面向智慧时代的住宅适应性设计策略研究

　　摘要：在智慧时代发展的背景下，时代思潮、环境气候、功能需求几方面都对住宅设计提出了新的要求。开放建筑理论为住宅的长效发展提供了重要方向，而适应性设计策略则是其中的研究重点。通过文献研究与案例分析，概括梳理出住宅的多义空间、整体模块、隔断墙体、多样部品、改造接口等5种不同维度的典型适应性设计策略，并分析智慧时代的建筑特点及理念需求，结合时代需求总结出信息交互、批量定制、长效适应几方面的住宅适应性发展趋势，以期为面向智慧时代的居住建筑长效适应性设计策略提供参考。

　　关键词：智慧时代;居住建筑;住宅适应性;开放住宅;设计策略研究;

　　Abstract：In the context of the development oriented to the intelligent age, several aspects, such as the trend of the times, the environmental climate, and the change of demand, have put forward new requirements for residential design. Open building theory provides an important perspective for the long-term development of housing. The adaptability is one of the key design strategies. The study sorts out five typical strategies for adaptive housing expressions, such as multiple spaces, integral modules, partitioned walls, perse components, and transformation interfaces through literature research and case studies. It also analyzes the architectural characteristics and conceptual needs of the intelligent age to summarize the development trends of residential adaptability in terms of information interaction, batch customization, and long-term adaptation, in order to provide a reference for the long-term adaptive design strategies of residential buildings for the intelligent age. It is intended to provide a reference in the long-term adaptive design strategy of residential buildings for the intelligent age.

　　Keyword：intel igent age; residential building; housing adaptability; open housing; design strategy research;

　　随着我国城镇化率的提升，城市用地已逐步由1980年代起高速建设的增量阶段向存量阶段转换，住宅将更加重视人居环境品质地提升。面向智慧时代发展下的数字化背景，新建建筑与既有建筑改造都需要将适应性策略在设计阶段就有所考量，将建筑构件、智能化设备、居住空间等多要素结合以适应社会与环境的发展变化。同时，在“双碳”战略的背景下，住宅的长效性与环境的可持续发展需求应相互适配。2022年6月我国发布的《城乡建设领域碳达峰实施方案》中提出推行灵活可变的居住空间设计，实现部品部件的可拆改与循环利用以减少资源消耗与环境污染。

　　2020年我国65岁以上人口已占总人口的13%，且呈现出逐年上升趋势，人口老龄化已初现端倪。根据《中国人口老龄化趋势预测报告》，2020—2050年将是老龄化高速发展的阶段，之后将进入重度老龄化社会。未来，我国的人口结构转型带来的多代同堂居住、住宅适老化更新等需求对居住建筑的长效适应性将会提出新的要求[1]。

　　1 住宅适应性研究理论基础

　　住宅的适应性指能够满足动态多样居住需求的建筑空间与结构性能[2]，在不改变结构主体的基础上，通过改变功能构成与空间布局，达到个体与环境的和谐。由荷兰约翰·哈布瑞肯（N.John Habraken）提出的“支撑—填充”系统，即SAR骨架体系，系统地探讨居住建筑的适应性，标志着开放建筑理论的形成。之后日本进一步丰富了该理论，形成了独特的“SI(Skeleton Infill）体系”，并广泛地运用于住宅设计中，住宅结构与内装实现了完全分离，内装以10～30年为周期进行更新，具有灵活可变与长期适用的特点[3]。

　　我国古代时期采用的木构建筑构架与内部分隔协同配合做法具备一定的适应性，使用标准化的营造法式达成个性化需求。2018年我国颁布了《百年住宅建筑设计与评价标准》，明确提出了住宅应以支撑体与填充体两部分进行设计与建造，以提高住宅可持续性与居住品质。总体来说，我国开放住宅的研究起步较晚，现有技术与理论发展虽然取得了一定成就，但对于开放住宅的适应性及其设计策略的研究尚不够系统与成熟，当前的部分住宅在推行工业化的同时丧失了使用需求与表达上的个性化，存在着标准化与多样化之间的矛盾[4]。

