■梁家年，楊雨鑫

(南京信息工程大學(xué)藝術(shù)學(xué)院，江蘇南京 210044）

現(xiàn)代科技的快速發(fā)展使全球范圍的工業(yè)革命日益具象化，人工智能成為時代標(biāo)識。人類生活水平與質(zhì)量不斷提高的同時，所處的室內(nèi)空間環(huán)境問題也層出不窮。本文試圖將生態(tài)設(shè)計與智能科技有機(jī)結(jié)合，打造具有高情感的、人與自然和諧發(fā)展室內(nèi)空間環(huán)境。

1 人工智能時代的背景認(rèn)知

1.1 人工智能時代

人工智能（Artificial Intelligence），英文縮寫為AI。1956年，（美）約翰·麥卡錫在達(dá)特茅斯學(xué)會上第一次提出了人工智能的概念，即讓機(jī)器達(dá)到做與人類同樣的行為[1]。美國麻省理工學(xué)院教授溫思頓提出“人工智能就是研究如何使計算機(jī)去做過去只有人才能做的智能工作?！眹H人工智能促進(jìn)會（AAAI：Association for the advancement of Artificial Intelligence）則把人工智能定義為在機(jī)器中具體實現(xiàn)科學(xué)思維和智能行為。人工智能是心理學(xué)、計算機(jī)學(xué)、哲學(xué)等學(xué)科交叉的邊緣性學(xué)科。2019年5月16日，聯(lián)合國教科學(xué)及文化組織正式發(fā)布國際人工智能與教育大會成果文件《北京共識——人工智能與教育》提出：“人工智能的部署應(yīng)當(dāng)服務(wù)于人并以增強(qiáng)人的能力為目的；人工智能設(shè)計應(yīng)合乎倫理、公平、透明和可審核；應(yīng)在整個價值鏈全過程中檢測并評估人工智能對人和社會的影響”。習(xí)近平總書記指出：人工智能是引領(lǐng)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的重要驅(qū)動力，正深刻改變著人們的生產(chǎn)、生活、學(xué)習(xí)方式，推動人類社會迎來人機(jī)協(xié)同、跨界融合、共創(chuàng)分享的智能時代。這也指出了人工智能時代的概念。

1.2 室內(nèi)空間環(huán)境

室內(nèi)空間環(huán)境設(shè)計是人文環(huán)境設(shè)計的微觀化與具體化，是建筑設(shè)計的延續(xù)與深化，其為塑造一個精神與物質(zhì)并重的室內(nèi)生活環(huán)境而進(jìn)行的感性與理性并存的創(chuàng)造性活動[2]。典型的室內(nèi)空間環(huán)境是自然環(huán)境和人工環(huán)境的綜合體。

人工智能時代室內(nèi)空間環(huán)境類型更加多樣，如超大主題空間、疫情防控空間、高鐵地鐵空間、艦船游艇空間、載人飛行器空間、老齡與臨終關(guān)懷空間等等，室內(nèi)設(shè)施設(shè)備將更加智能化、自動化，人們可以在家居空間下完成更多的事情，可以更便捷地獲取眾多信息，例如觀測、記錄人們身體是否健康，人們可以在家中完成簡單的身體檢查以及獲取健康信息。

1.3 生態(tài)設(shè)計

早在上世紀(jì)60年代，美國設(shè)計師維克多·巴巴納克在其著作《為真實的世界設(shè)計》中就提出了設(shè)計應(yīng)該考慮地球資源的消耗問題，倡導(dǎo)設(shè)計要有保護(hù)地球生態(tài)環(huán)境的意識，這可視作生態(tài)設(shè)計理念的先聲。室內(nèi)環(huán)境生態(tài)設(shè)計，是以生態(tài)文明理念、生態(tài)生產(chǎn)方式、生態(tài)生活方式，是保護(hù)環(huán)境、關(guān)愛生命、注重精神需求的綠色行動，目的是打造環(huán)境無污染、健康無公害的綠色精神家園。

