熱帶地區凈零能耗建筑設計策略淺析
——以新加坡國立大學SDE4教學樓為例

王高遠，陳天（通訊作者）/WANG Gaoyuan, CHEN Tian (Corresponding Author)

1 SDE4教學樓整體外觀（圖片來源：參考文獻[20]）

表1 主要國家對凈零能耗建筑的定義[2]

1 零能耗建筑的概念與發展背景

凈零能耗（Net Zero Energy Building，以下簡稱NZEB）是近年來建筑環境領域不斷被提及的可持續與能源中性發展新概念。國際上一直試圖建立對NZEBs的一致理解與評估方法，但對其定義始終未能達成統一。Delia D'agostino等人比較了歐盟和美國對NZEB的定義，提出了辨析近零能耗、零能耗及正能源建筑定義的標準[1]。ZHANG J等人比較了世界領先地區的NZEB定義[2]，指出各定義間的兩個關鍵差異：（1）是否統計插頭終端負荷，（2）是否統計非現場產生的可再生能源。對比主要國家對凈零能耗建筑的定義（表1[2]）發現各定義對系統邊界、評價依據、插座終端能源的使用情況、最低舒適要求與能源要求都有著不同規定，但在一些議題上存在共性：（1）一次能量是最常用的度量依據，對于不同類型的能源，該度量容易理解和實現；（2）能源消耗主要包括暖通制冷、日常用水和照明，一般不包括插頭負荷；（3）各定義都強調采用節能電器以減少能源消耗。新加坡國立大學設計與環境學院4號教學樓（以下簡稱SDE4教學樓）的凈零能耗理念遵循了美國能源部對NZEB的定義，即建筑每年實際消耗的能源量小于或等于建筑現場產生的可再生能源量[3]。

NZEB的定義目前尚未明確統一，現有研究雖然基本建立了NZEBs的關鍵技術體系，但在生命周期能源分析、氣象參數對建筑物能效的影響、儲能系統、智能建筑運行管理系統等方面仍需發展和完善。強制政策和激勵措施對促進NZEB的發展起著至關重要的作用。表2[10]總結了當前世界范圍內零能耗建筑相關政策，可見發達國家及地區的NZEB發展較早，而我國的相關政策制定較晚，2017年方由住建部頒布了《建筑節能與綠色建筑發展“十三五”規劃》。2019年9月1日，我國正式實施《近零能耗建筑技術標準》，明確了超低能耗、近零能耗、零能耗建筑的室內環境參數、建筑能耗指標、技術性能指標等，為未來我國近零能耗建筑的發展建設指明了方向。現階段我國凈零能耗建筑發展仍相對滯后，依然存在以下問題：國土廣闊，氣候差異大，能耗指標與技術路線難以統一；缺乏對氣密性、熱舒適性、新風系統、能源系統等基礎性理論的研究；缺乏高性能的主被動關鍵技術產品，可再生能源與蓄能技術集成度低；缺乏對試點示范工程的系統化全過程跟蹤評價，難以對新技術進行驗證推廣。因此，迫切需要對發達國家的NZEB實踐典范進分析，為我國零能耗建筑的發展需求提供參考。

2 熱帶凈零能耗建筑典范——新加坡國立大學SDE4教學樓

“可持續性”是新加坡國立大學教學理念的重要組成部分。作為新加坡第一個嚴格意義上的凈零能耗建筑，SDE4教學樓（圖1）完美詮釋了這一辦學訴求。其主要結構設計由亞洲最大的城市化方案提供商之一的盛裕集團負責，綠建專項設計由來自德國的建筑氣候性能優化公司Transsolar主導。其綜合設計原則如下：（1）凈零能耗：自身產能≥能量消耗，基于全年建筑用電量和發電量平衡實現凈零能耗；（2）交互式教育：學習，工作和社交場所之間沒有正式界限，建筑本身就是節能綠建的設計典范，同時也是現實中的實驗室與教學場地（圖2）；（3）全面健康：室內空間設計在光照、通風、尺度、空氣質量等方面都基于大量物理環境模擬和用戶體驗測評，營造出健康舒適的教學環境；（4）互動社群：建筑物在其自身環境中并不是孤立的實體，通透的結構使其與周邊場地相融，形成類似社區鄰里的共生關系，促發師生間的社交互動。

