未橙 · 科技模块细节设计

0 总体设计

0.1 世界定版

未橙建在腾冲腾越镇坝区，25°01′N、98°29′E，坝面海拔 1,640–1,710 m，可用空间是一个 1,000,000 m³ 的可自由组合立方体，常住 2,000 人，设计寿命 100 年。

三条硬约束贯穿全部设计：能源自给自足；维持 2,000 人所需的社会运行；对自然的影响压到最低。三条约束落到工程上，就是本文反复出现的三个数字——电不超过 16.00 GWh/年、热不超过 4.20 GWh/年（65 ℃ 供水）、体积不超过 1,000,000 m³。

0.2 总量账本

用电分配是全世界的公共契约，任何模块增加负荷都必须从这张表里让出来：

1 场景 A · 能量与物质接口

能量与物质基础这一层——闭式地热回路、屋顶分光光伏、三级储能与需求响应、生物质气化与余热、输配与热网、水循环——由能源模块专文论述，本文不重复它的内部构造。这里只记它对下游四个场景生效的那几件事，全部边界都从这几个接口出发。

电：总盘 16.00 GWh/年，其中自耗 0.48 GWh 已在源头扣除，可分配到场景的净额 15.52 GWh/年。任何场景要加负荷，必须从总量账本的对应行里让出来——这是唯一不允许临时调整的一张表。

热：65 ℃ 供水 4.20 GWh/年（0.525 MWth），使用顺序固定为卫生热水 → 采暖 → 温室 → 温泉 → 湿地保温，末段回水 28 ℃；另有生物质高温余热 1.25 GWh/年（180–300 ℃ 段），供烘干、蒸煮、热处理使用。

水：可取 16,000 m³/天，实际取用 1,100 m³/天，其余留给湿地与生态基流；中水回用率 85%，膜与滤芯年耗 2.1 t，属于必须携带的消耗件。

2 场景 B · 生活（核心）

生活是科技树的重心（277 个节点，占全树 46%）。原则：把能源系统的余热，变成生活的舒适度。65 ℃ 热水先供暖、再进温室、再进温泉、最后回湿地，一滴水走四级。

2.1 居住

被动围护是第一道：围护面积 8 万 m²，相变蓄热墙与相变蓄热地板板厚 20–30 mm，增量体积 1,600–2,400 m³，把传热系数从 10.76 压到 6.37 W/(m²·K)，削峰 350 kW。多层阻尼隔热舱壁阻断冷热桥，气致变色自适应舱壁按日照自动调节透光，光导管把自然光送进进深 6 m 以上的房间。

冷热供给走低温路线：辐射顶板与地板供水 40–45 ℃，由地热 40–60 ℃ 基础采暖承担 70–80% 的负荷；空气源热泵只在寒潮峰值与极端工况启用（COP 3.5），占全年生活电耗的 8–12%。新风走全热回收，效率 75%，夏季靠地埋管预冷、冬季靠排风预热。

用水与卫生：人均卫生热水 55 L/天，2,000 人合计 110 m³/天，全部来自 65 ℃ 热网一次侧混水。

· 空间：居住整体 12.0 万 m³（含组团内公共空间与设备夹层），人均 60 m³。

· 能源：3.60 GWh/年，其中采暖与制冷 1.42、卫生热水 0.68、照明与插座 1.06、电梯与给排水 0.44。

· 物资：无外部依赖，仅相变材料 30 年更换一次。

· 降级：新风机组停 → 开窗 + CO₂ 报警；空气源热泵停 → 辐射系统限温 40 ℃，室温下限 16 ℃。

2.2 饮食

冷藏分三档：气调库 0±1 ℃（库容 3,200 m³，可存 45 天口粮）、真空保鲜柜、地热直供低温库。蔬菜以"活体保鲜"进入，藻浆与菌菇走当日链。

烹饪以电为主、沼气为辅（厌氧发酵产气 42 m³/天，够 60 户日用）。调味与餐具本地生产：食盐来自外购储备，酱油与醋走本地发酵，餐具为日用硅酸盐模块的陶与玻璃。

