“雙碳”戰略背景下,各行業開始倡導低碳環保理念,并大力推行可持續發展與生產生活相結合,因此引入低碳設計對室內設計行業意義深遠。“雙碳”戰略要求住宅室內設計應在住宅的全生命周期內,最大限度地節能、節地、節水、節材
,盡可能將低碳理念滲透到設計的每個環節。目標不僅停留在控制需求的節約能源層面,還應深入到減少損失、提高節能性的層面上。以此來構建低碳環保、可持續發展的住宅室內空間。
“雙碳”是“碳達峰”與“碳中和”的簡稱,習近平總書記在2020 年9 月15 日第七十五屆聯合國大會上明確提出,中國二氧化碳排放力爭在2030 年前達到峰值,力爭在2060 年前實現碳中和
。實現“雙碳”目標離不開綠色低碳建筑,從國家到社會,從政府到企業,加快綠色低碳轉型已刻不容緩。低碳理念是符合當下發展的一種綠色環保新型理念,其對于大眾來講是一種節能環保的生活態度,對于設計者來講是引領行業發展的社會責任。低碳的住宅室內設計包括材料的循環利用、可再生資源的應用及高效節能施工等方面。將低碳理念引入現代住宅室內設計中,不僅能降低生活成本、減少資源流失,還能提升住宅質量、促進大眾健康消費,為人們營造健康舒適的住宅空間。
在“雙碳”戰略大力推行的背景下,大眾的節能環保意識逐漸提升,設計者在設計過程中也越來越注重低能耗、高健康的設計方式。但“低碳生活、低碳設計”不僅僅是一個口號,應該切實將其融入住宅室內空間設計中。很多業主、設計者在進行住宅室內外空間裝修時,忽視了低碳理論的應用,造成了資源浪費、環境污染等問題。究其本質,主要有以下原因:
其一,從業主角度看。科技日新月異,社會經濟逐步發展,大眾的生活水平與質量得到滿足后,開始追求更高質量的精神需求,部分業主一味追求奢華富麗,要求特立獨行、標新立異,其設計期望與低碳環保要求背道而馳。
其二,從設計者角度看。部分設計者缺乏環保節能低碳設計知識的系統學習,在住宅室內空間設計中忽略低碳理論的結合運用,過于追求室內空間的藝術表現,形成華而不實的設計,最終不得不重新投入人力物力進行改造翻修,造成不必要的資源浪費。
其三,從材料角度看。當前住宅室內空間設計大多材料的使用均為不可再生材料,對于裝飾材料的選擇和設計缺乏節能環保的考量,且部分材料仍存在有損人們身體健康的成分,污染環境的同時也危害了居住者的身體健康。
在“雙碳”戰略背景下,低碳環保的可持續發展理念成為各行各業的風向標,不斷被推廣和使用,節能環保和健康低碳也作為一個全新解決方案而得到人們的重視。低碳生活逐漸融入人們的日常生產生活,人們對室內環境的設計要求從追求奢華轉向崇尚自然,消費觀念也逐漸趨向于低碳經濟。室內設計作為一個高耗能行業,響應“雙碳”戰略,運用低碳理念解決當前室內設計現狀變得尤為重要,設計者也應承載環保、低碳的重要使命。設計者在設計過程中應在滿足使用功能、保證舒適的前提下,在住宅室內空間設計中體現低碳理念。這就要求設計人員加強低碳設計方法的學習,提高環保節能意識,將低碳設計切實融入各個環節中。住宅室內設計不是一個獨立體系,而是住宅建筑設計的深化創作,住宅室內空間、住宅建筑本體與住宅環境因素是不可分割的整體,而國內大部分住宅設計在這三部分之間涇渭分明,導致后期因設計者的設計規劃或業主的需求而推翻改造,由此便產生了大量資源浪費的情況。因此,室內外設計一體化極其重要,其能減少二次改造的重復施工、避免資源浪費,同時與低碳可持續理念不謀而合。
