CSC 2号实验宅：既有居住建筑装配式内装改造示范
作为清华大学人才公寓样板，2号实验宅以装配式内装技术集成为目标，是CSC在2018年的重点研究项目。
2号实验宅既是面向住区可持续问题中的老旧小区改造场景的技术示范，也是对CSC成果的一次系统性应用，同时也是CSC即将展开的研究方向“老旧小区运营平台研发”，以及在居住实验室中持续性的数据采集与研究的重要基础。
2号实验宅位于清华大学东门外西王庄小区7号楼，包括一套一居室和一套三居室。西王庄小区建于1980年代后期，对老旧小区中出现的常见问题具有一定的代表性。
西王庄小区7号楼外观
功能问题
突出表现为无法满足当下生活的需求：老户型总面积偏小，且厨房和卫生间面积偏小尤为突出；玄关、起居、工作、收纳等生活必备功能缺失；厨卫布置不合理，导致出现无法使用的暗厅等；空间封闭，功能单一，卫生间无分离设计，使用效率低。
改造前厨房卫生间
改造前卫生间
性能问题
表现在管线老化，性能差，配置低。由于门窗等围护设备老化，住宅保温、气密、水密性均较差；给排水管线严重老化，厨房排风串味严重；机电配置标准低，电路荷载小，不能承载当前大量应用家用电器的现代生活方式。
改造实施难点
2号实验宅是单户改造，实施难度很高。在设计中，户内承重墙等结构无法改动，功能优化受到限制，新增设备如空调、新风等缺少预留的安装空间；在技术上，由于管线改造涉及多户，单户改造的难度极高，电力改造无法增容，提升配置困难；在实施中，面临严苛的施工条件和困难的运输条件，与新建项目相比，文明施工的要求更高；在应用推广方面，老旧小区户型标准程度低，工艺、流程等标准化设计实施难度高。
运营维护难点
传统物业不但运维管理效率低，且住户满意度也很低。管理者角度的问题包括人均管理面积小，维修复杂度高，甚至会出现管线严重超期使用无法维修的情况；住户角度面对的问题包括报修路径不清晰，报修反应慢，维修时涉及邻里产权易引起纠纷，缺少评价服务质量的渠道，以及服务内容少等。
针对以上功能、性能、改造和物业四方面的问题，CSC分别从设计、技术、标准和运营四方面，系统化地提出了解决方案。
产品定位与设计
向2018年新入职的青年教师发放问卷，回收有效问卷32份。问卷分析显示，青年教师的家庭结构可以分为“一代”和“三代”两种类型，一代即单身或青年教师夫妇，三代即青年教师夫妇、一方或双方老人、儿童，因此一居和三居的户型设计分别围绕这两种家庭结构展开。更进一步的调研发现，两种家庭的生活方式之间存在微妙的差距，整体而言，一代家庭更年轻，作息更不规律，更多吃食堂和外出就餐，更易购置小家电、智能家居等新鲜产品。而三代家庭明显生活更拥挤，作息更规律，青年教师本人不常在家吃饭，但家中有老人儿童，厨房使用频率很高。在居住和装修需求方便，两种家庭的区分同样明显：一代家庭更关心风格的现代化、配置的个性化，更需要半私密、多功能的书房，而三代家庭更关心材料的安全环保问题，更需要围绕孩子的学习、玩耍和收纳空间。
针对两种家庭的不同需求，设计首先对产品进行定位：一居室作为创新技术集成示范的单元，重点提升空间效能，优化空间品质。在具体的设计中，首先重新梳理原户型的功能，将厕所移至卧室内，沿窗户布置开放厨房，形成起居室、餐厅、厨房一体化的LDK空间，可以支持起居、就餐、会客、家庭聚会等活动，显著提高了使用效率。三居室重点解决有限空间内的完整功能，主打灵活布局，按需配置，精致关怀。改造中拆除原厨房，封包阳台作为新的厨房，增设玄关，卫生间三分离设计，并重新布置主卧、长辈房、儿童房与客餐厅的位置关系，极大缓解了居住拥挤的问题。
