巨型白蚁巢助力建筑师打造更高效、更可持续建筑的5种方式

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  • 白蚁巢及其他自然解决方案可以启发人类建造更智能、能耗更低的建筑。

  • 蚁丘的建造兼具韧性与可持续性,并内置自然通风系统,以保持室内凉爽。

  • 世界经济论坛的《自然向好:城市转型指南》探讨了城市如何构建可持续且具韧性的环境。

从外观上看,白蚁建造的高耸蚁丘或许并不像工程奇迹,但这些复杂结构可以启发当今的建筑师设计出更高效、更可持续的住宅与工作场所。

“蜂巢”——或者更准确地说“蚁丘”——的思维模式是:成千上万只白蚁齐心协力,建造这些坚固且具有保护性的结构,其内置了精巧的降温与通风系统。

2022年,全球建筑运行产生的二氧化碳排放量接近100亿吨。Image: IEA

2022年,全球建筑运行产生的二氧化碳排放量达98亿吨,到2030年须大致减半,该目标依据国际能源署(IEA)的2050净零排放情景。

如今的建筑师可以运用仿生学或仿生设计,从自然中汲取经验,应用于人类的工程与设计。

以下是人类可以从白蚁建造蚁丘的方式中获得的一些应用与启示。

1. 自然通风

白蚁巢的建造促进了自然空气流通,这一原理启发了建筑师和工程师设计出无需安装机械空调、也能在高温环境中保持凉爽的建筑。

此类自然解决方案能让建筑更加节能,并减少与能源相关的排放。

2. 自我降温建筑

在自然通风原理的基础上,白蚁巢的设计原则已被应用于打造能够自我调节内部温度的建筑。

津巴布韦的东门中心(Eastgate Centre)采用了受白蚁巢建造启发的被动式降温系统。Image: LVI Associates

津巴布韦哈拉雷的东门中心(Eastgate Centre)就是一个很好的例子。受白蚁巢设计启发,该建筑所采用的被动式降温系统能耗降低了90%,相较于同等规模的传统建筑。

3. 可持续建造

尽管白蚁在建造蚁丘时利用现成资源,未必以可持续性为主要驱动力,但这种方式比从更远的地方获取资源更加高效,也更节省能量。

这一原则同样适用于人类社会,即使用本地采购的可持续建筑材料,从而减少运输和制造过程带来的环境影响。

4. 韧性结构

尽管白蚁体型微小,它们建造的蚁丘通常高达数米,有些可以存在长达100年,这体现了这一工程奇迹的规模与坚固程度。

白蚁巢的坚固性与韧性可以为人类的建造技术提供借鉴,有助于建造能够更好地抵御震动、地震及其他自然灾害的建筑与结构。

5. 去中心化系统

白蚁的建造工程需要成千上万甚至数百万只个体白蚁协同劳作,以服务于整个群体。

正是这种有组织的行为,使它们无需中央控制即可建造复杂结构——这或可启发人类在机器人和人工智能领域设计分布式控制的系统与算法。

世界经济论坛正在采取哪些行动,帮助城市迈向净零碳未来?

蚁丘的启示

肯尼亚的Startup Lions Campus是从自然中汲取灵感的建筑的一个好例子。

该ICT培训中心坐落于图尔卡纳湖畔,其设计以三座高耸的赤陶色通风塔为主,仿效了该地区点缀各处的白蚁巢。

肯尼亚Startup Lions Campus的设计灵感来自场地周围的白蚁巢。Image: Kere Architecture

这些塔楼采用当地石材建造,并以混凝土灰泥收面。其设计通过将热空气向上排出,并允许新鲜空气经可调节的低位开口进入,从而实现建筑内部的被动降温。这一技术被称为烟囱效应,与白蚁巢建造中的自然通风系统如出一辙。

随着全球越来越多的人口生活在城市,开发新的解决方案以改善城市居民的生活至关重要。为此,世界经济论坛的《自然向好:城市转型指南》探讨了地方领导者如何制定一项既能实现自然向好,又能释放城市经济和社会潜力的自然战略。

通过理解白蚁如何建造巨型蚁丘,以及从自然中汲取的其他经验,人类可以开发新的方法与策略,积极重新构想未来的建筑。

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