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摘 要：基于仿生思维的角度，围绕构成室内空间要素的不同实体物质，如各界面维护结构、家具设备、空间组织等，在材料特性、加工技术效果、空间尺度、人的视觉感知等方面，探究室内空间中使用仿生思维节能创新的可操作形式。并通过节能化的仿生思维制约人们室内空间中对物质的视觉感知、功能使用、循环利用等方面的生活环节。这种切实可行的室内空间设计操作模式，将为空间内的物质精神消费找到最佳的可持续平衡点，从而引导人们走上真正意义上的节能、生态化的可持续生活。
关键词：仿生思维；室内设计；节能
一、研究背景
随着全球人口的持续增长与经济的快速发展，全球生态遭到破坏、能源面临匮乏等问题已经威胁到人类的居住环境。鉴于此，国外许多国家从长远发展的角度出发，投入了大量的精力与资金技术大力发展节能低碳环保产业。我国也逐渐意识到可持续发展的重要性，国务院办公厅 2013年8月1日，正式印发的《国务院关于加快发展节能环保产业的意见》，提出环保节能设计是符合未来社会发展趋势的。
由此可见，节能设计正推动着人类的生产生活走向可持续的发展道路。对于室内设计而言，节能设计就是要按照简洁、实用的原则进行设计，减少无谓的材料和能源的消耗，尽可能地利用绿色自然、生态环保的资源于空间中，以达到“可持续性”“良性生态循环”的生活方式。实现节能需要相应思维方法的辅助及引导，如图1，一般思维是设计——反馈——生产——使用——报废——垃圾，经研究在仿生思维下则是反馈——设计——生产——使用——垃圾——回收——再生产。对比可知，仿生思维所秉承的是无限循环的可持续发展策略，其所提倡的生物圈无废料的运行模式、新陈代谢原理以及各仿生形态所蕴含的自然智慧将是节能低碳设计重要的灵感来源。因此，基于仿生思维的室内空间节能设计将是最佳的操作模式。
二、仿生思维下室内节能的应用探析
仿生设计思维以自然界中的万物为灵感，进行创造性的思维活动。早在我国远古时代人们在树上营巢的生活方式就萌生了仿生设计思维，在数字化科技化的今天，同样对人们生产生活具有强大的吸引力。仿生设计思维是在“比较-概括、分析-综合、抽象-具体”等方法的指导下追求回归自然、天人合一的环境氛围。也就是对自然规律、生物结构、功能组织、肌理质感、意象效果等进行解析，模拟探寻生物圈中无废料的运行方式运用与设计中，为人们的物质精神生活提供最佳的生存模式与平衡点，从而实现可持续的生态设计理念。
（一）结构仿生思维：合理空间设计
结构仿生思维是模仿自然动物、植物的生存结构，或能够进行独特任务的身体结构。原于其在演化筛选中形成的完美结构组织，由古至今不乏设计师们对其进行借鉴与学习，几千年来这类仿生设计在为人类社会节约资源、材料、人力物力方面起到显著成效。
约翰威金森设计的澳大利亚鳄鱼旅馆充分利用鳄鱼形体结构特点进行旅馆内功能分区，如鳄鱼牙齿位置设置入口门柱、四肢设置楼梯通道、两个眼睛部位是中央空调所在处、中间腹部被分割为150个旅馆房间、腹部中央设置了配套设施游泳池和露天庭院餐厅等、尾部为厨房和后勤等功能区。这种基于结构仿生思维的规划设计，使旅馆内部功能区可相互联系又可相对独立，交通流线顺畅运输方便，不仅提高了空间利用率，节省了交通面积，还减少了装修材料的浪费。日本设计师柴田文江从蜂巢结构的特性中获得灵感设计了9小时蜂巢旅社，专为因出差、加班或醉酒等原因不能回家的人们设计的。9H 旅馆房间的铺位像蜂巢结构一样整齐排列，看似窄小但设备齐全，功能布局特别合理，设施齐全舱体内安装了人性化的操作系统，可调节光线、温度、时钟等，具有高弹性、透气性、易清洁等特点。
