“双碳”语境下的当代居住空间设计方法研究

摘要：通过材料设施、空间形态与行为模式等方面进行设计方法总结，促进社会行业的生产方式与意识形态的转型升级。从国家报告数据进行分析，融入人与城市、环境与自然和谐共生的设计思考，针对材料设施、设计工艺以及行为模式等方面进行居住空间建造过程、使用过程与维护过程中的方法论总结。归纳总结降碳减排的居住空间设计方法与生活方式。对于“双碳”语境下的空间设计方法总结为行业提供新的设计与发展思路，为消费者提供降碳减排的绿色生活方式，从而促进行业与社会的发展，为“双碳”语境下的理论研究提供新思路。

关键词：碳中和 碳达峰 居住空间 空间设计 设计方法

中图分类号：J59 文献标识码：A

文章编号：1003-0069（2023）17-0048-04

Abstract：A summary of design methods through material facilities，spatial forms and behavioural patterns to promote the transformation and upgrading of production methods and ideologies in the social sector.The analysis of data from national reports，the integration of design thinking on the harmonious coexistence of people and the city，environment and nature，and the methodological summary of the process of construction，use and maintenance of living spaces in terms of materials and facilities，design processes and behavioural patterns.Summarises approaches to the design of living spaces and lifestyles that reduce carbon emissions.A summary of spatial design methods in the context of " carbon neutrality " provides new design and development ideas for the industry，provides consumers with a green lifestyle that reduces carbon and emissions，thus promoting the development of the industry and society，and provides new ideas for theoretical research in the context of " carbon neutrality ". This will promote the development of the industry and society，and provide new ideas for theoretical research in the dual carbon context.

Keywords：Carbon neutrality Peak carbon dioxide emissions Living space Space design Design method

引言

2020年9月22日，習近平总书记在联合国大会一般性辩论上发表讲话，指出现如今世界各国应当进行自我革命，顺应《巴黎协定》的大方向，践行国家责任与义务，中国将努力争取2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和的目标。2021年3月15日，总书记在中央财经委员会第九次会议中再次提出将“双碳”目标纳入我国生态文明建设整体布局，2022年1月24日，中央政治局集体学习再次聚焦“双碳”主题，总书记发言中提出要走生态优先、绿色低碳发展的道路，并在经济发展中促进绿色转型，在绿色转型中实现更大发展的科学发展方式。

当今中国作为世界第二大经济体，建国至今短短七十余年间的发展与成就举世瞩目，坚持走自主创新的科学发展道路，加强国际合作联系，在万物互联的今天不忘大国责任与义务，提出了“努力争取2060年前实现碳中和”的战略目标，力图团结各个国家在发展的同时，打造一个更美丽的生态环境与人居环境，这是为了全人类的福祉所提出的伟大目标。

设计行业早在20世纪60年代就提出了绿色设计概念，美国设计理论家维克多·J·帕帕奈克在《为真实的世界设计》一书中提出，设计应为保护人类赖以生存的地球的有限资源而服务，国际社会将绿色设计的原则归纳为减少环境污染、减少能源消耗以及产品及部件回收再利用的“3R”原则，帕帕奈克的理论也被认为是此后的现代设计与可持续设计理论的里程碑式著作。[1]此后，低碳的概念为人所熟知是在1997年12月日本京都召开的《联合国气候变化框架公约》第三次缔约方大会上，《京都协定书》中指出2010年发达国家二氧化碳等6种温室气体排放量要比1990年减少5.2%，2003年，英国政府公布的能源白皮书《我们的能源未来：创建低碳经济》中也正式提出了低碳经济这一概念，直至2009年的哥本哈根世界气候大会，192个国家的代表商讨《京都协定书》承诺到期后的后续方案，以附加文件的方式通过了并不具备法律约束力的哥本哈根协议，自此低碳经济与低碳生活概念也正式为人们所熟知。