3 區位環境與場地條件

新加坡位于赤道附近，為典型熱帶海洋性氣候國家，全年炎熱潮濕，降雨充沛，海風富足。24小時平均溫度從12月和1月的26℃到5月和6月的27.8℃不等，每日溫度范圍為夜間不低于23～25℃，白天不高于31～33℃ （圖3），因此，調節得當無需空調即可實現熱舒適。年平均太陽輻照度為1580kWh/m2/year，比溫帶氣候國家的平均水平高出約50%。漫長的日照時間提供了日光利用的巨大潛力，使太陽能光伏技術在新加坡擁有廣闊前景[22]。但同時這些氣候條件也對凈零能耗建筑的熱舒適空間設計產生挑戰。

SDE4教學樓是新加坡國立大學設計與環境學院的第四棟教學樓，位于校園西南部，其周邊環境日間氣溫（30.8℃）高于校園平均水平，夜間氣溫（28.0℃）低于平均水平，晝夜溫差較小，通風良好，日照充足。建筑坐落于肯特崗校區一個北高南低的山丘，場地高于外部道路約6m，是在原有3幢教學樓用地附近擴建的示范性教學空間，同時也是大型校園重建項目的一部分（圖4）。

表2 主要國家對零能耗建筑的政策[10]

4 主動式與被動式建筑設計策略

主被動式建筑設計的出現是針對建筑節能目標而提出的。主動式建筑設計節能解決方案是指通過技術創新來降低能耗或提高能效的方式，如節能燈具、節能空調或水泵、太陽能光伏發電系統等。而被動式建筑設計是指在滿足室內舒適度要求（風、光、熱等）的前提下，以節能目標為導向，利用自然方式，不需任何機械動力（或機械動力是不以實現室內舒適度為目的的輔助動力）來降低能耗的設計方法，如自然通風與采光、被動太陽房、建筑遮陽、屋頂綠化等。SDE4教學樓充分綜合兩者優勢，搭配運用，最大化實現凈零能耗。

2 SDE4教學樓二至五層平面圖（繪制：王高遠根據Multiply Architects事務所項目資料整理繪制）

1-綠建技術實驗室

2-模型裝配工作室

3-GIS實驗室

4-城市綠植實驗室

5-行政辦公室

6-信息資源中心

7-NUS-CDL智慧綠色實驗室

8-建筑能效中心

9-建筑能效中心訓練房

10-展覽空間

11-教學室

12-景觀平臺

13-建筑工作室

14-專業教室

15-工業設計專業教室

16-工業設計研討室

17-工業設計辦公室

18-3D打印實驗室

19-原型實驗室

20-階梯教室

21-計算機實驗室

22-設計孵化中心

4.1 主動式設計策略

4.1.1 太陽能農場

SDE4教學樓的巨型遮陽屋頂配備了“太陽能農場”（圖5），通過屋頂上的1225塊太陽能光伏電池產生可再生能源。這些電池每年的電能產量超過500mWh，完全滿足SDE4教學樓的年能耗需求。設計團隊還考慮到其產能效率會因模塊老化而降低，特增加10%的光伏電池組預算確保建成后10年內仍能保持能耗平衡。

4.1.2 分步節能程序

設計團隊通過仿真工具模擬建筑運行，研究立面設計與室內光照及熱環境的復雜交互作用，以此指導形體結構、材料搭配與環境技術運用等建筑決策。通過特制的迭代交互設計程序，用戶可重復介入并定義其目標和需求。建筑的能源需求在各步驟中分別計算，每一階段都會引入并測試新的能耗方案。基于這一框架，凈零能耗的實現過程如下（圖6）：（1）以某一參考建筑為基準；（2）優化建筑圍護結構：采用光譜選擇性玻璃、防眩光裝置、遮陽懸挑、熱防護材料；（3）優化建筑技術系統：高效的送風、回風系統，顯熱、潛熱回收系統；（4）從傳統空調系統轉變為可以提高空氣流速的適應性混合空調系統；（5）對31個熱區詳細建模，分區優化采光和人工照明系統；（6）優化操作細節：加強自然通風措施，提供可變風量；減少插頭負載；采用整體性能系數大于5.5的高效冷卻裝置。

3 新加坡的月平均溫度，相對濕度和日照時間（圖片來源：圖片來源：參考文獻[21]）

對每一步能耗所需的屋頂或立面光伏區域面積進行評估，以明確當前狀態與凈零能耗目標間的差距[25]。

4.1.3 智能傳感系統

SDE4教學樓建筑還具有多項智慧能源管理系統（圖7）。如：室內空調的啟動溫度設定為27℃，并結合風扇與空調構成的混合制冷系統，使室內空間不至于過度寒冷。當室內空氣溫度和濕度高于設定值時，空調系統將供應冷卻空氣，同時風扇功率加強以加快空氣流動。室內窗戶裝有感應器，當窗戶開啟時會自動關閉空調系統。