厨余回流闭环：厨余 → 破碎 → 厌氧发酵 → 沼气回炊事、沼渣回农田、沼液进湿地。3D 打印肉类作为蛋白补充路径保留，年产能 18 t。

· 空间：冷库 3,200 m³、厨房与餐厅 6,800 m³、厨余处理 900 m³。

· 能源：0.42 GWh/年（占生活用电 11.7%），其中冷库 0.21、烹饪 0.14、其余 0.07。

· 物资：食盐 1.1 t/年、食用油原料自产、包装材料来自造纸模块。

· 降级：冷库停 → 转真空保鲜与地热低温库，可支撑 12 天。

2.3 健康与照护

医疗模块按 30–60 kW 常载、0.26–0.53 GWh/年配置，体积 5,400–8,750 m³，占世界总容积 0.5–0.9%。这个比例是被两条结论倒逼出来的。

第一条：百年尺度上先失效的不是药品，是检测能力。色谱柱、对照品、标准品、试剂盒的寿命远短于药片本身；美国 FDA 与 DoD 的药品保质期延长研究（3,005 批）显示 88% 的药品可延长至少 1 年、平均延长 66 个月。因此药品按 SLEP 程序管理，检测能力按"可降级"设计：常规生化靠干式试剂，色谱确证靠保留 2 套 HPLC 与 5 年柱耗材。

第二条：腹膜透析在百年尺度上不成立——3 例患者百年需约 900 t 透析液，物理上无法储备。改为小型血液透析（4 台）+ 本地配液（反渗透水 + 碳酸氢盐干粉）+ 透析器复用。

重点产品与功能：恒温疗养与理疗舱（接 65 ℃ 热水，用于术后与慢病康复）、洁净空气与监护（手术室 HEPA H13，换气 25 次/小时）、诊疗与连续照护（门诊 6 间、留观 12 床、手术 1 间）、药品与器械卡点（冷藏 2–8 ℃、阴凉 ≤20 ℃、麻醉药品双锁）。

· 空间：5,400–8,750 m³，取 7,000 m³ 计入总量。

· 能源：0.26–0.53 GWh/年，取 0.42，含在"医疗教育公共 0.56"之内。

· 物资：一次性耗材是体积与效期的双重瓶颈（百万件级、效期 3–5 年），因此全面转向可重复使用器械 + 本地灭菌（132 ℃ 蒸汽来自生物质余热）。

· 边界：重症处置能力上限为"72 小时稳定 + 转运"，超出即走对外联络站。

· 降级：手术室停 → 转产房与急救两用；血透停 → 腹膜透析应急包（储备 3 人 × 6 个月）。

2.4 育幼教育

节律照明 5,000–6,500 K 可调、照度 300–500 lx，按作息自动变化；被动声学把教室背景噪声压到 45 dB 以下；基础采暖维持 20 ℃。

教育内容的载体是本地的：蘑菇纸书（菌丝体压制成纸，耐折 200 次以上）、离线数字学习库（LTO 磁带 + 本地服务器，见 3.5 节）、以及"工厂即课堂"的技能传承——每一门工艺配一个带教师傅岗，学员跟岗 6 个月。

· 空间：8,200 m³（托育 1,800、幼教 2,400、学龄 3,000、技能中心 1,000）。

· 能源：0.14 GWh/年。

· 物资：纸与教具本地生产；电子终端按 8 年更换，靠储备。

· 降级：数字终端失效 → 转纸质与实物教具，课程不中断。

2.5 衣着日用

衣着供给走"再纺 + 针织"：棉纺织与废旧棉再纺并行，年供棉布 42 万 m²，人均 6 kg/年。调温织物用相变微胶囊整理，削减室内温度波动 2 ℃。制鞋改为缝制鞋 + 可换底，一双鞋换 3 次底等于 4 双。