　　2 住宅适应性策略的构成

　　住宅适应性的核心是面对不确定的需求提供变化冗余，以变化的布局与空间模式满足住户的使用需求（图1）。本文基于对案例的研究，根据住宅的空间特点与适应性的构成要素，从实际操作层面提出了适用于不同尺度与设计条件的策略。下文将对5种策略展开研究，并结合空间特点与实际应用进行分析。

图1 住宅适应性的时空耦合

　　2.1 灵活可变的多义空间

　　设计时没有确切的功能划分空间，而预留弹性使用的多义空间，为不确定使用模式的用户提供最大化灵活性的重要途径。目前住宅套型设计种类繁多，但在设计时一般仅根据面积来预设不同的使用模式，在同一居住区内开发商仅提供固定的几种套型，不一定适配所有使用者的实际需求，用户后续个性化改造的成本较高。若借鉴会展建筑的模式，交房时仅提供基本的支撑与维护结构，营造多义空间，在充分预留未来荷载的前提下将承重构件尺寸缩小并布置在套型周围。根据FLEX与CASBEE评价体系优化以提供较大的空间开放度[5]，不仅在商业模式上进行了创新，也降低了开发商的投入成本。

　　20世纪初密斯提出了通用空间的概念，创造出能够承载多种功能与布局模式的多义空间。在斯图加特魏森霍夫住宅展览会上其设计的4层钢结构公寓中，密斯使用了钢框架以解放内部空间，小尺寸的钢柱及其内部的大空间给予了住宅昼夜功能转换的灵活性（图2）。位于阿姆斯特丹的Deflat Kleiburg公寓综合体改造便是典型的案例，建筑师以“自己动手”（Klussen）为理念，仅对公寓的主体结构进行了翻新，居民可以以极低的价格买入公寓的“外壳”，内部的功能组织与后续翻新完全交由房主自己决定。此举不仅降低了开发商的投资，也在荷兰打造了全新的住宅商业模式。

图2 魏森霍夫住宅通用空间的昼夜转换

　　2.2 便于维护的整体模块

　　使用模块化的策略可在建筑工业化的基础上较为便捷地对住宅进行局部或整体更新。日本的青木昌彦将其定义为建筑中半自律的子系统，与其他子系统共同构建层级分明的复杂系统[6]。在居住建筑中搭建模块化部品或整体模块有利于简化系统，将建筑分散为多个组件设计，目前较为普遍的整体厨房与整体卫浴便是典型代表，在建筑的全生命周期中也可通过对模块的替换实现建筑的适应性升级。

　　住宅及内装的模块化是建筑工业化与快速建造的需求，同时也便于住宅全生命周期的维护与更新。日本“新陈代谢”派自20世纪60年代起开展了大量模块化实践，黑川纪章在中银舱体大厦中采用4 m×2.5 m的舱体居住单元，以期后续借助装配式技术灵活拆改，但遗憾的是落成后因施工、经济、权属等多方面的因素未能实现变化。由Haptic事务所与Ramboll事务所联合提出的奥斯陆“再生高层”（Regenerative Highrise）中就使用了模块化的方式以提供长期的适应性，项目将每3层为一个结构单元，在水平与垂直方向都可容纳不同的模块单元，用户可自由选择单层、双层或3层的居住及办公模块（图3）。同时，塔楼顶部保留维护单元承担塔吊的作用，以将住宅内部吊舱更换或移动，其中理念与中银舱体大厦有相似之处。

图3 奥斯陆模块化高层的适应性模式

　　2.3 轻型多适的隔断墙体

　　能够移动或能够拆卸重组的轻型墙体是在设计中常用的适应性方式，可提供内部空间多种使用方式。室内空间变化可经由改变隔墙的数量、位置、尺寸来实现。常用增设滑轨，移动墙体位置；提供可开合墙体，改变空间开放程度；使用可拆装的轻质隔墙，划分或重组单元等。