（二）肌理仿生思维：蓄势保温设计
肌理仿生思维是通过分析与解读自然界生物表皮的肌理特性，学习和模仿其生存演化中应对问题的智慧。如材料科学界对材料物理特性、微结构特点研究十分关注，足以说明肌理仿生设计在材料方面的价值和作用。研究表明，白蚁巢穴内部温度不会因为外界气候变化而改变，具有持久的恒温性，这除了与其巢穴内部结构有关外，还与筑巢材料有直接的关系。巢穴表面材料是白蚁使用酶解原理而生成的，且表面肌理凹凸不平，可蓄势保温，吸收热量的混合材料，因此而研制出了生态混凝土代替传统的建筑材料。如津巴布韦东门商业办公综合体的建筑材料及室内天花吊顶均采用此生态混凝土，其良好的蓄势保温保持了室内温度的恒定，代替了空调系统节约了能源。再如墨尔本新市政厅的设计中，因采用预制生态混凝土楼板，炎热夏季室内温度可以保持在20℃左右，运用于天花中，还可以反射灯光吸收室内热量，利于室内降温。
（三）新陈代谢原理：周期延长设计
新陈代谢就是自然界中任何有生命的物种，不断蜕变生长和变化更新从而适应生存环境，保持生命力的持续旺盛。在此启发下日本设计师菊竹清训提出了其设计构想，人类生活环境能否像自然生物一样进行新陈代谢，满足不同时代、年龄的生活需求。他亲自实践把新陈代谢原理运用于自宅设计中，从而改变了室内环境不只满足于一个时期的一种功能。其住宅空间被划分为固定的客厅、卧室；厨房、浴室由可自由移动的成套设备组成；特别是儿童房的设计，设计了拆缷安装的居住空间、活动空间、储物空间，可根据孩子年龄增长重新组合代替购买。菊竹清训做到这点主要是对空间组合以及家具设备进行未来化设计，不仅可根据个人需要改装家具，可调节高低、大小；而且实现家具的标准化、模块化，减少用材和其他配件的使用。这种设计通过延长室内空间与家具设备使用周期，从而节省了能源，是当代室内节能设计中必不可少的设计手法。
（四）生物圈运作模式：无废料设计
自然界中的每一个生物都是生物圈中的重要组成部分，相互依存，缺一不可。无论是生物本身还是排出废物都为其它生物的生存提供了赖以生存条件，通过模拟生物圈无废料的运行模式应用于室内空间中，为室内节能寻求更多的可操作模式。如2010年上海世博会零碳馆，从无废料运行模式的生物圈中获得灵感，借助雨水转变成可用能源。如图 8利用屋顶1200平方米的面积作为雨水收集的场地，再借助紫外线消毒、深度过滤等程序后被储存进一个大的容器中，最后再进行分质供水的流程把处理后的雨水用于冲洗厕所、灌溉花园、洗车拖地、阳光房植物等等除饮用水这外的所有水源利用上。通过采用天然雨水循环使用的模式，大大减少了淡水资源的使用，同时也使得整个住宅用水节水系统合理有序，亲近自然。据统计，收集的雨水和净化的水量将大于建筑消耗的水量，是一种可持续的循环利用水资源模式。 三、基于仿生思维的室内节能应对策略
（一）建筑与室内一体化设计。自然生物离开了赖以生存的环境就会灭绝，生物圈断了某一个生物链生态将会恶化。而室内空间设计作为建筑设计的重要组成部分，是深化与再创造过程，建筑设计为又辅助于室内设计，其整体规划、户型设计、维持界面设计直接关系着室内布局、采光面积、通风系统、保温隔热等因素，二者是不可分割的，相互协调统一。因此，只有把建筑与室内一体化来规划，既可以减少重复作业，缩短工期，又可以整体规划室内保温隔热以及其它节能低碳设计。
