1.概述
1.1碳中和
碳中和（Carbon neutrality），其中“碳”指二氧化碳，“中和”即意为正负相抵。大到国家、小到企业完成相应的减排目标，在一段时间内排出的二氧化碳和吸收的二氧化碳相等，正负抵消，净和为零，实现相对“零排放”。[1]
据已有数据统计，工业革命时期地球空气间的二氧化碳浓度约至280ppm；反观现在，二氧化碳浓度已高达400ppm，上升了近50%。全球变暖不但会造成极端天气增多、冰川融化等问题，炭疽热甚至远古病毒、核废料在融化过程中都有可能释放出来，给地球上所有生物带来沉重灾难。推进碳中和进程来应对全球变暖刻不容缓。碳中和成为国际气候行动的重要内容。截止至2021年，已有127个国家和地区提出碳中和目标。中国作为世界上最大的能源生产国和消费国，明确提出力争在2030年实现碳达峰、2060年实现碳中和的目标。这既是中国加快形成绿色协调发展的关键步骤，也是中国积极构建人类命运共同体的举措之一。然而，中国碳中和目标实现周期短、难度高，仍需要推动技术来促进深度碳减排。[2]
1.2 人工智能
人工智能,是科学家以解放人类为最终目的，在机器上模拟人类的精神活动与身体活动,使机器做出与人相似的行为的一门新兴科学。人工智能主要研究智能机器、大数据技术、语音与图像识别系统、深度学习、语言处理系统等。[3]
在人工智能与室内装置设计的交叉领域,智能家居的发展令人瞩目。它建立于现代住宅的基础设施,以自动控制和物联网信息技术为核心,以综合布线系统科技、通信、保安预防技术为辅助,通过整合家具生活设施,使家居生活管理系统高效、舒适、健康、安全,为居住者提供精致的生活品质及服务。[4]智能家居包括拥有语音交互功能的家居类产品、可控制全屋电器设备的智能家庭系统等。智能家居系统的大生态闭环主要包括人工智能延伸出的语音交互、视觉技术、以大数据为支撑的内容服务以及各式各样的第三方应用。例如扫地机器人、来自苹果公司的Siri、小米旗下的小爱同学、谷歌的Google Home等,都是人工智能应用到实际生活中切实增长人们的幸福指数的典型案例。
1.3 室内微气候
室内微气候，指在人们日常居住的小环境即室内环境中的小气候，包括室内温度、湿度和空气质量，通过装修及室内布局调整等达到调节微气候的效果。调节室内微气候正是推动住宅全周期低碳化不可或缺的一部分。
根据室内设计低碳化的基本原则，实现住宅全周期低碳节能不仅在最先需考量建筑的方位结构，在搭建中期需注意建筑施工过程对环境的影响，同时更注重住房建成后持续地对环境及人体地影响。因此，住宅室内微气候设计低碳化是一种具有可持续性的住宅设计，它充分将室内影响微气候的主要因素以节能、健康的方式表现出来。通过室内设计的调整降低物质流和能量流，最终达到节能、低碳、健康的最佳状态。[5]
2.人为平衡微气候推动住宅低碳化
2.1“人为+智能”低碳室内设计的必要性
室内设计低碳化是实现中国可持续发展及碳中和愿景的重要一环。根据研究，国内外室内低碳化多聚焦于技术的创新及应用，但由William Stanley Jevons的“反弹效应”提出技术的使用对低碳化或是双刃剑，虽能提高设备及能源的使用效率、减少不必要能源损耗，但同时也增加了人们对能源的需求量，其增幅或抵消低碳技术所减少的碳排放量。[6]因此，仅依靠技术手段并不能较好实现低碳化，将低碳室内设计作为减碳敲门砖，再与技术结合可以填补仅有技术的减碳空白。
住宅能耗主要在采暖、生活热水、空调、照明能耗等方面。人为平衡微气候主要从室内温度、湿度、空气质量等方面，使得其自然可再生资源得到利用最大化，减少对住宅内的能源消耗，以此实现低碳节能。将低碳理念渗入室内设计，是减碳与设计两领域的珠联璧合。并通过技术创新推动低碳化深入发展，从室内健康、环保及舒适三角度全面考量，实现人、自然、技术的相互交融。
