“双碳”战略背景下的住宅室内设计探析

2022-08-16吉首大学谢玉烨

工业设计 2022年7期

“双碳”战略背景下，各行业开始倡导低碳环保理念，并大力推行可持续发展与生产生活相结合，因此引入低碳设计对室内设计行业意义深远。“双碳”战略要求住宅室内设计应在住宅的全生命周期内，最大限度地节能、节地、节水、节材

，尽可能将低碳理念渗透到设计的每个环节。目标不仅停留在控制需求的节约能源层面，还应深入到减少损失、提高节能性的层面上。以此来构建低碳环保、可持续发展的住宅室内空间。

1 “双碳”战略概述

“双碳”是“碳达峰”与“碳中和”的简称，习近平总书记在2020 年9 月15 日第七十五届联合国大会上明确提出，中国二氧化碳排放力争在2030 年前达到峰值，力争在2060 年前实现碳中和

。实现“双碳”目标离不开绿色低碳建筑，从国家到社会，从政府到企业，加快绿色低碳转型已刻不容缓。低碳理念是符合当下发展的一种绿色环保新型理念，其对于大众来讲是一种节能环保的生活态度，对于设计者来讲是引领行业发展的社会责任。低碳的住宅室内设计包括材料的循环利用、可再生资源的应用及高效节能施工等方面。将低碳理念引入现代住宅室内设计中，不仅能降低生活成本、减少资源流失，还能提升住宅质量、促进大众健康消费，为人们营造健康舒适的住宅空间。

2 住宅室内设计现状

在“双碳”战略大力推行的背景下，大众的节能环保意识逐渐提升，设计者在设计过程中也越来越注重低能耗、高健康的设计方式。但“低碳生活、低碳设计”不仅仅是一个口号，应该切实将其融入住宅室内空间设计中。很多业主、设计者在进行住宅室内外空间装修时，忽视了低碳理论的应用，造成了资源浪费、环境污染等问题。究其本质，主要有以下原因：

其一，从业主角度看。科技日新月异，社会经济逐步发展，大众的生活水平与质量得到满足后，开始追求更高质量的精神需求，部分业主一味追求奢华富丽，要求特立独行、标新立异，其设计期望与低碳环保要求背道而驰。

其二，从设计者角度看。部分设计者缺乏环保节能低碳设计知识的系统学习，在住宅室内空间设计中忽略低碳理论的结合运用，过于追求室内空间的艺术表现，形成华而不实的设计，最终不得不重新投入人力物力进行改造翻修，造成不必要的资源浪费。

其三，从材料角度看。当前住宅室内空间设计大多材料的使用均为不可再生材料，对于装饰材料的选择和设计缺乏节能环保的考量，且部分材料仍存在有损人们身体健康的成分，污染环境的同时也危害了居住者的身体健康。

3 “双碳”战略背景下的住宅室内设计思路

3.1 住宅设计思维的低碳

在“双碳”战略背景下，低碳环保的可持续发展理念成为各行各业的风向标，不断被推广和使用，节能环保和健康低碳也作为一个全新解决方案而得到人们的重视。低碳生活逐渐融入人们的日常生产生活，人们对室内环境的设计要求从追求奢华转向崇尚自然，消费观念也逐渐趋向于低碳经济。室内设计作为一个高耗能行业，响应“双碳”战略，运用低碳理念解决当前室内设计现状变得尤为重要，设计者也应承载环保、低碳的重要使命。设计者在设计过程中应在满足使用功能、保证舒适的前提下，在住宅室内空间设计中体现低碳理念。这就要求设计人员加强低碳设计方法的学习，提高环保节能意识，将低碳设计切实融入各个环节中。住宅室内设计不是一个独立体系，而是住宅建筑设计的深化创作，住宅室内空间、住宅建筑本体与住宅环境因素是不可分割的整体，而国内大部分住宅设计在这三部分之间泾渭分明，导致后期因设计者的设计规划或业主的需求而推翻改造，由此便产生了大量资源浪费的情况。因此，室内外设计一体化极其重要，其能减少二次改造的重复施工、避免资源浪费，同时与低碳可持续理念不谋而合。

3.2 住宅材料能源的低碳

低碳住宅室内设计的内涵就是通过运用环保节能的新型材料、高效节能的低碳技术，创造绿色健康、低碳宜居的室内空间。文章通过分析住宅室内设计的现存问题，探讨“双碳”战略背景下的住宅设计原则。