现今，中国2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和的国家战略正式进入社会各界视野，城市建设、能源材料、社会民生以及各行各业都需要积极响应国家发展布局，顺应时代与社会发展的趋势，在节能减排，绿色生产生活层面进行改变与升级。当今的设计行业则更需要在设计形式、行为模式与生活方式上为消费者与社会带来全新的认知，居住空间层面对于“双碳”视角下的设计不仅应在建造、使用与维护层面考虑到节能降碳设计，更应注重居者的消费与使用观念，注重人与城市、自然之间和谐共生的关系。设计来源于自然又融入自然，从设计形态与生活方式上进行节能降碳的改变与针对居者行为模式的设计才更加深入人心，在居住空间设计中对于空间形态与生活方式的研究在直观地为消费者带来改变的同时，还能够对于国家“双碳”目标的实现起到相当程度的响应与影响作用，不仅对于气候变化，对于社会与行业的生产方式与意识形态的转型升级更有着不可磨灭的变化。

一、建造与空间层面的“双碳”空间设计

中国建筑节能协会在公布数据指出，城市整体的碳排放量中，建筑的建造与运行的碳排放量耗能巨大，建筑全过程的碳排放占全国碳排放总量的比重为建筑材料28.3%、运行阶段21.9%、施工阶段1%，2020年建材行业二氧化碳排放14.8亿吨，与2019年同比增长2.7%。在建筑全过程中占排放总量2/3的是需求日益增长的用电量，电力需求增速极高，故建筑实现碳中和的路径更要从“光、储、直、柔”四个方面进行开展，即光伏发电、储存电力、直流转换以及调节负荷来达到降低发电量减少用电量，从而实现碳中和的目标。[2]建筑全过程碳排放总占比超过全国碳排放总量一半，排除公共建筑，占民用建筑多数的居住空间建材与运行碳排放不可忽视，此时的居住空间不仅仅指的是包含居者生活空间的建筑内部，同样包含设计以及外立面、庭院等整体生活空间。

（一）低碳环保材料的设计选择

空间的塑造首先应考虑材料的选择，选择绿色低碳材料作为建筑主体、饰面及内部装修的原材料，从而降低空间建造过程中的原材料生产与使用造成的隐含碳排放量是居住空间降碳减排的首要因素。

当今“双碳”语境下的居住空间设计，应当更加注重环保建材的使用与改造。建材的制造、运输与使用方面，企业积极响应国家政策，加快转变生产方式与能源消耗结构，着力研发推广绿色低碳的建材产品、制作工艺以及制造技术，大力发展光伏发电、风能、氢能与可再生能源技术，设计师作为材料的使用者更应考虑选择低碳环保与对环境负荷较小的新型材料对空间进行设计，并通过设计进行材料的节约使用、高效利用与再创造等降碳减排措施。例如，运用竹纤维墙面板的低碳环保装饰材料进行设计与改造，发挥其无毒无害无异味的材料优点与保温隔热的材料性能，美观易清洁、防潮防水等优点会直接反馈给居者在空间中的使用体验，从设计与使用角度为居者带来思维的转变，发挥低碳材料的独特性，并通过设计改造高效利用材料，循环使用材料，规避其硬度低、易腐化等缺点，从而在设计中充分发挥低碳环保的材料特性与设计为居者所服务的特点，在材料选择层面降低温室气体排放。

（二）气候友好型空间与光环境塑造

在空间层面对居住空间进行合理规划，环保低碳并有助于减少碳排放的新型居住空间最主要的一点就是尽量减少能源物料的浪费与带来优质的居住体验，打造更宜居的居住空间。

气候友好型空间是通过对当地气候与建筑周边微气候进行空间形态与布局设计，从而在降碳减排的同时，提升居住者的空间居住体验。当代建筑与居住空间形态建立在工业革命的基础之上，传统居住空间的形态对于气候的适应程度决定了人与空间、环境之间的联系较弱，目前设计行业许多新发展都展现出了对于气候的适应性增强，以及对于人和环境之间的新思考。气候友好的空间设计首先应考虑居住空间的地理位置，例如，南方湿热地区的传统民居形态与北方典型的四合院式空间不同，采用了庭院收窄的空间尺度，一方面空间具有防热性能，另一方面贯通建筑纵向进深的“冷巷”还更宜空气流通，体现了空间微气候调节的作用。[3]其次，从空间微气候调节的角度分析独立居住空间的设计方法，气候友好的空间设计可以通过材料构造与空间分割来体现，例如，居住空间的建筑表皮中目前较为流行的双层幕墙概念，通过打造空腔式的双层构造使建筑表皮适应天气的变化，利用了气压差、热压差与烟囱效应原理，保温性能出众，隔热隔音效果显著，同时还便于空间的通风换气，能够从相当程度上减少空间在后期使用过程中的能源消耗，从而达到节能减排的目的，如图1所示。

