健康住宅理念下的智能科技創(chuàng)新設(shè)計(jì)

周雙虎，韓月祥

（中國(guó)建筑第二工程局有限公司，北京 100160）

0 引言

健康住宅早已成為現(xiàn)代住宅建設(shè)發(fā)展的主流方向，我國(guó)為此出臺(tái)支持舉措，大力提倡以安全、綠色、健康及環(huán)保等諸多標(biāo)準(zhǔn)為指導(dǎo)的健康住宅建設(shè)要求，鼓勵(lì)建設(shè)具備居住功能和綠色發(fā)展理念相結(jié)合的新型住宅。健康住宅在原理上主要是通過(guò)健康環(huán)境、設(shè)施及服務(wù)的提供，有效推進(jìn)住宅居民在多個(gè)層面的健康水平攀升（生理、心理、道德及社會(huì)）。而建設(shè)全新概念的健康住宅，必須依托智能科技（物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、人工智能技術(shù)、云計(jì)算等）的融入，在健康住宅設(shè)計(jì)中融入全新的智能科技元素，促使住宅設(shè)計(jì)的創(chuàng)新。

1 健康住宅理念概述

健康住宅注重以人為本開(kāi)展住宅建設(shè)。其建設(shè)理念突破了以往解決住房問(wèn)題的數(shù)量層面，將工作重心集中于住宅建設(shè)質(zhì)量，健康、綠色理念融入住宅建設(shè)，完全符合當(dāng)下人們對(duì)住宅的新功能及新概念的需求。因此，健康住宅理念要求在符合住宅基本功能要求的前提下，重點(diǎn)突顯健康要素，在整個(gè)建設(shè)過(guò)程始終堅(jiān)持住宅居住健康的可持續(xù)發(fā)展理念，以滿(mǎn)足人們生理、心理及社會(huì)多層次需求為切入點(diǎn)，給人們提供一個(gè)健康、舒適、安全且環(huán)保的高品質(zhì)居住空間。健康住宅主要圍繞“健康”實(shí)現(xiàn)，而針對(duì)住宅健康的評(píng)價(jià)，則包含了住宅內(nèi)和住宅外的環(huán)境因素，如隔聲、通風(fēng)換氣、日照采光等要素，在居民的主觀層面也可展現(xiàn)出“健康”特點(diǎn)，如住宅內(nèi)的平面布局、空間分布、建材選取等。

2 智能科技下的健康住宅功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

智能科技住宅經(jīng)過(guò)持續(xù)的探索，發(fā)展至今已初步形成“端、管、云”的整體結(jié)構(gòu)，最終聯(lián)通物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)，形成完善的規(guī)劃流程。首先通過(guò)3D建筑建模的形式達(dá)成住宅場(chǎng)景的可視化轉(zhuǎn)變，再借助物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接進(jìn)行感知分析，由平臺(tái)全面承載住宅社區(qū)的多維度服務(wù)運(yùn)營(yíng)，最后通過(guò)智能化的運(yùn)營(yíng)指揮IOC來(lái)達(dá)成各個(gè)智能子系統(tǒng)間的互通互聯(lián)，將所有的系統(tǒng)、場(chǎng)景數(shù)據(jù)匯集一體，達(dá)成統(tǒng)一的指揮調(diào)度，還可在此基礎(chǔ)上持續(xù)更新升級(jí)。

建設(shè)健康住宅需依托智能科技聯(lián)通物聯(lián)網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，由此設(shè)置相應(yīng)的健康升級(jí)模塊，如增設(shè)住戶(hù)等級(jí)系統(tǒng)，借助系統(tǒng)的功能設(shè)置人臉識(shí)別功能，以無(wú)接觸的形式塑造健康場(chǎng)景，并且可由此大量匯集各方面的大數(shù)據(jù)信息，包含空氣、水、溫濕度、健康屋數(shù)據(jù)等。還可借助人工智能賦能場(chǎng)景構(gòu)建，塑造智能化的健康場(chǎng)景，且此類(lèi)場(chǎng)景具有可定義、計(jì)算及自動(dòng)展開(kāi)適應(yīng)性調(diào)整的前沿功能。能在此基礎(chǔ)上可對(duì)住戶(hù)的健康走向進(jìn)行評(píng)估，也可在此基礎(chǔ)上專(zhuān)門(mén)規(guī)劃健康安全管理方案，以動(dòng)態(tài)的、可監(jiān)測(cè)的健康指標(biāo)來(lái)協(xié)助系統(tǒng)對(duì)住戶(hù)的健康實(shí)施跟蹤管理。住戶(hù)只需打開(kāi)移動(dòng)App、信息論壇及網(wǎng)站、微信公眾號(hào)等可實(shí)時(shí)獲得相應(yīng)的幫助及反饋，從而更好地宣傳和倡導(dǎo)健康理念，切實(shí)提升居民健康意識(shí)和素質(zhì)的同時(shí)，有效增強(qiáng)整個(gè)住宅社區(qū)的管理水平。