2.2人为平衡微气候在住宅低碳化的应用方向
平衡微气候推动室内设计低碳化主要体现在低碳化空间设计、低碳化装修设计以及低碳化物理环境设计三个方面。
在低碳化空间设计上，首先应具备科学的空间设计方案，充分利用室内原有的结构，减少后期室内的大改造。从环保、经济、健康多个角度考虑设计方案，充分利用已有的空间，减少不必要的资源消耗，综合实现高效率的空间组合利用。其次是做好区分室内空间功能的工作，最大程度地区分生活以及工作环境，减少互相干扰。再者是合理分配活动区域，做到每一丝能源高效利用。以此合理利用空间不仅能够充分响应室内人员的活动需要，并且实现了室内能源利用的最大化，兼顾以人为本与低碳环保。
在低碳化装修设计上，设计师需考虑室内居住空间中所需的能源，尽可能选择绿色、清洁能源；另外，需尽量选择可回收利用的绿色环保型材料并多采用短距离运输的方式，减少材料过剩或包装废物等造成二次污染。装修材料剩余的垃圾应当回收利用或选择合理的处理方式，达到全方位、全周期的低碳化装修设计。
在低碳化物理环境设计上，采光、通风和供暖是实施低碳设计理念较为常见的方式。设计师可以通过对原建筑的结构及方位信息分析，适当调整窗户的位置或采用具有较高透光率的玻璃，提升内部装饰通透性与反光率、提高自然光的利用率，从而减少使用耗能照明工具，达到节能环保的目的。通风上则尽可能保留南北通风的状态或者采用节能制冷的方式。在采暖方面，核能供热、电热供暖为低碳减排采暖进程添砖加瓦。[7]
3.人工智能技术助力低碳化室内设计
3.1 人工智能带来室内设计新方向
人工智能与室内设计交融发展，不仅给设计带来了高效又便捷的工具，同时赋予住宅空间一种科技的美感。
首先，人工智能的应用加快传统室内设计的转型。传统室内设计以用户及设计师双方线下沟通为主，而人工智能等技术的诞生为室内设计数字信息化提供机遇。通过搭建室内设计数据库，建立高效的信息传输交流平台，设计师不仅能够在平台上收取并整合所需室内设计信息，同时能更清晰掌握用户的相关数据，产出更优质、个性化室内住宅设计。以此提高设计效率，最大化利用信息网络资源，缓解设计师与用户沟通间的信息质量递减等问题。
其次，人工智能推动室内住宅设计的生态化发展。利用网络综合信息系统、复合新一代材料制造、自动控制系统等技术，对风能、地热能、太阳能等进行分析及综合处理，能有效地节省能源、改善空间。并且，人工智能技术带来的信息便利可作用于室内空间布局、采光、材料运用等各个方面，为室内设计生态化推波助澜。
最后，利用人工智能技术计算出住宅居住健康值，推动室内设计的可持续发展性。以室内温度、湿度、光线等为重要指标，利用专家系统等综合考量室内空间组合形式、隐私保护、住宅装饰风格等，使设计即融有艺术科学性又不乏社会人文性，为室内设计与科技寻找更好的交互效果。[8]
3.2 智慧家居的使用
智慧家居的出现之初便融入绿色家居及生态住宅的概念。其主要在两方面实现低碳节能：一是开发节能产品，通过减少产品本身的能耗以实现节能减排；二是用可再生能源作为设备的供电方式，如太阳能、风能等清洁能源的运用缓解了因传统能源消耗而导致的环境污染问题，同时还降低发电成本，达到最佳低碳节能的效果。[9]
在“低碳经济”的推动下，利用物联网及人工智能技术，智慧家居系统的诞生为低碳节能、高效用电打开新的一页。智慧家居通过自动集中系统，一键式控制影响室内光线、温度、湿度等物理环境的家用电器，例如灯光的人性化变换、智能调整空调状态、改变地暖的工作效率等等。利用系统监控能耗，智能判断家电使用情况，减少能源浪费，从而减少电能、燃气消耗，降低二氧化碳排放。同时根据人体健康居住指标对家电进行智慧调整，提高室内居住的健康性和舒适性。传统住宅很难对具体家居指标进行精准监测及控制，但智慧家居不仅能根据用户需求提供适合的室内环境，而且能做到低碳节能。[10]
