1、 项目名称 模块化智能型生态环保住宅

　　2、 联系方式

　　2.1、公司名称：北京格物创道发明公司

　　2.2、通讯地址：北京市海淀路北京大学科技园

　　2.3、邮 编：100080

　　2.4、联系人： 孙小姐

　　2.5、电 话： 010-82629130 82675190手机：13366032058

　　2.6、传真：010-82629130

　　2.7、E-mail:konggewu@hotmail.com

　　2.8、公司网站：http://www.inventsky.nethttp://www.creatvow.com

　　3、 公司简介

　　格物创道发明公司是国内注册成立的第一家专业从事发明创造的创造性企业，团对成员主要由职业发明家、环保技术工程师、结构工程师和工业设计师组成，致力于以新能源、生态环保为主导领域的技术项目研究、发明与技术输出与合作。

　　4、 项目情况

　　4.1、关键技术： 本发明属于一种新型单体住宅，其关键技术包括复合材料模块化技术、可再生能源利用技术、智能控制技术、水净化处理与分级应用技术、生活垃圾发酵消化处理技术。

　　4.2、技术创新点：该技术实现了住宅的全部模块化、标准化工厂流水线加工生产，可实现住宅本身的能源零供应，可实现住宅的防盗、防暴、防火全自动控制，可实现家庭生活节水70%以上，可实现无回收价值垃圾的接近零排放。同时可大幅度降低生产、施工成本，提高土地的利用率。

　　4.3、功能及应用领域：本发明可作为别墅、富裕农村民居、度假村房屋、工程用房等多种用途。

　　4.4、技术水平：经专利检索和信息查询，该发明处于国际领先水平。

　　5、国内外市场分析：

　　5.1、竞争对手状况：经市场调研，目前国内尚没有这种高度模块化和生态环保化的住宅发明项目和开发企业。国外的诸如日本、美国、芬兰等国家的一些企业曾开发出一些能源零供应的住宅，但由于尚存在着诸多的问题，目前仍停留在概念房屋阶段。

　　5.2、未来市场分析：经初步市场调查分析和相关预测，预计这种高性能价格比住宅的国内年需求量在15套以上，国际市场年需求量在50万套以上。

　　6、 融资及技术转让方案：

　　若实现年产3600套规模，预计需综合投资1.2亿元人民币，正常生产后可实现年利润3亿元左右，该项目目前已完成整体设计，部分关键部件已做过相关试验，希望与投资商合作开发或共同运营本发明技术的国内外市场。

　　一、概 述

　　目前波及全球的环境污染问题已经成为制约人类自身可持续发展的首要瓶颈：气候恶化、物种灭绝、自然灾害日趋频繁、人类健康水平持续下降、莫名其妙的怪病时有发生······，这无一不是生态环境被严重污染后所带来的恶果，而环境的污染主要是由于工业化生产和在供给人们日益增加的能源消耗时，对资源的滥采滥伐与不断增大废水、温室气体、废渣的排量，以及人类家庭生活制造大量固体垃圾、有害气体和生活污水给生态圈构成的严重污染所造成的。而据有关专家所做的相关统计资料表明：全球的能源消耗中约有30%以上的能源消耗在家庭住宅建造、采暖、空调制冷与日常生活中；约有50%的垃圾为家庭生活所制造，约有40%的污水是从家庭住宅中排出的生活污水。而家庭住宅广泛使用的空调设备中的氟化合物制冷剂又是导致地球大气臭氧层破坏的重要元凶之一，另据有关统计资料表明，目前已经出现全球性的淡水资源供应紧张问题，我国就约有60%的沿海城市淡水资源匮乏，全国约有35%的农村地区取用淡水困难。所以，越来越多的政府和个人开始意识到保护环境应当把降低家庭对常规能源消耗、控制家庭生活垃圾的制造与排放、减少家庭生活污水的排放，放在重中之重的位置（最近国家所制定的十五规划方案，就把生态环境保护和节约用水放在重中之中的位置），同时也有越来越多的人，希望社会能够提供高度节能、对生态环境的索取尽可能少、破坏尽可能小，且居住安全、方便的智能化生态环保住宅（据了解，许多发达国家的研究人员在政府的大力支持、鼓励下，正在着手探索、研究这种可工厂化生产的高智能、生态环保化的未来型住宅，其中日本在模块化设计方面走在了前面，美国在住宅智能化方面保持世界领先地位，而德国与加拿大在住宅的生态环保方面走在了世界的前面）。本发明就是基于这样一个背景，立项研究发明这一高度智能化、节能、节水的《模块化智能型生态环保住宅》的。

