智能化小戶型住宅空間設計研究

莫育強 黃瑾琳

（1.北京理工大學珠海學院，廣東 珠海 519088；2.澳門城市大學創新設計學院，澳門 999078）

目前，城市土地規劃邁入“減量化、內涵式”發展階段，小戶型住宅憑借實惠的價格、相對簡單的空間結構，逐漸受到社會公眾的青睞[1]。從某種程度上說，小戶型住宅已成為解決城市住房緊張與廣大居民日益增長的住房需求之間矛盾的有效辦法之一[2]。隨著經濟發展與市場需求提升，小戶型的設計與布局開始邁向智能化。2021年，國家“十四五”綱要首次將“智慧家居”納入其中，旨在提供更安全、節能、便捷的優質生活環境。目前的智能化小戶型住宅設計重視物理空間，建立相關定量模型（如空間容納量、密度計算等），但針對信息空間與物理空間交互設計的研究不足。本文系統整合現實空間與物聯網架構相結合的總體設計構想，分析小戶型住宅下物聯網集成的智能空間設計策略。

1 智能化小戶型住宅的定義與現狀

1.1 智能化小戶型的定義

戶型是根據不同的居民人口結構進行的住戶類型劃分，一般有3種分類方法，即戶類別、戶規模及戶結構[3]。小戶型的廣義定義為一居室的建筑面積在60 m2以下，二居室的建筑面積在80 m2以下，三居室的建筑面積在90 m2以下[4]。智能住宅空間雖然是一個多學科概念，但離不開住宅這一本質內核。在智能住宅中，現有家居作為住宅環境中不可分割的一部分，可以與自動化、物聯網、可持續發展理念等領域相結合，促進居住空間的舒適性、安全性與便捷性，提高居住者的幸福感。本研究中，智能化小戶型住宅是指建筑面積在90 m2以下，具備互聯網、信息技術、服務用戶的核心維度的住宅。

1.2 智能化小戶型的現狀

智能化小戶型住宅在我國已有了初步發展[5]。人們的生活水平不斷提高，住房需求快速且持續增長，城市住房從“有房住”向“住得好”逐步發生結構性改變[6]。智能化小戶型住宅設計專注于家居的產品功能與生活質量的關系，然而現有設計通常弱化了家居與空間關系的協調性。完全基于設計師經驗的家居設計可能導致客戶按照設計師的理念體驗表層上的智能生活，功能與用戶需求適配性低，與滿足用戶需求的本意大相徑庭[7]。目前，智能家居設計的研究領域缺乏系統性、多態化的探索，已有設計案例忽略了住宅設計需要廣泛和完備的設計流程，導致設計的智能家居之間關聯性弱，功能與用戶需求適配性低，無法實現真正的智能化。

2 智能化小戶型住宅設計要義

本文的研究對象為珠海市橫琴金融島方達成大廈的智能化小戶型住宅。方達成大廈是橫琴金融島中典型的商住超高層綜合體，42～56層為公寓式住宅，總戶數為360戶，戶型建筑面積約48～89 m2。本文針對熱銷房型48 m2的一房一廳一衛戶型進行研究。

方達成大廈住宅48 m2戶型如圖1所示。

圖1 方達成大廈住宅48 m2戶型（單位：mm）

2.1 多重空間設計

2.1.1 多重空間定位

多重空間的設計要點包括多重空間定位、空間設計理念以及空間類型分類3個部分。

智能化小戶型空間設計要點如圖2所示。

圖2 智能化小戶型空間設計要點

方達成大廈住宅多重網絡空間如圖3所示。

圖3 方達成大廈住宅多重網絡空間

多重空間定位是指以3個層次空間（非物質虛擬信息空間、用戶設備交互空間和設備智能化處理空間）為基本點聯結形成的新穎空間[8]。本文探討的空間利用率的設計亮點在于不限于空間布局的變化，同時根據使用場景的需求變換，實現多功能混合模式的切換，使小戶型的空間利用率得到大幅度提升。將建筑設計和機電設備建立在統一的坐標、精度單位和比例尺上，進一步構建多重空間相互聯結。通過在坐標體系上選取若干點位，即人、空間、設備之間的三重交互點，創建數據集成的交互式網絡。將智能家居引入空間設計，在應用空間和功能場景方面進行設計，塑造建筑實體的多重網絡空間，形成個性化、多功能的生活環境。