低碳住宅室內設計的內涵就是通過運用環保節能的新型材料、高效節能的低碳技術,創造綠色健康、低碳宜居的室內空間。文章通過分析住宅室內設計的現存問題,探討“雙碳”戰略背景下的住宅設計原則。
低碳住宅室內空間設計不僅體現在設計思維與建造材料方面,設計過程同樣應遵循低碳原則。首先,設計過程中應對房屋選址、周圍自然條件、人文環境進行系統調查。根據房屋周圍地形、地質、水文、氣候等自然因素決定具體的低碳施工方案,盡可能減少施工過程對周圍環境的影響。其次,室內裝飾裝修施工污染在建筑行業環境污染中占有很大比重,住宅室內的低碳施工應作為室內低碳設計的重點問題去解決。一方面是突出裝飾裝修過程中閑置建材的回收利用,按照是否可回收進行分類,譬如可回收的碎石類建筑廢棄物,可采用鋪設路面或地基填埋的方式再利用,以降低資源消耗。但是回收的建材進行二次加工仍會增加碳的排放量,因此應減少不可回收建材的數量及降低可回收建材的加工耗能,以便實現建材的循環利用。另一方面是對施工方式的改進和創新,利用新型低碳施工方式進行作業。譬如預制裝配施工,此施工方式降低了人工成本,提升了施工效率,極具靈活性,在滿足業主個性化需求的同時降低了施工污染,值得大力推廣實施。最后,還應加強施工人員的低碳意識,完善施工管理制度,加強施工過程的規范性。只有將環保節能的低碳施工方式與各施工環節人員的環保意識相結合,才能在住宅室內施工過程中實現低碳理念。
室內環境決定了居住者的舒適度、物質精神生活的滿足度和功能布局的合理度,而室內設計的目的是從人的生理和心理需求出發,以功能為前提,以藝術為手段,創造人們理想的居住空間。住宅室內空間的低碳設計,可以充分利用自然資源,通過綠色手段保證居住者的健康生活,提高居住舒適度。
試驗1-0即在未進行任何處理的情況下,模擬的溶洞洞頂和洞底的土壓力接近于0,溶洞底部下臥層土壓力也較小,而邊緣處的土承擔了較大的荷載,土壓力達到228 kPa、266 kPa。試驗1-1即對溶洞填充泡沫混凝土后,由于泡沫混凝土的模量較地基土較高,變形更小,所以中心部分承擔的荷載大于邊緣部分承擔荷載,溶洞頂部處的土壓力最大,中心處土壓力均大于邊緣處土壓力。
就我國當前經濟發展的現狀而言,城市化進程不斷加快,房地產行業發展日益旺盛,住宅的數量趨于飽和。基于此情況下,住宅的發展重點轉移到了室內空間設計方面,由此室內空間形式、用材用料等更加多元化,豐富多樣的建筑材料層出不窮,也不乏違背低碳理念的高耗能、高污染材料的出現。在室內裝飾裝修過程中,部分業主由于美觀、價格低廉等因素而傾向于選擇人工合成、不可再生的材料,不僅會污染環境也會損害人們的身體健康。所以應首先考慮天然材料或者工藝簡單的材料,如天然石材、木材等。科技的進步衍生了諸多新型環保材料,此類材料在制造過程中主要采用低耗能、低污染工藝,且安全耐用,在使用過程中能保證居住者的生活環境清潔無污染。其次,在室內設計中應優先考慮可再生能源的使用及新能源利用技術,譬如水循環系統、熱回收系統利用技術等。最后,裝飾裝修過程中建筑垃圾的再生循環利用也是節能低碳的重要表現。材料的可持續性發展是設計者在設計中的重要環節,節能環保材料的選擇不僅能保護環境,還可以節約設計成本,實現住宅設計的高效性和經濟性
。