　　二、 本发明的特点及功能

　　本模块化智能型生态环保住宅属于带车库和地下室的别墅型2~3层单体住宅（住宅楼型模块化生态环保住宅正在发明设计中），设计使用面积从180平方米~380平方米多种规格。

　　其突出特点主要有以下四个方面：

　　本发明的第一个特点是模块化。即该住宅包括墙体、地板、框架、房顶、门窗在内的绝大部分部件均为由工厂流水线生产出的标准模块（主要由金属合金材料·塑钢复合结构支撑架、陶瓷加固层、复合材料的护围板、高分子丝网加固环保型保温隔热材料层，铝泊反辐射·电磁屏蔽保温膜、碳纤维增强筋，健康环保型天然复合材料内护面板（由多种经过特殊处理的保健型天然植物纤维复合而成）、带有固定插接口的支撑立柱、拉固部件等几大部分组成，其中模块上设有与附属设备配套的机构，比如与空调系统配套设置的固定机构，智能控制系统的各种感应器、传感器、防盗防暴系统的攻击装置，水、电、气、通讯、监控系统的各种管网等，房屋建造时将模块运送到房屋所在宅地，按组装程序进行现场组装*（在组装之前要预先打好地基、修好地下室，安放好沼气发生系统及水的处理存储系统），采用这种模块化结构，房屋的使用面积与同建筑面积的砖混结构的普通单体住宅相比，将增大6%以上，房屋保温性能将至少提高两倍以上，可以使房屋建造的劳动强度减小70%，建造时间缩短80%以上，建筑垃圾排放量减少98%以上,几乎一年四季均可施工建房。

　　本发明的第二个特点是高度智能化。该住宅自身具有多种智能，首先它有一套完善的智能化、主动攻击型防盗、防暴系统（本发明人的另一项新发明），它可以自动识别在监控区内人员是住户自家人或是外人，当盗贼或匪徒闯入监控区域时，该系统会自动识别，并通知主人，同时向保安部门、110控制中心报警、传递现场图像，并且以语音方式自动向盗匪发出明确的威慑性警告，如果盗匪不退出监控区域，继续在监控区内走动，该系统将自动启动攻击系统，向盗匪发出强威慑性攻击（攻击形式有多种，用户可根据自己的意愿选择其中的一种或多种），将罪犯击昏迷，使其暂时失去作案的能力。本住宅还设置有高智能化防火系统，当室内有失火迹象时，智能防火系统首先会自动发出二级报警指示，并通过多种通讯手段及时通知主人，若属于误报，主人只需通过控制系统，解除报警，若该系统认定为失火时（通过复杂的智能运算分析），该系统就会自动启动一级报警和自动灭火系统，除通知主人外，自动通过通讯网络系统通知消防部门，同时向着火点准确地发射高压灭火剂，将火灾消除或控制住火势，为消防赢得时间。本系统的智能性还体现在，可以自动检测室内的空气成分、干湿度、温度，并自动通过运算，采取一个最优化的方案通过《室内空气多效应处理系统》（本发明人的一项相关发明）进行即时调节，把室内空气模拟调节到类似于初夏时节，在一阵突如其来的雷雨过后，森林周围或湖边的空气的成分（清新、柔和、洁净、富含氧气及负离子）。本系统还有通过家庭监控系统检测家庭成员的身体状况（通过几个采集头），并能根据天气的变化，对住宅的有关部分做出相应的调整，比如自动关闭特殊设计的伸缩式窗子、收起遮阳装置等，家庭成员可通过智能控制中心远距离控制住宅内的大部分智能化网络家电（目前包括中国海尔、海信在内的具有战略前瞻眼光的国际著名家电企业，已相继开发出了一系列智能网络家电），还可通过通讯网络可视系统（如电脑、网络手机等）随时调出图像，查看家里的现况。

