有一些趋势已经变成了不争的事实： 世界上几乎一半的能源消耗发生在城市中，主要能源的有效利用率需要得到极大提升，其中建成环境与基础设施首当其冲。
21世纪受到气候及人口变化的巨大影响，由此引发的是建筑领域面临着比以往更严峻的挑战。尽管在讨论可持续建筑的时候，能源利用效率仍是首要关注点，但是其他因素包括城市环境、设计、功能性、舒适度、生态性和经济效率等都扮演着重要角色。可持续性只有在一定程度上是可计量的，而且只能通过全局设计过程实现，而不仅仅是增加技术上的支持。
未来的挑战需要建筑师与工程师共同转换意识。为了建造适应未来的建筑，建筑和科技被看成是一体的系统，因此各专业的参与者有必要从规划一开始就共同协作。而对于两个领域的培训和提升意味着专门的、跨学科的教育与交流应安排在大学及其他教育机构中。

如今世界上不断发展的新兴国家中，随着人口数量的增加及生活条件的提升，建设部门不得不开展大规模的建设活动。而这一现象导致很多项目的规划周期极大地缩减。由建筑带来的一种只剩下形式的“国际风格”被迅速复制和转移到世界不同的角落，而忽略当地特定的需求。如此不加变化的概念在太阳辐射较高的地区将会尤为失败，因为它将在降温及通风方面耗去更多的能源。为了使建筑提供尽可能多的舒适感，而又尽可能少地消耗能源，有必要精确地分析项目的能耗需求以及所在环境的针对性气候条件。当地的乡土建筑以及文化因素也应考虑其中。这些变化还会影响我们的工作方式，我们需求的基础设施，还有能源供应的方式。所有这些都会导致全新的建筑设计、技术和能源概念。从单一的太阳能消费者，很多建筑将一步步转换为能源的制造者。一般来说能源供给受到可再生能源不断起伏变化的影响，例如风能和太阳能。除了对能源进行直接的储藏，耗能者还得适应变化的能源生产。因此针对这些层面的要求和管理，一个建筑的热能储藏以及其他方面都将发挥重要作用。克劳斯? 丹尼尔斯被看成是这类全面整体策略的领跑者。在他的很多国家及国际级别的项目中，“创意的工程”以及对当地元素及条件的考虑都是极其明显的。他发表的著作都超越了我们的时代，因为它们都是在描述我们即将在未来面对的挑战，尤其是涉及能源与技术的。他的教学有深刻的观察力，从而为学生提供解决未来问题的工具，为崭新而成功的一代人奠定了基础。

Ralph E. Hammann / 拉尔夫?汉曼，美国伊利诺伊大学香槟分校建筑系可持续建筑系统设计专业方向教授，致力于可持续建筑相关技术的研究及设计，在世界范围内参与设计了大量可持续建筑。与世界知名建筑设计师克劳斯?丹尼尔斯共同已经出版了两本书：《纬度20°~40°之间?―― 热带与亚热带地区可持续建筑设计》
（“Plusminus 20°/40° Latitude-Sustainable Building Design in Tropical and Subtropical Regions”2007，**版，Menges出版）和《未来的能源设计》（“Energy Design for Tomorrow”2009，**版，Menges出版）。是美国绿色建筑委员会会员和LEED认证的专业咨询顾问。

