智能化小户型住宅空间设计研究

莫育强 黄瑾琳

（1.北京理工大学珠海学院，广东 珠海 519088；2.澳门城市大学创新设计学院，澳门 999078）

目前，城市土地规划迈入“减量化、内涵式”发展阶段，小户型住宅凭借实惠的价格、相对简单的空间结构，逐渐受到社会公众的青睐[1]。从某种程度上说，小户型住宅已成为解决城市住房紧张与广大居民日益增长的住房需求之间矛盾的有效办法之一[2]。随着经济发展与市场需求提升，小户型的设计与布局开始迈向智能化。2021年，国家“十四五”纲要首次将“智慧家居”纳入其中，旨在提供更安全、节能、便捷的优质生活环境。目前的智能化小户型住宅设计重视物理空间，建立相关定量模型（如空间容纳量、密度计算等），但针对信息空间与物理空间交互设计的研究不足。本文系统整合现实空间与物联网架构相结合的总体设计构想，分析小户型住宅下物联网集成的智能空间设计策略。

1 智能化小户型住宅的定义与现状

1.1 智能化小户型的定义

户型是根据不同的居民人口结构进行的住户类型划分，一般有3种分类方法，即户类别、户规模及户结构[3]。小户型的广义定义为一居室的建筑面积在60 m2以下，二居室的建筑面积在80 m2以下，三居室的建筑面积在90 m2以下[4]。智能住宅空间虽然是一个多学科概念，但离不开住宅这一本质内核。在智能住宅中，现有家居作为住宅环境中不可分割的一部分，可以与自动化、物联网、可持续发展理念等领域相结合，促进居住空间的舒适性、安全性与便捷性，提高居住者的幸福感。本研究中，智能化小户型住宅是指建筑面积在90 m2以下，具备互联网、信息技术、服务用户的核心维度的住宅。

1.2 智能化小户型的现状

智能化小户型住宅在我国已有了初步发展[5]。人们的生活水平不断提高，住房需求快速且持续增长，城市住房从“有房住”向“住得好”逐步发生结构性改变[6]。智能化小户型住宅设计专注于家居的产品功能与生活质量的关系，然而现有设计通常弱化了家居与空间关系的协调性。完全基于设计师经验的家居设计可能导致客户按照设计师的理念体验表层上的智能生活，功能与用户需求适配性低，与满足用户需求的本意大相径庭[7]。目前，智能家居设计的研究领域缺乏系统性、多态化的探索，已有设计案例忽略了住宅设计需要广泛和完备的设计流程，导致设计的智能家居之间关联性弱，功能与用户需求适配性低，无法实现真正的智能化。

2 智能化小户型住宅设计要义

本文的研究对象为珠海市横琴金融岛方达成大厦的智能化小户型住宅。方达成大厦是横琴金融岛中典型的商住超高层综合体，42～56层为公寓式住宅，总户数为360户，户型建筑面积约48～89 m2。本文针对热销房型48 m2的一房一厅一卫户型进行研究。

方达成大厦住宅48 m2户型如图1所示。

图1 方达成大厦住宅48 m2户型（单位：mm）

2.1 多重空间设计

2.1.1 多重空间定位

多重空间的设计要点包括多重空间定位、空间设计理念以及空间类型分类3个部分。

智能化小户型空间设计要点如图2所示。

图2 智能化小户型空间设计要点

方达成大厦住宅多重网络空间如图3所示。

图3 方达成大厦住宅多重网络空间

多重空间定位是指以3个层次空间（非物质虚拟信息空间、用户设备交互空间和设备智能化处理空间）为基本点联结形成的新颖空间[8]。本文探讨的空间利用率的设计亮点在于不限于空间布局的变化，同时根据使用场景的需求变换，实现多功能混合模式的切换，使小户型的空间利用率得到大幅度提升。将建筑设计和机电设备建立在统一的坐标、精度单位和比例尺上，进一步构建多重空间相互联结。通过在坐标体系上选取若干点位，即人、空间、设备之间的三重交互点，创建数据集成的交互式网络。将智能家居引入空间设计，在应用空间和功能场景方面进行设计，塑造建筑实体的多重网络空间，形成个性化、多功能的生活环境。