3.3 住宅施工过程的低碳

低碳住宅室内空间设计不仅体现在设计思维与建造材料方面，设计过程同样应遵循低碳原则。首先，设计过程中应对房屋选址、周围自然条件、人文环境进行系统调查。根据房屋周围地形、地质、水文、气候等自然因素决定具体的低碳施工方案，尽可能减少施工过程对周围环境的影响。其次，室内装饰装修施工污染在建筑行业环境污染中占有很大比重，住宅室内的低碳施工应作为室内低碳设计的重点问题去解决。一方面是突出装饰装修过程中闲置建材的回收利用，按照是否可回收进行分类，譬如可回收的碎石类建筑废弃物，可采用铺设路面或地基填埋的方式再利用，以降低资源消耗。但是回收的建材进行二次加工仍会增加碳的排放量，因此应减少不可回收建材的数量及降低可回收建材的加工耗能，以便实现建材的循环利用。另一方面是对施工方式的改进和创新，利用新型低碳施工方式进行作业。譬如预制装配施工，此施工方式降低了人工成本，提升了施工效率，极具灵活性，在满足业主个性化需求的同时降低了施工污染，值得大力推广实施。最后，还应加强施工人员的低碳意识，完善施工管理制度，加强施工过程的规范性。只有将环保节能的低碳施工方式与各施工环节人员的环保意识相结合，才能在住宅室内施工过程中实现低碳理念。

4 “双碳”战略背景下的住宅室内设计原则

室内环境决定了居住者的舒适度、物质精神生活的满足度和功能布局的合理度，而室内设计的目的是从人的生理和心理需求出发，以功能为前提，以艺术为手段，创造人们理想的居住空间。住宅室内空间的低碳设计，可以充分利用自然资源，通过绿色手段保证居住者的健康生活，提高居住舒适度。

试验1-0即在未进行任何处理的情况下，模拟的溶洞洞顶和洞底的土压力接近于0，溶洞底部下卧层土压力也较小，而边缘处的土承担了较大的荷载，土压力达到228 kPa、266 kPa。试验1-1即对溶洞填充泡沫混凝土后，由于泡沫混凝土的模量较地基土较高，变形更小，所以中心部分承担的荷载大于边缘部分承担荷载，溶洞顶部处的土压力最大，中心处土压力均大于边缘处土压力。

就我国当前经济发展的现状而言，城市化进程不断加快，房地产行业发展日益旺盛，住宅的数量趋于饱和。基于此情况下，住宅的发展重点转移到了室内空间设计方面，由此室内空间形式、用材用料等更加多元化，丰富多样的建筑材料层出不穷，也不乏违背低碳理念的高耗能、高污染材料的出现。在室内装饰装修过程中，部分业主由于美观、价格低廉等因素而倾向于选择人工合成、不可再生的材料，不仅会污染环境也会损害人们的身体健康。所以应首先考虑天然材料或者工艺简单的材料，如天然石材、木材等。科技的进步衍生了诸多新型环保材料，此类材料在制造过程中主要采用低耗能、低污染工艺，且安全耐用，在使用过程中能保证居住者的生活环境清洁无污染。其次，在室内设计中应优先考虑可再生能源的使用及新能源利用技术，譬如水循环系统、热回收系统利用技术等。最后，装饰装修过程中建筑垃圾的再生循环利用也是节能低碳的重要表现。材料的可持续性发展是设计者在设计中的重要环节，节能环保材料的选择不仅能保护环境，还可以节约设计成本，实现住宅设计的高效性和经济性

。

4.1 整体性原则

三是文化改造缺乏体系。文化的形成并得到普遍认可是需要长时间实践检验的。优秀文化具有引领、熏陶和导向作用，可以激发社会公民在内心中形成向上向善的源动力。同样，对罪犯的文化改造，在“五大改造”中具有不可替代的作用。当前，对罪犯文化改造倾向于地域化、片面化，缺乏对中国传统主流优秀文化的完整体系教育。更多时候，将文化改造直接理解为文艺演出、文体活动等大众娱乐文化。甚至一段时间内，监狱罪犯改造出现一片歌舞升平、极富人情的不正常现象。

4.2 全生命周期原则

“全生命周期”是一种交易理念而非一个建筑语汇，但却是理解低碳设计、低碳经济的重要概念。建筑全生命周期，即从建材生产、建筑施工、建筑运行到建筑报废、拆除、回收的整个“生命”过程

。“全生命周期”在低碳住宅室内设计中主要体现在室内户型、装饰材料等方面。首先是“全生命周期户型”，即住宅户型能够随着居住者人生不同阶段的生活习惯、居住需求等因素，通过室内空间的变化、功能转化，使户型能够满足这种“进化”过程中演变的各类需求。主要体现在居室数量种类的增加、空间功能的转变，居住者的琐碎需求也能得到很好地满足。从居住者角度而言，面对高昂的换房成本，给住宅户型预留改动空间则更能体现住宅价值，其低碳理念的应用也就不言而喻了。其次是“全生命周期装饰材料”，主要表现为装饰材料在建筑整个生命周期中的循环再生利用。遵循全生命周期设计原则，对推动住宅室内空间设计的绿色发展具有重要意义。