洗涤与烘干用热泵式（0.62 kWh/kg），人均洗涤用水 4.2 m³/年，中水回用率 80%。

日用供给本地化：肥皂（油脂皂化，来自餐饮废油与榨油副产）、其他洗涤剂（烷基糖苷，来自淀粉发酵）、牙粉（碳酸钙 + 薄荷）。数字印刷被判死——喷头与墨水无法本地再生，印刷改为丝网与凸版。

· 空间：纺织与缝制 4,600 m³、洗涤中心 1,200 m³、日化 1,100 m³。

· 能源：0.31 GWh/年（洗涤 0.18、纺织 0.13）。

· 物资：染料与助剂年补给 2.4 t，本地不可全产。

· 降级：热泵烘干停 → 自然晾晒 + 除湿，洗涤周期从 1 天延到 3 天。

2.6 社交文化与游憩

社交空间在本世界里承担一项硬功能：消耗掉 65 ℃ 热水的第三段。温泉池与公共浴场按 1,200 人次/周设计，池水 40 ℃，日补水 60 m³，热负荷 0.09 GWh/年。

三条共同规矩写在入口墙上，也写进空间序列：用完的东西放回原处、公共空间的音量交给在场的人、任何改动先在议事厅说一遍。

· 空间：8,600 m³（议事厅 900、公共浴场 2,400、剧场与放映 1,600、图书与阅览 1,500、手作坊 1,200、其余 1,000）。

· 能源：0.22 GWh/年（含放映与音响，全部本地片源、分布式音响，无集中影院）。

· 物资：无。

· 降级：公共浴场停 → 温泉疗愈承接，热负荷不变、人次减半。

2.7 安全应急

六条线：火情预警、备用热源、应急通风与蓄冷、生命线保障、消防与避难、失效与降级。

火情预警走无网关 LoRa Mesh（ESP32 + SX1262），节点间距 120 m，丢包率在 95%/75% 两种负载下分别为 5% 与 25%，单节点失效后网络自愈恢复率 88.33%。

备用热源是生物质气化炉的旁路 + 电锅炉（2 × 400 kW），可在 30 分钟内接管 P0 负荷。应急通风与蓄冷按 8 小时避难容量设计。生命线保障指水、电、通信三条的地下化与双回路。

· 空间：2,400 m³（消防泵房、避难层、应急物资库）。

· 能源：0.51 GWh/年，从 P0 预留中列支。

· 物资：应急口粮 30 天、饮用水 15 天、药品 6 个月。

· 降级：外部联络中断 → 完全自治运行 30 天。

2.8 能源调度（生活分支）

生活分支的 45 个节点只写"什么时候用"这件事，热源与热网本身已在能源模块交代。落到本文的口径是：生活分得热 2.86 GWh/年（采暖 1.42、卫生热水 0.68、温泉与浴场 0.09、温室 0.52、湿地 0.15）、电 3.60 GWh/年；需求响应上，这一枝承诺在 P1 时让出 15%，即 0.54 GWh。

3 场景 C · 工作

3.1 农业

农业分三块：营养供给、经济作物、种养支撑。

营养供给的核心是藻类三用——同一池螺旋藻同时产出淀粉、蛋白、脂肪，年产量 584.7 t（干重），蛋白含量 45–55%、脂肪 8–12%、淀粉 15–20%。跑道池单池 5,000 m²，采收走筛分 + 絮凝（不用离心，藻浆含水 80% 仍可喷雾干燥），瞬时喷雾干燥后制品可存 4 年以上。

人工合成淀粉（ASAP）是第二条腿：电化学-酶法把 CO₂ 直接还原为淀粉，1 m³ 反应器的年产量相当于 5 亩玉米地，反应速率是玉米的 8.5 倍。2,000 人年需淀粉约 120 t，配 70–80 m³ 反应器，电耗 3.65 GWh