（二）节能低碳材料的普及。一是材料本身内部结构特性，可以代替传统材料如木材等，如禾香板：具有绿色环保性、可再生性、可循环使用的特点；二是可以学习借鉴自然生物的材料肌理，研制出既可以高效使用又可以提升节能的力度，如生态混凝土、纳米自清洁涂料等。仿生材料的使用及开发可以代替成本高、周期短、危害性大的材料，甚至为室内蓄热保温、节约淡水资源起到显著作用。
（三）高效快捷的施工方法。人们通过对自然界中的蚁群、蜂群、人工鱼群、混合蛙跳、人工神经网络、情感、遗传等现象进行分析得出，能够在复杂程度、因素多的系统中寻求尽可能优化的解决方案。如在室内空间中，若采用优化算法可为室内装修施工找到最有效的低浪费、低污染、节能低碳的方法与措施，如简化施工程度、采用工场预制施工，可以减少原料的浪费、垃圾产生量、水电能源的浪费、施工周期缩短等。
四、结语
通过对功能仿生、结构仿生、肌理仿生、新陈代谢和生物圈原理在室内节能中的应用研究，为室内空间的节能设计找出了可持续发展思维，如建筑与室内一体化设计、可持续能源的开发利用、节能低碳材料的普及、高效快捷的施工方法、仿生节能的技术手段等。此思维方法的实施与运用，将引导室内空间中实现真正意义上的节能，改变人们传统的价值观念，为实现可持续化的未来之路奠定基础。
参考文献：
[1]田君. 自然 ：源头与方向——卢吉·科拉尼的仿生设计[J].装饰，2013，（04）：35-40.
[2]范伟. 旧瓶新装——谈物质空间形态设计的可持续性[C]. 清华大学持续之道文集.华中科技出版社，2011，（09）.
[3]曾文彬.基于低碳理念的住宅室内设计研究[D].长沙：中南林业科技大学，2013.
[4]丁建斌.中国零碳建筑的一次伟大实践——介绍2010年上海世博会伦敦案例零碳馆[J].住 宅科技，2010，（11）：1-4.
[5][美]Public Technology Inc.US Gr22n Building Council.绿色建筑技术手册[M].王长庆等译.北京：中国建筑工业出版社，1999.23-74.
关键词：仿生思维；室内设计；节能
一、研究背景
随着全球人口的持续增长与经济的快速发展，全球生态遭到破坏、能源面临匮乏等问题已经威胁到人类的居住环境。鉴于此，国外许多国家从长远发展的角度出发，投入了大量的精力与资金技术大力发展节能低碳环保产业。我国也逐渐意识到可持续发展的重要性，国务院办公厅 2013年8月1日，正式印发的《国务院关于加快发展节能环保产业的意见》，提出环保节能设计是符合未来社会发展趋势的。
由此可见，节能设计正推动着人类的生产生活走向可持续的发展道路。对于室内设计而言，节能设计就是要按照简洁、实用的原则进行设计，减少无谓的材料和能源的消耗，尽可能地利用绿色自然、生态环保的资源于空间中，以达到“可持续性”“良性生态循环”的生活方式。实现节能需要相应思维方法的辅助及引导，如图1，一般思维是设计——反馈——生产——使用——报废——垃圾，经研究在仿生思维下则是反馈——设计——生产——使用——垃圾——回收——再生产。对比可知，仿生思维所秉承的是无限循环的可持续发展策略，其所提倡的生物圈无废料的运行模式、新陈代谢原理以及各仿生形态所蕴含的自然智慧将是节能低碳设计重要的灵感来源。因此，基于仿生思维的室内空间节能设计将是最佳的操作模式。
二、仿生思维下室内节能的应用探析