三是文化改造缺乏體系。文化的形成并得到普遍認可是需要長時間實踐檢驗的。優秀文化具有引領、熏陶和導向作用,可以激發社會公民在內心中形成向上向善的源動力。同樣,對罪犯的文化改造,在“五大改造”中具有不可替代的作用。當前,對罪犯文化改造傾向于地域化、片面化,缺乏對中國傳統主流優秀文化的完整體系教育。更多時候,將文化改造直接理解為文藝演出、文體活動等大眾娛樂文化。甚至一段時間內,監獄罪犯改造出現一片歌舞升平、極富人情的不正常現象。
“全生命周期”是一種交易理念而非一個建筑語匯,但卻是理解低碳設計、低碳經濟的重要概念。建筑全生命周期,即從建材生產、建筑施工、建筑運行到建筑報廢、拆除、回收的整個“生命”過程
。“全生命周期”在低碳住宅室內設計中主要體現在室內戶型、裝飾材料等方面。首先是“全生命周期戶型”,即住宅戶型能夠隨著居住者人生不同階段的生活習慣、居住需求等因素,通過室內空間的變化、功能轉化,使戶型能夠滿足這種“進化”過程中演變的各類需求。主要體現在居室數量種類的增加、空間功能的轉變,居住者的瑣碎需求也能得到很好地滿足。從居住者角度而言,面對高昂的換房成本,給住宅戶型預留改動空間則更能體現住宅價值,其低碳理念的應用也就不言而喻了。其次是“全生命周期裝飾材料”,主要表現為裝飾材料在建筑整個生命周期中的循環再生利用。遵循全生命周期設計原則,對推動住宅室內空間設計的綠色發展具有重要意義。
試驗梁主要尺寸:總長4 500 mm,簡支跨度4 200 mm;混凝土板寬700 mm,厚70 mm;鋼梁高200 mm,下翼緣寬400 mm,上翼緣寬60 mm,上、下翼緣板厚8 mm,腹板厚6 mm;所選栓釘直徑為13 mm,高50 mm,完全連接結合梁中共布置70個栓釘,不完全連接結合梁中共布置42個栓釘,連接度為60%;鋼梁均采用Q235鋼,混凝土C30。各試驗梁截面尺寸見圖1。
“可持續發展”是低碳理念室內設計的最基本原則,也是將其與所在區域、城市和整個社會環境相關聯的重要紐帶。“可持續發展住宅”是人們在室內設計發展中不斷探索優化居住者體驗、提升經濟價值、合理利用資源、創造環境收益的產物。這種“可持續性”不僅體現在住宅室內設計作為一個單體,更把建筑作為城市的載體,以建筑各環節的低碳設計推動節能環保、綠色智慧的新型城市發展。
“毛毛蟲”住宅是加利福尼亞中部第一個獲得LEED 白金認證的住宅,位于加利福尼亞卡梅爾山谷,建在圣盧西亞保護區的山丘上,該住宅占地兩千八百平方英尺,其面積僅為保護區住宅平均面積的二分之一
。因建筑造型類似毛毛蟲而命名為“毛毛蟲”住宅,該建筑基于低碳環保設計理念對草原住宅的當代形式進行了探索。
5.1.3 低碳用能
燕麥在植物學分類上屬于禾本科(Cramineae),燕麥屬(Avena),是一年生草本植物,一般分為帶稃型和裸粒型兩大類。帶稃型燕麥的內外稃緊包著籽粒,需要通過機械加工才能脫去,稱為皮燕麥,而在收獲時內外稃與籽粒已分離,脫粒后為裸粒型,稱為裸燕麥[1],裸燕麥起源于我國,俗稱“莜麥”。燕麥是長日照、低溫類作物,適應日照較長、無霜期短、氣溫較低的氣候條件,而且根系發達,抗旱耐寒,耐貧瘠,對土壤要求不嚴,即使在沙化地、輕度鹽堿地也能獲得一定產量。所以,燕麥在我國華北北部、西北、東北等高寒地區廣泛種植,是當地重要的糧食、飼料、飼草作物。
探索草原住宅的當代形式,建筑為橫向延伸,且豎向體量較低
