La mayoría de sistemas en nuestros tiempos están diseñados como sistemas abiertos, en la que materiales y recursos se incorporan constantemente desde el exterior y después se liberan fuera del sistema en forma de desecho. Muchas comunidades, el agua, los alimentos, la energía y materiales son importados a las ciudades desde fuentes externas, muchos de ellos se importan desde otras partes del mundo.

Muchos de estos materiales y recursos después de ser utilizados dentro de las mismas ciudades se liberan como desechos en forma de aguas cloacales, residuos sólidos y contaminación. En cambio, la naturaleza no existe el termino de sistemas abiertos, la materia muerta o en descomposición convierte los alimentos en otra cosa y todo va a alguna parte, no existe los términos “allá lejos”. Al poder procesar los materiales y recursos por el sistema y vincular los elementos para formar nuevas relaciones y funciones, podemos comenzar a imitar la naturaleza y diseñar sistemas cerrados que sean más sostenibles.

Al diseñar edificaciones y ciudades, se debe tener en cuenta los elementos individuales de los sistemas y sus relaciones en si como un todo. Una decisión puede producir un efecto dominó: las mejoras en una envolvente de un edificio, el límite entre los elementos del interior y el exterior de un edificio, pueden cambiar las cargas de un sistema mecánico; el uso de un mejor sistema de aislamiento o de ventanas que tengan materiales o propiedades eficientes pueden permitir el uso de un sistema de enfriamiento más pequeño, al mismo tiempo tiene influencia en la calidad del ambiente interior.

El diseño de la envolvente puede usarse para aumentar la luz natural de un espacio, que incide en la iluminación, calefacción o enfriamiento (según las regiones), mejorar la calidad del espacio interior, pero mucho de estos deben considerarse términos como el resplandor, ganancia de calor, acabados y muebles interiores que pueden variar la efectividad de la luz y estrategias de ventilación.

Analizar los componentes de forma aislada tiende a empeorar los sistemas y por consiguiente el balance. Puede que un sistema sea menos eficiente con el hecho de no unir correctamente los componentes, si no están diseñados para trabajar juntos, tenderán a trabajar uno contra el otro.