2.1.2 空间设计理念

本文涵盖智能家居设计的3个基本理念，即可视化、交互式和反馈式。可视化设计指在共生共享的非物质虚拟信息环境下，强调设备信息的识别、运输过程，充分考虑智能设备数据的可视化呈现。

交互式理念不仅是作为循环系统而产生交互效益的设计理念。信息技术驱动的创新业态、数字时代的场所精神、人对空间的多维感知、新技术对时空尺度的压缩与延展、虚实交互的场所互动、虚拟世界与现实世界融合的交互等，都需要创新型的空间设计模式进行回应[9]。在交互式智能家居设计模式中，用户设备交互空间的特点是通过设置一定的应用程序，在日常居住生活中提供一系列的交互式互联设备，迅速回应每一位用户的需求，并以高效率的方式提供一个清晰、愉快和有成效的人机交互，强调交互关系对智能家居“设计—建造—服务”全链式布局的协同作用。交互式智能设计的主要目的是提高人与空间、人与设备进行交互式沟通的能力。从用户角度上看，用户行为可能会决定和影响智能家居的行为及其结果，使反馈式和交互式智能家居成为人与空间相互连接的促进因素。

反馈式的智能家居设计是设备智能化处理空间搭建以小型设备为载体的灵敏的架构系统，通过物联网感知环境各项领域，利用全天候在线的传感器对各类信息实时进行检测与收集。其中一个传感器或设备被激活时，相应的传感器和设备将会产生联动反馈。

2.1.3 空间类型分类

空间类型由应用体系和功能分区两部分构成。在反馈式和设备智能化的设计中，系统的组成部分需要涵盖反馈回路，即系统能在受到不同环境的刺激下稳定地产生反应。在任意高度集成的交互式和灵动性的理念中，智能设计关心的问题是用户覆盖，需要从人文关怀的角度考虑社会和文化的影响，结合用户行为和心理实现个性化定制。在可视化和虚拟现实的智能状态中，人、家居、居住空间并非孤立的特性存在，更突出三者构成的体统性机制系统，既包含静态的住宅空间设计，也引导多态化的动态场景变革。在功能使用上，允许智能家居的动态处理，例如通过智能面板控制智能家居的运作状态；同时也可以根据空间的应用体系进行多任务处理，满足用户多层次的体验效果。基于以上理念，本文将智能化小户型住宅空间类型分为功能分区和应用体系两种类型。

（1）功能空间。

功能空间作为建筑的基础，需要引导空间的设计逻辑和组织序列，梳理功能空间类型，使空间更具合理性[9]。在家居系统中，人们对空间需求的不同引导功能的变革，多功能空间的混合模式，可以调整内部空间的尺寸和形状并实现各种功能。为满足用户需求与建筑功能的适配性，本文依据功能空间特点，将智能化小户型住宅功能分区划分为3种空间类型。

半私人空间：在智能化小户型的住宅空间中，人们对私人空间与公共空间的界限更模糊，因此引入半私人空间的概念。此空间类型的定位为信息需求型，不同的客群类型需求不同，例如老人的需求是康养，新生儿的需求是安全，根据个性化需求，催生更具个性化的家居设计。半私人空间是私人空间与公共空间的有效联系，可以使用智能移动隔板和智能折叠隔板进行二者分区和连接，充分体现了智能化小户型空间设计的灵动性。

公共空间：在智能化小户型住宅中，空间容纳量较小，人们更倾向无固定物理界限的厨房和智能会客厅，因为明确的物理界限会限制娱乐、社交、工作、家庭等相关活动。在智能化小户型住宅的设计中，环境智控型的家居可对此类型的空间发挥场景变换的作用，提供一键场景式的家居系统性服务，满足住宅用户的偏好。

私人空间：私人空间是用户个人私密区域的空间环境，卧室就是其中一个典型代表。随着工作和个人生活的日趋融合，工作和休息不再需求特定的独特空间，通过智能家居多态化工作，在同一尺寸空间下设计包括电视、电脑、书桌等具有私人特征活动集成私人空间的模块化家居。

（2）应用空间。

在智能化小户型建筑中，应用型空间定位状态分为3类：第一类，卧室、客厅引导形成日常活动型；第二类，人与空间关系的改变引发了信息需求，例如人在客厅，对厨房状态、浴室水温等产生信息需求，智能家居进行进一步的有效信息整合，此空间属于信息需求型；第三类，在小户型住宅的内部空间内，人的行为、家居、信息共同作用，产生灵动的交互作用。充分考虑家居产品的位置排布和运作，实现可持续的环境智控型空间。

