迈向高质量建筑环境，新加坡做了设计典范

April Thematic

[4月专题]

碳中和

Carbon neutral

轰鸣的机器，高耸的烟囱，滚滚的浓烟……曾标志着人类工业文明的黄金岁月，为时代烙下了深刻的印记。工业大发展帮助了人类实现科学技术迅速提升、物质财富快速积累，在这一过程中同样也伴随着大污染。

今天的人类行为无时无刻不在造成全球气候变化。在严峻的气候形势下，“碳中和”是全世界为减缓全球变暖所做出的的积极努力之一，涉及到各行各业和每一位公民。

2020年9月22日，中国政府在第七十五届联合国大会上提出二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。在全球范围内，许多国家都已承诺到2050年实现碳中和。

本月地建师整理一部分具有高价值的相关案例，以供行业学习启发。

NUS SDE4

2019年年初，新加坡首个新建的近零能耗建筑揭幕。重点建筑是设计与环境学院4（SDE4），是新加坡国立大学（NUS）的设计与环境校区的补充。

该项目位于山丘上，是一项国际设计竞赛的结果。由Serie Architects、Multiply Architects和盛裕控股集团 (Surbana Jurong Private Limited) 合作完成，坐落在一片翠绿的景观中，设计与环境相呼应，并提出了学校的教育抱负。

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设计从马来民居的传统热带建筑中汲取灵感，反映在屋顶的延伸和布局，同时极大地促进了交叉通风。内部设有实验室、办公室、展览空间、研究空间、工作坊、工作室、咖啡厅、图书馆等，此外还在6层楼中充分配置了开放式社交空间。

性能目标可能是所有需求中要求最高的。SDE4必须是近零能耗建筑（NZEB），这意味着建筑的能源需求必须与其现场的能源生产相匹配。

此外，SDE4必须成为一种教学工具，促进学校在教室内外的教学。设计概要着眼于体现健康的生活，特别关注使用者的福祉。采光、通风、景观和新鲜空气是新建筑的首要要求。

最后，SDE4必须创造自己的身份，同时也要成为已经建成的设计与环境学院的一部分。

挑战与机遇

与任何项目一样，SDE4也有其挑战，或者更确切地说，是场地限制，这成为开发设计和管理施工过程的重要驱动力。

概念图

主要的限制是场地的地形。项目场地是毗邻SDE1街区的小山丘，这给建筑的设置和管理与现有建筑的接近带来了挑战。与之相关的另一个挑战是场地上存在大量成熟树木，建筑的占地面积、车道和其他场地特征的规划必须与这些树木的要求进行协商，同时将建筑空间融入这片翠绿的景观中。有意识地保护现存树木对设计和施工过程都是至关重要的。

在前一个阶段，建筑被谨慎地定位，以避免树木被遮挡。这也导致了有限的建筑占地面积，同时反过来又带来了另一个挑战，即创造充足的屋顶面积来支持足够数量的光伏板，以实现零能耗状态。该团队探索了立面PV（包括光伏建筑一体化）的可能性，但是由于新加坡固有的阳光路径，它们的性能受到了限制。

SDE4的南立面两旁排列着令人印象深刻的圆柱，这些圆柱支撑着屋顶，从而在内部和下方营造出阴影。功能空间用玻璃包裹，与外部保持视觉连接。

设计理念：建筑

SDE4是在热带气候下建造高性能零能耗建筑的典范。建筑没有密封的空调内部结构，而是将植物和景观的潜力作为工作环境的一部分。

东立面和西立面均覆盖有起伏的穿孔铝板，以调节进光量。这些面板可以拆卸，供学生以1:1的比例试验各种其他立面系统。因此，设计学院为研究人员和学生提供了测试原型的空间，并在此过程中进一步发展了开发绿色建筑新技术的想法。

SDE4被设想为一种多孔建筑，由表达功能内容的“平台和盒子”并列构成，设计挑战了节能建筑必须非常不透明的观念。其建筑体量被分解，为学生和教师提供更好的采光和自然通风。因此，在外部空间和内部空间之间的边界不明确的情况下，已建成的建筑被视为难以置信的开放。

空间和立面的设计与创新的混合冷却系统相协调，创造出舒适和健康的空间。

大多数房间的设计尺寸都不同，以便灵活地重新安排展览、特定学校的设施和未来的使用变化。工作室的空间大而开放，而较小的房间更适合研究人员和硕士生在自然中沉思。位于中心位置的展示区向下延伸至社交广场，东西立面后面的空间专门用于原型制作和模型制作。这些空间中穿插着开放的、非正式的空间，旨在促进更多的社交互动。

设计理念：节能、舒适和健康

建筑环境会在生理、心理和情感层面上影响使用者。SDE4的设计体现了空间质量和健康。但有一种普遍的印象是，更高的质量意味着要消耗更多的能源。就SDE4而言，近零能耗目标必须通过其系统和设计共同利用热带气候来实现。建筑设计创造了与户外相连的多孔形式；创新的混合冷却系统重新定义了热带地区的热舒适性。这种设计和工程系统之间的共生关系创造了协同作用，其中，建筑语言补充了冷却需求，从而优化了能耗。

屋顶覆盖着1,225块太阳能光伏板，设计采用混合冷却系统，与传统系统相比，向房间提供更高温度和湿度的冷空气，节能且确保房间不会过冷，并且仅在需要时才使用空调。

设计理念：亲生物性

SDE4为使用者提供了深度的亲生物体验，将他们与自然系统和过程联系起来；从不间断的景观到绿化，到能源和水系统的可见度，以及采光和空气。

所有空间都可以俯瞰到南部的景观空间

设计理念：水

SDE4的设计既将水作为建筑叙事的一部分，又将其作为环境教育的机会。南花园被设计为自然净化系统，屋顶和硬景观的径流在穿过土壤时被过滤。三分之一的屋顶雨水被输送到第二层的生物蓄水池中，以减缓雨水径流，美化景。三分之二的屋顶雨水收集在建筑物上层的雨水收集罐中，然后将收集的水用于冲洗和灌溉，最多可满足建筑四天的非饮用水需求。

水循环

这里几乎50%的植物都是本地物种。超过50%的区域自然通风，形成开放感，通过结合露台、景观阳台和非正式空间，这种开放感得到加强。南立面的延伸投影以及东西立面的屏蔽双立面，是对新加坡热带气候的适当响应，并确保建筑使用者有一个凉爽舒适的环境。

获得绿色标志白金认证的SDE4树立了热带地区灵活、节能和环保设计的典范，并呈现出一种由裸露的结构材料决定的美感。整个建筑在功能上和美学上融为一体，并营造出全面的学习氛围。

业主单位：国立房地产开发办公室（OED）

占地面积：5,040平方米

总建筑面积：8,517.22平方米

建筑层高：6层

建筑设计：Surbana Jurong Consultants Pte Ltd

建筑设计师：Owen Wee Liam Choo

室内设计：Serie + Multiply Consultants Pte Ltd

室内设计师：Christopher Lee

土木和结构工程：Surbana Jurong Consultants Pte Ltd

机械和电气工程：Surbana Jurong Consultants Pte Ltd

工程估算：Surbana Jurong Consultants Pte Ltd

照明顾问：LPA

景观设计：Surbana Jurong Consultants Pte Ltd

绿色建筑顾问：Surbana Jurong Consultants Pte Ltd, Transsolar

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