主動式建筑理念下的住宅室內(nèi)環(huán)境設(shè)計
——以北京市某老舊小區(qū)家裝改造設(shè)計為例

陳靜雅 馮靜 肖濤 張明杰 CHEN Jingya FENG Jing XIAO Tao ZHANG Mingjie

運用主動式建筑設(shè)計理念，以老舊小區(qū)內(nèi)小套型室內(nèi)設(shè)計項目為研究對象，通過提高空間使用效率、改善空間主動性能、節(jié)約環(huán)境能耗，并采用智能家居系統(tǒng)、裝配式內(nèi)裝等方法，實現(xiàn)室內(nèi)全產(chǎn)業(yè)鏈、全方位節(jié)能減碳，提高室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量，打造健康舒適的人居環(huán)境。

主動式建筑；室內(nèi)裝修；室內(nèi)健康；低碳住宅；智能家居系統(tǒng)

0 引言

當下，我國城市發(fā)展已進入“存量更新”時代，為提高老舊小區(qū)生活質(zhì)量，室內(nèi)設(shè)計需重點關(guān)注低碳環(huán)保、舒適安全的健康智慧家居。T/ASC 14—2020《主動式建筑評價標準》指出通過提高建筑主動性能以實現(xiàn)健康舒適、節(jié)約資源和保護環(huán)境的動態(tài)平衡，形成讓使用者身心愉悅的健康建筑[1]。

主動式建筑主要包括主動性、舒適、能源、環(huán)境四大評價標準，通過建筑空間自感知調(diào)節(jié)、環(huán)境參數(shù)控制等方式提高建筑及室內(nèi)主動性能。本項目原室內(nèi)環(huán)境存在諸多硬性問題，因此希望通過技術(shù)手段在室內(nèi)設(shè)計、建造、運營維護的全周期內(nèi)實現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈的主動式室內(nèi)空間營造，主動改善室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量。

1 了解住戶新需求，調(diào)整空間布局

1.1 空間原有問題分析

本項目為北京市西城區(qū)三里河三區(qū)內(nèi)某住宅樓3樓北戶。該小區(qū)建于20世紀70年代，平均樓層為6層，樓間距10m，D/H值約為0.5，整個小區(qū)空間封閉狹窄。從天然采光方面，該項目勉強滿足室內(nèi)天然采光系數(shù)和均勻度要求，但由于房間朝向北側(cè)，室內(nèi)相對陰冷。

室內(nèi)空間布局方面，39m2的“眼鏡房”小套型內(nèi)常住人口包括3位成人、2位兒童，原有空間存在大量流線交叉、分區(qū)凌亂、干濕不分離、動靜區(qū)不分隔、收納空間不合理等問題，功能布局混亂（見圖1，2）。

1原有套型平面

2原有功能空間與收納空間布局

原有空間最大的問題是衛(wèi)生間和管線布局混亂。由于衛(wèi)生間過于狹小，洗衣機被置于臥室內(nèi)，而排水管與廁所排水管相接，造成洗衣和如廁無法同時進行。收納空間的缺乏導(dǎo)致廚房存在眾多衛(wèi)生死角和洗手臺濫用情況。洗衣間和學(xué)習(xí)空間并置，造成極大的噪聲干擾。西側(cè)上下鋪臥室和客廳、游樂室三合一，導(dǎo)致斜角度看電視。

功能布局混亂造成生理、心理、成長性等方面危機，一家人不得不一直生活在低空間舒適度、高耗能、高耗水的潮濕環(huán)境中。

1.2 提高空間使用效率

1.2.1 調(diào)整布局

主動式建筑需通過優(yōu)化空間布局降低建筑用能要求，因此本項目首先需要改善以下問題。

1）潔衛(wèi)區(qū) 整合空間，擴大面積，保證干濕分區(qū)。

2）廚雜區(qū) 增加儲物空間，合理化流線。

3）生活區(qū) 增加獨立的客廳空間與儲物空間。

為滿足上述需求，首先將房間從“三段式布局”改為“六宮格布局”（見圖3）。六宮格布局使空間東西向形成1條主交通流線，在保證各空間相對獨立，梳理整合空間流線的同時保證各臥室空間的相對私密性。

3空間體塊關(guān)系調(diào)整3a改造前3b改造后

在保證所有臥室有窗的前提下，將原有潔衛(wèi)區(qū)拆改至房間東北部，利用“L”形消極拐角實現(xiàn)干濕分離；廚雜區(qū)設(shè)置在房間南部形成集約式廚房，拉近其與潔衛(wèi)區(qū)的距離，簡化排水管線（見圖4）。