3 健康住宅理念下的智能科技創(chuàng)新設(shè)計(jì)及應(yīng)用

3.1 無(wú)接觸出行歸家線性健康設(shè)計(jì)

基于智能科技的健康住宅無(wú)接觸健康升級(jí)方案主要圍繞住宅社區(qū)的行人出入口、門(mén)房及樓棟單元門(mén)方面，細(xì)化闡述為以下內(nèi)容。

1）機(jī)動(dòng)車(chē)進(jìn)出口設(shè)計(jì) 主要增設(shè)相應(yīng)的機(jī)動(dòng)車(chē)車(chē)牌自動(dòng)識(shí)別功能，強(qiáng)化對(duì)住宅用戶(hù)機(jī)動(dòng)車(chē)輛的自動(dòng)化管理，臨時(shí)訪問(wèn)的機(jī)動(dòng)車(chē)輛采用按時(shí)計(jì)費(fèi)增強(qiáng)篩查及管理。主要依托識(shí)別系統(tǒng)強(qiáng)化車(chē)輛管理及查驗(yàn)。

2）行人出入口設(shè)計(jì) 配置對(duì)講機(jī)門(mén)禁，實(shí)施人臉識(shí)別，住戶(hù)可刷臉出入。

3）樓棟單元門(mén)口設(shè)計(jì) 增設(shè)可視化對(duì)講機(jī)門(mén)禁配置，業(yè)主及相關(guān)租戶(hù)可通過(guò)刷臉形式正常出入，還可呼叫電梯，默認(rèn)歸家樓層，而來(lái)訪者需結(jié)合預(yù)約信息呼叫開(kāi)門(mén)。

4）電梯設(shè)計(jì) 電梯采用可視對(duì)講授權(quán)的智能電梯，歸家默認(rèn)樓層，出現(xiàn)默認(rèn)首層或者地下樓層，除特殊情況下，通常無(wú)須按鍵。

5）其他場(chǎng)景設(shè)計(jì) 其他場(chǎng)景包含公共活動(dòng)區(qū)域、照明長(zhǎng)廊及暖通區(qū)域等，均設(shè)置無(wú)接觸功能，可形成良好的紅外、聲控及震感控制效果。

3.2 人工智能視頻監(jiān)控的健康設(shè)計(jì)

主要借助人工智能技術(shù)對(duì)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的視頻內(nèi)容進(jìn)行分析。在內(nèi)容上體現(xiàn)為以下3個(gè)方面。

1）垃圾回收監(jiān)控 在垃圾回收位置增設(shè)定點(diǎn)攝像頭，針對(duì)都垃圾擺放不規(guī)范的行為做好語(yǔ)音提醒，同時(shí)對(duì)垃圾滿(mǎn)溢及散落的情況做好實(shí)時(shí)的報(bào)警監(jiān)控，在此基礎(chǔ)上聯(lián)動(dòng)智能垃圾桶，打造智能化環(huán)衛(wèi)系統(tǒng)。同時(shí)，借助人工智能健康系統(tǒng)來(lái)強(qiáng)化分析視頻監(jiān)控內(nèi)容，增強(qiáng)對(duì)垃圾檢測(cè)的分部管理，更好地達(dá)成清運(yùn)調(diào)度的效果，促使住宅區(qū)域內(nèi)的環(huán)境更加干凈、清新、整潔。

2）機(jī)動(dòng)車(chē)違規(guī)監(jiān)控 主要在住宅區(qū)域內(nèi)設(shè)置禁鳴笛、超速及違停標(biāo)識(shí)，對(duì)于違反規(guī)定的機(jī)動(dòng)車(chē)輛，如違反規(guī)定占據(jù)消防通道、人行道等，需強(qiáng)化干預(yù)通知，并做好記錄工作，便于執(zhí)法依據(jù)。

3）高空拋物監(jiān)測(cè) 高空拋物視頻監(jiān)視程序應(yīng)選擇寬動(dòng)態(tài)高速攝像機(jī)，監(jiān)視高空拋物線并選擇合適的地點(diǎn)，以免侵害居住者的隱私。

3.3 居住區(qū)的環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)（空氣，水，噪聲）

1）空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè) 在該區(qū)域的公共區(qū)域，根據(jù)風(fēng)向、日照、住宅設(shè)施布局、交通流量、周?chē)h(huán)境等選擇合適的位置安裝空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置，并全面覆蓋溫度和濕度監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)釋放空氣質(zhì)量指標(biāo)，如PM2.5、CO濃度、氧氣含量、TVOC等。同時(shí)，CO濃度監(jiān)測(cè)裝置安裝在室內(nèi)功能區(qū)域，如地下停車(chē)場(chǎng)。如果CO濃度超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)，則會(huì)生成參數(shù)限制警報(bào)，并且通風(fēng)和排氣系統(tǒng)將并行運(yùn)行。