2 人工智能時代室內(nèi)空間環(huán)境面臨的主要問題

人工智能時代產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展、城市化進(jìn)程不斷加快、城市人口劇烈膨脹、交通能源等“城市病”問題都與室內(nèi)空間環(huán)境休戚相關(guān)?！斑@是最好的時代，也是最壞的時代，這是智慧的時代，這是愚蠢的時代”，狄更斯的至理名言也可以概括人工智能時代的兩面性。

2.1 室內(nèi)空氣污染嚴(yán)重

室內(nèi)環(huán)境的空氣污染會對人體產(chǎn)生不良的影響，一是天然氣、液化氣燃燒產(chǎn)生大量二氧化碳；車輛釋放出大量氣體；工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生大量“工業(yè)三廢”；沙塵暴等惡劣天氣產(chǎn)生空氣污染。二是室內(nèi)因素的空氣污染，詳細(xì)分類情況如表1所示。

表1 室內(nèi)空氣污染問題

2.2 室內(nèi)噪音、輻射及光污染嚴(yán)重

室內(nèi)噪音包括道路交通噪音、住房裝修噪音、人類交流活動噪音的傳入。持續(xù)的噪音會對人體造成睡眠變差，出現(xiàn)胸悶、氣短、心悸、心前區(qū)不適，導(dǎo)致神經(jīng)性耳鳴甚至神經(jīng)性耳聾等諸多危害。

室內(nèi)輻射一般來源于裝飾材料、建筑材料中的放射性物質(zhì)；電視機(jī)、微波爐、電熱毯等家用電器使用過程中產(chǎn)生不同程度的射線輻射；生活學(xué)習(xí)工作中手機(jī)、電腦、機(jī)站發(fā)射臺等射線輻射污染。

室內(nèi)光污染主要是由眩光污染和頻閃所引起的[3]。室內(nèi)光污染的主要來源于一些不符合標(biāo)準(zhǔn)的射燈以及裝飾燈帶。光污染會對人眼的角膜和虹膜造成傷害，導(dǎo)致人的視力下降以及白內(nèi)障發(fā)病率的增高，彩光污染會使人情緒失控從而影響心理健康[4]。

2.3 空間、材料浪費(fèi)及回收利用問題

規(guī)劃設(shè)計不當(dāng)，導(dǎo)致廠房廢棄（圖1）、居住區(qū)入住率不高；空間設(shè)計過于繁瑣，缺少使用者實際體驗造成空間浪費(fèi)；裝飾耗材過多、體積過大、成本過高；房屋到戶后原來空間推倒重來，帶來二次浪費(fèi)和垃圾負(fù)擔(dān)（圖2）；室內(nèi)陳設(shè)用品包裝過度；皮革、象牙等陳設(shè)品產(chǎn)生生態(tài)破壞；室內(nèi)設(shè)施設(shè)備盲目跟風(fēng)、周期縮短造成材料、人工成本資源浪費(fèi)；設(shè)計師缺少資源回收設(shè)計，實施過程中材料浪費(fèi)，資源利用率不高。

圖1 大量廠房廢棄

圖2 空間推倒重來，產(chǎn)生大量裝修廢料

2.4 老齡化、“富貴病”相關(guān)的室內(nèi)空間問題

2019年年末中國大陸總?cè)丝?4.005億人，比上年末增加467萬人。從年齡構(gòu)成看，16至59周歲的勞動年齡人口為8.96億人，占總?cè)丝诘谋戎貫?4.0%；60周歲及以上人口2.539億人，占總?cè)丝诘?8.1%，其中65周歲及以上人口1.76億人，占總?cè)丝诘?2.6%。我國占世界老齡人口總數(shù)的20%左右。老齡化帶來生活起居、購物娛樂、交通訪友等室內(nèi)環(huán)境設(shè)施系列問題。

