摘要：随着人口老龄化的加剧，智慧养老服务成为社会发展的需求。本研究旨在设计一种基于数字孪生技术的养老家居系统，特别针对70平米以下的小户型住宅。通过深入分析老年人居家生活需求，结合数字孪生技术在智能家居中的应用，充分考虑老年人身心机能的变化，从安全、实用两方面探讨设计原则，提出智能养老家居系统设计策略。

关键词：数字孪生；智慧养老；家居系统；小户型；系统设计

人口老龄化是21世纪全球发展面临的共同难题，而我国作为人口大国，社会老龄化进程的加快使得养老问题尤为突出。根据第七次人口普查数据，截至2021年5月，我国60周岁及以上老龄人口已达到全国总人口的18.7%，其中65周岁及以上人口占比13.5%[1]。传统家庭养老模式已无法满足老年人对老年生活的物质及精神需求，智慧养老作为一种新型养老模式应运而生，旨在通过现代化、数字化手段提升老年人的生活质量。

数字孪生技术作为AI大数据背景下的新兴技术，通过数字化建模、仿真和分析，实现物理实体与虚拟模型的动态映射和智能互动。本研究聚焦于小户型住宅，探讨基于数字孪生技术的智慧养老家居系统设计，以期为老年人提供更安全、便捷、舒适的居住环境。

一、研究背景

根据《中国统计年鉴》数据显示，截至2022年底，我国65周岁及以上老年人口占总人口的14.9%，老年人口抚养比达到21.8%。国家提倡90%的老人在社会化服务的协助下居家养老，7%的老人在社区购买服务养老，仅3%的老人在养老机构养老。因此，智慧养老通过数字技术赋能，能够为大部分的居家老人提供现代化养老服务，成为解决养老问题的重要途径。

国家房地产政策的改革推动了小户型住宅的发展，其经济性和灵活性使其在老年人群中具有广阔的市场。然而，传统小户型设计未能充分考虑老年人的特殊需求，如行动不便、视力或听力下降等。因此，研究小户型的智慧养老家居系统设计对于提升老年人居住品质具有重要意义。

二、小户型适老化改造设计存在的问题

通过对居家养老的调研，我们不难发现，目前我国居家养老模式存在以下几个问题。其一，在大型和中型城市中，适合养老的中小户型分布较为广泛，多适合夫妻二人居住；其二，在小城市和乡镇中，多为混合型养老家庭模式，由于居住空间相对较小造成了居住环境和状况较差，而且也无法随着时间的推移，满足户型未来进行调整的需求。上述两个方面的情况影响了我国中小户型适老化的发展进程。

其次，小户型适老化改造设计面临诸多挑战，主要表现在以下几个方面。其一，空间布局受限；面积狭小，适老化改造需要增加无障碍通道、扶手等设施，进一步压缩生活空间，容易造成功能区域重叠，影响老年人日常活动。动线复杂会存在安全隐患，空间局促可能会导致动线设计不合理，增加老年人磕碰、摔倒的风险，尤其对于轮椅使用者，转弯半径和通行宽度难以满足需求。小户型可能缺乏足够的储物空间，导致物品堆积，影响居住环境整洁。功能区域混杂，小户型中，客厅、卧室、厨房等功能区域可能混杂，缺乏明确分区，影响老年人的生活便利性。其二，细节设计不足；缺乏个性化服务，老年人的身体状况和需求差异较大，现有改造方案大多缺乏针对性，难以满足不同老年人的个性化需求。适老化改造不仅要关注生理需求，还需关注老年人的心理感受。长期生活在狭小空间可能会导致老年人感到压抑、孤独或焦虑，尤其是独居老人；难以营造出温馨舒适的居住环境。同时社交活动也会受到限制，小户型无法容纳多人聚会，限制社交活动的举行，影响心理健康。

三、老年人特征

（一）身体状况

随着年岁的增长，老年人身体各方面各项生理功能日趋退化；会导致视力下降，有时难以辨别细小的高差；在光线不足的环境中，可能会感到模糊不清；可能会对强光更加敏感，容易感到刺眼或不适；部分老年人会出现视野缩小，只能看到正前方的物体，周边视野模糊或缺失；听力下降，在嘈杂环境中可能难以听清对话，尤其是当多人同时说话，因此更加喜欢近距离交谈；嗅觉和味觉减弱，是因为神经系统的功能逐渐衰退，导致大脑中负责嗅觉的部分受损，不容易发现食物烧焦等情况；骨质疏松是老年人常见的健康问题，骨骼变得脆弱，容易骨折。肌肉质量和力量也逐渐下降，导致行动不便和体力减弱。身体的肌肉流失对自身的活动能力的影响很大，身体敏捷性降低，这也是老年人经常有摔倒风险的重要原因之一[2]。随着年龄的增长，生物钟也会发生变化，导致睡眠时间提前，夜间睡眠时间减少。老年病（慢性病）、高血压、高血糖、心脏病、呼吸系统疾病等都是老年人易患病类型。