3.3 BIM技术
BIM模型以三维数字转换技术为基础。BIM技术具有参数化、可视化和信息化的优势。参数化设计，即借助参数进行对形体的描述进行快速高效的建模。当模型进行参数变动时，系统能够自动实现已定的参数保持不变，保证信息的协调性，以此提高设计效率；可视化设计便于进行局部的观察，给方案细节的设计与调整带来极大的便利性；BIM技术的信息化具有完备性、协调性等特点，助力数字化室内设计的发展，也为低碳化室内设计提供更多信息参考。[11]
在这三大优势的基础上，BIM技术通过创新的结构运用以及智能信息技术的应用来减少室内设计行业的资源浪费，进而促进室内设计行业的碳减排。
在设计布局阶段，设计师运用BIM技术不但可以调整室内空间的布局，促进空间使用性能最优化，还能尽可能消除微环境使用性能不利因素的影响。BIM技术能够有效提供能源节约等方面优化设计方案，充分改善设计性能。室内设计过程中需要充分考虑所涉及的外界自然环境影响的性能因素，从气流、光、热、声、能源多个方面综合考虑其自然能源利用的最大化；在建材的生产阶段，包括原材料的开采、运输、生产中消耗的资源，运用BIM 技术的工程量预估及碳排放计算程序，可以给予建材更多低碳化选择；[11]
在项目管理阶段，BIM平台下的施工模拟技术是将三维建筑信息模型空间上增加时间维度，形成4D模型，使用高性能计算机进行施工过程的模拟。通过对项目施工全过程进行计算机模拟，许多问题在模拟的过程中都会显露，例如场地布局不合理、现场安全措施不充分等。BIM技术有利于尽早发现问题并辅助解决，设计师在模型中做相应的修改，可以达到缩短工期、减少建筑过程中产出污染的目的。[12]
4.结束语
现阶段，在人工智能等技术背景下，室内设计行业面临新的转折点。技术进步不仅为室内设计带来便利和希望，同时也迎来更激烈的竞争及挑战。室内环境实现低碳化既要有传统行业内的人为室内微气候设计同时又要充分利用现有技术为其带来节能减排的效果。在碳中和愿景下，将人、自然与技术和谐相融，才能更好推进行业乃至国家的可持续发展。
参考文献
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[2] 余碧莹,赵光普,安润颖,陈景明,谭锦潇,李晓易.碳中和目标下中国碳排放路径研究[J].北京理工大学学报(社会科学版),2021,23(02):17-24.
[3] 邹蕾,张先锋.人工智能及其发展应用[J].信息网络安全,2012(02):11-13.
[4] 童晓渝,房秉毅,张云勇.物联网智能家居发展分析[J].移动通信,2010,34(09):16-20.
[5] 李宁. 低碳节能住宅室内微气候设计研究[D].齐齐哈尔大学,2013.
[6] 王馨珠,汪坚强,郑善文.住区碳排放影响机制及减碳规划策略研究——以九江市为例[J].华中建筑,2021,(03):44-50.
[7] 彭亚奇. 基于互联网技术下智能音箱的设计研究[D].武汉理工大学,2018.
[8] 王雅雯,李绪洪.人工智能在室内设计中的创新及应用[J].西部皮革,2020,42(24):61-62.
[9] 谢心语.浅谈智能家居在室内空间设计的发展[J].居舍,2020(11):18+187.
[10] 郭绯绯.智能家居在室内设计中的应用[J].西部皮革,2018,40(17):68+80.
[11] 韩笑影. BIM技术在绿色建筑设计中的应用研究[D].吉林建筑大学,2017.
[12] 甘露. BIM技术在施工项目进度管理中的应用研究[D].大连理工大学,2014.
