仿生建築的節能設計原則
德國著名仿生科學家WernerNachtigall在他的著作《模式自然》(PatternofNature)中提出了“適合功能造型的仿生設計原則”，包括:壹體化而不是附加結構、整體優化而不是部件最大化、多功能而不是單壹功能、環境微調、節能、直接和間接利用太陽能、全循環而不是不必要的垃圾堆積、網絡連接而不是線性連接等。仿生學的設計原理給建築節能設計帶來了壹些有益的啟示。
總體優化原則
美國建築師富勒受晶體和蜂窩的棱形結構啟發，提出“世界上存在以最小的結構提供最大強度的系統，整體性能大於部分之和”。本著“少花錢，多功能”的原則，他設計了最高效的DymaxionHouse，組裝了球形穹頂。福斯特和格雷姆·肖得益於富勒的直接指導，成為高技術建築師在資源優化的建築設計中的典範。
20世紀60年代，德國建築師奧托組織了“生物建築”研究小組，探索材料的高效應用和環保建築。奧托還提倡“Lessis More”，奧托註重資源的整體優化。奧托認為，他的建築創作靈感不是來自形式，而是來自高效的生物適應性。隨著材料科學的發展，奧托的高效索膜結構在世界範圍內得到了廣泛的應用。
適應性原則
適應性是生物體為適應周圍環境而長期進化形成的壹種積極的生存策略。動物教會我們如何應對高溫或低溫，植物向我們展示如何應對陽光輻射的生存模式，這兩者都為抵禦惡劣天氣提供了全新的處理方法。
將這種方法應用於建築是非常有利的。比如人們開發了TrombeWalls，利用熱虹吸/溫差循環的原理，利用自然熱空氣或水來循環熱量，從而降低供暖系統的負荷。在寒冷季節，墻體可以利用自身收集太陽輻射的能力加熱空腔內的空氣或水，新鮮空氣從墻體底部進入空腔，被熱空氣或水加熱後進入室內，使熱空氣在室內循環。托馬斯·赫爾佐格設計的青年教育學院學生公寓就采用了這種外墻體系。冬天室外空氣只有8℃的時候，室內空氣不加熱可以達到20℃。
多功能原理
從某種意義上說，人有三層皮膚。1層是人體天然皮膚，熱的時候會出汗，冷的時候會起雞皮疙瘩，可以通過不同的方式微調環境；第二層是人的衣服。隨著四季的交替，人們可以增減衣服來適應季節的變化。三樓是建築的表皮。過去，建築的表皮是剛性的，不隨季節變化。然而，在仿生學的研究中，建築不再僅僅是壹個“孵化器”。除了被動保溫防止熱量散失外，還應積極利用太陽能；冬天白天要充分吸收陽光，晚上要防止熱量散失；在夏季，需要滿足防熱的要求。仿生學的多功能原理為滿足這些多重需求提供了思路。
生物氣候緩沖層是壹種典型的多功能策略。它是指通過建築群體之間的組合關系、建築單元的組織以及建築各種細節的設計，在建築與周圍生態環境之間建立壹個緩沖帶，在壹定程度上防止各種極端氣候條件對房間的影響，同時加強用戶所需的各種小氣候調節手段。生物氣候緩沖層可以大到街道、廣場等空間，也可以是建築物的外部維護結構，也可以小到建築物的細部構造。雙層皮玻璃幕墻是生物氣候緩沖層設計原則的具體體現。這種輕薄透明的新型表皮結構可以保證冬季白天室內有足夠的陽光，從而高效實現太陽能的被動利用。到了晚上，除了中空玻璃，封閉的特種金屬百葉相當於加了壹層保溫層，有效防止了室內熱量的流失。夏天，由於熱壓而在空腔內上升的空氣，可以把金屬百葉吸收的熱量帶到窗戶上。通過調節雙層幕墻之間的特殊遮陽組件，還可以起到遮陽和熱反射的作用，從而實現建築的被動降溫。
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