同时伴随着身体各项机能的衰弱，老年人们可能还会出现一些心理问题如孤独、失落、挫败、没有安全感等。这些心理问题还会反向加剧生理衰退，常常会出现怀旧倾向，喜欢讲述年轻时的经历，对旧物、老照片等有着特殊的情感，因此在设计时还需尽量为老年人提供能使其心情愉悦的使用空间。

（二）行为特征

根据研究表明，老年人的主要行为活动有生活必需、休闲休憩、社交活动。承载这些活动的功能空间主要有客厅、卧室、厨房、卫生间及其他盥洗区域、其他空间。统计数据显示，一天中老年人在睡眠、用餐、清洁、休憩等生活必需活动上花费的时间最多，老年人主要在住宅的客厅、厨房、卧室、卫生间及客厅连接通道等空间活动，这些空间也是小户型适老化改造的重点部位。部分老年人有自己不同的兴趣爱好，例如养花、养小动物、喝茶、听广播等，在注重整体性的同时也要兼顾到个体差异性。

四、小户型数字孪生的智慧养老家居系统设计

（一）卧室设计

卧室是老年人休息的重要场所，尤其是行动不便或患病在床上的老年人，大部分时间都在卧室度过。卧室的朝向、采光以及通风在很大程度上会影响老年人的身心健康。因此，小户型在只有两人居住的情况下，可以只保留一间卧室，卧室选择朝向阳光且有自然通风的房间。卧室使用面积建议不小于9㎡，开间以3000mm为宜，考虑到有部分老年人需使用轮椅通行，卧室床与家具的距离应控制在1000mm，卧室内还应满足1500mm轮椅转动半径的需求[3]。卧室门可选择推拉门、折叠门、平开门，具体选择可根据使用地点和老人的身体状况决定。在门扇开启侧留出不小于400mm的墙垛，使乘坐轮椅的老人能够侧向接近门把手，同时选用便于抓握的杆式门把手。家具之间的距离也应适当留出足够空间，以便老人行走和操作。

床的宽度应适中，一般建议在1.5米到1.8米之间。卧室需设足够明亮的照明，床铺下还需设小夜灯，起夜方便。床铺旁边可设扶手方便起床，同时也能保护老人的睡觉安全。选择具有遮光效果和隔音效果的窗帘，以减少外界光线和噪音的干扰。地面材料选择厚实的木质地板，地板越厚脚感越舒服；地面颜色应与墙面颜色有一定对比度，以便老年人更容易辨认地面的高低变化。数字孪生系统通过传感器和智能设备收集老年人的生活习惯、健康状况等数据，可以帮助更好地理解需求。同时，该系统可以在虚拟环境中模拟卧室布局，识别潜在的安全隐患，如绊倒、磕碰等风险。实时监控卧室环境，及时发现异常并发出警报。

随着老人年龄的增大，身体素质也会日趋下降，老人独居时发生危险的概率就会大大增加，因此紧急呼救设计显得尤为重要。家属可远程监控卧室状况，以便迅速提供帮助。设置多个“一键呼救”按钮，还为老人配备智能可穿戴设备，如智能手表，能实时监测老人的血压、心率等生理参数。将健康监测设备与数字孪生系统连接，实时跟踪老年人的健康状况。当老人身体出现异常时可根据健康数据变化，提前预警可能存在的健康问题，便于及时干预；或出现突发情况时能够及时触发按钮，通过数字孪生技术将信息传给亲属、社区或医院的电子设备中，使老人在发生意外时能够快速获救。

（二）浴室设计

目前，我国大多数的中小户型是为了上班族设计，不仅户型设计方面较为单一，而且空间的布局与活动路径无法很好地满足老年人独居时的要求。因而在中小户型适老化设计与改造的过程中，应该主要依据老年人的生理心理需要对其进行合理的改造。缩短老年人卧室与卫生间之间的距离，并且要尽可能在老人的卧室内设计卫生间，满足老年人起夜的需求[4]。

卫生间的使用面积不应小于 2.50 ㎡。设便器、洗面器时不应小于 1.80 ㎡。设便器、淋浴器时不应小于 2.00 ㎡。入口要根据家庭成员的情况考虑大小，有轮椅需求的老人，在设计卫生间入口时要考虑到轮椅的回转半径，最低不应小于800mm。卫生间是最容易摔倒的地方，因此地板铺设防滑的瓷砖，做到干湿分离，结合老人需求和高度增加助浴凳；并在卫生间安装智能扶手，扶手可提供额外的支撑和稳定性，帮助老人行走和保持平衡；还可以实时监测卫浴环境。卫生间内部应该留有直径≥ 1.5 m的轮椅回转空间，如厕区宽度应≥ 0.85 m，方便无障碍设施的安装以及护理人员协助老人如厕[5]。坐便器靠墙一侧应设置无障碍扶手，马桶中心距离扶手宽度不应小50mm。马桶上方还需增加一盏射灯，方便观察如厕情况。此外，在需要的地方铺设防滑垫，如淋浴区和马桶周围，以减少滑倒风险。使用智能化卫浴设备，与数字孪生模型连接，老年人可以通过语音唤醒或一键操作远程控制这些设备，提高使用的便利性和舒适度。安装跌倒检测雷达，实现卫浴空间的远程监控和应急响应。

