精巧绝伦的人造景观
滨海南花园是公众和个人为强化这个马来半岛城市型国家的使命感所创的精神结合体，点滴渗透着全球知名设计工作室付出的努力，如今不仅成为金融和商业人士的热门目的地，而且也成为了全球旅游胜地。
这是一个价值6.19亿欧元的大型植物园，基于全球环境可持续性最佳实践水准，还将获得分布在滨海湾周围的多块绿地及大型海盆地的支撑，正在被开发成一个崭新的城市滨水区。
该项目是2006年国际竞标的中标方的开发项目，由威尔金森艾尔建筑师事务所（Wilkinson Eyre Architects）及其他公司承接，其中包括格兰特公司（Grant Associates，负责总体规划和景观设计）和加十国际公司（Atelier Ten，负责环境工程和技术系统）。
规划、循环和过程
目前滨海南花园现有540,000m2，园内已建成十几个花园景观，这预示着滨海南花园为全球最大规模的空调温室。该工程代表了当前规模最大的植物博物馆和艺术花园。
花园的总体规划针对城市的规划、环境和能源的总体布局的优化确定了方案。从项目整体开发、逐步推进的总体思路出发，为此项目的不同区块分别制订了可持续的开发计划，而且，按照新加坡建设局的绿色建筑标志计划，通过了能源白金级认证。
譬如，温室建在阳光照射最强烈的区域，包围滨海南花园的三侧，以减少城市新金融中心发展计划对环境的影响。
花园和湿地如温室和超级树，按共生模式构思，通过间相关生物过程的交互作用而活化运行。花园的运营受到精妙的环境循环支持，实现可用资源重复利用的效率最大化。
该项目特别重视建立可持续的水循环，其中包括：
– 一个拦水系统，防止因潮汐和海浪作用引起海水入侵;
– 一个颇具景观特点的湖泊、水塘和湿地系统，借助雨水过滤和植物净化作用，改良水质，然后重新用于灌溉;
– 蓄水装置，让多余的水流向海湾。
在同时进行的几个研究项目中，注意与评价某些目标物种生长条件有关的项目，通过建造六种温室原型，研究植物在人造环境中的生长情况。
花园和湖泊
园内湖泊位于花园边缘，邻接几块建筑区，为两个长约1km的湖泊，其中点缀着一些湿地。这两个湖泊分别名为蜻蜓湖和翠鸟湖，为滨海水库的延长，整合了园址内所有主要的生态流程。降水流向作为集水池的洼地，而不同的水生环境则可作为天然的净水器。
雨水在送入灌溉池之前，先通过过滤床净化。过滤床由小岛和芦苇构成，后者的目的是吸收多余的营养物（氮磷化合物），并让水体得到曝气处理。植物净化过程利用这种方式，维持了湿地生态系统的平衡，而让其它多种植物和动物得以生长。
气候挑战
新加坡位于马来半岛的南端、北纬1°37’N，属于十足的热带气候地区：一年中约有95%以上的气温在24°C – 32 °C 之间，相对湿度为17- 21g/kg。
滨海南花园的主要目的是使植物蓬勃生长，所以，确定园内气候条件和技术系统适于各种植物的生长和培植是环境和设备设计过程中的主要目标。
在园内的地中海植物群落内，白昼的生长条件定为温度25°C、相对湿度60%，夜间气温降至17°C，相对湿度为80%。每三个月中有一个月，每晚夜间气温降至13°C：所谓的“激活温度”是告知所有植物：冬季已经过去，春季将来临，以此模拟相关的植物生长过程。
在热带植物群落中，白昼气温状况大体上与地中海气候相同，但空气中的含水量更高（相对湿度≥ 80%；封闭在植物群落里的水分约为4g/kg多，相当于约10 kj/kg的空气焓值，大于地中海植物群落中的空气焓值）。夜间气温为17°C，相对湿度为80%：即便这样，每三个月中有一个月，每晚夜间气温会降到16°C的激活温度。
照明也会严格控制：通过对 Bodelva 的伊甸园项目（英国 Cornwall 郡）等的研究，发现植物群落持续生长的最大照度峰值为45,000lux。超出此阈值，植物不能适当地利用光照，而供暖设备的过度消耗将会造成巨大的成本负担。
对于确定能使温室最大限度地利用太阳能的建设方案来说，这些数据必不可少，同时还要考虑辐照水平的自然变化，即在热带地区，阳光强烈和阴云密布这两种气象情况会长时期频繁交替发生。
因此，恰当地平衡供热需求和照明需求构成了该项目主要的挑战之一。根据评估，同等容量并按24小时使用空调归一化来说，温室的总能耗可以与新加坡商业大楼的平均能耗相比拟。
被动式建筑外壳
为确保适当的自然照明条件，即创造不采用人造光线的植物生长的最佳条件，建筑外壳的设计须符合确保太阳光的最大透射率和最佳控制双重目标。
