核心理念：

减少传统工业的不可及性，增加从业人员与居民的参与度，灵活的定制化需求，塑造“亲民”工厂；

以第一性原理为指导，尽可能减少非必要能耗，打造生态友好型工厂

工业特色：

• 实现工厂生产全自动化，由中控进行灵活调配

重工业（占工业楼1、2、3层）：

1、监测与传感：

核心技术：采用无线传感器网络[1]

整个无线网络传感器节点可由两节普通干电池供能数年

我们的世界中大约需要1000个无线网络节点

（该部分能耗共计约为1000*2*16.2kJ/3year=4708kJ/year=3.02kwh/year）

其他传感器（安置于工业机器人身上）：

参考新型四轮驱动车数据： 

我们的工业区所需约为三套100机器人+40机械臂（24h内不间断轮换工作，必要时三套全部开启）

（故传感能耗约为10.08w*140*8h*365day=4120kwh/year）

2、执行机构：

优势：电磁熔铝炉节能效果好，效率高：由于感应线圈与被加热金属并不直接接触， 热损失小。能量通过电磁感应进行传送，与电阻丝加热方式相比减少了热传导和空气热对流的损耗，热效率很高，达85%以上，比电阻丝加热方式提高2~3倍。与电阻丝加热相比，节电在30%以上，最大可达75%。

    电磁熔铝炉升温快：由于料筒金属壳的电阻很小，热效率高，所以较小的感应电动势便可产生较强的涡电流。从而可在金属内产生大量的焦耳热。同时还由于热量散失少，所以料筒内熔体升温快。

    电磁熔铝炉使用寿命长，节约企业更新设备的费用：使用工业电磁加热器还有一个重要的优势就是使用寿命长。电磁加热装置采用特制线圈和半导体器件。平均无故障时间可达3年以上。

             B、 化工产品：合成氨、硫酸、氯碱等工业及后续生活用品、肥料、药物制造

                  (52070*1000t/year/1300000000*21.28GJ*278kwh/GJ*1000=236952kwh/year)

                C、 机械制造：装配、搬运、焊接、铸造、喷涂、码垛、（智能化程序输入）

                采用智能机器人与机器臂作业，涵盖轻工业体系中的食品加工与批量纺织

                (参考瑞典ABB公司6轴机器人功率，2.4kw*8h*150*360day=1036800kwh/year)  

                D、高分子材料制造：遵循“绿色制造”理念，绿色合成原料，绿色合成、加工技术，循环利用[3] 

                核心理念：为了满足绿色化学的可持续发展目标，从源头上选择无毒无害的生物基单体替代石油基是实现绿色制造的第一步。[4]

                (能耗计算方法：以服装为例，传统工艺1.05t标煤/t服装，而采用高分子材料生产可以让能耗降低至少一个数量级，则假定高分子材料能耗为0.105t标煤/t材料，一人一年所需高分子材料0.1t，则0.2t材料/人*0.105t标煤*8130kwh/t*1200人=204876kwh/year)

E、水生产：

1、自来水生产：除杂物、反应、沉淀、过滤、消毒。得到自来水。

2、纯净水（饮用品质）：生产原则：按需生产、配送。

第一步吸水过滤

第二步去除杂质

第三步消毒产出

    核心技术：反渗透技术；

    优势：

(1)在室温条件下，采用无相变的物理方法得以使水淡化、纯化;
(2)水的处理仅依靠水的压力作为推动力，其能耗是众多水处理方法中低的;
(3)无需使用大量的化学药剂和酸碱再生处理;
(4)无化学废液及酸碱废液排放，无废酸碱的中和处理过程，无环境污染;
(5)操作方便，产品水水质稳定。