2）水質(zhì)量監(jiān)測(cè) 每個(gè)地區(qū)都安裝在線水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以監(jiān)測(cè)飲用水和直接飲用水的質(zhì)量。

3）噪聲 噪聲易損害人的聽(tīng)力器官，嚴(yán)重干擾住宅區(qū)域內(nèi)居民的正常生活和工作。因此，需增設(shè)噪聲/電磁環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可將其安裝在建筑物和室外廣場(chǎng)等公共區(qū)域，以監(jiān)測(cè)噪聲/電磁環(huán)境。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)除噪聲和電磁監(jiān)測(cè)外，還會(huì)發(fā)出警報(bào)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并及時(shí)采取干預(yù)措施。

3.4 物聯(lián)網(wǎng)增強(qiáng)居民區(qū)設(shè)施設(shè)備的健康表現(xiàn)

1）電梯 配置物聯(lián)網(wǎng)接口并打開(kāi)物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議。除將門(mén)禁系統(tǒng)鏈接到自動(dòng)呼叫電梯外，還需做好針對(duì)電梯運(yùn)行和故障預(yù)警的遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，最大限度地防控因電梯故障引發(fā)安全事故的情況。可以根據(jù)季節(jié)、晝夜、天氣、流行病情況和駕駛強(qiáng)度來(lái)調(diào)整暖通空調(diào)的具體操作規(guī)則，同時(shí)要考慮到節(jié)能要求和特殊時(shí)期的健康/防疫駕駛要求。

2）暖通空調(diào)設(shè)備 配置HVAC設(shè)備的IoT接口和開(kāi)放的IoT協(xié)議，以進(jìn)行遠(yuǎn)程集中管理和按需操作。公共區(qū)域需要根據(jù)空氣質(zhì)量、溫度和濕度等監(jiān)測(cè)指標(biāo)將空調(diào)和通風(fēng)設(shè)備連接起來(lái)。在流行病期間，應(yīng)加強(qiáng)外部空氣供應(yīng)、回風(fēng)關(guān)閉（餐廳、廚房等）、回風(fēng)和空氣供應(yīng)/排氣邏輯。

3）智能快遞柜 配備具有遠(yuǎn)程管理功能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，支持人臉識(shí)別、QR碼識(shí)別、遠(yuǎn)程支付，可自動(dòng)打開(kāi)和關(guān)閉門(mén)，收集貨物，減少與公共場(chǎng)所的接觸頻率降低相互傳輸?shù)娘L(fēng)險(xiǎn)。

3.5 智能科技強(qiáng)化家居健康

通過(guò)智能科技的運(yùn)用，打造全新、安全健康的家居環(huán)境。

1）IAQ測(cè)試 IAQ是指建筑物內(nèi)和建筑物周?chē)目諝赓|(zhì)量，會(huì)影響居住者的身體健康安全及住宅居住體驗(yàn)。可在住宅建筑中安裝相應(yīng)的空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置，對(duì)空氣質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)控。

2）燃?xì)鈭?bào)警 在廚房安裝漏氣智能報(bào)警系統(tǒng)。可將氣體濃度監(jiān)測(cè)器連接到通風(fēng)櫥或排氣裝置，一旦檢測(cè)到異常情況將自動(dòng)關(guān)閉氣體閥，從而及時(shí)消除安全隱患。

3）健康監(jiān)測(cè) 主要連接到用戶(hù)的健康人體脂肪秤或智能手環(huán)，連接到諸如血糖儀、血壓計(jì)、睡眠帶、自動(dòng)牙刷等契合的人體健康設(shè)備，收集和分析居民的身體體征數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上展開(kāi)人工智能分析，并運(yùn)用其強(qiáng)大的計(jì)算能力，給出一套完善的控制方案。方案內(nèi)容包含體能訓(xùn)練、營(yíng)養(yǎng)均衡和疾病診斷等。

4 結(jié)語(yǔ)

智能科技是種全新的技術(shù)概念，而智能科技住宅是智能城市網(wǎng)格化建設(shè)的重要體現(xiàn)。健康住宅的智能科技創(chuàng)新設(shè)計(jì)需以人為本，應(yīng)當(dāng)切實(shí)保障人的日常生活需求，同時(shí)依據(jù)實(shí)際情況實(shí)時(shí)調(diào)整用戶(hù)所需。在功能上涵蓋無(wú)接觸出行歸家線性健康設(shè)計(jì)、人工智能視頻監(jiān)控的健康設(shè)計(jì)、居住區(qū)的環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)（空氣、水、噪聲）、物聯(lián)網(wǎng)增強(qiáng)居民區(qū)設(shè)施設(shè)備的健康表現(xiàn)、智能科技強(qiáng)化家居健康等方面。因此，健康住宅理念下的智能科技創(chuàng)新設(shè)計(jì)是全新的概念，更是今后住宅家居設(shè)計(jì)的主流方向。