　　该系统的生态环保特性体现在该住宅利用多种可再生能源协同为住宅供应家庭正常生活所需要的各种能源，一般情况下不再需要外界供应能源。具体来说该住宅根据型号不同，在该住宅上选择设置了太阳能弧面采光墙及配套的隔热反辐射保温设施（本发明人的一项相关发明，在南方不须要该套机构）、房顶设有与住宅结合为一体的《建筑一体化太阳能空调系统》（本发明人的一项相关发明）、《可自动跟踪调节倾角的光电池发电系统》（本发明人的一项相关发明）、《全自控叶阵式风能发电装置》（本发明人的一项相关发明）、《折射导光式照明采光眼》（本发明人的一项新发明）和《免维护建筑一体化太阳能热水器》（本发明人的一项相关发明）、院内的地下设置有《四季型太阳能辅助生物质沼气能源系统》（该系统有保温结构和太阳能辅助加热系统，其中的沼气菌为一种利用转基因技术培育的新型菌种，从而使该沼气发生系统一年四季产生充足的沼气，并能将绝大多数的有机质分解，使沼气的产生量提高一倍以上，该生物质能源系统为本发明人的一项相关新发明）、在房屋的地下设置有《低温热管型地热热泵装置》或地下蓄能装置，在地下室的能源调配中心设置有《甲烷型高效能燃料电池系统》（或《小型沼气发电机》）与蓄电池组和能源分配调节装置，智能型能源调配中心自动根据天气变化调节能源的供应，比如在晴朗的天气，系统将主要安排光伏发电系统供应电能，风力较大天气，调配装置将安排以风能发电机为主向住宅供应电能，多余的电能储存在调配中心的蓄电池组中，当遇到连续阴晦无风或风力不大的天气，电能调配装置将启动燃料电池系统，利用经过预处理的沼气发电，向住宅供应电能（电能调配装置，尽可能安排全自动洗衣机和智能冰箱在白天家人都上班不在家时工作，从而避免冰箱和洗衣机在家庭成员下班在家时，与照明设施、电视和厨房家用电器争电）。这些能源供应系统将向住宅提供全部的采暖与空调制冷的能量需求、全部的电能需求和全部的炊事用热能和电能需求（供电系统还可向家庭汽车充电）。本系统的另一个生态方面的特征体现在整座住宅墙体的外表面装贴的是无污染、难老化，且有各种颜色可供选择的特制毛面微晶玻璃质装饰板或复合微晶陶瓷装饰板，同时在住宅的墙体上设置有《住宅建筑垂直绿化构件》，从而使住宅的墙体立面得到一定程度的点缀性绿化，并具有一定的防尘保温作用。

　　本系统的环保特性主要体现在：本系统可实现无回收价值垃圾的近于零排放。其具体措施是：将整个住宅所产生的生物质垃圾，包括厨房内的菜叶、饭菜渣、动物内脏、鳞片、羽毛，贝壳、瓜果皮，以及从住宅周围园圃中修剪下来的花草枝叶等生物有机质废弃物，经分别设置在厨房和室外的粉碎装置粉碎处理后，通过导入管道，被加入到设置在院子地下的生物质能沼气发生系统中（在该沼气发生系统中放有利用基因工程技术培育出的一种可快速分解纤维素、木质素的新型甲烷菌），从卫生间排出的流体也通过相应的管道进入生物质能沼气发生系统，这些家庭有机垃圾经发酵处理后，将产生大量的沼气，沼气再经过多级吸附、净化处理后，作为家庭炊事用气、冬季辅助采暖用气和燃料电池的反应原料，沼气渣可以安排花木公司或农民定期来抽取。对于商品外包装、旧衣物、旧用具等可回收利用的可再生品，可以分类放置在配套设置的分类再生物品存放箱中，并由专门的再生物品回收公司定期或预约取走，加以回收利用。从而使得该住宅可以实现固体垃圾的零排放。