,保持與自然環境相和諧,通過開放式平臺將兩者相連接。這種緊湊的開發方式使基地的大多數面積免于人工干擾,并且在建筑周圍采用高反射率材質的硬景觀來降低熱島效應。此外,該場地的98%面積均具透水性,通過集水系統處理積聚的雨水,以供所有物業的灌溉需求。
式中,c 是常數, 取 c=6.0, 其子小波為 ψa,b (x)=以此作為為基本小波,具有波動性和衰減性。
5.1.2 低碳施工
夯土墻的建造材料全部采用建筑建造時剩余的土壤,大大減少了施工垃圾的產生和運輸過程的能耗,同時充分利用資源、節約成本,將建造過程中產生的粉塵灰利用至建筑本體和景觀的鋪路材料中。除此之外,在住宅的室內施工過程中,充分利用了回收的葡萄酒軟木地板和復合石英巖臺面。室內設計能耗最高的門窗部分,在此設計中也被替換為高效能窗框。整個建筑的室內外施工廢料比一般住宅建造產出的廢料減少了87%
。
收集并記錄每位入組高危孕婦的基本資料,每次由專業護士對研究對象進行血壓測量并記錄。對每位入組的28~34周孕婦收集血液樣本并保存。隨訪每位孕婦的妊娠結局信息。子癇前期的診斷及分類標準依據謝幸主編的《婦產科學》第8版。所有的入組孕婦均填寫知情同意書。
整體性設計原則,即在建筑項目的設計、施工和室內空間的裝飾、裝修等不同階段,將建筑各環節作為統一的整體進行設計,是建筑項目的所有相關人員集中討論的過程,包括建筑設計師、室內設計師、工程師和業主的通力合作。發揮工期短、造價低、避免二次改造、減少資源浪費的優勢,體現現代住宅設計的科學化、人性化。設計階段的整體性對于住宅建成的實用性、合理性、安全性和舒適性都具有一定的優勢。
5.1.1 低碳設計
中醫藥現代化要保持高速發展的趨勢,需要為之注入新鮮血液,通過多學科交叉,將先進的理論和技術運用于中醫藥研究,將我國的中醫藥事業推向更高層次,這些都需要具有創新能力的綜合型人才。在我國現行教育體制中,研究生教育仍然是培養高層次專業人才的主要渠道,因而研究生培養直接關系到中醫藥人才的質量和素質。
住宅夯土墻微微彎曲,與露石混凝土地板交相呼應,以此儲存白天的熱量以供夜晚使用,充分調節日夜溫差,白天吸收的熱量在晚上慢慢釋放。在溫度較高的夏季時,通過自然通風、遮陽棚對住宅進行冷卻,在溫度較低的冬季時,利用吹入式生物成分保證室內溫度的適宜。除此之外,還利用經過保溫處理的循環熱水系統、節能電器和照明、分區的熱輻射型地暖系統等節能技術
。
2.2.3 瓜秧整枝:根據該品種的特性,每株只留一個瓜。一般采用三蔓整枝方式,當主蔓長到30長,每株選留長勢均勻的健壯側蔓,多余的側蔓及早去掉,一般選留第2~3雌花坐果,主蔓坐不住果時側蔓雌花坐果。
金斯潘住宅位于英國維特福德,總建筑面積為93m
,采用可持續建筑設計模式
,從減少住宅日常能耗和增加住宅能源供給兩方面入手,實現低碳住宅標準化的目標。
5.2.1 圍護結構節能材料技術的應用
住宅圍護結構主要包括建筑及室內空間各界面,包括墻體、屋頂、地面、門窗等。圍護結構占據住宅面積的比例最大,同時也是建筑能耗最高的部分。因此,提高住宅圍護結構的性能可以降低能量損失,從而也就減少因加工等過程產生的碳排放。金斯潘住宅利用高效、低碳的圍護材料,以及切實可行的節能技術等方式,來提高圍護結構的保溫、隔熱等性能,減少能耗、增加效率。首先是墻體的節能,金斯潘住宅采用發展商自主研發的高性能絕緣面板,該面板具有高度絕緣和氣密的優點,實現墻體的保溫節能與隔熱節能,利用保溫隔熱性能較好的材料作為外墻,使該住宅的熱損失相較普通住宅減少了2/3。其次是門窗節能,金斯潘住宅的窗墻比僅為18%,相較于普通住宅降低了10%左右