在设计阶段采用虚拟模拟，测试各种被动建筑方案，不仅评估太阳光照明的瞬时、尖峰和累积效应，而且估测对固定静力构件的阴影效应的限制，以求确保与大气条件相应的有效遮阴水平。
于是，以下方面进行了优化：
– 外壳的几何形状，能让白昼的太阳光线最大程度的透入而温室的北立面完全遮荫，以便接纳地中海植物群落；
– 拱肋设计成三角截面，刷白漆，将投射到玻璃结构上的阴影减小到最低程度；
– 透明外壳的性能，采用单一的具有光频选择吸收性能的低辐射双层玻璃，可以透过大约64% 的可见光（占可见光谱的大部分）和38%的热分量；
– 按尺寸、位置、遮光级别、色彩特点和移动装置设计的遮阴构件，在不工作时可完全收纳在拱肋内。
主动式空调系统
两个温室都采用了主动式空调系统：
– 一个采用冷辐射地板的供冷系统；
– 一个布置在地中海植物群落中的强制置换通风系统；
– 一个热带植物群落中的混合通风系统（置换、蒸发冷却和加湿）。
冷辐射地板由聚乙烯管道构成，管道埋在花园内、走道处和植物群落间承受太阳辐照的地下土层中。冷冻水在蛇形管内循环，清除掉上面地层中的热量，避免了向环境散热而造成热对流。在采用这种方式的场合，除了地面冷爽而改善了舒适度之外，还通过置换通风减小了令人乏力的热负荷。
对适应植物群落的空气流动和冷却策略的研究涉及空调建筑和空调技术。从最初的总体评估一直到利用模拟软件为止，均遵照特定的种植需要和人体的舒适度，确定通风率及相应的温度分层。
专门用途的空调气流在走道下分配并低速送向有关区域，通过整合在温床和终端立面上的送风口，送向植物群落中散布的置换进风口。
对于热带植物群落，模拟丘陵山区植物垂直生长的环境布置有利于送风喷口的安装，分层次向温室送风直至温室顶部。
虽然如此，为维持气候条件计，还要求再设置一个雾化加湿系统。湿热空气通过自动开窗系统从顶部排出，而在地中海植物展区，实行排气除湿回用。
热电中心和管网
为了最大限度地减少能源和当地资源的消耗，采用由建筑物自动化系统来管理主动式和被动式节能方案。利用生物废弃物产生能源流，用以维持温室内部特定的环境条件并为植物群落提供营养。
热电中心基本上由一个锅炉 – 汽轮机（7,2 MWt；1,12 Mwe）热电联产系统构成，采用滨海南花园和城市公园及菜园的植物废料作为燃料。将部分硝酸盐浓度高的锅炉灰烬与其它营养物质混合后回用作为堆肥。
将电力和热能供给温室内制冷机组和除湿机组及超级树旁的流体吸附剂再生器运行。因为生物质锅炉和汽轮机很不容易调整，所以利用吸收式制冷机（总功率7.9MW）吸收负荷波动，以支持离心式冷冻机组（总功率3.9MW）生产冷冻水。
制冷机组供给温度可变的循环加热冷却回路，在供给温室冷风之后，长时间提供回热，以期同时满足供冷地板的负荷。夜间，降低回路水温，达到运行条件的下限。必要时，启动风道中的直接蒸发式空气冷却器。
超级树有多项功能：最大一棵超级树的中空树干位于热电中心近旁，起着排出热电联产锅炉烟气的作用；其它几棵超级树用于排出温室内未除湿的废气及温室外再生干燥机的排气。
树冠上设置了光伏组件和真空太阳能集热器，生产电力和热水。后者与热电中心生产的热水整合一起后供给再生器。这些系统组合起来构成对所有展出空间的碳中和气候循环。
湿度控制
对空气除湿的强烈要求，特别是对于热带植物说来，导致选择一个恒焓值的再生系统，而相对于需要低温热流体介质的机械制冷系统说来，前者很容易利用可再生能源实现除湿。
温室内的除湿装置与冷冻机共用的冷却塔连接。此过程采用像液体吸附剂一类的氯化锂溶液，除去流动空气中的水分和大部分生物污染物。
当用吸附溶液除湿时，空气温度会上升：于是，空气送向冷却塔，在塔内先与环境温度下的蛇形水管接触得到冷却，然后排出。这种先除湿后自由冷却的过程实际上是一种空气的潜热和显热冷却过程。
在实施此过程期间，吸附溶液在吸收湿气的同时，其体积也有所增加，因此，在回用前应当作再生处理，以蒸发掉部分水分。按照可用性和使用条件，再生器能够利用热电中心的供热、超级树提供的太阳热能及温室上层温度较高的排气热量。
除湿负荷的大小与外界温度和湿度有关，因此一天之内都是变动的。由于吸附溶液的保存能力约为等量冷冻水能力的10倍，因此，考虑有效的保存量，以补偿系统负荷的变动。
若与采用固体干燥剂的装置（如焓轮）比较，选择液体吸附材料能够：
– 分离气流供给能量并实施再生，故能以特有的方式利用再生需要的热量，从而提高了总效率；
– 以吸附液的形式储存能量；
– 在降低能耗的同时，使除湿空气在温室内按最佳心理学标准分布。