　　该住宅的环保特性还体现在：通过《家庭用水的分级处理利用系统》（本发明人的一项相关发明），使整个住宅的用水通过分级处理再生利用，节约用水70%以上（在南方一些雨水相对充沛的地区，最高可节约用水85%）。具体措施是，在住宅院子的地下，分别设置了三个带有不同的水处理装置的储水箱（分别是一级、二级、三级储水箱，平均每个储水箱的有效容积在6立方米左右），一级储水箱主要用于收集、储存从本住宅房顶坡面上收集的雨水，二级储水箱主要储存家人洗澡和洗漱用后的水，三级储水箱主要储存洗衣和洗车用过的废水。

　　经过特殊设计的饮用水净化、活化装置处理后的自来水，主要作为厨房的生活饮用水，（厨房刷洗用后的废水，直接进入沼气发生系统）在降水不足季节的洗浴用水则取自于自来水，在夏、秋、冬季节，洗浴用水则取自于经过净化、活化、磁化、PH值中和处理后的一级储水箱收集存储的雨水（预计在雨水相对充沛的地区，全年约有9个月的时间能够利用收集到的雨水洗浴），洗澡和洗漱用后的水，通过管道进入二级储水箱（在严重缺水的地区，洗浴用水也可通过特殊的处理系统处理后再循环使用，继续作为洗浴用水，从而进一步节约用水），再经过滤及杀菌、活化、磁化处理后，用于洗衣和刷洗车辆，洗衣和刷洗车辆后的水及从院子地面上收集的雨水收集存储在三级储水箱中，从三级储水箱提出的水经简单的过滤净化处理后，用于冲厕所和浇灌花草树木。由厕所排出的流体物质进入四季型沼气发生系统（沼气系统的沼气菌种为借助生物工程转基因技术培育的新菌种，对有机物的分解率和产气率都将大幅度提高），经发酵处理后产生沼气，其沼气液经臭氧发生处理器除臭后，用于浇灌住宅周围的花草（在干旱少雨地区，浇灌用沼气液的不足部分可从三级储水箱中取水补充），从而使得花木枝繁叶茂，不仅使周围的绿化质量大幅度提高，改善居住空间的周边生态环境和空气状况，而且能够得到充足的产生沼气用原料，形成一个以家庭为单元的独特的良性生态循环体系。

　　附：本生态环保住宅的水分级处理使用循环图示：

　　三、本系统的经济效益分析

　　本住宅的普通型（包括车库在内，使用面积在220平方米左右）的各个部件及造价情况为：房屋壳体6.0万元（包括安全房门和独特的无框防弹隔热型伸缩窗），室内装饰材料6.0万元，附属设备3.0万元{卫生洁具、温度调节蓄能系统（本发明人的一项相关发明）、智能化多效应室内空气处理系统、厨房设备等}，太阳能空调系统4.1万元，太阳能光伏发电系统3.2万元（包括蓄电池），风力发电及燃料电池系统3.3万元，热泵辅助采暖系统1万元，智能控制系统2.2万元，水存储及处理系统0.6万元，生物质能沼气发生系统0.6万元，其它费用1.0万元（各部分的费用均为综合成本）共计：30万元（其中简朴型生态环保住宅造价在16万元左右，推广型造价在24万元左右，高档型造价在46万元左右，豪华型造价在100万元以上，平均造价30万元左右）*（可预定制作的超级豪华型生态环保住宅的最高造价可以达到200万元，除具有普通住宅的功能外，还具有防弹功能、保健功能和更为先进的防盗、防暴功能，其内饰面为由多种生物制剂处理的名贵树木的木板，可释放出杀菌、防虫、清热解毒的幽香）。

　　普通型住宅各个部分所占费用一览表

　　整套住宅模块的售出价（这里是指整套住宅模块的出厂价，而非建好房屋的实际零售卖价，在30万元的成本中已经包含了材料费、委托加工费、运输费等各项费用）为42万元，平均单套可赢利12万元。