4.1.4 用戶參與

K Janda認為，使用者在建筑物環境中起著至關重要的作用[26]。O Masoso等人在2010年進行的一項有趣研究表明，辦公樓在非工作時間比在工作時間消耗的能源更多。這主要由于使用者在工作結束時將燈光和設備保持打開狀態，另有部分原因是分區和控制不佳[27]。

SDE4教學樓在運行過程中積極尋求促進用戶參與建筑物性能反饋的方法，采用了Engie開發的Spacematch App，允許用戶將其舒適度評價傳達給后臺，從而根據反饋信息來調節設施滿足用戶舒適度需求。該App類似一款游戲，用戶通過選擇他們的舒適條件及按照教學指令完成節能任務（關燈、不使用空調、使用樓梯等）贏得積分，既可提高舒適度，又可優化日常能耗（圖8）[28-29]。

4.2 被動式設計策略

4.2.1 形體設計契合熱帶氣候

SDE4教學樓是基于氣候適應性的凈零能耗建筑，建筑形體深度響應了熱帶氣候條件。懸于建筑之上的巨型屋頂覆蓋了建筑與周邊場地，其南部的出挑阻隔了大量太陽輻射。東西向的立面維護結構使用穿孔鋁板，使內層玻璃免受太陽直射，為維持較低的內部空間溫度提供保障。

建筑在體量組合上采用“浮動箱體”的概念，內部空間設計盡量降低進深，提高布局的通透性（圖9）。同時這些松散堆疊的體塊與半室外公共空間有機結合，使功能性用房能夠有效換氣，并與豎向風路形成密集通風網，最大限度利用自然通風，降低空調使用頻率。大部分房間安裝落地窗，可長時間開啟保持通風狀態。建筑效仿傳統東南亞建筑中的“涼廊”手法，尺度形態各異的半開放空間穿插于實體房間之中，承擔起隔熱緩沖與社交互動的作用。總體來說，遮陽大屋頂與通透的空間設計，借助太陽能系統、混合制冷系統、自然通風與采光系統等綠色節能技術的運用為各空間中用戶舒適性及環境適應性提供了建筑體量基礎與保障。

4.2.2 親生物設計1）融入自然

SDE4教學樓的周邊景觀為建筑提供了多層次遮陽，有效緩解城市熱島，有助于降低噪音和改善空氣質量。對于較高的樓層，綠色景觀對居住者的體驗和幸福感有積極影響。建筑周圍的植被可直接或間接在微觀層面上削減氣候的負面影響。包括地表溫度的降低、熱增益效應的減少和不同植物引起的環境氣候指數的變化（圖10）。

研究[31]表明各種植物覆蓋下的地面最高溫度不超過36℃，而裸露的硬質地面最高溫度達到了58℃。僅裸土層的引入就可使一天的總熱增量顯著降至297.2KJ(約40%的硬質地面總熱增量)。再加上植物作用，日熱增量將進一步減少（圖11）。以密集灌木為例，在其熱防護下，地表溫度的最大日變化不超過30℃，最高地表溫度僅為26.5℃，最大熱增量約為164.3KJ(約22%的硬質地面總熱增量)。這表明至少在熱帶氣候中，植物的降溫吸熱作用十分顯著，可以充分緩解建筑與氣候之間的沖突。

4 SDE4教學樓場地分析（繪制：王高遠根據參考文獻[23]資料整理繪制）

5 太陽能農場

6 分步驟實現凈零能耗的“能源故事”（繪制：王高遠根據參考文獻[25]資料整理繪制）

7 室內智能傳感調控裝置（5.7 繪制：王高遠根據參考文獻[24]資料整理繪制）

4.2.3 環境友好型材料

在全年光照充裕的熱帶地區，某些人工林的生長速度可能比在溫帶氣候下高約4倍。SDE4教學樓的部分立面材料就來自快速生長的人工林，這些木材本身機械性能相對較弱，而如果開發成聚合工程木材組件（Mass Engineered Timber，以下簡稱MET，圖12），其比強度將是混凝土的5倍，可適用于柱、梁、樓板等建筑構件。熱帶氣候帶來的技術難點在于要保持木材的水分含量低于20%，以避免真菌侵襲和機械性能下降，同時防止雨水滲入。創新的構造設計增加了木材直接暴露在陽光下的表面積，并增強表面氣流以加快脫水速度，允許木材“呼吸”[32]。

