La industria de la construcción tradicional contribuye significativamente al consumo global de recursos y al cambio climático. Los métodos convencionales limitan el desarrollo de formas arquitectónicas complejas y multifuncionales. En contraste, la impresión de concreto en 3D (3DCP), una técnica de fabricación aditiva, permite la creación de envolventes de edificios intrincadas que integran funciones arquitectónicas y de eficiencia energética. El diseño bioinspirado, reconocido por su sostenibilidad, ha ganado impulso en este contexto. Este estudio investiga el rendimiento térmico y energético de varios patrones de relleno bioinspirados y regulares de 3DCP en comparación con envolventes de concreto convencionales en climas tropicales. Se empleó una metodología de tres etapas. Primero, se identificaron y evaluaron patrones bioinspirados a través de una revisión de la literatura. A continuación, se desarrollaron modelos prototipo utilizando Rhino y se simularon en ANSYS para evaluar el rendimiento térmico. Finalmente, se analizó el rendimiento energético utilizando las herramientas Ladybug y Honeybee. Los resultados revelaron que los patrones de panal, espiral, telaraña y tejido lograron una eficiencia térmica y energética de un 35-40% superior al concreto sólido, y aproximadamente un 10% más que el patrón de sierra de 3DCP. Los hallazgos destacan el potencial de los patrones de relleno espiral bioinspirados para mejorar la sostenibilidad de las envolventes de edificios de 3DCP. Esto abre nuevas avenidas para integrar el biomimetismo en la construcción de 3DCP como una herramienta para la optimización del rendimiento y la reducción del impacto ambiental.