2.1.2 空間設計理念

本文涵蓋智能家居設計的3個基本理念，即可視化、交互式和反饋式?？梢暬O計指在共生共享的非物質虛擬信息環境下，強調設備信息的識別、運輸過程，充分考慮智能設備數據的可視化呈現。

交互式理念不僅是作為循環系統而產生交互效益的設計理念。信息技術驅動的創新業態、數字時代的場所精神、人對空間的多維感知、新技術對時空尺度的壓縮與延展、虛實交互的場所互動、虛擬世界與現實世界融合的交互等，都需要創新型的空間設計模式進行回應[9]。在交互式智能家居設計模式中，用戶設備交互空間的特點是通過設置一定的應用程序，在日常居住生活中提供一系列的交互式互聯設備，迅速回應每一位用戶的需求，并以高效率的方式提供一個清晰、愉快和有成效的人機交互，強調交互關系對智能家居“設計—建造—服務”全鏈式布局的協同作用。交互式智能設計的主要目的是提高人與空間、人與設備進行交互式溝通的能力。從用戶角度上看，用戶行為可能會決定和影響智能家居的行為及其結果，使反饋式和交互式智能家居成為人與空間相互連接的促進因素。

反饋式的智能家居設計是設備智能化處理空間搭建以小型設備為載體的靈敏的架構系統，通過物聯網感知環境各項領域，利用全天候在線的傳感器對各類信息實時進行檢測與收集。其中一個傳感器或設備被激活時，相應的傳感器和設備將會產生聯動反饋。

2.1.3 空間類型分類

空間類型由應用體系和功能分區兩部分構成。在反饋式和設備智能化的設計中，系統的組成部分需要涵蓋反饋回路，即系統能在受到不同環境的刺激下穩定地產生反應。在任意高度集成的交互式和靈動性的理念中，智能設計關心的問題是用戶覆蓋，需要從人文關懷的角度考慮社會和文化的影響，結合用戶行為和心理實現個性化定制。在可視化和虛擬現實的智能狀態中，人、家居、居住空間并非孤立的特性存在，更突出三者構成的體統性機制系統，既包含靜態的住宅空間設計，也引導多態化的動態場景變革。在功能使用上，允許智能家居的動態處理，例如通過智能面板控制智能家居的運作狀態；同時也可以根據空間的應用體系進行多任務處理，滿足用戶多層次的體驗效果?；谝陨侠砟?，本文將智能化小戶型住宅空間類型分為功能分區和應用體系兩種類型。

（1）功能空間。

功能空間作為建筑的基礎，需要引導空間的設計邏輯和組織序列，梳理功能空間類型，使空間更具合理性[9]。在家居系統中，人們對空間需求的不同引導功能的變革，多功能空間的混合模式，可以調整內部空間的尺寸和形狀并實現各種功能。為滿足用戶需求與建筑功能的適配性，本文依據功能空間特點，將智能化小戶型住宅功能分區劃分為3種空間類型。

半私人空間：在智能化小戶型的住宅空間中，人們對私人空間與公共空間的界限更模糊，因此引入半私人空間的概念。此空間類型的定位為信息需求型，不同的客群類型需求不同，例如老人的需求是康養，新生兒的需求是安全，根據個性化需求，催生更具個性化的家居設計。半私人空間是私人空間與公共空間的有效聯系，可以使用智能移動隔板和智能折疊隔板進行二者分區和連接，充分體現了智能化小戶型空間設計的靈動性。

公共空間：在智能化小戶型住宅中，空間容納量較小，人們更傾向無固定物理界限的廚房和智能會客廳，因為明確的物理界限會限制娛樂、社交、工作、家庭等相關活動。在智能化小戶型住宅的設計中，環境智控型的家居可對此類型的空間發揮場景變換的作用，提供一鍵場景式的家居系統性服務，滿足住宅用戶的偏好。

私人空間：私人空間是用戶個人私密區域的空間環境，臥室就是其中一個典型代表。隨著工作和個人生活的日趨融合，工作和休息不再需求特定的獨特空間，通過智能家居多態化工作，在同一尺寸空間下設計包括電視、電腦、書桌等具有私人特征活動集成私人空間的模塊化家居。

（2）應用空間。

在智能化小戶型建筑中，應用型空間定位狀態分為3類：第一類，臥室、客廳引導形成日?；顒有?；第二類，人與空間關系的改變引發了信息需求，例如人在客廳，對廚房狀態、浴室水溫等產生信息需求，智能家居進行進一步的有效信息整合，此空間屬于信息需求型；第三類，在小戶型住宅的內部空間內，人的行為、家居、信息共同作用，產生靈動的交互作用。充分考慮家居產品的位置排布和運作，實現可持續的環境智控型空間。