　　2018年于鸟巢南广场举办的“CHINA HOUSE VISION探索家”未来生活大展中有不少探索未来生活中使用可变墙体创造居住适应性的案例。以非常建筑与海尔集团合作的实验住宅砼器为例，设计打破了传统中从建筑到空间布景再到家电的模式，而以两个岛台集成所有生活中必要的电器，从而尽可能释放出其余空间。砼器内部采用传统四合院的模式营造较为内向的空间，将“回”字形的连续生活空间环绕庭院布置，可通过滑动的隔断将其划分为2～4个房间（图4）。轻质可变的墙体模糊了空间之间与空间内外的关系，探讨了适应新型家庭生活的居住空间模式。

图4 砼器通过滑动隔断实现的空间变化

　　2.4 模数统一的多样部品

　　开放建筑中可变体系的工业化是当前发展的主导趋势，目前，家具及电器等产品已具备工业化及市场化，可供用户自由选择，但墙体、门窗等部品的商品化与工业化不足。并且在城市居住成本较高的当下，更多的居民选择满足住房基本功能的小型城市住宅，住宅内部的部品将更加集约化，墙体可以是复合了橱柜、桌面、电器等多种功能的集约型分隔。这就要求家具与电器等家装部品与墙体、门窗等建筑部品模数统一，从而打破传统部品的限制，提供更加集约复合的产品供用户选择，并且在不同住宅中具有通用性。多样化的家具部品是具备包容多样化的生活习惯、适应时代变化的当代体现，尤其在小户型中可带来更大的灵活性、动态性与适应性，以改善居住条件。

　　部品与墙体高度复合创造灵活性的典型案例如Project Consortium与Enorme Studio建筑师共同开发的BEYOME项目，以新型部品为手段改造传统住宅，使其具备现代生活的适应性，同时满足居民对其不同的功能需求。BEYOME是一个可完全由居民自由配置的模块化内装系统，集约化的墙体配备了包括折叠床、餐桌、工作台、座椅等家具部品，同时可通过人力或机器人系统驱动以应对多种类型的需求（图5）。

图5 BEYOME模块化集成内装系统的适应性

　　2.5 面向未来的改造接口

　　除考虑在住宅内部提供空间再划分、模块及部品的局部更新改造外，随着居住者需求发展变化，还需要考虑住宅的面积及外部轮廓的适应性扩张与改变。较为直接的方式是通过在设计中预留弹性空间以提供扩建的可能性。另一种方式可采用开放住宅模式，支撑恒定体系保持不变，填充体可提供灵活可变的户型组合，这种方式有利于户型的拆合、交换等变化，在家庭人口结构的变化时通过与相邻户型间的调整以适配面积增减需求。慕尼黑的根特街住房（Genter Strasse）便采用了这种住户协商的方式满足长效适应性[7]。

　　亚历杭德罗·阿拉维那（Alejandro Aravena）所设计的智利佛得角住房（Vila Verde Housing）、金塔蒙罗伊公屋（Quinta Monroy）社会住宅等项目中实践了其“增量住房”（Incremental housing）的理念，使用有限的预算建造半个质量较高的房子，并为社区建立必要的秩序。居民可以在拥有足够预算后扩建房屋的剩余半边，建造自己的理想住宅。这种适应性中体现出了他对于低收入社区社会问题的思考，富有人文关怀[8]。美国同样出现了附属住宅单元（ADU）的概念，在后院建造附属房屋，为年轻一代的房主提供了适应性的空间，使他们在后疫情时代可拥有独立的居住或办公单元（图6）。