多层植物工厂补鲜食：水稻 63 天/茬、年 6 茬；马铃薯雾培 20–30 粒/株；叶菜 28 天/茬。

经济作物：棉花（与屋顶光伏做光农互助）、竹子（建材与笋）、橡胶（力化学再生胶路线）、茶叶、甘蔗。

种养支撑：菌棒一体机制棒省时 90%、用工降 50%、发菌 12 天；液体菌种 20 ℃ 保 30 天不退化；菌丝体材料替代泡沫塑料做包装与建材芯材。

· 空间：9.0 万 m³（藻池与干燥 2.6 万、植物工厂 3.4 万、菌菇 1.6 万、经济作物与加工 1.4 万）。

· 能源：4.20 GWh/年（人工光 2.31、泵与搅拌 0.74、干燥与加工 0.68、环境控制 0.47）。

· 物资：营养液盐类 12 t/年、CO₂ 由生物质与厌氧发酵供给 240 t/年、菌种与藻种本地扩繁。

· 降级：人工光停 → 只保留自然光种植，产量降至 38%；ASAP 停 → 动用 12 个月淀粉储备。

3.2 轻工业

十二个门类、4.81 GWh/年、32,000 m³（含仓库）。最大项是淀粉（3.65 GWh，占 76%），其余按序为藻类处理、榨油、豆粕、纺织服装、造纸印刷、日用化学品、日用橡胶、金属制品、电器电子维修、日用硅酸盐、木工。

重点产品与功能：再纺纱线与针织面料（把旧衣变新衣，纤维长度损失 ≤25%）、缝制鞋与可换底（寿命延长 2 倍）、油脂皂化肥皂（不依赖石化表面活性剂）、高 cullet 回熔玻璃器皿（熔制能耗下限 1.02 kWh/kg）、竹木家具（热处理防霉，ThermoWood 180–230 ℃）、日用小五金（螺纹滚压 + 冷镦，不用切削）。

· 空间：32,000 m³。

· 能源：4.81 GWh/年。

· 物资：纯碱 100–150 t（可做 400–600 t 玻璃，够 40–60 年）、硫磺 50–100 t、乙酸酐 20–50 t、甲醛与糠醇 5–20 t、硼砂 5–10 t。

· 边界：设备本体不在本世界制造（见 3.3）。

· 降级：淀粉线停 → 储备 + 藻类淀粉顶替，蛋白供给不受影响。

3.3 重工业 · 维修冶金

定位是"维修与重熔"

设备区 183–302 m³（中值 242），含原料仓储与熔剂料仓后全模块预留 683–802 m³。年能耗基线 93,674 kWh（16–20 t/a 周转）、上限 161,234 kWh（25–30 t/a），单位电耗 4,684 kWh/t，占轻工业用电 1.95%–3.35%。峰值功率熔炼日 173 kW，VIM 叠加 273 kW，极端全开 477 kW；熔炼、热处理、成形三类负荷互锁后可压在 173 kW。

接口参数：过炉毛通过量 25–35 t/a、设备备件 4–8 t/a、库存净补给 12–22 t/a、回收率 85–90%、中频炉 400–600 h/a。

五类不可再生耗材必须在携带清单上：氩气（无法 PSA 制取，只能空分或瓶装）、萤石（ESR 渣 CaF₂-Al₂O₃-CaO 需要）、离子交换膜与超滤膜、金刚石砂轮、硬质合金刀片与一次性测温定氧探头。

· 空间：683–802 m³。

· 能源：0.094–0.161 GWh/年，含在"重工业与材料 1.50"之内。

· 物资：铁 500 t、铜 300 t、铝 120 t 为初始库存；耐火材料 8–15 t/年；氩气 40 瓶/年。

· 降级：熔炼停 → 备件改机加工与焊接修复，寿命从"换新"退到"修补"。

3.4 废物处理

四条工艺线：

生活废物走尿分集干式堆肥（UDDT）与鸟粪石回收——磷回收率 97.5%、氮 91.6%，产物直接回农田。生活垃圾走黑水虻（BSF）生物转化，减量 50–70%，虫体蛋白回饲料。