應用型空間定位狀態如圖4所示。

圖4 應用型空間定位狀態（單位：mm）

日?；顒有停褐悄芗揖釉O計下的綜合空間和設備給人們提供了一種簡便、自然和智能的居住氛圍，其設計滿足日?；顒訉臻g利用的需要。

信息需求型：對用戶和設計之間的家居產品、信息等進行信息內容的有機整合、處理和分析，產生便捷、迅速的個性化信息服務。

環境智控型：借助智能化技術和家居產品，實現能源的高效利用，挖掘和提升住宅空間價值。例如，遠程監控和調節家居設備的運作狀態，包括智能門禁、自動掃地機器人等。

不同的實踐類型的劃分并非絕對割裂，而是相互連接、整體統一的關系。將日?；顒雍凸ぷ?、娛樂需求聯結在一系列空間中，設計功能混合型、多態性空間區域，無須額外增設空間尺度或調整房間戶型布局，在小戶型住宅中的應用尤為重要。

2.2 內部空間設計

內部空間設計主要應用在四大領域，包括餐廚、會客廳、起居室、衛浴間。在應用體系和功能分區的劃分下，通過4個領域的細節設計可以使單個空間融合多項功能，擁有更高的靈活性，提高了空間的使用效率。

2.2.1 餐廚

廚房設計的灶臺處理可以改造為具有人機交互功能的觸碰屏幕。針對不同年齡類別群體的行為、習慣和智能化產品學習能力分別采樣研究，使人的語音溝通、肢體語言、行為指令等能得到個性化的分析和迅捷的工作反饋。

2.2.2 會客廳

作為公共空間的部分，智能會客廳通過家居的靈動布置實現集成多功能會客廳，滿足人際交涉、娛樂休閑等多領域需求。優先采用模塊化兼具多功能性的智能家居系統設計，使內部空間的通用性有所增加，如輕質智能隔斷。同時，設計家居智能移動改造布局，不再排布絕對固性的功能空間，而是應用中心多元化的模式，滿足一天中不同時間段下特定空間對人容納量的不同。此外，可以將傳統的家居改造為具備多任務功能的智能家居，實現智能隔斷的實時開啟，占據更小的空間，同時也為住戶提供更舒適、便捷的服務，如電子觸碰控制屏。

智能控制面板如圖5所示。

圖5 智能控制面板

2.2.3 起居室

小戶型住宅面積受限，起居室成為不少住戶用餐、辦公學習、娛樂多任務需求的核心空間。家居擺放量和對應的占地空間應進行合理設計，如合理安置智能升降衣帽柜、節律感應燈具、智能化處理多用桌。針對方達成大廈住宅案例，使用智能活動隔斷靈活劃分會客廳和起居室，在日常需要使用會客廳空間時保持客廳的充足面積，夜間休息時智能隔斷的靈活位移調整了起居空間內布局。

2.2.4 衛浴間

智能衛浴間設計如圖6所示。

圖6 智能衛浴間設計

衛浴家居采用自動檢測衛浴行為不同階段的家居產品，能夠感知用戶的狀態和相應的情境；智能升降馬桶能根據用戶的身高等生理狀態調整不同的應用方案。同時，智能衛浴系統考慮系統地學習用戶的行為習慣和使用細節，滿足家庭成員對水溫、光線、安全監管的個性化偏好需求。

3 結語

由于居住觀念與家庭模式的轉變，智能化小戶型住宅的需求日趨增多。但目前設計方案多基于物理空間設計，缺少了信息空間的視角。本文基于方達成大廈智能化小戶型住宅的案例研究，通過引入多重空間的設計概念，提出3個設計要點。第一，空間設計應注重人與周圍空間的聯系，需要創建一個信息、數據和反饋集成的設計系統，將“人—空間—設備”3個組成部分相互結合。第二，在智能化空間發展中，需要強化以人為本的導向，充分發揮智能家居在功能使用上的最大效益，為功能空間進行相應適配。第三，針對小戶型設計，應充分考慮智能家居產品的位置排布和運作，實現空間場景的智控應用。未來，智能家居技術勢必與傳統家居的協同創新和深度融合，為智能化住宅空間設計提供有效解決路徑。