图6 附属单元住宅的几种适应性改扩建类型

　　3 智慧时代住宅适应性的理念需求

　　随着人工智能、大数据、物联网、建筑信息模型（BIM）等技术的协同发展，目前已有大量智慧城市、智慧建筑的实践在全世界展开。阿里巴巴、华为、联想等科技公司相继发布了自己的建筑白皮书，也说明了智慧时代向建筑设计所提出的新需求。面向智慧时代可持续、高质量发展的住宅具备了新的发展方向。

　　3.1 技术路线转型与信息处理需求

　　为改变传统建筑业较为粗放的生产方式，达到更加高质量的发展，建筑工业化、数字化、智能化急需升级。对于住宅来说，同样要求推动新一代的技术路线发展，集约化处理新兴技术与提升数据处理与信息服务能力。但建筑学的智慧性并不只体现于新技术的使用，采用与所处地域关联的设计方式本身就是智慧的，在表达形式的选择上可以是高技的或是乡土的，核心在于为人提供更高质量的空间。

　　3.2 物质环境与虚拟环境的交互影响

　　智慧时代的发展是基于信息技术的出现与普及，建筑师已不能仅考虑实体空间的建筑与城市建设，而是应将物质环境与虚拟环境都纳入设计中。虚拟的环境并不是对于实体的取代，而是对实体空间的延续与完善。居住建筑中数字环境的营造是为了更好的拓宽空间领域，随着数字孪生技术的普遍化，根据虚拟环境中的数据分析可以更好地为居住建筑提供长效适应性。

　　3.3 快速变化时代带来的建筑美学

　　随着大众文化逐渐走入当代艺术中，美学理念已不仅仅局限于传统观念中所定义的艺术品，批量化的工业产品同样也是具备美学价值的艺术作品。当下智慧时代标志性的快速迭代产品，在其技术性的表象下，也蕴含着代表了用户导向的、基于个性化选择的理念内涵[9]，这同样催生了用户从自身的空间感受出发，自下而上的适应性设计导向。

图7 宜家的定制化模块住宅

　　4 面向智慧时代住宅适应性的发展趋势

　　目前，已有不少建筑师对于当代的住宅适应性提出了方案，如伍兹贝格（Woods Bagot）提出的更加个性化的大规模住宅开发方式，将标准化与个性化结合，布局模式可较好地适应居民的生活方式，但不适宜长期的居住行为。面向智慧时代的住宅适应性发展趋势，主要可从信息交互、批量定制、长效适应几方面概括，从而达到智慧化、高品质、可持续的发展目标。

　　4.1 信息集成与环境调控

　　对于智慧时代的居住建筑来说，应具备随着使用功能、人群行为、周边环境不同而自适应的能力，通过建筑、环境、使用者等不同层面的信息在全生命周期中的集成处理，以达到设计建造与运维的最优化，同时平衡环境调控与被动节能，在保证居住质量的同时降低能耗。在Nextoffice所设计的Sharifi-ha住宅中，可根据冬季与夏季的气候环境将部分模块结构旋转，切换露台通风与封闭保温两种空间模式[10]。随着环境调控技术的发展，不难预见居住建筑将根据集成后的综合信息具有更强的气候响应性。

　　4.2 批量定制与快速迭代

　　智慧时代的建筑新型工业化趋势使得其与制造业用户导向、高度客制化的理念具有趋同性，目前制造业的精益思想与并行工程理论都已引入建筑设计中[11]。常见的居住建筑工业化内装普遍存在构件安装复杂、对场地基础条件要求较高、定制化程度较低、各个厂家模数及部件难以配合等问题。针对这些问题，建筑设计可参考制造业批量定制的概念，在标准化的基础上，根据用户的个性化需求，以高质高效的批量化生产方式提供低成本的产品[12]。

　　基尔兰（Kieran Timberlake）提出了KT住宅的可拆卸模块与智慧化墙体[13]，可以在功能发生变化时快速拆卸与更换，具备在快速发展的时代根据需求不断迭代的特点。宜家的SPACE10实验室与EFFEKT事务所合作提出了简明易拆装的模块化装配模式，用户可根据家庭结构自由选择生活空间模式，并且与移动设备上的共享服务与设施连接，可以便捷地定制自己的居住模块（图7）。