“富貴病”又稱“現(xiàn)代文明病”，是人工智能時代許多人或因活動量的減少又或因生活質(zhì)量提高導(dǎo)致營養(yǎng)過剩而產(chǎn)生的，如肥胖、動脈硬化、糖尿病等等。我國中老年人15%～20%便秘，六成是白領(lǐng)；我國有22%的人超重，6000多萬人因肥胖而就醫(yī)，高血壓2億多人，糖尿病5000多萬人，高血脂 1.6億人。全國 “富貴病”治療費(fèi)用占疾病負(fù)擔(dān)的60%以上?！案毁F病”人要求的室內(nèi)空間環(huán)境問題包括運(yùn)動空間、節(jié)食空間、娛樂展示空間等等。

2.5 室內(nèi)空間環(huán)境疫情防控問題

中華民族經(jīng)歷過不可計數(shù)的疫情災(zāi)難磨礪。1949年以前，在東漢末年及三國戰(zhàn)亂時期（3-6世紀(jì)）、明清時期（14-19世紀(jì)）出現(xiàn)過兩次疫病流行高峰。新中國成立以來，主要有2003年的嚴(yán)重急性呼吸綜合征（SARS）和當(dāng)前面臨的新冠肺炎病毒疫情。

新冠肺炎病毒疫情暴露出室內(nèi)環(huán)境問題，諸如傳統(tǒng)空間功能劃分較為僵化，不夠靈活。室內(nèi)排風(fēng)裝置缺少凈化功能，給排水系統(tǒng)設(shè)計不夠完善，特別是防控空間數(shù)量、質(zhì)量；室內(nèi)防控設(shè)施設(shè)備；智能診斷與康復(fù)病房等問題突出。

3 科學(xué)構(gòu)建室內(nèi)空間環(huán)境生態(tài)設(shè)計系統(tǒng)

當(dāng)代設(shè)計師必須站在關(guān)注人類生存空間的高度上，以“十四五”發(fā)展目標(biāo)和2035遠(yuǎn)景目標(biāo)為引領(lǐng)，用生態(tài)設(shè)計理念、生態(tài)方法和生態(tài)材料，應(yīng)用一系列科技來構(gòu)建室內(nèi)空間環(huán)境體系。

3.1 注重整體環(huán)境生態(tài)設(shè)計

空間環(huán)境的“內(nèi)”與“外”相輔相成?！盎▓@城市國家”新加坡政府及民眾關(guān)愛自然、與自然和諧共處、追求天人合一，使社會繁榮發(fā)展同自然界物種繁衍進(jìn)化協(xié)調(diào)進(jìn)行，通過“綠色和藍(lán)色規(guī)劃”確保擁有綠色和清潔環(huán)境，充分利用水體和綠地提高人居生活質(zhì)量。既建設(shè)許多的公園和開放空間，用綠色廊道將各主要公園系統(tǒng)相連，又充分利用海岸線并使島內(nèi)水系滿足休閑需求，為人類環(huán)境生態(tài)建設(shè)做出了典范示例（圖3）。

圖3 新加坡建筑垂直綠化設(shè)計

3.2 推廣應(yīng)用新材料新工藝

一是發(fā)揮人工智能時代科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的有利機(jī)遇，研究開發(fā)建筑、裝飾新材料。發(fā)揮無毒氣、無刺激性、無放射性及低二氧化碳排放的新材料，產(chǎn)生室內(nèi)空間環(huán)境生態(tài)效應(yīng)的影響力作用。二是通過生態(tài)設(shè)計方法提高新材料的室內(nèi)空間環(huán)境表現(xiàn)力，提高建筑裝飾施工過程新技術(shù)含量，推廣裝配式技藝，改善室內(nèi)物理環(huán)境結(jié)構(gòu)和凈化功能（溫濕度、空氣流動速度調(diào)節(jié)等等）。三是加大陽光溫室，太陽能、風(fēng)能等清潔能源的應(yīng)用推廣，最大限度降低室內(nèi)空間環(huán)境污染。具體而言：

