建筑仿生是从仿生学的角度出发来研究建筑，模拟其活动、感知、调整、控制过程然后开发相应的建筑技术，从而致力于解决建筑和城市规划方面的某些问题，协调建筑和环境的关系，创造出与自然融为一体的生态建筑，以保持生态平衡。其中，仿生建筑节能设计原则是怎样的？下面是鲁班乐标带来的关于仿生建筑节能设计原则的内容介绍以供参考。


仿生建筑节能设计原则


德国著名仿生学家WernerNachtigall在其著作 “PatternofNature”中提出了“适合功能之造型的仿生学设计原则”，其中包括：整体化而不是附加构造，整体的最优化而不是零件的最大化，多功能而不是单一功能，对环境的微调，节能，直接和间接的太阳能利用，整体的循环代替不必要的垃圾堆积，网络化关联而不是线状联系等。 仿生学的设计原则给予建筑节能设计一些有益的启示。


整体优化原则


美国建筑师富勒从结晶体和蜂窝的棱形结构得到启发，提出：“世界上存在着能以最小结构提供最大强度的系统，整体表现大于部分之和”。他依据“少费多用”的原则，设计了最有效率的活动住宅(DymaxionHouse)和装配形球架(GeodesicDome)。福斯特和格雷姆肖得益于富勒的直接教诲，在资源优化的建 筑设计上成了高技派建筑师的典范。


德国建筑师奥托在20世纪60年代组织了“BiologicandArchitecture”研究小组，探索材料的高效应用及与环境亲和的建筑。奥托也崇尚“Lessis More”，奥托关注资源的整体优化。奥托认为他的建筑创作不是从形式出发，而是从高效的生物适应性得到启发。材料科学的发展使得奥托的钢索张膜高效结构在全世界得到广泛应用。


适应性原则


适应性是生物经过长期的进化得到的为适应周围环境而形成的积极共生策略。动物教会我们如何应付高温或低温，植物又展示给我们如何应对太阳光辐射的生存模式，二者都提供了抵抗恶劣天气的崭新的处理方法。


把这种方法应用在建筑上是很有利的。例如，人们研制了“特朗布壁”外墙系统(TrombeWalls)，它利用热虹吸管/温差环流原理，使用自然的热空气或水来进行热量循环，从而降低供暖系统的负荷。在寒冷季节，墙体可以利用自身收集太阳辐射的能力加热空腔内的空气或水，新鲜空气则从墙体底部进入其空腔中，被热空气或水加热后进入室内，使热空气在室内循环流动。托马斯·赫尔佐格设计的青年教育学院学生公寓即运用了这种外墙系统， 在冬季室外空气仅8℃时，室内在无暖气状态下可达20℃。


多功能原则


从某种意义上讲，人有3层皮。第1层是人的自然皮肤，热的时候它可以出汗，冷的时候会起鸡皮疙瘩，能以不同的方式对所处环境作出微调；第2层是人的衣服，随着四季的交替人们可以增减衣服,以适应季节变化；第3层则是建筑物的表皮，过去，建筑表皮是僵化不变的，不随季节的变迁而变化。但在仿生学研究中，建筑不再仅仅是“保温箱”，除了被动的保温，以防止热量散失，它还应主动地利用太阳能；在冬季，白天要充分吸收阳光，夜晚则要防止热量散失；在夏季，则要满足防热要求。仿生学的多功能原则为满足这些多重需要提供了思路。


生物气候缓冲层(BBL=BioclimateBufferingLayer)就是典型的多功能策略。它是指通过建筑群体之间的组合关系、建筑单体的组织和建筑各种细部的设计，在建筑与周围生态环境之间建立一个缓冲区域，在一定程度上防止各种极端气候条件变化对室内的影响，同时强化使用者需要的各种微气候调节手段。生物气 候缓冲层具体可以大到街道、 广场等空间，也可以是建筑的外维护结构，还可以小到建筑的细部构造。 双层皮玻璃幕墙是生物气候缓冲层设计原则的具体体现。这种光、薄、透的新型表皮构造，在冬季的白天可以保证室内获得足够的日照，以高效实现太阳能的被动式利用，晚上除了中空玻璃可以有效地阻止长波辐射以外，关闭的特制金属百叶相当于增加了一道保温层，有效地阻止了室内热量的散失；而在夏季，空腔内因热压而上升的空气能将金属百叶吸收的热量带至窗外，通过调节双层幕墙之间的特制遮阳构件还可以起到遮阳和热反射作用，从而实现了建筑的被动式降温。


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