仿生设计思维以自然界中的万物为灵感，进行创造性的思维活动。早在我国远古时代人们在树上营巢的生活方式就萌生了仿生设计思维，在数字化科技化的今天，同样对人们生产生活具有强大的吸引力。仿生设计思维是在“比较-概括、分析-综合、抽象-具体”等方法的指导下追求回归自然、天人合一的环境氛围。也就是对自然规律、生物结构、功能组织、肌理质感、意象效果等进行解析，模拟探寻生物圈中无废料的运行方式运用与设计中，为人们的物质精神生活提供最佳的生存模式与平衡点，从而实现可持续的生态设计理念。
（一）结构仿生思维：合理空间设计
结构仿生思维是模仿自然动物、植物的生存结构，或能够进行独特任务的身体结构。原于其在演化筛选中形成的完美结构组织，由古至今不乏设计师们对其进行借鉴与学习，几千年来这类仿生设计在为人类社会节约资源、材料、人力物力方面起到显著成效。
约翰威金森设计的澳大利亚鳄鱼旅馆充分利用鳄鱼形体结构特点进行旅馆内功能分区，如鳄鱼牙齿位置设置入口门柱、四肢设置楼梯通道、两个眼睛部位是中央空调所在处、中间腹部被分割为150个旅馆房间、腹部中央设置了配套设施游泳池和露天庭院餐厅等、尾部为厨房和后勤等功能区。这种基于结构仿生思维的规划设计，使旅馆内部功能区可相互联系又可相对独立，交通流线顺畅运输方便，不仅提高了空间利用率，节省了交通面积，还减少了装修材料的浪费。日本设计师柴田文江从蜂巢结构的特性中获得灵感设计了9小时蜂巢旅社，专为因出差、加班或醉酒等原因不能回家的人们设计的。9H 旅馆房间的铺位像蜂巢结构一样整齐排列，看似窄小但设备齐全，功能布局特别合理，设施齐全舱体内安装了人性化的操作系统，可调节光线、温度、时钟等，具有高弹性、透气性、易清洁等特点。
（二）肌理仿生思维：蓄势保温设计
肌理仿生思维是通过分析与解读自然界生物表皮的肌理特性，学习和模仿其生存演化中应对问题的智慧。如材料科学界对材料物理特性、微结构特点研究十分关注，足以说明肌理仿生设计在材料方面的价值和作用。研究表明，白蚁巢穴内部温度不会因为外界气候变化而改变，具有持久的恒温性，这除了与其巢穴内部结构有关外，还与筑巢材料有直接的关系。巢穴表面材料是白蚁使用酶解原理而生成的，且表面肌理凹凸不平，可蓄势保温，吸收热量的混合材料，因此而研制出了生态混凝土代替传统的建筑材料。如津巴布韦东门商业办公综合体的建筑材料及室内天花吊顶均采用此生态混凝土，其良好的蓄势保温保持了室内温度的恒定，代替了空调系统节约了能源。再如墨尔本新市政厅的设计中，因采用预制生态混凝土楼板，炎热夏季室内温度可以保持在20℃左右，运用于天花中，还可以反射灯光吸收室内热量，利于室内降温。
（三）新陈代谢原理：周期延长设计
新陈代谢就是自然界中任何有生命的物种，不断蜕变生长和变化更新从而适应生存环境，保持生命力的持续旺盛。在此启发下日本设计师菊竹清训提出了其设计构想，人类生活环境能否像自然生物一样进行新陈代谢，满足不同时代、年龄的生活需求。他亲自实践把新陈代谢原理运用于自宅设计中，从而改变了室内环境不只满足于一个时期的一种功能。其住宅空间被划分为固定的客厅、卧室；厨房、浴室由可自由移动的成套设备组成；特别是儿童房的设计，设计了拆缷安装的居住空间、活动空间、储物空间，可根据孩子年龄增长重新组合代替购买。菊竹清训做到这点主要是对空间组合以及家具设备进行未来化设计，不仅可根据个人需要改装家具，可调节高低、大小；而且实现家具的标准化、模块化，减少用材和其他配件的使用。这种设计通过延长室内空间与家具设备使用周期，从而节省了能源，是当代室内节能设计中必不可少的设计手法。
（四）生物圈运作模式：无废料设计