加快用生態(tài)環(huán)保新型材料取代傳統(tǒng)建材的步伐，逐步實現(xiàn)清潔生產(chǎn)和產(chǎn)品的生態(tài)化。保障新型材料使用過程中對人體及周圍環(huán)境不產(chǎn)生危害，容易自然降解，使再生資源得到循環(huán)利用。

采用吸熱玻璃、熱發(fā)射玻璃、調(diào)光玻璃、體溫新墻等現(xiàn)代科技材料，達(dá)到采光和保溫的雙重效果，節(jié)省常規(guī)能源。

推廣生態(tài)竹制材料。發(fā)揮其成才周期短，生長成本低廉，具有耐用性、靈活性、可循環(huán)回收利用以及可再生性的特色，呈現(xiàn)出多樣化室內(nèi)環(huán)境裝飾效果。加快竹材生產(chǎn)開發(fā)，研制竹材膠合板、竹木復(fù)合板、竹地板、竹碎料板、竹材纖維板、竹集成材、竹層積材等竹材人造板，廣泛應(yīng)用于室內(nèi)地面鋪設(shè)、墻面裝飾、建筑的部分結(jié)構(gòu)、室內(nèi)陳設(shè)設(shè)施等等（圖4）。

圖4 竹制材料空間環(huán)境

3.3 全方位提升室內(nèi)環(huán)境智能化程度

3.3.1 智能設(shè)計更加普及完善

增強(qiáng)空間與使用者的互動體驗性。通過人工智能技術(shù)使室內(nèi)空間形式能夠讓用戶進(jìn)入到具有現(xiàn)場感的虛實混合空間中，刺激使用者對空間環(huán)境的了解欲，調(diào)動多維度情境認(rèn)知環(huán)境下的感知能力。通過交互的方法傳遞圖片、視頻、聲音信息與受眾互動。真實與虛擬相互補(bǔ)充，相得益彰，進(jìn)而使室內(nèi)空間整體功能得到提升。

3.3.2 智能設(shè)施設(shè)備日新月異

智能室內(nèi)安防、照明、溫度濕度調(diào)控等功能更加完善，節(jié)能馬桶、能源儲量及使用安全提示更加人性化，如在家電設(shè)備的智能控制上可以實現(xiàn)在保證家電正常使用的基礎(chǔ)上盡可能地減少能耗。通過智能家居支持太陽能、生物能、風(fēng)能發(fā)電等新能源發(fā)電設(shè)備。如2019上海進(jìn)博會智能產(chǎn)品——客廳透明電視。電視類似于玻璃幕墻，可以呈現(xiàn)一個全高清的畫質(zhì)。電視播放內(nèi)容完全取決于戶主意愿，例如水族館或是魚缸，透明電視是一個智能互動的設(shè)備，所有在家里感受到的信息可以呈現(xiàn)在電視屏幕上（圖5）。

圖5 智能客廳透明電視

3.3.3 智能看護(hù)更加縝密安全

兒童或者老人可以穿戴上智能設(shè)備來達(dá)到家人監(jiān)測他們的目的，人們可以通過各種移動終端進(jìn)行監(jiān)測，如遇突發(fā)狀況，被監(jiān)測者可以按下智能按鈕同時系統(tǒng)會及時啟動救護(hù)設(shè)施進(jìn)行救助。在智能看護(hù)環(huán)境中，系統(tǒng)可以監(jiān)測到被監(jiān)測者在室內(nèi)空間環(huán)境中的行動軌跡從而做到自動開關(guān)燈、自動開關(guān)空調(diào)，便捷安全，確保對家庭老人和兒童進(jìn)行全方位的看護(hù)保衛(wèi)。最后還需要讓老人或兒童感受不到被監(jiān)測，將智能設(shè)備的一些特性盡可能地隱藏，讓被監(jiān)測者感受到被尊重[5]。同時對于特殊的人群例如失智癥老人，智能看護(hù)與技術(shù)對此類人群的病情也會有一定程度的緩解[6]。