致谢 8
前言 10
克劳斯?丹尼尔斯―― 一段反思 10
21世纪 11
气候控制和照明―― 一种长效的合作方式 12
建筑的表皮设计及工程设计发展趋势 14
Daniels Düsentrieb 22
过去四十年建造空间空调技术的发展 24
建造环境的“气候学” 26
介绍 30
不断变化世界里的工程设计条件
1 框架条件 39
1.1 德国：可持续、低能耗技术研究及应用的领军国家 40
1.2 政治框架：绿色党派“Die Grünen”的主导地位 42
1.3 德国关于能源耗费、建筑建造及生态方面的立法 43
1.4 补贴：税收刺激和其他支持性政府策略 47
1.5 对比北美现状 49
2 变化的开始 51
2.1 “限制性增长”，罗马俱乐部，1972年 52
2.2 HL技术公司回应针对1973年**次和1978年第二次能源危机
而做的工程方案的改变 53
2.2.1 传统方式：全封闭、空调化的、巨大的开放式办公空间 53
2.2.2 “升级版”的欧式狭窄采光布局 56
2.2.3 “科学”和“分析”型策略 58
3 因世界资源有限而做出的转型 61
3.1 大尺度厅堂、中庭和冬季花园：引入低能耗热隔离带以实现节能 62
3.1.1 德累斯顿银行，德国杜塞尔多夫 64
3.1.2 奇宝公司管理中心CN2，德国汉堡 70
3.1.3 DAK保险公司管理大楼，德国汉堡 76
3.1.4 通廊办公综合体，瑞士苏黎世奥普菲肯 80
3.1.5 展览大厅26号，国际汉诺威贸易展会，德国汉诺威 82
3.1.6 中央火车站，莱比锡 86
3.1.7 法兰克福国际机场长途高铁站 88
3.1.8 汉堡历史博物馆 90
3.1.9 莱比锡贸易大厅 92
3.2 中到大型蓄热体概念 98
3.2.1 欧洲投资银行，比利时卢森堡，1980年(1976―1980年) 99
3.2.2 AWK总部，德国科布伦茨 102
3.2.3 HL技术公司办公管理大楼，德国慕尼黑，1989年 106
3.3 双层表皮解决方案（DSF）：高层建筑表皮中的热能及压力条件 112
3.3.1 德国商业银行，1994年 113
3.3.2 DLZ项目，RWE公司总部，德国埃森 120
3.3.3 赫拉巴银行（现在的梅恩主楼），法兰克福，1996年 125
3.3.4 梨花女子大学，韩国首尔 134
3.3.5 西港塔，法兰克福，2000年 142
3.4 自然通风概念：热浮力 148
3.4.1 《明镜》新闻杂志管理大楼，德国汉堡，1997年 148
3.4.2 德蒙福特大学 153
3.4.3 宝马展厅，慕尼黑 156
3.4.4 O2大厦，德国慕尼黑 158
3.5 玻璃下的建筑：低能耗流通和通风概念 162
3.5.1 继续教育中心，法国埃尔纳塞尼山，1998年 163
3.5.2 慕尼黑巴伐利亚州政府大楼 170
3.5.3 DVG总部，汉诺威，1999年 174
3.5.4 基督圣心教堂，德国慕尼黑 178
3.5.5 奥地利格拉茨美术馆，奥地利 180
3.6 **气候条件下的建筑设计和技术 184
3.6.1 欧洲南方天文台（ESO），智利帕拉那，2001年 184
3.6.2 南极洲气象站，英国（GB） 188
4 十个精选建筑竞赛和研究案例 195
4.1 德国国会大厦，德国柏林 196
4.2 艾萨德大厦 200
4.3 复合轻质灾害应急避难所（ILDS） 208
4.4 三星国际工程总部+EDF研究中心，韩国首尔 218
4.5 表演艺术中心，迪拜 226
4.6 拉德芳斯大厦，巴黎 232
4.7 绿色戈耳工艺术博物馆，瑞士洛桑 244
4.8 马林斯基剧院，俄罗斯圣彼得堡 246
4.9 谢赫扎伊德教育中心，阿布扎比 250
4.10 斯图加特21世纪新中央车站，德国 254
5 教学方法：未来工程师与建筑师的教育 257
5.1 国际认可：2007年美国能源部门（DOE）太阳能十项全能设计竞赛一等奖 258
5.2 持续的成功：2009年美国能源部门（DOE）太阳能十项全能竞赛一等奖 264
5.3 可持续性：论“可持续性”的滥用 266
5.4 建筑学院的综合技术教育 267
6 未来设计 271
6.1 总述 272
6.2 材料、内能和气候变化 278
6.3 目标 279
6.4 新与旧：既有建筑的新用途 280
6.5 可适应性建筑表皮 288
6.6 可适应性建筑基础设施及系统 288
6.7 资源实用性 289
6.8 “2度问题” 290
6.9 建筑建造设计 292
6.10 能源供给 294
6.11 水能 295
6.12 藻渔综合工厂 296
6.13 未来的食品生产 302
6.14 主导因素 310
6.15 藻渔综合工厂建筑设计 316
结论 322
未来工作的十条信念
供稿人 326
图片来源 328
文献目录 329
精选索引 332

关于克劳斯?丹尼尔斯职业以及学术焦点“建造环境的气候性（Bauklimatik）”的开端，众说纷纭。有些称这个词是在瑞士1957年首先被定义的，目的是“保护建筑免受室外气温**变化的影响，免受年气温浮动的影响和太阳辐射的过热影响，包括在夏天或寒冷的冬季”（Bobran，1990年）。
在德国，“建造环境的气候性”可以追溯到教授Werner Cords-Parchim，他首先引入这个说法，并在1947―1953年间在德累斯顿工业大学就此话题做过演讲（Roloff，2008年）。他的继承人，1969年在德累斯顿工业大学成立建筑气候学院的KarlPetzold极大地延展了该领域的深度和关注点。在这个学院里，建筑的热行为以及与暖通空调系统间的交织关系被看成是一个整体的系统，研究的方向是它们如何有可能进一步完善。Petzold将“建筑气候学”描述为“应用科学的交叉学科，它包含物理、建筑建造、建筑和气候学。它是室内及建筑周围的微环境的作用因素的整合，也是当地气候条件对建筑的影响的整合。（Petzold，1976）”Petzold描述说建筑气候学的任务是：“如果从气候角度来说，一个建筑的目的是：1. 保护住户、动物、储藏物品、产品及制造并免受当地自然气候的破坏；2. 封闭空间内舒适的室内环境条件；3. 建筑结构本身免受气候的破坏影响。”
这种新颖的态度很长一段时间里都不被理解，直到1977年和1982年德国立法**次规定对于建筑的热保温进行提升。这个转折主要是受到资源缺乏的不断威胁，也就是在20世纪70年代面临的能源危机事件。
建筑结构、建筑物理、环境控制系统之间重要的重叠区被忽视了很久，这导致有关建筑舒适度和包括自然和复合通风，被动、复合、循环冷却等研究领域的发展停滞了10年之久。
对于克劳斯? 丹尼尔斯和他的HL技术公司来说，建筑的气候领域从一开始就扮演着很重要的角色。在一个项目的早期规划中，他不断强调要观察生物气候及建筑气候等元素。即使是在很多建筑项目的时间压力下，这些影响元素也会被考量、完善和融入到设计当中。HL技术公司的网络存在就是为了展示这一研究与完善的过程，因而成为公司重要的组成部分。