4廚房區(qū)效果

在保留原有功能分區(qū)并按需擴大面積的基礎(chǔ)上，本項目增加了父母臥室和玄關(guān)區(qū)域，保證了家庭生活區(qū)和共享區(qū)空間效率最大化，更有利于實現(xiàn)環(huán)保、低耗能的減碳目標。

1.2.2 空間復(fù)合

要在住宅室內(nèi)實現(xiàn)“雙碳”理念，須節(jié)約用材、提高空間使用效率和空間復(fù)合程度、降低生活成本，其中一種方法是整合收納空間[2]。

首先，本項目不同功能分區(qū)應(yīng)有獨立的收納區(qū)，便于“物歸其位”，實現(xiàn)低碳用能。在空間比較富裕的房間，可使用獨立的立柜、頂柜、低柜進行收納；在小空間內(nèi)可使用復(fù)合家具，將收納柜與沙發(fā)、床鋪、電視柜等家具相結(jié)合（見圖5，6）。

5功能空間與收納空間布局

6家具陳設(shè)布置平面

1.3 增加空間靈活多變性

“雙碳”理念下的室內(nèi)空間，尤其是此類小套型、多兒童的住宅空間應(yīng)堅持家具可持續(xù)發(fā)展原則，選擇可變家具、提高空間使用率、降低更換家具建材和整體再裝修頻率，達到減少碳排放的目的。

1.3.1 成長型家具設(shè)計——兒童房空間設(shè)計

本項目為適應(yīng)業(yè)主家兒童的成長變化需求，將柜體與書桌、床結(jié)合，形成一整套推拉式兒童家具，床鋪側(cè)面拉開，可從單人床變?yōu)殡p人床，既滿足兒童幼時的雙人陪睡需求，又可在其長大后通過空間收納獲得更多的活動空間（見圖7）。

7兒童房空間變形方案及效果

1.3.2 可移動式家具設(shè)計——可變的多功能書房

本項目客廳為滿足書房和客廳的雙重功能，將電視墻設(shè)計為推拉式電視柜+書柜的一體化墻體。當電視柜推拉門關(guān)上時，書柜外顯，客廳變成書房；打開時，電視外顯，形成舒適的觀影空間；電視柜門左側(cè)推拉門也可作為后側(cè)臥室的房門，實現(xiàn)“一柜多用”的效果（見圖8）。

8電視墻空間變形方案及效果

2 提高空間舒適度，降低環(huán)境能耗

2.1 提高室內(nèi)自然采光率，營造“會呼吸”的家

2.1.1 可自動調(diào)節(jié)采光

良好的室內(nèi)采光可大量減少人工照明的使用，達到節(jié)能減排的效果。為自動調(diào)節(jié)室內(nèi)天然采光效能，滿足業(yè)主不同時段的室內(nèi)光照度需求，同時也為了自動控制室內(nèi)熱濕度環(huán)境，本項目在改造外窗的過程中通過設(shè)置電動遮陽百葉窗、感應(yīng)電動遮光膜及光感調(diào)節(jié)窗簾，自動調(diào)節(jié)遮陽角度，保證采光系數(shù)與體感舒適度，并通過改造玻璃隔斷增加室內(nèi)采光系數(shù)，采取主動式改造措施降低室內(nèi)能耗。

2.1.2 在墻飾面中應(yīng)用鏡面

本項目中部空間的鏡面門框、鏡面鋪地及入口處的鏡面玄關(guān)布置，可增加空間的日光反射范圍，從而大大提高室內(nèi)天然采光量和受光均勻度，保證主要空間至少60%面積比例區(qū)域的天然采光照度值不低于300lx的小時數(shù)平均不少于8h/d（見圖9，10）。

9增加鏡面反射后采光對比9a改造前9b改造后

10鏡面空間室內(nèi)效果

2.1.3 可調(diào)節(jié)電動遮陽系統(tǒng)

合理的遮陽方式對于控制室內(nèi)溫度、降低能耗有著重要的作用。不同的遮陽方式也會帶來不一樣的影響，外遮陽具有自然的節(jié)能功效，內(nèi)遮陽則更方便調(diào)節(jié)控制。有效的遮陽處理不但可隔絕日照，而且能抑制室內(nèi)氣溫上升，最多可節(jié)省約45%的空調(diào)能耗。

2.1.4 輕質(zhì)隔斷

本項目為增加天然采光量并提高室內(nèi)采光均勻度，打開陽臺到東側(cè)臥室的硬性隔斷，并通過感應(yīng)電動遮陽百葉自動控制室內(nèi)采光量。將西側(cè)臥室與客廳的硬性隔斷變成可移動軟性隔斷，增加天然采光時間和采光范圍（見圖11）。