3.4 室內(nèi)空間充分利用自然采光

安藤忠雄認(rèn)為：“光和影能給靜止的空間增加動感，給無機(jī)的墻面以色彩，能賦予材料的質(zhì)感更動人的表情”。心理學(xué)研究表明，光影在室內(nèi)是不容忽視的重要因素，大部分居民是喜歡把陽光引入室內(nèi)，希望室內(nèi)空間更為明亮自然，以消除室內(nèi)陰暗帶來的恐懼感。光的功能是多元化的，可以通過光線的合理應(yīng)用，改變環(huán)境固有色，可以把光影作為營造室內(nèi)空間氛圍的重要手段，完成有意境的空間環(huán)境設(shè)計。

在室內(nèi)環(huán)境生態(tài)效益設(shè)計中，室內(nèi)環(huán)境的采光率是其中的一個重要環(huán)節(jié)。因此，在室內(nèi)空間環(huán)境生態(tài)設(shè)計過程中,要充分考慮室內(nèi)環(huán)境的采光率,因此需要最大化地利用自然光線，在一定程度上減少各種電力光源的使用從而減少不可再生能源的消耗。如聞名遐邇的德國柏林國會大廈就是一個非常成功的經(jīng)典案例,其充分地往室內(nèi)引入了自然的光線，融入了自然的元素可以感受到不同的美[7]，所以每當(dāng)人們走進(jìn)其中就宛如走進(jìn)了一個充滿自然光線的神圣殿堂。

在室內(nèi)空間環(huán)境設(shè)計運(yùn)用自然采光的過程中，首先需要從該建筑物的朝向、布局以及與附近建筑物之間間距等因素進(jìn)行判斷，然后對室內(nèi)空間所引入的自然光線進(jìn)行合理地設(shè)計與調(diào)整，同時可以通過增加建筑物各個面的采光通道從而在一定程度上增加自然采光的數(shù)量，并且設(shè)計師可以在室內(nèi)空間環(huán)境中選擇具有反射功能的擋光板，進(jìn)一步提高了室內(nèi)空間中自然采光的效率，使光線在室內(nèi)更好地分布，減少照明能源的消耗。

3.5 塑造室內(nèi)空間綠化景觀特色

在室內(nèi)空間融入植物、水、石等自然景觀要素，注重整體的和諧性[8]，是室內(nèi)環(huán)境生態(tài)效益主要方式和手段。如2019年新開的星耀樟宜——星空花園，在侯機(jī)大廳頂樓設(shè)置1.4萬平米的花園，建有世界上最大的室內(nèi)瀑布，布局了10萬株灌木，含蘭花、仙人掌、蝴蝶、夢幻、向日葵等。星空花園利用綠色植物自然要素的生態(tài)特點(diǎn)，降低了室內(nèi)空間環(huán)境中的有害氣體，同時調(diào)節(jié)室內(nèi)空間環(huán)境的溫度使之更加宜人，觀賞者自然心情愉悅，其充分發(fā)揮了人工智能時代現(xiàn)代生物及種植技術(shù)的重要作用，影響深遠(yuǎn)（圖6）。

圖6 星耀樟宜——星空花園室內(nèi)綠化景觀

此外，在家居空間環(huán)境中還可以將植物沿著門窗進(jìn)行布置設(shè)計,如此有利于植物生長以及進(jìn)行光合作用從而釋放氧氣來凈化和提高室內(nèi)空間環(huán)境的空氣質(zhì)量，同時這些植物鮮艷動人的顏色、獨(dú)特優(yōu)雅的造型以及因集中布置所呈現(xiàn)的質(zhì)感與氛圍都可以成為室內(nèi)空間環(huán)境中的裝飾形式，設(shè)計師可以根據(jù)這些植物來定位設(shè)計室內(nèi)空間的整體風(fēng)格以及以此進(jìn)行其他家居陳設(shè)裝飾的挑選，給予人不同的視覺效果，可以在室內(nèi)環(huán)境、人的精神以及節(jié)能上起到一定的生態(tài)作用[9]。