重金属吸附用沸石 + 含酶基底，处理电镀与电池拆解废水。厌氧发酵处理植物废弃物，产沼气；3D 打印肉类以此为蛋白底物之一。

能源转化原来规划 MGT-SOFC，已停建——改为水热碳化（HTC）：190 ℃、1 h、6.0 MPa，产物 H/C 0.85、热值从 12.17 提升到 26.98 MJ/kg，磷富集率 96%。这一改动同时吃掉了原本没有用户的 1.25 GWh 高温热。

· 空间：废物处理 5,600 m³（含堆肥场、BSF 车间、HTC 与暂存）。

· 能源：0.11 GWh/年；HTC 与堆肥的部分热量自持。

· 物资：菌种与酶制剂年补给；沸石 20 t 初始。

· 降级：HTC 停 → 湿垃圾转堆肥，体积占用增加 1.8 倍。

3.5 服务业

环卫、科研观测、医疗制药、治理服务、电子信息运维与降级替换。

电子信息思路是"降级替换"：本地计算（不依赖外部云）、离线娱乐（片源与曲库本地化）、通信（LoRa + 有线骨干，无互联网出口）。数据长期保存用 LTO 磁带，30 年寿命 + 每 5 年校验一次；石英玻璃做"种子盘"（把文明的关键文本刻进 5D 石英，容量极小但无需维护）。

· 空间：服务业合计 3,400 m³。

· 能源：0.19 GWh/年（算力 0.11、通信 0.05、其余 0.03）。

· 物资：磁带与硬盘按 8 年轮换，靠储备。

· 降级：主服务器失效 → 单机工作站接管，只保留医疗与调度。

4 场景 D · 游憩

游憩在科技树里只有 16 个节点，但它的定位被一句话说清楚了：等价于预防性医疗。

温泉疗愈接 65 ℃ 热水第四段，17 项对照研究中有 16 项报告疼痛改善；自然风光即湿地系统，与取水、水处理同一条水线；文体设施是图书馆与体育馆；园艺园林是屋顶花园与疗愈花园；文化技艺是手工作坊与数字档案。

· 空间：12,000 m³（湿地另计）。

· 能源：不单独计电，热负荷已并入生活分支（温泉 0.09 GWh）。

· 物资：无。

· 降级：温泉停 → 疗愈功能转室内热疗池，负荷减半。

5 场景 E · 交通

场内以步行为绝对主力：生产距离压到 5 分钟，意味着 90% 的日常出行在 400 m 半径内完成。无障碍与独立到达是硬指标——轮椅、婴儿车、老年人不依赖他人即可到达全部公共空间，无台阶路径 100%，独立到达率 ≥95%。

垂直交通靠电梯、提升机与货运吊装；对外交通靠对外联络站、公路接驳与应急直升机坪；载具只有自行车、三轮车与电动小车，电动小车配换电站（3 分钟换电，电池不随车充电）；物流靠传送带与气力垃圾管廊（单入口 300 kg/h、管速 70 km/h、能耗 28 kWh/t，占全站用电 0.06–0.12%）。

· 空间：道路、管廊与站点 1.8 万 m³。

· 能源：0.42 GWh/年。

· 物资：轮胎与刹车片靠储备；管道无制管能力，全部靠携带。

· 降级：电动小车停 → 三轮车与步行，运力降 60% 但不断。

6 系统边界总表

空间列为各场景自身占用；结构本体（围护、楼板、柱网、架空回廊、地下抵压层）与公共空间（中庭、街道、连廊、下沉庭院）单独列账，避免重复计入。热列为正表示消耗 65 ℃ 热水，负表示产出。

7 重点产品清单

能量与物质基础的重点产品——换热井、ORC 机组、分光屋面、三级储能、输配与热网——见能源模块，本文不重复。

| 小型血透 + 本地配液 | 替代无法储备的腹膜透析 | 4 台；膜复用 12 次 | 腹膜透析应急包 3 人 × 6 个月 |