打造空間的低碳光环境，能够为消费者提供优质空间体验的同时，降低居住空间的需求与能耗。居住空间的光环境塑造是通过打造节能的采光方式与照明系统，为居者提供充足的照明与低能耗、低排放与低污染的居住体验，在空间中塑造光亮空间与阴影空间以适应居者处于空间不同位置时的行为需求，辅助配以节能环保的点状照明与线性照明，在保证光源充足的同时打造不一样的优质空间体验。其次，将建筑表皮进行合理开口，便于光源进入节省照明耗能的同时为人提供隐私遮蔽，通过开窗的高度、宽度及纵深来达到采光与遮挡外部视线的目的，建筑开口高度刚好遮挡住外部人员的视线，又能为内部居者提供充足的采光与通风可能，如图2所示。

（三）降碳减排的空间布局与形态设计

在居住空间的建造设计过程中，合理设计规划居住空间形态布局，整合空间需求，打造多功能属性空间都是能够为降碳减排起到直接或间接作用的设计方法。

在居住空间形态与布局方面，考虑居者与空间、环境的和谐共生，将室内外空间形态与空间界面的设计进行整合，满足居者物质精神需求的同时，达到节能减排降碳的社会目的。居住空间受自然与社会因素制宜，分析当地的气候条件，所处地域位置的人文环境，居住空间的外部设计首先应尽可能较少对自然环境的破坏，空间应与环境融合。其次，降碳节能的空间应尽可能减少建筑能耗，充分利用自然条件，通过空间朝向、布局的条件将自然资源进行最大程度的利用，考虑通风和日照设计与结合清洁能源进行空间形态的设计。最后，空间形态的设计应当为居者塑造更加节能低碳的生活方式，从居者的生活习惯与行为模式出发进行空间设计，为居者带来更加高效与环保的生活方式与空间居住体验是“双碳”语境下空间设计的更高追求。

从具体设计方法而言，根据空间类型采用水平并置或水平垂直切割的方式进行设计，能够整合空间资源、减少空间能耗并塑造多功能属性空间。当空间充足时，设计可采用平面散布与水平并置的方式，将室外空间室内化并实现最大程度的采光与空气流通，节能减排并使居住空间与外部环境联系更加紧密，将空间融入自然环境中；当用地较为局限紧缺或居住空间为独立建筑时，空间形态可采用水平切割与垂直重叠交错的方式，一方面能够将室外光线与空气引入室内，增加每层采光面积与通风，达到冬暖夏凉且降低能耗的效果；另一方面，垂直切割后的空间会形成一系列多功能空间、模糊空间与光亮阴影空间，将其中融入一系列空间功能能够为居者带来新鲜多元的居住体验与更加节能优质的生活方式，从而避免了资源与空间的过度浪费[4]。例如，在居住空间中将二层与一层交错，二层的阳台部分作为一层的屋檐，形成日本居住空间中常有的“缘侧”结构，在一层的公共区域中，“缘侧”既可以为居者提供防晒避雨功能，一层室内外延伸出的露台也可为居者提供休息娱乐的平台，欣赏庭院与室外的景色，不必担心日晒或淋雨，这种交错式设计为居者提供了更加丰富的生活方式，又在空间构建角度节省了单独构建所需的建材与设施，空间二层能够有更大采光面积的同时，弱化了空间与环境之间的属性差异，从降低材料能源消耗与绿色生活方式双重角度达到了节能降碳的设计，如图3所示。

二、使用与未来层面的“双碳”空间设计

在居住空间的温室气体排放方式中，除建造过程中材料制造使用过程中的隐含碳排放外，较为主要的是居住空间在使用过程中建筑运行产生的直接碳排放与间接碳排放。直接碳排放是空间在运行与使用过程中烧锅炉、生火灶具与燃气热水器等设施通过直接燃烧产生并排放温室气体的碳排放，间接碳排放是空间中的用电与在区域供暖供冷中蒸汽与冷热水所产生的碳排放，虽没有直接排放，但能源所产生的排放行为依然属于居住空间的碳排放。[5]在设计层面不光需要解决现在的环境与社会问题，更需要为未来人居环境与生活方式提供可能。

