（体积数据待进一步核算）

基准假设

总体框架：场景 → 功能 → 产品

居住系统处在能源、农业、制造、医疗的交界点，统一服从三条边界：

空间边界：通过整屋设计最大化利用空间 

能源边界：建筑本体即电厂，能收尽收。

物资边界：就地闭环、能还尽还；从源头减量到末端回收。

本科技树按「需求 → 可行技术 → 落地产品」组织，并统一以「场景 → 功能 → 产品」三层展开，每个场景附规模测算。

居住起居与室内环境

建筑本体设计

功能：采光发电一体、被动调温削峰、空气自洁。保证建筑百年持久，材料要耐得住长期封闭运行，少维护、低更替。

·立面半透明碲化镉发电玻璃：透光同时发电，建筑外壳即发电面。

依据：龙焱能源、中山瑞科等已量产，组件效率 14–19%、透光率可调 10–50%，属成熟 BIPV 产品。

· 光纤采光罩 / 光导管：屋顶采光经光纤导入车库 / 无窗房，白天零电耗照明。

· 相变石膏板墙体：白天吸热夜间放热，削平室温波动、减少空调依赖。

依据：石蜡基相变微胶囊（如 BASF Micronal）已用于被动式建筑，熔点可定制。

·光催化自洁涂层：采用ECO-P高活性可视光应答型光触媒涂层，在普通的室内自然光、荧光灯下起到除甲醛和抗菌、防霉的效果。

· 复合隔墙（轻钢 + 隔音棉 + 隔音毡）：保障隐私，造价低、易装配。

房型适配

· 老人双人套房：310 套 × 52 m²（双人 26 m²/人）。

适老无障碍、毫米波雷达跌倒检测、智能床垫（心率/呼吸），异常直报中心医院。

· 家庭房：385 套 × 85 m²（3.4 人/套，25 m²/人）。

弹性隔断、子女学习角、声学隔声、可接中央厨房；用可移动隔墙适配子女成长周期。

· 单身公寓：850 套 × 26 m²（26 m²/人）。紧凑高效、仅部分单元（满足喜欢烹饪者）配置简易厨房，其余配备共享厨房与洗衣。靠折叠与立体收纳把小面积用足。壁挂式折叠桌沿墙安装，收起后完全不影响动线，展开就是餐桌或工作台；抽拉式桌板嵌在柜体或床架里，用时拉出、用完推回。

空间利用提升

人均居住面积压到 26 m²，生活质量不能降。

· 立体收纳：墙面集成通顶收纳系统，释放地面活动空间。

· 可变家具：墨菲床、折叠升降桌，白天腾出活动 / 办公空间，一室多用。

· 共享设施替代私人冗余：共享厨房、共享洗衣、共享客卧、预制卫浴模块，减少每户独占的稀疏使用空间。

· 紧凑模块卫浴：预制湿核把卫浴压到最小投影，标准化快装、易维护。

· 竖向社区：分层设空中大堂与错峰复用空间，缩短水平动线、把公共面积集中高效利用。

规模测算

· 房型分配：老人双人套房 310、家庭房 385、单身公寓 850，共 1,545 户。

· 房屋本身面积：70,945 m²；人均 26.3 m²。居住区面积（含公共用地）：约 92,000 m²。

· 房屋本身体积（层高2.7 m）：约 192,000 m³。

· 发电贡献：立面发电玻璃约 13,000 m²（CdTe 平均 17%）与屋面 PVT/PV 合计约 44,000 m² 发电面，年发电约 16 GWh（详见能源模块-太阳能）。

· 调温削峰：相变墙体使室温波动收敛，空调（辐射泵）能耗较传统风系统降约 20%。

配套服务

餐饮膳食

功能：集中供餐消减烹饪能耗、智能配餐、保留社交厨房、残渣回流农业。

· 全自动炒菜机器人：按智能面板汇总订单标准化出餐。

· 营养配餐软件：智能面板根据居民信息自动提示营养餐选择。

· 真空管道 / 轨道无人车：配餐至楼层取餐口，免去逐户配送人力。

· 共享厨房：大功率商用电磁炉，保留围炉聚餐这一不可被集中供给替代的社交仪式。

· 家用厨余垃圾处理器：将厨余粉碎，通过管道输送至社区的厌氧发酵罐（社区级化粪池/沼气池技术），产出肥料。

· 黑水虻养殖：残渣转化蛋白饲料，闭合有机循环。

规模测算

· 食材量：2,700 人 × 1.5 kg/人·日 ≈ 4.05 t/日，年约 1,478 t；热量需求约 6.0×10⁶ kcal/日。

· 能耗替代：中央厨房与共享厨房承担主要供餐，替代约 1,100 户分散灶具，省去分散烹饪电，年约 1,000 MWh 量级。

· 产线规模：按 1 台炒菜机器人服务 300 人，需约 9–10 台；轨道 / 真空配餐线 4–6 条覆盖取餐口。

健康医疗

日常健康管理

· 非接触式毫米波雷达（卫生间、床上监测跌倒）+ 智能手环（慢病 / 孕妇），数据实时上云，AI 自动预警心率异常或低血糖；与老人套房智能床垫、约 620 个雷达监测点共用同一健康中台。