（三）餐厨设计

在规划厨房尺寸时，厨房的面积应≥ 4m² ，若考虑轮椅行走，面积则不应小于 6.5m² 。操作台台面高度应控制在750mm以下，方便坐姿操作，同时台下应留出净高不小于600mm，深度不小于300mm的空间。厨房的台面及家具应采用圆角收边，避免老年人产生磕碰[3]。使用智能灶台，厨房的灶台高度应调整为适合老人的适配高度，增加储物空间，不做吊顶，避免老人爬高取物，橱柜改成抽拉式设计，减少老人弯腰找东西的次数；行动部分受限的老人（轮椅老人），预留出轮椅活动的空间外，还需针对台面和柜体进行尺寸的细化设计，使台面与坐轮椅的高度契合，使轮椅老人也能较为轻松的烹饪和摘洗。厨房的水池下方柜板可退后20-30cm，方便老人坐着洗菜。小户型可根据房屋实际选择L型或U型台面，使得动线更加流畅。利用智能化厨具利用数字孪生技术对老人厨房的操作与状况进行实时监控与优化，提高老人生活质量与安全感。尽量采用一键式处理，语音接收信息，正面反馈，方便老人操作和控制，减少烹饪的麻烦与风险。烟雾报警器也是极其重要的，在一些突发状况发生时，能够及时报警。

（四）客厅设计

室内设计要满足无障碍通行，连接使用空间的过道宽度保持在净1.8 m，入户门净宽≥ 0.9 m， 保证能够步行通过甚至轮椅通过，如有条件，建议入户门净宽≥ 1.2 m，以便各类大型护理设备顺利进出。客厅是住宅内面积最大的空间，小户型就要实现房屋面积利用率最大化。起居室进入一侧尽量不布置长沙发，避免形成空间阻隔，对乘坐轮椅老人出入起居室造成不便。在客厅走廊安装起夜灯，避免夜间摸黑行走，减少安全隐患。入户门处放置鞋柜，将鞋柜柜腿提高到30cm左右，鞋柜外侧可放常用鞋子，内侧可放鞋盒；老人站着就可以看到鞋子，并可撑扶鞋柜上的台面稳定地完成换鞋动作。在入户门墙壁上设置方便老人悬挂外衣的挂衣钩，并设有“一键紧急呼叫按钮”和安全扶手，按照人体工程学的要求，扶手直径设计30mm，外壳采用既防滑又能消除黏手感的材料，让老人在借力和抓握时都能感到舒适。房屋内所有锋利的角落都应贴上防撞角或做圆弧处理，避免磕伤撞伤。有助于老人遇到突发状况时完成自救。走廊侧边可做进深区域，里面放置一些杂物、常用工具等。电视机的摆放位置至老人的视距应为2-3米左右；使用智能电视机，根据老人的喜好为之推荐影片，同时还可量身定做适合自己的运动娱乐方式。

（五）多功能次卧设计

想要在有限的空间里，满足老年人的多样需求，这个时候多功能房的重要性就凸显出来。既有储物空间又可以充当茶室、卧室、衣帽间。选择榻榻米对小户型是非常友好的，它不仅可以作为休息的地方，还可以作为收纳空间。在榻榻米的下面做一些抽屉，可以存放一些换季的衣物和被褥。榻榻米抬高350mm，根据房间尺寸划分储物空间；可在房间一侧定制成套柜体放置平常所需衣物。平常榻榻米上摆放茶具以便会客，有住家需求的客人来访，可去除茶具变成卧室供客人住宿。

五、结语

改善独居老人的生活空间是老龄化社会面临的重要问题。改造后的小户型室内空间以实用性为主，兼顾安全性、便捷性和舒适性，满足老人生理心理需求，从而提高其生活水平。

参考文献

[1]李希胜，夏诗淇，张翔，等.面向居家养老的智慧家居改造策略[J].建筑科学，2024，40（02）：270-275.

[2]杨薇佳.居家养老模式下的商品房户型适老化设计研究[J].居舍，2022（33）：89-92.

[3]任尧.乡村独居老年人住宅适老化改造研究[J].住宅与房地产，2024（04）：117-119.

[4]薛苗苗.中小户型居住单元的适老化设计与改造分析[J].居舍，2020（29）：99-100.

[5]泥润雨，张玲.基于适老化的老年公寓室内设计研究[J].工业设计，2023，（12）：42-45.

基金项目：2024年度湖南省大学生创新训练项目“基于数字孪生的智慧养老家居系统设计研究”（S202412303088）。

指导老师：马文娟（1987—），女，回族，湖南常德人，硕士研究生，讲师，研究方向：空间设计、非遗保护理论研究。