试验梁主要尺寸：总长4 500 mm，简支跨度4 200 mm；混凝土板宽700 mm，厚70 mm；钢梁高200 mm，下翼缘宽400 mm，上翼缘宽60 mm，上、下翼缘板厚8 mm，腹板厚6 mm；所选栓钉直径为13 mm，高50 mm，完全连接结合梁中共布置70个栓钉，不完全连接结合梁中共布置42个栓钉，连接度为60%；钢梁均采用Q235钢，混凝土C30。各试验梁截面尺寸见图1。

4.3 可持续发展原则

“可持续发展”是低碳理念室内设计的最基本原则，也是将其与所在区域、城市和整个社会环境相关联的重要纽带。“可持续发展住宅”是人们在室内设计发展中不断探索优化居住者体验、提升经济价值、合理利用资源、创造环境收益的产物。这种“可持续性”不仅体现在住宅室内设计作为一个单体，更把建筑作为城市的载体，以建筑各环节的低碳设计推动节能环保、绿色智慧的新型城市发展。

5 “双碳”战略背景下住宅室内设计实例

5.1 “毛毛虫”住宅

“毛毛虫”住宅是加利福尼亚中部第一个获得LEED 白金认证的住宅，位于加利福尼亚卡梅尔山谷，建在圣卢西亚保护区的山丘上，该住宅占地两千八百平方英尺，其面积仅为保护区住宅平均面积的二分之一

。因建筑造型类似毛毛虫而命名为“毛毛虫”住宅，该建筑基于低碳环保设计理念对草原住宅的当代形式进行了探索。

5.1.3 低碳用能

燕麦在植物学分类上属于禾本科（Cramineae），燕麦属（Avena），是一年生草本植物，一般分为带稃型和裸粒型两大类。带稃型燕麦的内外稃紧包着籽粒，需要通过机械加工才能脱去，称为皮燕麦，而在收获时内外稃与籽粒已分离，脱粒后为裸粒型，称为裸燕麦[1]，裸燕麦起源于我国，俗称“莜麦”。燕麦是长日照、低温类作物，适应日照较长、无霜期短、气温较低的气候条件，而且根系发达，抗旱耐寒，耐贫瘠，对土壤要求不严，即使在沙化地、轻度盐碱地也能获得一定产量。所以，燕麦在我国华北北部、西北、东北等高寒地区广泛种植，是当地重要的粮食、饲料、饲草作物。

探索草原住宅的当代形式，建筑为横向延伸，且竖向体量较低

，保持与自然环境相和谐，通过开放式平台将两者相连接。这种紧凑的开发方式使基地的大多数面积免于人工干扰，并且在建筑周围采用高反射率材质的硬景观来降低热岛效应。此外，该场地的98%面积均具透水性，通过集水系统处理积聚的雨水，以供所有物业的灌溉需求。

式中，c 是常数，取 c＝6.0，其子小波为 ψa，b （x）=以此作为为基本小波，具有波动性和衰减性。

5.1.2 低碳施工

夯土墙的建造材料全部采用建筑建造时剩余的土壤，大大减少了施工垃圾的产生和运输过程的能耗，同时充分利用资源、节约成本，将建造过程中产生的粉尘灰利用至建筑本体和景观的铺路材料中。除此之外，在住宅的室内施工过程中，充分利用了回收的葡萄酒软木地板和复合石英岩台面。室内设计能耗最高的门窗部分，在此设计中也被替换为高效能窗框。整个建筑的室内外施工废料比一般住宅建造产出的废料减少了87%

。

收集并记录每位入组高危孕妇的基本资料，每次由专业护士对研究对象进行血压测量并记录。对每位入组的28～34周孕妇收集血液样本并保存。随访每位孕妇的妊娠结局信息。子痫前期的诊断及分类标准依据谢幸主编的《妇产科学》第8版。所有的入组孕妇均填写知情同意书。

整体性设计原则，即在建筑项目的设计、施工和室内空间的装饰、装修等不同阶段，将建筑各环节作为统一的整体进行设计，是建筑项目的所有相关人员集中讨论的过程，包括建筑设计师、室内设计师、工程师和业主的通力合作。发挥工期短、造价低、避免二次改造、减少资源浪费的优势，体现现代住宅设计的科学化、人性化。设计阶段的整体性对于住宅建成的实用性、合理性、安全性和舒适性都具有一定的优势。

