位置：新加坡

建筑类型：大学建筑

气候区：热带

面积：8,514 m2

建筑师：Serie Architects & Multiply Architect

新加坡国立大学（NUS）设计与环境学院（School of Designand Environment of the National University of Singapore，简称SDE4）在可持续环境中以人为本地整合健康建筑和绿色建筑的设计。项目位于肯特岗校区，是一座新建的示范性教学空间，于2019年2月投入使用，为建筑学、室内设计、景观和工业设计等专业设有实验室、设计教室和工作室。该建筑不仅实现了能源自给自足，也为市政电网补充电能。建筑设计除了应对零能耗挑战外，着重为创新、协同性的学习和研究过程营建适宜的空间，同时向学生展示设计中的可持续思想。

树木掩映中的SDE4@Rory Gardiner

SDE4项目位于常年高温多雨的热带气候，空调制冷能耗很高，对实践零能耗建筑带来了挑战。建筑方案通过灵活的设计、被动措施的合理组合、优化的主动系统、太阳能发电和一系列创新策略，实现了零能耗。项目的目的是改善用户的热舒适性和幸福感，同时减少建筑的碳足迹。

零能耗设计策略

SDE4目标实现全年中建筑的用电总量与发电量的平衡，从而最终实现零能耗。项目采用了四个策略组合来减少建筑能耗。

被动式设计策略

场地布局与规划

现有建筑周围的地形和大量树木与新建筑融为一体，使周围景观与建筑室内空间紧密相连。

呼应气候的设计

该设计融合了东南亚传统热带建筑的原则。建筑体形中交替点缀着遮阳的露台、景观阳台和非正式空间，形成了半户外的社交空间，呼应了传统热带建筑的凉亭。

建筑巨大的出挑屋顶和东西两侧的双层立面，用于遮挡各方向的太阳辐射，南向的大型出挑屋顶阻挡了可能使内部空间升温的太阳辐射，东西立面外表皮的穿孔铝板保护玻璃外围护免受直接的太阳辐射。

建筑的室外阳台@Rory Gardiner

形式和体量

建筑设计使用“漂浮的盒子”的概念对体量进行分解。平面布局减小了建筑的进深，建筑立面上采用了多孔的布局，增强了布局的通透性，从而促进对流通风。建筑利用最佳的南北向开口引入了自然光，并提供良好的室外视野。

体型设计示意图@赵秀玲

幕墙与围护结构

南立面的柱子直达屋顶，支撑着向外悬挑52英尺（约16米）的大屋顶。这为建筑遮挡了热带阳光，并在屋顶上为光伏板预留了额外的面积。

巨大的挑檐及室外平台@Rory Gardiner

主动式设计策略

适应当地环境的混合通风系统

在新加坡，空调系统能耗通常占到建筑总能耗的60%。SDE4的零能耗整体概念基于当地人群的热感觉和热舒适接受范围，重新设计空调系统，采用了混合制冷系统，将室内空调启动的设定温度提高到27℃，并结合风扇与空调构成混合式制冷系统，可以使室内空间不至于过度制冷。

室内学习空间@Rory Gardiner

空调仅在需要时使用，在天气适宜时，大部分房间都可开启落地窗进行自然通风。各个教学空间可以实现不同程度的开敞以提供不同的采光和通风要求，从而适应变化的环境和活动。当室内空气温度和湿度高于设定值时，空调系统将供应冷却的空气，同时风扇转动加快空气流动。该系统结合适应热带气候的被动式建筑设计策略，在节能的同时提供了舒适的空间环境。

人工照明

90%的照明灯具采用了LED灯具。灯具经过精心挑选，以确保高显色指数 (CRI) 值、低眩光和低闪烁。所有的灯都可以通过调光器控制。

智慧能源管理

混合通风的房间内的窗户配备了传感器，当窗户打开时，这些传感器会触发系统关闭空调。项目也通过光感器和用户传感器提高了自然光利用率。

空调系统制定了通风策略，以确保室内二氧化碳水平不超过 750 ppm。传感器可以测量、跟踪和优化室内空气质量。

可再生能源

该建筑的屋顶有 1,200 多块太阳能光伏板，每年产生约 500 兆瓦时的电力，足以满足整个建筑估计的年度能源需求。

屋顶光伏发电板@Rory Gardiner

当白天天气情况不能有效供能时，建筑则使用电网供电；天气良好时，光电板的多余电量会补充电网。

健康环境营造

SDE4是新加坡国立大学第一座获得WELL认证的建筑。SDE4的开放空间鼓励运动。整个建筑以位于中心的大楼梯和延伸的公共空间为核心，货运电梯和消防电梯分别位于建筑两端，以鼓励使用者使用楼梯而非电梯，在倡导健康运动方式的同时有效降低能耗。

场地周边环境的品质通过优化组织和设计，将绿化、水和社区交流无缝融合，创造以水为核心的活动、教学和研究空间。雨水收集结合生态景观设计形成自然生物净化系统，营造健康的周边环境。

雨水收集滞留水池@Rory Gardiner

SDE4场地内保留的乔木为建筑提供了多层次遮阳，缓解了城市热岛效应，有利于降低噪音，提高空气质量。

@Rory Gardiner

小结

SDE4项目是热带建筑设计原理的验证实例，融合了热带地区的节能新技术与思考，并将可持续的设计理念传达给未来的设计师。

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