应用型空间定位状态如图4所示。

图4 应用型空间定位状态（单位：mm）

日常活动型：智能家居设计下的综合空间和设备给人们提供了一种简便、自然和智能的居住氛围，其设计满足日常活动对空间利用的需要。

信息需求型：对用户和设计之间的家居产品、信息等进行信息内容的有机整合、处理和分析，产生便捷、迅速的个性化信息服务。

环境智控型：借助智能化技术和家居产品，实现能源的高效利用，挖掘和提升住宅空间价值。例如，远程监控和调节家居设备的运作状态，包括智能门禁、自动扫地机器人等。

不同的实践类型的划分并非绝对割裂，而是相互连接、整体统一的关系。将日常活动和工作、娱乐需求联结在一系列空间中，设计功能混合型、多态性空间区域，无须额外增设空间尺度或调整房间户型布局，在小户型住宅中的应用尤为重要。

2.2 内部空间设计

内部空间设计主要应用在四大领域，包括餐厨、会客厅、起居室、卫浴间。在应用体系和功能分区的划分下，通过4个领域的细节设计可以使单个空间融合多项功能，拥有更高的灵活性，提高了空间的使用效率。

2.2.1 餐厨

厨房设计的灶台处理可以改造为具有人机交互功能的触碰屏幕。针对不同年龄类别群体的行为、习惯和智能化产品学习能力分别采样研究，使人的语音沟通、肢体语言、行为指令等能得到个性化的分析和迅捷的工作反馈。

2.2.2 会客厅

作为公共空间的部分，智能会客厅通过家居的灵动布置实现集成多功能会客厅，满足人际交涉、娱乐休闲等多领域需求。优先采用模块化兼具多功能性的智能家居系统设计，使内部空间的通用性有所增加，如轻质智能隔断。同时，设计家居智能移动改造布局，不再排布绝对固性的功能空间，而是应用中心多元化的模式，满足一天中不同时间段下特定空间对人容纳量的不同。此外，可以将传统的家居改造为具备多任务功能的智能家居，实现智能隔断的实时开启，占据更小的空间，同时也为住户提供更舒适、便捷的服务，如电子触碰控制屏。

智能控制面板如图5所示。

图5 智能控制面板

2.2.3 起居室

小户型住宅面积受限，起居室成为不少住户用餐、办公学习、娱乐多任务需求的核心空间。家居摆放量和对应的占地空间应进行合理设计，如合理安置智能升降衣帽柜、节律感应灯具、智能化处理多用桌。针对方达成大厦住宅案例，使用智能活动隔断灵活划分会客厅和起居室，在日常需要使用会客厅空间时保持客厅的充足面积，夜间休息时智能隔断的灵活位移调整了起居空间内布局。

2.2.4 卫浴间

智能卫浴间设计如图6所示。

图6 智能卫浴间设计

卫浴家居采用自动检测卫浴行为不同阶段的家居产品，能够感知用户的状态和相应的情境；智能升降马桶能根据用户的身高等生理状态调整不同的应用方案。同时，智能卫浴系统考虑系统地学习用户的行为习惯和使用细节，满足家庭成员对水温、光线、安全监管的个性化偏好需求。

3 结语

由于居住观念与家庭模式的转变，智能化小户型住宅的需求日趋增多。但目前设计方案多基于物理空间设计，缺少了信息空间的视角。本文基于方达成大厦智能化小户型住宅的案例研究，通过引入多重空间的设计概念，提出3个设计要点。第一，空间设计应注重人与周围空间的联系，需要创建一个信息、数据和反馈集成的设计系统，将“人—空间—设备”3个组成部分相互结合。第二，在智能化空间发展中，需要强化以人为本的导向，充分发挥智能家居在功能使用上的最大效益，为功能空间进行相应适配。第三，针对小户型设计，应充分考虑智能家居产品的位置排布和运作，实现空间场景的智控应用。未来，智能家居技术势必与传统家居的协同创新和深度融合，为智能化住宅空间设计提供有效解决路径。