　　4.3 社区赋能与资源循环

　　在后疫情时代的当下，社区内的资源循环与在紧急情况下的弹性空间也应被纳入设计之中。鼓励居民采用土地种植与共用能源发电等资源共享的方式，赋能于社区，通过中水回用、可再生能源、当地食品生产和本地堆肥等综合途径营造可持续的生活与突发公共事件后的社区弹性。UCL的Mario Carpo教授提出可在社区内组建微型工厂，为社区参与和可持续更新提供可能性，并提供更多就业机会。

　　由九典联合建筑师事务所设计的台糖沙仑智慧绿能“循环聚落”项目，建筑师在设计阶段就考虑了施工中的组装与后续的拆解，建筑构件可被循环使用，几乎不会产生废弃物。同时，社区内以雨水收集、太阳能发电等基础设施收集资源，并提供修复工作室、共享厨房、生产农作物的花园等空间赋能于居民，践行可持续的适应性社区模式。

　　5 结语

　　如何长效地应对社会发展、居住需求与气候环境的不断变化，提高住宅的适应性已成为了当下居住建筑的一个重要研究课题。本文对适应性住宅的多义空间、整体模块、隔断墙体、多样部品、改造接口等5种适应性表达的典型策略进行了研究，并分析智慧时代的特点及理念需求，结合时代需求总结出信息交互、批量定制、长效适应几方面的住宅适应性发展趋势。

　　本文对住宅适应性策略的研究，是在面向智慧时代发展的背景下，为进一步推进高质量人居打下基础。设计策略与发展趋势并不是孤立存在的，建筑师应关注使用者的需求，在不同设计语境中选取适宜的表达策略或多种策略相互交叉、集约处理。希望最终能增加社区参与和交叉学科的合作，面向未来发展出更加适应时代、适应环境、适应居民，更加灵活可变、长期适用的住宅。

　　参考文献

　　[1]庄晓彬三代居户型适应性设计研究[D].广州:华南理工大学, 2021.

　　[2]贾倍思，王微琼居住空间适应性设计[M].南京东南大学出版社出版发行, 1998.1

　　[3]松村秀一.伍止超 日本住宅生产的预制化建筑构法理论变迁与技术演进[J]建筑学报, 2020(5):6-11.

　　[4]王江,赵伯伦,郭芸麟，等国际大规模定制住宅设计研究:概念、挑战与对策[J]建筑师, 2021(4):4-14.

　　[5]邵郁闫瑞红，陈旸.哈尔滨市单元式住宅开放度量化研究[J].建筑学报, 2022(S1):81-85.

　　[6]青木昌彦,安藤晴彦模块时代新产业结构的本质[M].周国荣,译.上海:上海远东出版社,2003:11-13.

　　[7] DE PARIS S R, LOPES C N L. Housing Flexibility Problem:Review of Recent Limitations and Solutions[J]. Frontiers of Architectural Research, 2018, 7(1):80-91.

　　[8]裴钊广义设计-建造二 分 讨论:以三位拉美建筑师的实践为例[J]建筑师,2022(04):6-11.

　　[9]韩晨平,张任,卜夕晓科学导向与技术表象:可移动建筑的设计美学理念[J]华中建筑, 2022, 40(7):18-23.

　　[10]曾凡博.雷健华模块化可变住宅设计研究[J]建筑与文化,2021(01):52-54.

　　[11]罗佳宁建筑工业化视野下的建筑构成秩序的产品化研究[D].南京:东南大学, 2018.

　　[12]王江赵伯伦,郭芸麟等国际大规模定制住宅设计研究:概念、挑战与对策[J] 建筑师, 2021(4):4-14.

　　[13] KIERAN S, TIMBERL AKE J.Loblolly House:Elements of a New Architecture[M] Princeton:Princeton Architectural Press, 2008.