11增加輕質(zhì)隔斷后采光對比11a改造前11b改造后

2.2 使用低耗能電器，做到“光盡其用”

2.2.1 節(jié)能燈具選擇

室內(nèi)燈具選用節(jié)能燈，并根據(jù)人在室內(nèi)的位置及生活狀態(tài)，調(diào)節(jié)光源位置與功率，引入智能家居系統(tǒng)，運用智能調(diào)節(jié)燈光家具，選擇與家中裝飾風(fēng)格相符的節(jié)能燈具，多檔位調(diào)節(jié)燈光照度，節(jié)約電力能耗。

2.2.2 低照度線性燈光引導(dǎo)

室內(nèi)照明的照度和色溫也會影響環(huán)境健康，合適的光照可減少對人體晝夜節(jié)律系統(tǒng)的干擾，提高工作效率和生活質(zhì)量，同時照度的高低也影響室內(nèi)能耗的高低，故在室內(nèi)空間選擇合理的燈飾及照度不僅可提供安全、健康的環(huán)境，而且可兼顧環(huán)保、智能、低碳的需求（見圖12）。

12照明設(shè)計效果

在家具選擇方面，注重立面與地面的層次與材質(zhì)區(qū)分，并通過低照度節(jié)能線性燈帶對空間進行限制劃分，可清晰分隔室內(nèi)功能空間，提高空間安全性，并可滿足部分空間采光及節(jié)能環(huán)保要求（見圖13）。

13線性燈光室內(nèi)效果

經(jīng)過燈具改造設(shè)計，本項目室內(nèi)光源使用效率大大提升，使用頻次、使用范圍、均勻度更加可控，如圖14所示。

14設(shè)計后通過DIALux完成的室內(nèi)照明計算

2.2.3 節(jié)能設(shè)備應(yīng)用

本項目盡量選擇LED、滾筒洗衣機、高能效空調(diào)等節(jié)能家用電器；沖便器洗閥、洗衣機、淋浴器等均選用節(jié)水型器具，減少水資源浪費；采用太陽能生活熱水系統(tǒng)。

2.3 提高室內(nèi)微氣候自調(diào)節(jié)能力，打造“主動改變的家”

2.3.1 控溫控濕及智能空氣監(jiān)控系統(tǒng)

穩(wěn)定舒適的室內(nèi)濕熱環(huán)境設(shè)計是主動式建筑的必選項，需要一套完整的居家生活系統(tǒng)使室內(nèi)24h保持恒溫、恒濕、恒氧、恒潔、恒靜的居住環(huán)境，以提高人們的生活質(zhì)量。

室內(nèi)家裝首選智能新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)，為室內(nèi)創(chuàng)造恒溫、恒濕、恒氧、恒靜的體感舒適空間。同時為實現(xiàn)對CO2、PM2.5、室內(nèi)溫濕度的實時監(jiān)控和自主調(diào)節(jié)，在室內(nèi)智能家居系統(tǒng)中加入全套的智能空氣凈化器、智能PM2.5檢測儀[3]。

2.3.2 圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能

目前，北京地區(qū)20世紀70—90年代住宅樓大部分屬于老式公房，建筑內(nèi)外墻圍護結(jié)構(gòu)均未做保溫處理，門窗采用的是單層玻璃鋼制窗，已無法滿足住宅室內(nèi)夏季隔熱冬季保溫的需求，居住過程中會產(chǎn)生巨大能耗，與現(xiàn)階段“雙碳”戰(zhàn)略背道而馳。

從室內(nèi)構(gòu)造設(shè)計角度出發(fā)，本項目的內(nèi)隔墻采用帶保溫夾心層的隔墻系統(tǒng)，并在陽臺外墻增設(shè)內(nèi)保溫構(gòu)造，提升室內(nèi)保溫性能，減少室內(nèi)不同空間、室內(nèi)室外空間熱交換損失，以此提高節(jié)能效果。同時，所有外門窗使用塑鋼框Low-e中空玻璃，在滿足自然采光需求的前提下實現(xiàn)保溫隔熱、抵擋紫外線的功效。

3 使用智能家居系統(tǒng)，適應(yīng)不同場景

主動式建筑需具有主動感知建筑室內(nèi)外基本環(huán)境參數(shù)的功能，本項目選用智慧燈光系統(tǒng)和家居智能監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)對環(huán)境的實時監(jiān)控與主動調(diào)控。

3.1 智能燈光系統(tǒng)