· 掌上超声 + AI 阅片。

规模测算

· 医疗人力（按 WHO UHC 指数 80 标杆配比）：每万人需 20.7 名医生、70.6 名护士及助产士、8.2 名牙医、9.4 名药学卫生人员。折算 2,700 人 → 医生 6 名、护士及助产士 20 名（向上取整）、牙医 3 名、药学卫生人员 3 名，临床核心约 32 人（占人口 ~1.2%），达到 UHC 80 标准。叠加管道物流、检验、公共卫生监测与远程监测等辅助岗。

· 分布式微诊所：各大居住街区嵌入「无人微诊室」若干，药品由管道 5 分钟送达，分流日常小病、避免人流交叉。

学习教育

功能：基础教学承载、技能培训、虚拟实验替代。

· 共享教室：承载基础教学与技能实训。

· 轻量 AR / 全息设备：替代高耗能实体实验。

· 虚拟实验平台：化学 / 物理实验虚拟仿真，零耗材零风险。

社交娱乐

功能：集体活动承载、沉浸式娱乐、日常采买、游憩与认同感。精神空间是封闭社会韧性的安全阀，用多功能厅与虚拟体验替代整层实体设施。

· 健身房。

· 激光投影 + VR 多功能厅：一厅承载影院 / 体验 / 会议，替代整层设施。

· 模块化小屋（可吊装）：游憩用，集装箱模块可搬迁、退出时场地零残留，外立面投影融自然。

· 小型综合商业：满足日常采买与集体活动，强化社区认同。

社区治理与公共服务

功能：社工关怀与调解、特殊群体关怀、卫生服务承接。封闭社会靠制度与数据维持秩序，把“公德”变成可结算、可激励的机制。

· 社区工作站：卫生服务 + 社工 + 心理，维系封闭社会秩序。依据：社区社工体系成熟。

· 意见直达通道：面板意见入口 → 中心 → 社区公示，闭环反馈。

居住区物质循环

功能：厨余厌氧产气、灰黑水分流回用、盐与养分回收、能源可视化。物资边界是封闭堡垒最难的一条，靠分流与回收把外购压到最低。

· 厨余粉碎 + 厌氧发酵罐：粉碎物送社区发酵，产肥料与沼气回补农业。

· 灰黑水分网：灰水（洗浴、洗衣）净化回用冲厕，减少净水消耗。

· 尿液源分离马桶：尿液源分离马桶：采用如瑞典斯德哥尔摩等生态社区使用的分流马桶，尿液集中收集提纯氮磷和盐分。

· 微电网智能电表：实时显示用电与配额。

规模测算

· 灰水回用：生活热水按 40 L/人·d（60℃）计，加冲厕 / 清洁等冷水，生活用水约 120 L/人·d → 2,700 人 ≈ 324 m³/日；洗浴 / 洗衣灰水占约 60% ≈ 194 m³/日，净化后回用冲厕约 130 m³/日，年节水约 4.7 万 m³（占生活水 40%）。灰水出流约 30–35℃，经污水源热泵回收余热预热冷水，削减热水加热负荷（热水 + 温室加温年热需求约 2.2 GWh，2,500 人基准；按 2,700 人折算约 2.4 GWh）。

· 厨余厌氧：约 1.1 t/日 有机料，产沼气 0.15 m³/kg → 约 165 m³/日（热值 ≈ 1.0 MWh/日），回补农业区热水 / 炊事。

· 尿液分流：2,700 × 1.2 L/日 ≈ 3.2 m³/日 尿，提氮磷肥 + 盐；盐电解次氯酸钠消毒约 32 L/日等效。

能源与建筑本体

功能：楼级微电网、PVT 电热联产、势能回收电梯、储能与配额、智慧消防物联。建筑本体既是能耗中心也是产能中心，全部外壳能收尽收。

· 碲化镉立面 + PVT 屋顶：发电玻璃与光热一体，建筑外壳能收尽收。

· 势能回收电梯：下行 / 重载上行发电回充微电网。

· 智慧消防物联：无源烟感全域布点 + 自动喷淋 + 断电保护。

规模测算

· 发电：屋面 + 立面发电面约 44,000 m²，装机约 11 MWp，年发电约 16 GWh 量级，裕度 ~114%、P90 年 ~106%。

· 电梯回充：4 层布 8–10 台再生驱动电梯，回收下行势能约 5–10% 电梯能耗。

安全与应急

功能：智慧消防、人防与疏散、断电保护、应急照明。

· 无源烟感全域布点：免布线烟感，接入微电网自动联动。

· 不燃建材。

· 保安室 + 人防设施。

规模测算

· 烟感密度：居住公共与竖向交通按 60 m²/点全域布点，合计约数千只，联动喷淋 / 断电。

· 不燃覆盖率：A 级不燃建材 100% 覆盖公共与竖向交通。

量化测算汇总