主動式建筑理念下的住宅室內環境設計
——以北京市某老舊小區家裝改造設計為例

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

運用主動式建筑設計理念，以老舊小區內小套型室內設計項目為研究對象，通過提高空間使用效率、改善空間主動性能、節約環境能耗，并采用智能家居系統、裝配式內裝等方法，實現室內全產業鏈、全方位節能減碳，提高室內環境質量，打造健康舒適的人居環境。

主動式建筑；室內裝修；室內健康；低碳住宅；智能家居系統

0 引言

當下，我國城市發展已進入“存量更新”時代，為提高老舊小區生活質量，室內設計需重點關注低碳環保、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健康舒適、節約資源和保護環境的動態平衡，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、環境四大評價標準，通過建筑空間自感知調節、環境參數控制等方式提高建筑及室內主動性能。本項目原室內環境存在諸多硬性問題，因此希望通過技術手段在室內設計、建造、運營維護的全周期內實現全產業鏈的主動式室內空間營造，主動改善室內環境質量。

1 了解住戶新需求，調整空間布局

1.1 空間原有問題分析

本項目為北京市西城區三里河三區內某住宅樓3樓北戶。該小區建于20世紀70年代，平均樓層為6層，樓間距10m，D/H值約為0.5，整個小區空間封閉狹窄。從天然采光方面，該項目勉強滿足室內天然采光系數和均勻度要求，但由于房間朝向北側，室內相對陰冷。

室內空間布局方面，39m2的“眼鏡房”小套型內常住人口包括3位成人、2位兒童，原有空間存在大量流線交叉、分區凌亂、干濕不分離、動靜區不分隔、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生間和管線布局混亂。由于衛生間過于狹小，洗衣機被置于臥室內，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。收納空間的缺乏導致廚房存在眾多衛生死角和洗手臺濫用情況。洗衣間和學習空間并置，造成極大的噪聲干擾。西側上下鋪臥室和客廳、游樂室三合一，導致斜角度看電視。

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、高耗水的潮濕環境中。

1.2 提高空間使用效率

1.2.1 調整布局

主動式建筑需通過優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）潔衛區 整合空間，擴大面積，保證干濕分區。

2）廚雜區 增加儲物空間，合理化流線。

3）生活區 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空間體塊關系調整3a改造前3b改造后

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

4廚房區效果

在保留原有功能分區并按需擴大面積的基礎上，本項目增加了父母臥室和玄關區域，保證了家庭生活區和共享區空間效率最大化，更有利于實現環保、低耗能的減碳目標。

1.2.2 空間復合

要在住宅室內實現“雙碳”理念，須節約用材、提高空間使用效率和空間復合程度、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應有獨立的收納區，便于“物歸其位”，實現低碳用能。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；在小空間內可使用復合家具，將收納柜與沙發、床鋪、電視柜等家具相結合（見圖5，6）。

5功能空間與收納空間布局

6家具陳設布置平面

1.3 增加空間靈活多變性

“雙碳”理念下的室內空間，尤其是此類小套型、多兒童的住宅空間應堅持家具可持續發展原則，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 成長型家具設計——兒童房空間設計

本項目為適應業主家兒童的成長變化需求，將柜體與書桌、床結合，形成一整套推拉式兒童家具，床鋪側面拉開，可從單人床變為雙人床，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，將電視墻設計為推拉式電視柜+書柜的一體化墻體。當電視柜推拉門關上時，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；電視柜門左側推拉門也可作為后側臥室的房門，實現“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，降低環境能耗

2.1 提高室內自然采光率，營造“會呼吸”的家

2.1.1 可自動調節采光

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

2.1.2 在墻飾面中應用鏡面

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布置，可增加空間的日光反射范圍，從而大大提高室內天然采光量和受光均勻度，保證主要空間至少60%面積比例區域的天然采光照度值不低于300lx的小時數平均不少于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鏡面空間室內效果

2.1.3 可調節電動遮陽系統

合理的遮陽方式對于控制室內溫度、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能功效，內遮陽則更方便調節控制。有效的遮陽處理不但可隔絕日照，而且能抑制室內氣溫上升，最多可節省約45%的空調能耗。

2.1.4 輕質隔斷

本項目為增加天然采光量并提高室內采光均勻度，打開陽臺到東側臥室的硬性隔斷，并通過感應電動遮陽百葉自動控制室內采光量。將西側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 節能燈具選擇

