилагане на обичайните схеми за осигуряване на естествена вентилация. Създаден е цифров модел за проучване на територията, който на практика разделя цялото пространство на 3 млн. клетки. Той е тестван в продължение на три дни на суперкомпютър, резултатът е положителен - системата може да бъде вентилирана по естествен начин. Консултант по конструктивната част и по енергийната и екологична съобразност е Arup.
С напредване на проектирането изчислителните схеми биват потвърдени с прилагането на реални модели, изпробвани във въздушен тунел с използване на сензори за посока и сила на въздушните течения. Един от тях е изпълнен в мащаб 1:100 и напълнен с дим, който прави видими въздушните течения. Подобни модели са изработени за фасадата с цел изчисляване на въздушния натиск и за уточняване на точното местоположение на изхода на въздухоотводите от малкото места с принудителна вентилация като лаборатории и зони на различни животни, така че миризмите да не се смесват с вътрешния въздух и да не навлизат обратно.
Отварянето и затварянето на всички прозорци и вентилационни отвори на сградата се регулират от системата за автоматизирано сградно управление. Тя наблюдава вътрешните условия чрез комплекс от сензори, а външните - чрез метеостанция на покрива, като контролира също подовото отопление и външните щори. Всички системи са напълно интегрирани една с друга. Фактори като термичната маса на сградата, геометрията на покрива и осигуряваната от него изолация превръщат естествената вентилация в добра климатична стратегия, която не може да действа като изолирано явление.
Проектът впечатлява не само с цялостното си дизайнерско решение, но и с адекватните устойчиви решения. Най-добре го характеризира самият проектант Ренцо Пиано, който споделя чувствата си, породени, докато е наблюдавал със сина си реализирания проект: "Слънцето залязваше, когато оберлихтите се отвориха, за да пуснат вечерния въздух вътре, и цялата сграда оживя подобно на гигантско животно, което си поема дъх..."