熱帶木材便于就地取用，進行簡單加工即可投入建設，結合成熟的預制工藝可縮短35%的施工時間，避免了工業材料在生產和運輸過程中的能源消耗與環境污染。同時，該木材適應當地氣候，采用被動式設計策略，可獲得良好的建筑性能，減少建筑運行能耗碳排。

4.2.4 水體自然凈化系統

SDE4教學樓遵循新加坡“ABC”親水設計導則，將雨水收集與景觀生態結合，采用生物自然凈化工藝。在節水凈水的同時，提高景觀美感與生物多樣性。室外的生物滯留盆地會接納1/3的屋頂雨水徑流。徑流沿途還會通過茂密的濾水植被層，從而減弱雨水侵蝕，美化景觀。這種低維護技術與低成本的人工微自然系統可以有效吸收、過濾雨水徑流。剩下的2/3徑流會儲存在6層的雨水回收箱中，其容量可以滿足建筑物4天的非飲用水需求（如洗滌與灌溉）。屋頂集水、雨水收集箱及生物沉降池的綜合設計，既有效降低了雨水的流速與峰值徑流量，又通過營造建筑水循環將雨水二次利用最大化，并提高了生物多樣性與場地景觀活力（圖13）。

4.2.5 防眩光立面設計

在熱帶特別是在東南亞地區，人們對強光十分敏感，習慣保護自己不受高強度日照的傷害。因此，在熱帶環境設計立面需要在高效的太陽能吸收、高比重的自然采光和低眩光率之間權衡協調。為達到最佳的體驗平衡，建筑師采用了綜合對比矩陣以輔助立面設計決策。

設計團隊進行了室內動態熱模擬，詳細檢測每個房間的熱舒適狀況，對懸挑設計及內外遮陽（固定的、可變的）的不同方案與多種光譜選擇性玻璃的搭配組合做出評價[25]。混合制冷系統需在特定的條件下為房間提供既定量的新鮮空氣，所以系統的制冷負荷是固定的，而熱舒適性則會因不同的立面方案而產生差異。

圖14展示了南向空間各方案組合下的綜合效果(東、西立面由外部結構保護)，綠色代表更好的性能。其中的牽制關系是顯而易見的。例如：對于2m懸挑裝置搭配外部遮陽板的方案，其熱舒適性良好，空間全自然采光度較高，但眩光概率也較高；而對于2m懸挑裝置搭配有眩光防護作用的內部屏障方案，則眩光概率降低，但熱舒適性與空間全自然采光均會降低。綜合考量各種組合的優勢與局限性，最終立面方案確定為2m懸挑裝置搭配上部遮光百葉窗和下部防眩光屏障（圖15）。

8 Spacematch 反饋調節系統（圖片來源：參考文獻[28]）

9 建筑形體設計示意（繪制：王高遠根據Multiply Architects事務所項目資料整理繪制）

10 場地中多樣化的綠植（圖片來源：參考文獻[30]）

11 不同地表覆蓋面的溫度變化（圖片來源：參考文獻[31]）

12 由熱帶人工林加工而成的MET組件（圖片來源：參考文獻[32]）

4.3 主被動結合式設計策略

SDE4教學樓并沒有一味追求室內空調節能技術，而是將主動式的機械通風與被動式的自然通風相結合，運用混合制冷系統，以較低能耗滿足更具氣候特色的熱舒適要求。研究結果表明[25]，更快的空氣流速與更高的整體熱舒適水平在一定范圍內呈相關，特別是在混合通風或自然通風空間。在溫暖的氣候下，使用風扇增加空氣流速可以提高舒適溫度上限，使其更接近平均操作溫度。平均熱感覺指數（Predicted Mean Vote，以下簡稱PMV）是以人體熱平衡的基本方程式及心理生理學主觀熱感覺等級為基礎構建的熱舒適評價指標。PMV指數代表群體對于7個等級（+3～-3）熱感覺投票的平均指數，可以表征同一環境下絕大多數人的熱感覺。PMV值越小，體感越冷；反之亦然。

圖16展現了在0.7m/s的風速下，4種制冷系統的PMV值分布情況。右側柱狀圖表示PMV處于相應數值范圍內的時間百分比。可見傳統空調制冷系統和混合制冷系統都能提供高舒適度（0.5≥PMV≥-0.5）的環境，但顯然后者可以提供更寬容的環境參數范圍，即可以通過更小的環境調節成本使使用者得到相同舒適度的體驗。而在能耗方面，混合系統同樣事半功倍，可在不影響熱舒適性的前提下，減少高達50%的電能消耗。