室內燈具選用節能燈，并根據人在室內的位置及生活狀態，調節光源位置與功率，引入智能家居系統，運用智能調節燈光家具，選擇與家中裝飾風格相符的節能燈具，多檔位調節燈光照度，節約電力能耗。

2.2.2 低照度線性燈光引導

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

12照明設計效果

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

13線性燈光室內效果

經過燈具改造設計，本項目室內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設計后通過DIALux完成的室內照明計算

2.2.3 節能設備應用

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

2.3 提高室內微氣候自調節能力，打造“主動改變的家”

2.3.1 控溫控濕及智能空氣監控系統

穩定舒適的室內濕熱環境設計是主動式建筑的必選項，需要一套完整的居家生活系統使室內24h保持恒溫、恒濕、恒氧、恒潔、恒靜的居住環境，以提高人們的生活質量。

室內家裝首選智能新風空調系統，為室內創造恒溫、恒濕、恒氧、恒靜的體感舒適空間。同時為實現對CO2、PM2.5、室內溫濕度的實時監控和自主調節，在室內智能家居系統中加入全套的智能空氣凈化器、智能PM2.5檢測儀[3]。

2.3.2 圍護結構節能

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

從室內構造設計角度出發，本項目的內隔墻采用帶保溫夾心層的隔墻系統，并在陽臺外墻增設內保溫構造，提升室內保溫性能，減少室內不同空間、室內室外空間熱交換損失，以此提高節能效果。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保溫隔熱、抵擋紫外線的功效。

3 使用智能家居系統，適應不同場景

主動式建筑需具有主動感知建筑室內外基本環境參數的功能，本項目選用智慧燈光系統和家居智能監控系統實現對環境的實時監控與主動調控。

3.1 智能燈光系統

智能燈光系統可實現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對居住空間照明的開關、調光，實現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、計算機及互聯網遠程控制等方式實現燈光智能可控，達到節能、環保、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，起到節能減排的目的 (見圖15）。

15男孩臥室室內效果

3.1.2 活動室燈光明暗調節功能

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合型交流空間。為實現低碳用能，同時滿足不同使用場景下的室內照明需求，選用可調控燈光亮度的智慧照明系統，通過多點位、多亮度的燈光選擇控制，實現照明使用場景的自由轉換。

3.2 家居智能監控系統

營造智慧化健康室內環境需加強對家居環境狀況（包括有害氣體含量、空氣濕度、室內溫度、火災引起的煙霧等）的實時監測與治理，通過APP在控制系統末端實現數據可視化、參數化調控，達到防治室內污染、降低家庭安全風險的目的（見圖16）。

16智慧家居點位布置

3.2.1 室內環境實時監測和反饋機制

本項目通過廚房、臥室、衛生間等空間智能溫濕度傳感器、無線煙感器、智能空氣質量檢測器等的布置，實時監測室內環境的溫度、濕度、煙霧濃度、CO濃度、甲烷濃度，并通過智能化系統產品的APP將監測結果上報業主，并允許業主對產品參數進行調整。

3.2.2 室內環境質量的數字化終端監測調節

控溫控濕及智能空氣監控系統自成一套數字化環境調節系統，并接入整個智慧家居系統，實現自動環境控制。當某一室內環境參數出現異常時，智能家居系統的APP會發出警報，及時通知業主并主動進行環境質量調節，降低環境風險。

4 使用低碳環保家具，打造綠色健康環境

4.1 裝配式家具

“CCTC建筑業綜合降碳模式”提出可通過裝配式建造實現施工減碳、節約建材，促進全產業鏈減碳的發展。本項目采用裝配式裝修手段，使用調平架空地板系統，通過工廠化部品搭接提升裝修速度，減少施工對環境造成的影響。此外，本項目的收納柜、可變家具、沙發柜、床等硬質家具均采用裝配式家裝產品，極大地減少裝修廢料的產生，易更換、易拆卸，節約用材，降低能耗[4]。

4.2 低碳環保可循環材料

主動式室內設計提倡選擇可持續循環利用的裝修材料、家具、電器及生活配套系統，提升居住體驗的同時實現節能減排。首先可采用低碳、可循環利用的裝飾材料，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 結語

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