5.1.1 低碳设计

中医药现代化要保持高速发展的趋势，需要为之注入新鲜血液，通过多学科交叉，将先进的理论和技术运用于中医药研究，将我国的中医药事业推向更高层次，这些都需要具有创新能力的综合型人才。在我国现行教育体制中，研究生教育仍然是培养高层次专业人才的主要渠道，因而研究生培养直接关系到中医药人才的质量和素质。

住宅夯土墙微微弯曲，与露石混凝土地板交相呼应，以此储存白天的热量以供夜晚使用，充分调节日夜温差，白天吸收的热量在晚上慢慢释放。在温度较高的夏季时，通过自然通风、遮阳棚对住宅进行冷却，在温度较低的冬季时，利用吹入式生物成分保证室内温度的适宜。除此之外，还利用经过保温处理的循环热水系统、节能电器和照明、分区的热辐射型地暖系统等节能技术

。

2.2.3 瓜秧整枝：根据该品种的特性，每株只留一个瓜。一般采用三蔓整枝方式，当主蔓长到30长，每株选留长势均匀的健壮侧蔓，多余的侧蔓及早去掉，一般选留第2～3雌花坐果，主蔓坐不住果时侧蔓雌花坐果。

5.2 金斯潘住宅

金斯潘住宅位于英国维特福德，总建筑面积为93m

，采用可持续建筑设计模式

，从减少住宅日常能耗和增加住宅能源供给两方面入手，实现低碳住宅标准化的目标。

5.2.1 围护结构节能材料技术的应用

住宅围护结构主要包括建筑及室内空间各界面，包括墙体、屋顶、地面、门窗等。围护结构占据住宅面积的比例最大，同时也是建筑能耗最高的部分。因此，提高住宅围护结构的性能可以降低能量损失，从而也就减少因加工等过程产生的碳排放。金斯潘住宅利用高效、低碳的围护材料，以及切实可行的节能技术等方式，来提高围护结构的保温、隔热等性能，减少能耗、增加效率。首先是墙体的节能，金斯潘住宅采用发展商自主研发的高性能绝缘面板，该面板具有高度绝缘和气密的优点，实现墙体的保温节能与隔热节能，利用保温隔热性能较好的材料作为外墙，使该住宅的热损失相较普通住宅减少了2/3。其次是门窗节能，金斯潘住宅的窗墙比仅为18%，相较于普通住宅降低了10%左右

，通过降低墙窗比进一步减少热损失。

5.2.2 可再生能源的应用

将可再生能源引入和应用在住宅室内设计中是未来室内设计行业发展的重要方向，包括对太阳能、风能、水能等可再生能源的应用，利用自然动力产生建筑建造与使用过程中的能源需求，在节能的同时还可以有效地避免环境污染。金斯潘住宅采用复合式建筑手法，利用木质燃料自给式锅炉供热，同时采用建筑整合式的太阳能光伏板和太阳能电热供水系统，这种建筑整合式再生能源的使用，增加了住宅在使用过程中的能源自给比例

。在室内设计中，目前运用较为广泛的是通过太阳能调节浴室水温，室内温度同样可以利用太阳能进行室内的热量置换，动态调节室内温度，达到恒温26℃左右，其富余热量可传至热水系统。金斯潘住宅所用的电均来自太阳能光伏技术，不仅为住宅使用者节省了室内能源的开销，同时也降低了住宅的能源消耗。除此之外，该住宅还充分考量了水资源浪费、废弃物利用、生态污染等问题。其次，将雨水转化为部分生活用水，譬如用于清洁、空调冷却水等。充分利用天然雨水资源，也可缓解水资源短缺的问题，诸如此类的设计方法均可以促进住宅的可持续发展。

5.2.3 科学规划室内布局

室内布局的规划很大程度上决定了该建筑的低碳基点，低碳视角下的室内设计规划应注重布局的合理性。金斯潘住宅采用室内双通风系统，为防止夏季室内温度过高，在住宅内部设置了被动式制冷和通风的风帽。对于冬天保温和通风换气需求，为了减少住宅内部的热损失，采用机械通风系统。除此之外，为了应对室内温度在不同季节的适宜性，金斯潘住宅在天花板中设置了热阻系统，利用该系统可以随时根据室内温度吸收或释放热量。所以，在建筑室内布局设计中，应保证建筑基于区域环境、气候特征条件下进行。热带地区与严寒地区的高能耗季节不同，热带地区的能耗量峰值是在夏季，可通过分析建筑周围的主导风向，依风向顺势布局，促进穿堂风的形成。此外，在保证基本功能拆分的前提下，室内空间划分以简洁为宜，也可采用象征性功能划分法，弱化分隔，减少穿堂风阻力。严寒地区的能耗量峰值则是在冬季，可通过分析建筑日照情况进行布局，减少室内温度流失。