SDE4教學樓的混合冷卻系統是一個沒有循環空氣的單通道系統，由中央空調、吊扇與自然風構成。雖然無法為房間提供預冷空氣，但通過吊扇增加空氣速度，建筑仍可在較高的溫度濕度條件下營造出比傳統空調制冷空間更為舒適的環境。其室內溫度由恒溫器控制在27～28℃，當被動式手段無法滿足使用者需求時，會啟動空調系統降低溫度。相較于純空調制冷的密閉環境，該系統還通過可操作式窗戶增加自然通風與新鮮空氣（圖17）。

5 性能驗證

SDE4教學樓作為新加坡第一座以凈零能耗為目標導向的建筑贏得了多項綠建殊榮。它是新加坡建設局在2018年國際綠色建筑會議期間推出的首個Green Mark超低能耗示范性建筑，并贏得了BCA2019鉑金級 Green Mark Awards for Buildings，能耗類別被判定為Zero energy[34]。2019年10月，SDE4教學樓又榮獲金獎級別WELL認證，是新加坡首個WELL認證建筑，也是WELL史上首個獲此殊榮的大學建筑。

5.1 相關綠建指標驗證

SDE4教學樓的節能效率（38.10kWh/m2/year）在能源友好型教育建筑中并非最為突出（圖18）。根據新加坡建設局制定的能效指數（Energy Efficiency Index）計算公式EEI=（TBEC/GFA）×（55/OH）可得，其能效指數為34.93kWh/m2/year，遠遠小于Green Mark鉑金級節能建筑的能效指數標準（120-140kWh/m2/year）[35]，表明SDE4教學樓已是同類建筑中能效表現的佼佼者。

使用Ecotect分析每層樓的太陽輻射狀況，統計出每層樓太陽輻射度大于120Wh/m2的面積比例，再經匯總核算后得知SDE4教學樓建筑總面積的82.75%滿足太陽輻射度的要求。

將主要綠建設計目標與實際運行狀況對比可知（表3），SDE4教學樓整體上達到了預期效果，除景觀可獲得性外，其他目標均已實現，尤其在核心節能表征——能效指數上表現優越，完全實現了凈零能耗目標。

13 建筑水循環（圖片來源：參考文獻[32]）

14 立面方案評估（圖片來源：參考文獻[25]）

15 立面防眩光設施（圖片來源：參考文獻[24]）

16 4種制冷方案下的舒適度狀況（圖片來源：參考文獻[25]）

17 混合制冷系統示意圖（圖片來源：參考文獻[24]）

表3 SDE4教學樓實際性能對比設計目標

5.2 熱舒適度驗證

5.2.1 室內空間熱舒適

室內空間采用混合制冷系統，對于其熱舒適驗證，首先從不同制冷條件下使用者對熱環境的主觀接受度開始。26位受訪者（13名男性，13名女性）分別在相對濕度基本保持恒定（58%）的SDE4中3號研討室進行3小時的學習活動，期間可按要求更改制冷條件（圖19）。結果表明，熱環境可接受度最終達到100%，混合制冷系統能夠完全滿足SDE4教學樓使用者的室內熱舒適要求。

在此基礎上繼續探究空氣流速的作用效果，采用ASHRAE標準7級量表統計使用者在不同溫度與風扇轉速下的熱感覺投票（Thermal Sensation Vote，以下簡稱TSV，圖20）。結果顯示在各溫度段，使用者都可以依靠調節風扇轉速實現熱舒適。在溫度較高時，混合制冷比空調制冷有更高的中性響應率，即更多的使用者在混合通風空間中達到舒適體驗。

5.2.2 半室外開放空間熱舒適

SDE4教學樓的半室外開放空間在活動場所中占很大比重，其熱舒適主要依靠被動式策略實現。2019年12月1日的實地測量選取5個典型開放空間作為測點，首先運用方法一，借助RayMan model[36]對實測數據處理計算，以生理等效溫度（Physiological Equivalent Temperature，以下簡稱PET）為指標，以Matzarakis等人[37]的熱帶地區熱感覺分級為標準驗證熱舒適狀況（表4[38]）。結果顯示，氣象站的熱舒適為“稍暖”，2、4號測點均實現熱中和，而3、5號測點非常接近熱中和范圍。1號測點因暴露于太陽直射下，實測時段PET達到“暖”區間。再運用方法二，借助加利福尼亞大學伯克利分校開發的Thermal Comfort Tool[39]，以焓濕圖的方式驗證熱舒適度 （表4）。結果顯示3、4、5號測點均達到ASHRAE Standard 55-2017熱舒適要求，2號測點非常接近熱舒適標準，1號測點與氣象站未能達標。兩套驗證方法的結果大體一致，綜合判斷可知大部分測點的熱舒適度較氣象站整體上有顯著提升，并基本滿足使用者熱舒適需求。憑借被動式設計策略，SDE4教學樓的半室外開放空間達到了良好的熱舒適效果。