3.6 強(qiáng)調(diào)高情感人性化設(shè)計

3.6.1 關(guān)懷老齡群體

根據(jù)老齡人獨(dú)特的生理、心理特征，全方位考慮老齡人室內(nèi)空間環(huán)境的特殊性。如適當(dāng)?shù)牟晒饪诔叨?；最佳的光線亮度分布；最好的建筑朝向，避免眩光出現(xiàn)；避免過多的太陽輻射熱進(jìn)入室內(nèi)；室內(nèi)可識別性;無門坎、無高度差;衛(wèi)生間顏色宜淡雅,淋浴或平底浴盆;居室房門寬度適當(dāng),滿足護(hù)理需要等等,選擇老齡人生活設(shè)施設(shè)備，創(chuàng)造舒適宜人的室內(nèi)光、熱環(huán)境[10-12]。

3.6.2 關(guān)注傷殘人群

許多腿腳不便的傷殘人士，絕大部分時間是在家中或室內(nèi)度過的，家庭及公共室內(nèi)空間環(huán)境質(zhì)量與他們的生活密切相關(guān)。舒適、溫馨、安全、便利的室內(nèi)環(huán)境設(shè)計，包括：輪椅使用的無障礙設(shè)計，必要的通道寬度和回轉(zhuǎn)半徑；廚房操作臺、洗臉臺的高度，專用淋浴設(shè)施設(shè)計；視覺（弱視患者、盲人）、聽覺（聽覺不靈敏或者受到損傷，聽覺非常弱甚至喪失能力）、行為能力（身體平衡能力較差、行動不便等）的無障礙、通用化設(shè)計應(yīng)滿足身體和心理需求[13-14]。

3.6.3“富貴病”群體空間設(shè)計

在居家、商業(yè)或辦公空間中，營造健康舒適的運(yùn)動休閑環(huán)境。增加室內(nèi)娛樂健身空間，實現(xiàn)勞逸結(jié)合。安置智能設(shè)備來提示提高人的自控能力，刺激“富貴病”的運(yùn)動積極性，防治病從“口”入、“坐”而待斃（圖7）。

圖7 某公司為員工設(shè)計的室內(nèi)籃球場和攀巖壁

3.6.4 疫情防控空間設(shè)計

結(jié)合疫情防控常態(tài)化要求，重新規(guī)劃室內(nèi)空間，設(shè)計節(jié)約、高效、安全、靈活的多功能空間，適當(dāng)增加運(yùn)動空間，增加防控傳染性疾病功能。大戶型增加消毒清潔專用家務(wù)空間，小戶型增加家政清潔區(qū)域。優(yōu)化升級空調(diào)新風(fēng)過濾換氣系統(tǒng)，有效阻斷病毒空氣傳播。在郵輪、酒店、商場等大型公共空間的休息區(qū)域、衛(wèi)生間連接部分采用智能隔斷，通過控制電流的通斷與否控制玻璃的透明與不透明狀態(tài)。設(shè)置室內(nèi)智能門禁，在人臉識別基礎(chǔ)上增加體溫測溫功能、智能語音呼梯系統(tǒng)，幫助用戶無接觸交互控制電梯設(shè)備[15-16]。

4 結(jié)語

當(dāng)今時代，室內(nèi)空間環(huán)境生態(tài)設(shè)計與人工智能技術(shù)的深度結(jié)合還存在一定距離，還需要“美術(shù)、藝術(shù)、科學(xué)、技術(shù)相互促進(jìn)”，實現(xiàn)美術(shù)、藝術(shù)、科學(xué)、技術(shù)完美結(jié)合。隨著人工智能在室內(nèi)空間環(huán)境設(shè)計研究中的深度介入，生態(tài)設(shè)計與智能科技一定會碰撞出更多方法措施和設(shè)計靈感，對解決現(xiàn)有或未來有可能會出現(xiàn)的人居環(huán)境問題有巨大作用。我們有理由相信，人工智能時代室內(nèi)空間環(huán)境的生態(tài)設(shè)計一定是人類生態(tài)文明發(fā)展的主流方向之一。