智能燈光系統(tǒng)可實現(xiàn)對整個居住空間燈光的智能控制管理。例如通過遙控、手機APP等多種智能控制方式實現(xiàn)對居住空間照明的開關(guān)、調(diào)光，實現(xiàn)多種一鍵式燈光場景效果的切換；用定時控制、手機遠程控制、計算機及互聯(lián)網(wǎng)遠程控制等方式實現(xiàn)燈光智能可控，達到節(jié)能、環(huán)保、舒適、方便的目的。

3.1.1 起夜燈軟啟功能

男孩臥室和女孩臥室床頭安裝軟啟功能的起夜燈，通過逐漸變亮或變暗的燈光給人以視覺緩沖。同時，軟啟功能也能避免燈絲的短時間大電流突變，減少燈具耗損，起到節(jié)能減排的目的 (見圖15）。

15男孩臥室室內(nèi)效果

3.1.2 活動室燈光明暗調(diào)節(jié)功能

本項目客廳是集合客廳、餐廳、會客室、閱讀室等功能于一體的復(fù)合型交流空間。為實現(xiàn)低碳用能，同時滿足不同使用場景下的室內(nèi)照明需求，選用可調(diào)控?zé)艄饬炼鹊闹腔壅彰飨到y(tǒng)，通過多點位、多亮度的燈光選擇控制，實現(xiàn)照明使用場景的自由轉(zhuǎn)換。

3.2 家居智能監(jiān)控系統(tǒng)

營造智慧化健康室內(nèi)環(huán)境需加強對家居環(huán)境狀況（包括有害氣體含量、空氣濕度、室內(nèi)溫度、火災(zāi)引起的煙霧等）的實時監(jiān)測與治理，通過APP在控制系統(tǒng)末端實現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化、參數(shù)化調(diào)控，達到防治室內(nèi)污染、降低家庭安全風(fēng)險的目的（見圖16）。

16智慧家居點位布置

3.2.1 室內(nèi)環(huán)境實時監(jiān)測和反饋機制

本項目通過廚房、臥室、衛(wèi)生間等空間智能溫濕度傳感器、無線煙感器、智能空氣質(zhì)量檢測器等的布置，實時監(jiān)測室內(nèi)環(huán)境的溫度、濕度、煙霧濃度、CO濃度、甲烷濃度，并通過智能化系統(tǒng)產(chǎn)品的APP將監(jiān)測結(jié)果上報業(yè)主，并允許業(yè)主對產(chǎn)品參數(shù)進行調(diào)整。

3.2.2 室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量的數(shù)字化終端監(jiān)測調(diào)節(jié)

控溫控濕及智能空氣監(jiān)控系統(tǒng)自成一套數(shù)字化環(huán)境調(diào)節(jié)系統(tǒng)，并接入整個智慧家居系統(tǒng)，實現(xiàn)自動環(huán)境控制。當某一室內(nèi)環(huán)境參數(shù)出現(xiàn)異常時，智能家居系統(tǒng)的APP會發(fā)出警報，及時通知業(yè)主并主動進行環(huán)境質(zhì)量調(diào)節(jié)，降低環(huán)境風(fēng)險。

4 使用低碳環(huán)保家具，打造綠色健康環(huán)境

4.1 裝配式家具

“CCTC建筑業(yè)綜合降碳模式”提出可通過裝配式建造實現(xiàn)施工減碳、節(jié)約建材，促進全產(chǎn)業(yè)鏈減碳的發(fā)展。本項目采用裝配式裝修手段，使用調(diào)平架空地板系統(tǒng)，通過工廠化部品搭接提升裝修速度，減少施工對環(huán)境造成的影響。此外，本項目的收納柜、可變家具、沙發(fā)柜、床等硬質(zhì)家具均采用裝配式家裝產(chǎn)品，極大地減少裝修廢料的產(chǎn)生，易更換、易拆卸，節(jié)約用材，降低能耗[4]。

4.2 低碳環(huán)?？裳h(huán)材料

主動式室內(nèi)設(shè)計提倡選擇可持續(xù)循環(huán)利用的裝修材料、家具、電器及生活配套系統(tǒng)，提升居住體驗的同時實現(xiàn)節(jié)能減排。首先可采用低碳、可循環(huán)利用的裝飾材料，如地板裝飾盡量采用PVC塑膠地板或瓷磚，墻面使用康純板等環(huán)保材料；其次家具可選擇利用廢棄木材、竹材為原料的人工合成材料，減少對原生材料的依賴[5]。

5 結(jié)語

主動式建筑理念引導(dǎo)下的低碳家居要做到用材降碳、使用高效、高標準施工和數(shù)據(jù)可控[6]。即便是老舊住宅改造設(shè)計也要積極將主動式家裝、裝配式家裝運用于實際空間設(shè)計中，將藝術(shù)與技術(shù)更好地結(jié)合在一起。