,通過降低墻窗比進一步減少熱損失。
5.2.2 可再生能源的應用
將可再生能源引入和應用在住宅室內設計中是未來室內設計行業發展的重要方向,包括對太陽能、風能、水能等可再生能源的應用,利用自然動力產生建筑建造與使用過程中的能源需求,在節能的同時還可以有效地避免環境污染。金斯潘住宅采用復合式建筑手法,利用木質燃料自給式鍋爐供熱,同時采用建筑整合式的太陽能光伏板和太陽能電熱供水系統,這種建筑整合式再生能源的使用,增加了住宅在使用過程中的能源自給比例
。在室內設計中,目前運用較為廣泛的是通過太陽能調節浴室水溫,室內溫度同樣可以利用太陽能進行室內的熱量置換,動態調節室內溫度,達到恒溫26℃左右,其富余熱量可傳至熱水系統。金斯潘住宅所用的電均來自太陽能光伏技術,不僅為住宅使用者節省了室內能源的開銷,同時也降低了住宅的能源消耗。除此之外,該住宅還充分考量了水資源浪費、廢棄物利用、生態污染等問題。其次,將雨水轉化為部分生活用水,譬如用于清潔、空調冷卻水等。充分利用天然雨水資源,也可緩解水資源短缺的問題,諸如此類的設計方法均可以促進住宅的可持續發展。
5.2.3 科學規劃室內布局
室內布局的規劃很大程度上決定了該建筑的低碳基點,低碳視角下的室內設計規劃應注重布局的合理性。金斯潘住宅采用室內雙通風系統,為防止夏季室內溫度過高,在住宅內部設置了被動式制冷和通風的風帽。對于冬天保溫和通風換氣需求,為了減少住宅內部的熱損失,采用機械通風系統。除此之外,為了應對室內溫度在不同季節的適宜性,金斯潘住宅在天花板中設置了熱阻系統,利用該系統可以隨時根據室內溫度吸收或釋放熱量。所以,在建筑室內布局設計中,應保證建筑基于區域環境、氣候特征條件下進行。熱帶地區與嚴寒地區的高能耗季節不同,熱帶地區的能耗量峰值是在夏季,可通過分析建筑周圍的主導風向,依風向順勢布局,促進穿堂風的形成。此外,在保證基本功能拆分的前提下,室內空間劃分以簡潔為宜,也可采用象征性功能劃分法,弱化分隔,減少穿堂風阻力。嚴寒地區的能耗量峰值則是在冬季,可通過分析建筑日照情況進行布局,減少室內溫度流失。
綜上所述,“雙碳”戰略背景下的低碳設計在現代住宅室內空間的應用具有重要性和必要性,應將高效節能材料、技術與豐富的室內設計藝術相互融合,才能更好地服務于設計,推動室內設計行業的進步與發展。
[1]羅毅.“雙碳”目標下綠色建筑的發展方向與技術應用研究[J].城市,2022(01):70-79.
[2]阮并玥.“碳達峰、碳中和”背景下山西節能形勢分析與低碳路徑研究[J].山西冶金,2021,44(04):184-185+212.
[3]史會全.低碳經濟理念下的住宅空間設計探究[J].城市住宅,2020,27(12):176-178.
[4]張宏,張赟,黑賞罡,等.建筑全生命周期劃分與各階段工程控碳技術要點和方法研究[J].建筑技術,2022,53(03):263-266.
[5]加利福尼亞卡梅爾山谷的“毛毛蟲”住宅[J].中國電梯,2018,29(04):48.
[6]陳冰,康健.零碳排放住宅:金斯潘住宅案例分析[J].世界建筑,2010(02):60-63.