自然界中的每一个生物都是生物圈中的重要组成部分，相互依存，缺一不可。无论是生物本身还是排出废物都为其它生物的生存提供了赖以生存条件，通过模拟生物圈无废料的运行模式应用于室内空间中，为室内节能寻求更多的可操作模式。如2010年上海世博会零碳馆，从无废料运行模式的生物圈中获得灵感，借助雨水转变成可用能源。如图 8利用屋顶1200平方米的面积作为雨水收集的场地，再借助紫外线消毒、深度过滤等程序后被储存进一个大的容器中，最后再进行分质供水的流程把处理后的雨水用于冲洗厕所、灌溉花园、洗车拖地、阳光房植物等等除饮用水这外的所有水源利用上。通过采用天然雨水循环使用的模式，大大减少了淡水资源的使用，同时也使得整个住宅用水节水系统合理有序，亲近自然。据统计，收集的雨水和净化的水量将大于建筑消耗的水量，是一种可持续的循环利用水资源模式。 三、基于仿生思维的室内节能应对策略
（一）建筑与室内一体化设计。自然生物离开了赖以生存的环境就会灭绝，生物圈断了某一个生物链生态将会恶化。而室内空间设计作为建筑设计的重要组成部分，是深化与再创造过程，建筑设计为又辅助于室内设计，其整体规划、户型设计、维持界面设计直接关系着室内布局、采光面积、通风系统、保温隔热等因素，二者是不可分割的，相互协调统一。因此，只有把建筑与室内一体化来规划，既可以减少重复作业，缩短工期，又可以整体规划室内保温隔热以及其它节能低碳设计。
（二）节能低碳材料的普及。一是材料本身内部结构特性，可以代替传统材料如木材等，如禾香板：具有绿色环保性、可再生性、可循环使用的特点；二是可以学习借鉴自然生物的材料肌理，研制出既可以高效使用又可以提升节能的力度，如生态混凝土、纳米自清洁涂料等。仿生材料的使用及开发可以代替成本高、周期短、危害性大的材料，甚至为室内蓄热保温、节约淡水资源起到显著作用。
（三）高效快捷的施工方法。人们通过对自然界中的蚁群、蜂群、人工鱼群、混合蛙跳、人工神经网络、情感、遗传等现象进行分析得出，能够在复杂程度、因素多的系统中寻求尽可能优化的解决方案。如在室内空间中，若采用优化算法可为室内装修施工找到最有效的低浪费、低污染、节能低碳的方法与措施，如简化施工程度、采用工场预制施工，可以减少原料的浪费、垃圾产生量、水电能源的浪费、施工周期缩短等。
四、结语
通过对功能仿生、结构仿生、肌理仿生、新陈代谢和生物圈原理在室内节能中的应用研究，为室内空间的节能设计找出了可持续发展思维，如建筑与室内一体化设计、可持续能源的开发利用、节能低碳材料的普及、高效快捷的施工方法、仿生节能的技术手段等。此思维方法的实施与运用，将引导室内空间中实现真正意义上的节能，改变人们传统的价值观念，为实现可持续化的未来之路奠定基础。
参考文献：
[1]田君. 自然 ：源头与方向——卢吉·科拉尼的仿生设计[J].装饰，2013，（04）：35-40.
[2]范伟. 旧瓶新装——谈物质空间形态设计的可持续性[C]. 清华大学持续之道文集.华中科技出版社，2011，（09）.
[3]曾文彬.基于低碳理念的住宅室内设计研究[D].长沙：中南林业科技大学，2013.
[4]丁建斌.中国零碳建筑的一次伟大实践——介绍2010年上海世博会伦敦案例零碳馆[J].住 宅科技，2010，（11）：1-4.
[5][美]Public Technology Inc.US Gr22n Building Council.绿色建筑技术手册[M].王长庆等译.北京：中国建筑工业出版社，1999.23-74.