     （能耗计算方法：自来水：以三口之家（3成人）为单位，共有400个单位，[5]减去我们世界中不会产

     生的长距离配送水消耗，自来水能耗约为 400*1.0m³*365day*250*8.13/10000=29674kwh/year；

     纯净水：考虑到自来水的净化可由家庭自己完成，故仅计算50个家庭的需求量得165kwh/year）

  废物处理、再利用：

生活垃圾处理技术：

1. 固化处理固化技术：固化技术:将有害废物与能聚结成固体的某些惰性基材混合，从而使固体

   废物固定或包容在惰性固体基材中,使之具有化学稳定性或密封性的一种无害化处理技术。

2. 快速碳酸化快速碳酸化技术：将废弃物品放置于浓度相对较高的CO2环境之中，进一步提升其反应速度。 
3. 等离子气化等离子气化技术：通过人工的方式来营造出缺氧以及高温的环境，从而将危险固废转化成为H2或者CO等可燃性的混合气体。
4. 生物降解技术：使用从自然界中分离出的高效安全菌种，混合成有益菌群培养在载床上，投入处理机。当有机垃圾投入处理机和菌种搅拌均匀后，菌种会释放出大量的消化酶，将大分子有机物分解为糖、脂肪酸和氨基酸等短链的低分子有机物。微生物菌以此为养份，代谢出少量的水(每降解一吨垃圾排出200升左右的水)、生物热能和二氧化碳气体。同时微生物菌以几何级数迅速繁殖，可以周而复始地不断“吃”掉新投入的有机垃圾。

工业危险垃圾：

1.预处理技术2.焚烧技术3.热解处置技术4.等离子体技术5.资源化利用技术[6]

(共计能耗：30*40/30*100kw=4000kwh/year)

     中央控制、信号发送：

      物联网技术实现设备与环境的数据采集、中央对各部门的统筹调度、任务分配

(服务器能耗：以戴尔(DELL) Poweredge R740 2U机架式服务器满载495W电源，

正常情况取450W计算，450w*10台*24h*360/1000=39420kwh/year)

      服务器环境维持所需能耗：[7]约为

582.4*10/260*20*360=161169kwh/year

展厅功能：

世界节假日期间，停止工业业务，向居民开放展览，以数字孪生技术为支撑，进行辅助介绍，由专业导游与机器人共同带领游客领略工业文化、技术文明；

举办工业设计与艺术竞赛，鼓励对工厂的创新设计方案。

轻工业（占工业楼4层）：

1.服装：实用型与设计型，实用型注重舒适轻便、保暖透气等功能；

而设计型则是由世界的专门设计师打造，限量发行，会融入科技与时尚等多种元素。

2.食品加工：由智能生产线完成。

3.打印：

平面印刷：

3D打印：根据世界用户的实际需求进行下单制作。

采用当前主流技术：

熔融沉积成型、光固化立体成型、选择性激光烧结、三维印刷工艺[8]

（平面能耗800kwh/year;3D约200kwh/year）

通信行业（约占地300m²）：

采用一座小型5G通信基站，覆盖范围约为200m，日均能耗约为50kwh，全年总能耗约为50*365=18250kwh/year

降噪降温、节能举措：

技术方面：在5G基站的收费电表之后的电能入口端，串联安装祥和基站型中央节能保护机方案。

在此方案的基础上，再对5G/4G基站的机房四周及顶部进行以祥和节能涂料为核心涂膜的标本兼治系统节能方案。

人文方面：增加居民接受度，景观化建站：通过一些手段对于其基站的外在天线进行相关的包装，以此来进行美化的目的。

广泛征集居民对基站的景观化设计的新颖独特方案，并鼓励制定具体的装饰措施，基于丰厚奖励。

教学生活区（占工业楼5层）：

工业区布置教学与生活区：容量100人，分为四个机构，沙龙区，餐饮区，教学区。

工业区的教学以应用型技术和机器使用、操作方法主导，辅以基础的科学理论知识。

生活区域总能耗控制在100000kwh/year

 能耗：

总计：2394366kwh/year（预留余量后2.5Mkwh）

人均：1995kwh/year

生活：100000kwh/year

通信：18250kwh/year

轻工：1000kwh/year

重工：2275116kwh/year

参考资料：

[1]https://baike.baidu.com/item/%E6%97%A0%E7%BA%BF%E4%BC%A0%E6%84%9F%E5%99%A8/224150?fr=aladdin

[2]https://www.polaris-etek.com.cn/fenmoyejin/71.html

[3] https://www.plaschina.com.cn/article/2021/1001-9278/1001-9278-2021-35-8-9.shtml

[4] 数据支撑：十三五规划以来，我国生物产业得以快速发展，在2015年其产业规模超过了3.5万亿元，其中生物能源替代化石能源量超过3 300 万吨标准煤，处于世界前列。

[5]https://www.docin.com/p-1928971916.html

[6] 参考文献为《化工园区危险废物处理处置技术分析》

[7] https://www.zhihu.com/question/57600032/answer/2626319514

[8] https://zhuanlan.zhihu.com/p/377690385