（一）清洁能源的选择与使用

居住空间设计中，响应国家“光储直柔建筑”理念，在设计角度改变空间用电的模式与方式十分重要，运用光伏电、地热能等清洁能源供应居住空间用电取暖是目前较为直接有效的措施。目前，光伏电作为清洁能源在近些年已经有相当程度的进步，在建筑表皮加装光伏电系统已经基本能够实现建筑与空间的自给自足，科学使用蓄电池、充电桩等设备，再加以内部直流供电，在供暖需求量较大的冬季，用清洁能源太阳能、地热能或风能等填补能耗缺口，对于整体居住空间的降碳减排将产生实质性的改变。[6]

未来的空间设计不仅应考虑到居者的生活空间，对于居住方式、生活质量与人居环境的整体考量更是设计师所应考虑到的本质，清洁能源的使用与光储直柔的措施不仅仅能够直接降低目前居住空间的使用能耗与运行成本，更对于环境气候有着直观改善。我国北方的居民生活中，冬季是雾霾天气频发的季节，雾霾天气主要由农业与工业的能源生产行为导致，城市建筑供暖所使用的化石能源燃烧所产生的大量温室气体与废气堆积是造成雾霾天气频发最主要的原因之一，在空间设计中不仅应考虑到居住空间使用过程中的体验，更应考虑到后期设施维护的成本与方式方法，对于长久居住在同一居住空间的居者而言，空间使用的便利程度、空间使用维护过程中所需要的成本、在空间中长期生活的居住体验都是设计师在前期设计中所应考虑之处，为居者打造更加多元、绿色、舒适的生活方式是居住空间设计的重点，更是设计的本质。

（二）空间形态与多功能属性空间

对居者生活方式进行设计，通过合理布置光源、打造低碳空间形态等方式降低碳排放是“双碳”语境下居住空间应考虑的重中之重。在能源方面，除前文提及的建造过程中充分自然资源设计空间形态与清洁能源使用外，使用过程中的能源消耗方式也是设计重点之一。在空间中合理布置光源，并尽量利用节能光源进行采光，采用线性光源与点状光源结合的方式进行大尺度空间或进深大的空间照明，在能够节省电能的同时，营造了空间的氛围感；在空间形态方面的建造过程中打造采光充足、冬暖夏凉的空间形态，在日常使用过程中可以局部进行供暖与制冷，尽可能节能减排，并为居者营造更加绿色与节约成本的生活方式，满足了居住需求的同时更节省了居住成本，为国家的碳中和目标做出了贡献。

空间设计角度的节能减排需要设计师降低空间浪费，塑造多功能属性空间，从生活方式与可持续发展角度为空间使用提供更多可能。把握空间的整体意识，根据居者的文化背景、生活方式与个人的行为习惯高效利用空间，避免过多浪费空间或设置不必要空间导致造成闲置空间，是对于室内空间有效利用的重点，在设计方式上也应参考发达国家的空间利用模式，例如，同处亚洲的日本居住空间，同一空间往往能够提供多种使用方式，空间储物能力达到了最大化的运用，台阶作为空间通路还同时具有休息、储物的功能，并配以开放的视角景色，居者在空间生活的过程中还可以对于空间有多种利用方式。

（三）针对未来的生活方式设计

在空间中的人日常生活时的行为模式不是一成不变的，在设计“双碳”语境下的居住空间时，除了能源的节省外，还应对空间进行多维度、深层次的考量，即时间的变化、成员的变化等因素导致需求的变化。随着居者未来家庭结构的变化或生活方式习惯的变化，对居住空间还会产生多种需求，例如，空间建造时是业主夫妇二人居住，5年后，随着子女的出生与成长产生更多需求，需要更多生活、学习、运动空间，其中最迫切的需求就是储物空间的增长需求，抑或是当今针对信息时代的生活方式设计不再满足未来生活方式的变化，此时的居住空间更应该做到随着居者家庭结构或生活方式的变化而变化，从而避免二次建造或空间资源浪费导致的碳排放，设计师也应尽可能考虑到这种多维度、深层次的变化。