一居改造前
一居改造后
三居改造前
三居改造后
三居室，餐厅
三居室，可以供二孩家庭使用的儿童房
三居室，老人房
装配式内装技术集成
改造所用的技术集成包含装配式内装系统、单层管线改造、阳台改造、电力系统改造四个模块。装配式墙面和吊顶具有施工速度快、污染少、噪音小等特点。
装配式内装施工全过程
同层排水是一居室厕所移位能够实验最重要的技术保障。通过在马桶下安装污物粉碎提升泵实现有压同层排水，卫生间可以在室内所有位置自由移动。污水管选用高密度聚乙烯管材(HDPE)彼此焊接，与传统胶粘PVC管材相比，寿命、强度和密闭性均有所提升。
同层排水原理示意
一居室厨卫改造后
针对老旧住宅阳台结构不稳定、维护性能差等问题，在改造中提出了结构、构造和工艺上的解决方案，通过钢结构加固，保温、气密、防漏等性能的提升，使阳台可以作为卧室的一部分来使用。
一居卧室改造后
所有开关面板均为无线智能产品，免去施工剔凿，结合位于踢脚和家具平面的电力轨道，可使墙板厚度仅有2cm，同时用电和控制更自由、更方便。采用智能电表和智能插座，对户内用电情况进行监测，可以实现用电器智能管理，避免跳闸。
为国人制定的健康环境标准
从设计到实施，再到完工后的运营，CSC发布的三项《居住建筑健康环境标准》(光、空气、水)贯穿始终。CSC标准为中国人、中国环境而设计，在现行国标基础上重点提升核心指标；标准包含控制指标、运行评价、控制策略、设计导则，配合运行i享系统，实落地执行；通过使用数据的不断反馈，可以迅速实现迭代更新。在CSC标准的指导下，2号实验宅中照明、空气环境的设计均按照环境分析、设备选型、模拟验证、实施的思路展开，其中照明设计由清华大学建筑学院张昕团队完成，新风设计由中科院岳仁亮博士团队完成。
一居室照明设计模拟
一居室泛光照明效果
i享智能系统
i享监控的户内智能设备和数据
基于云端计算和自主决策能力，i享系统在管理居住建筑光、空气、水环境的同时，还能够通过各类传感器收集并融合数据，进而判断生活场景，控制末端设备做出相应的动作。在安全和节能方面i享系统同样具有显著作用。通过门磁、智能窗、报警按钮、智能燃气阀等设备的感知，系统可以实现通知家人、通知物业和通知警察等不同层级的安防报警，保证家庭人员和财产安全。可视设备能够显示住户在社区中用电水平排名，为能耗排名最低的住户提供更多信用积分，积分又可以进一步转换成其他奖励，从而鼓励住户主动节能。在社区管理层面，则可以通过多种数据的融合来智能识别闲置房和疑似群居房，并采取有针对性的供暖或安防策略，来实现安全、节能的目标。
家庭能耗管理界面
显然，规模化地应用i享系统会对未来的物业形态产生重大影响。系统能够在问题出现之前就及时发现并作出预警，大幅降低了上门维修的频次。配合O2O物业服务平台，住户可以预约维修师傅上门，并为服务质量打分，有效保证了物业服务的满意度。
根据2号实验宅的研发经验，采用装配式内装体系，批量改造成本最低可降至3300元/平米，并可在半年内实现从房屋腾退到保证空气质量的入住。如果条件允许，在批量实施中，CSC的研究成果还可以在社区公共空间改造和运营、社区无人安防等领域中落地。
作为清华大学人才公寓的示范样板间，2号实验宅以哈佛、MIT等世界一流大学公寓为标杆，为高校老师及访问学者提供良好的居住环境、学术交流和分享氛围，助力一流大学建设。同时，2号实验宅作为老旧小区更新的示范项目，对北京市及更多城市的民生工程、城市更新等城市发展的重大战略议题均具有示范和推广价值。
来源：CSC未来人居