18 SDE4教學樓對比其他綠色教育建筑的節能效率（繪制：王高遠）

19 3號研討室熱環境可接受度

20 3號研討室TSV百分比堆積柱形圖（19.20 圖片來源：參考文獻[24]）

表4 SDE4教學樓半室外開放空間測點及氣象站數據

6 綠建對比

新加坡2005年推出首個針對熱帶地區的綠色建筑認證體系Green Mark，此后進行了大規模的綠色建筑實踐。將SDE4教學樓與其他建筑類型的成功案例Khoo Teck Puat，PARKROYAL On Pickering及Sky Ville進行對比，探尋它們在綠建設計策略上的異同。對比發現（表5）：（1）四者都在體量上開設孔洞、頻繁使用架空錯層、設置中庭等手法，以此導入自然通風，并增加建筑表面積與建筑面積之比，從而減少建筑用料與熱損失；（2）高層建筑的親生物性主要通過構建垂直綠化體現，多層建筑則致力于營造與場地的共生關系，將場地植被與景觀延續進建筑內部；（3）外窗作為熱工性能最弱的構件，在圍護結構中占據最大比例的傳熱量。對此的基本解決思路分為兩種：一是從玻璃性能入手，使用隔熱節能、熱反射鍍膜等遮陽系數小的玻璃；二是從可變性上入手，使用可調節式百葉窗控制進入建筑的氣流。SDE4教學樓的做法則是基于大量實驗將兩者兼之；（4）在節水方面，SDE4教學樓采用與其他三者感應式滴灌不同的生物滯留系統，實現循環儲水再利用，并提高場地生物多樣性；（5）雖然SDE4教學樓選擇太陽能作為可再生能源，與其他三者無異，但它以混合制冷系統為主要途徑削減能耗，在充分節能基礎上，更直接地面向用戶熱舒適體驗。綜上對比，SDE4教學樓的綠建設計策略充分吸取現有經驗并深入優化，開創了一套能整體實現凈零能耗且更針對用戶熱舒適優化的技術方法。

表5 綠建項目對比

7 結語

新加坡國立大學SDE4教學樓是新加坡第一個嚴格意義上的凈零能耗建筑，其創新之處在于：（1）在保證熱舒適的前提下，不僅利用屋頂1225塊太陽能光伏電池組成的“太陽能農場”生產足夠的再生能源，同時采用周全的節能減排方案，盡量減少建筑能耗，提升建筑用能效率，使實際能效指數遠小于目標能耗，實現了凈零能耗目標。（2）將親生物設計融入自然。建筑周邊的大面積植被覆蓋與建筑形成良好互動；采用熱帶氣候友好型木材，不僅獲得良好的建筑性能，也減少了建筑運行能耗與碳排放；將雨水收集與景觀生態結合，在節水凈水的同時，提高景觀美感與生物多樣性。（3）主被動結合式設計策略將主動式的機械通風與被動式的自然通風相結合，運用混合制冷系統，以較低能耗滿足更具氣候特色的熱舒適要求。（4） 使用戶介入建筑自調節機制，既可以提高用戶舒適度，又可優化日常能耗，提高建筑的可持續性。然而其局限性依然存在，如：僅對建筑單體進行改造提升，若能與周邊建筑群及其他用電單位有機結合，將會對環境與能源供應基礎設施產生更積極影響。我國開展熱帶地區凈零能耗建筑實踐的過程中，在發揚SDE4教學樓的主動式與被動式氣候適應性設計優秀經驗的同時，應著重考慮建筑與社區或更大尺度區域間的復雜影響，探討將其與城市電網系統結合配置的可能性，從單體優化轉向群體協同，進而實現片區整體能耗平衡[40]。

注釋

1）譯自英文“biophilic design”，親生物設計是建筑行業中使用的一種概念，通過使用直接或間接方式，從空間和位置上增加建筑與自然環境的連通性。