空间的功能与属性不是一成不变的，在空间中设置不固定属性的模糊空间，在同一空间满足居者多种需求，这种高效利用空间的方式同样是降碳减排的重点。例如，在主卧阳台采用顶部开口的形式，利用电动顶棚卷帘的形式隔绝雨水与潮湿，晴天时打开卷帘将室外光线与空气引入室内，赋予阳台休憩、晾衣等功能的同时使空间与人融入自然，赋予居者更加低碳的生活方式，同时又为一层提供遮阳避雨等功能。在餐厅空间外庭院通路部分搭建露台，一方面，室内外等高能够将室外景色融入室内，模糊室内外空间属性；另一方面，露台可以提供多种使用方式满足居者不同需求，人可以在室内就餐时零距离感受到室外的景色与空气，一方面增加了室内的面积，更加丰富了人在空间中的活动。针对生活方式的降碳减排空间设计方式，既是合理规划空间布局，又是高效利用空间，减少空间浪费与能耗，如图4所示。

為空间中的居者提供新型的绿色生活方式，提供便捷高效、舒适安静、充满趣味性的居住空间是设计师的义务与职责所在，“双碳”语境下的空间更需要人们意识的进步与改变。碳中和不仅是国家、社会的目标，更应当是生活中每一个人的目标，把形式降碳转变为意识降碳，无论是居住空间的设计师在空间中的居者，都应当树立起节能降碳的新型环保意识，低碳出行、垃圾分类、光盘行动等，都是在社会中的每一位居民应当做到的，节能减排的空间设计也不仅仅需要设计师对于人们的习惯需求与生活方式进行设计，更需要空间中的居者参与其中，为城市的环境治理，为社会的降碳行动，为国家“双碳”目标的实现做出自己力所能及的一份贡献。

结论

2020年9月，在习总书记于联合国大会一般性辩论上指出中国将努力争取2060年前实现碳中和的目标以来，世界各国将发展目标纷纷聚焦在“双碳”语境下，社会各行各业均响应国家政策，加快转变生产模式与产业升级，建筑全过程占全国碳排放总量比重已超半数，其中居住空间所占比重更不容小觑。对于空间设计行业而言，解决当前空间在建造、运营与后期的碳排放问题，为社会与居者营造优质的人居环境是当前工作的重中之重，通过空间设计节能降碳，以及为居者提供绿色优质的生活方式能够为国家碳中和目标的实现起到关键作用。研究将“双碳”语境下的空间设计方式分為建造过程与空间、运营与维护过程两个层面进行设计研究，在建造过程中使用低碳材料、塑造气候友好与降碳减排的光环境、水平与垂直切割形成多功能性的空间形态并最大程度利用自然条件降低能源消耗是居住空间设计前期需要考虑的重点；在使用过程中通过使用光伏电等清洁能源、合理进行空间布局、设计多功能空间与同自然和谐共生的空间，减少空间浪费与能耗等措施为居者塑造绿色低碳的空间环境与生活方式，考虑居者未来的需求进行设计；最后还需要社会中每个人树立降碳意识，从形式降碳转变为意识降碳。“双碳”语境下的居住空间设计不仅是顺应国家政策的发展途径，更是在设计理念、空间形态与生活方式上的另一次转变与升级，对于社会而言更是转变消费者价值观念，促进行业与社会转型升级，改善人居环境与社会环境的必然结果。

参考文献

[1]（美）维克多·J·帕帕奈克. 周博译. 1版为真实的世界设计[M]. . 北京：北京日报出版社，2020.

[2]范丽佳，中国建筑业碳排放现状及“光储直柔”碳中和路径[J].重庆建筑.2021，20（10）：23-25.

[3]肖毅强，关于低碳时代建筑空间形态设计的思考[J].南方建筑.2011（01）：8-11.

[4]张子豪，刘北光.日本当代居住空间透明性设计应用研究[J].设计.2021，34（20）：124-127.

[5]龙惟定，梁浩.我国城市建筑碳达峰与碳中和路径探讨[J].暖通空调.2021，51（4）：1-17.

[6]贺克斌.实现碳中和，将给中国带来哪些变化[J].资源再生.2021（11）：67-69.