　　若实现年产3600套的生产规模，需总投资9600万元人民币（如按经济的项目运作开发策略，先将大部分现有企业可加工的部件，尽可能地外协加工，自己仅制造属于本发明的技术关键的核心部件，厂房设施也尽可能地利用现有厂房，则投入3000~3600万元人民币即可规模化批量生产该智能型环保住宅），需厂房8千平方米，正常生产后，可实现年销售额16亿以上，年利税达到4.2亿元以上，若达到年产20000套，则年利润将非常可观（纯利润总额可超过12亿元人民币）。 四．对本生态环保住宅的市场分析

　　从环保的角度来看，随着全球性的环境污染加剧，人们的环保意识在不断增强，越来越多的人希望为地球的生态环境保护做出自己的贡献，尽可能地降低对常规能源的消耗和依赖，减少固体垃圾、生活污水的排放和节约生活用水，环保概念类产品已经越来越受到人们的青睐。而生态环保住宅作为一个综合性的生态环保产品，它的推广普及将对环境改善起着举足轻重的作用，同时也具有巨大商业开发价值和发展空间，这也正是目前许多国家尤其是发达国家不惜投入重金，研究绿色环保住宅的重要原因之一，但从目前的国际专利分类检索情况来看，除本发明外，国际上尚没有达到本发明这种可全部模块化、工厂流水线生产、具有高度智能的主动攻击型防盗保安系统、能够实现能源完全自给、温室气体排放零增长（燃气排放的二氧化碳中的碳，主要来自于庭院花草植物光合作用吸收的二氧化碳中的碳，总体不会增加二氧化碳的排放量）、无回收价值垃圾、生活污水的零排放、节水70%以上等综合参数水平的绿色环保住宅。因而可以说本发明是目前国际上综合环保水平最高的智能型生态住宅。如果这种模块化智能型生态环保住宅得到顺利开发应，将引导住宅理念发生一场根本性的变革！

　　该模块化智能型生态环保房屋系列（包括我们正在发明设计的系列普通住宅楼型生态环保住宅、模块化生态环保厂房、小型生态环保化办公用房、商业经营用房等）能够在全国乃至全球范围内广泛推广应用，那么将会使目前地球的大气污染、水资源污染及垃圾泛滥成灾的现状得到一定程度的改观，也将使饮用水紧张问题得到一定的缓解，同时还可以节约大量宝贵的土地资源（这种住宅与同等建筑面积的砖混结构的住宅相比，使用面积多出6%以上，同时也不再使用破坏土地资源的粘土砖块），有理由相信有关国际组织和各国政府将会对该模块化智能型生态环保住宅的开发生产与推广应用给予有力支持和特别优惠的扶持政策。

　　从经济的角度来看，本系统每年可为长期居住该住宅的住户节约能源总费用9000元左右（包括采暖、空调、燃气、用电、用热水等），节约水费800元左右（随着时间的推移，自来水价格必定会大幅度提高，预计六年后，自来水平均价格将上涨到10元/吨以上），减少垃圾和污水排放费用700元、节约绿化成本700元左右。每年综合起来计算，至少可节约资金1.1万元以上，若购买该种住宅后居住上20年以上，则可节约资金20万元以上，若累计居住40年以上，则几乎相当于住宅本身的零投资。对于一个中上等收入的一般家庭来说，所节约的这笔资金还是相当可观的。本生态环保住宅的主体部分设计寿命为65年，中间做一次整修后，预计可安全使用90年。

　　随着经济的持续发展，将会有越来越多的城市富裕阶层人士到郊外购买或建造周围环境清新、居住舒适的单体别墅型住宅，同时有越来越多的农村富裕村民将建造宽敞舒适的别墅型农用住宅（沿海地区村镇建造有许多这类单体住宅），相信这种与同等使用面积砖木混凝土结构的别墅型住宅造价相当、而其外观造型又十分美观协调、别致,且与自然环境协调一致的智能生态环保住宅（本发明摈除了现有常规的模块化建筑造型单调呆板、外观造型过于工业化的种种弊端，使整个住宅与周围环境和谐统一，且外观造型丰富多彩、庄重大方又富有现代艺术气息），无论是对城市或农村居民（这种住宅非常适合与我国目前正在大力推行的小城镇建设）都有着无法抗拒的吸引力。本住宅的无室内空气污染、无电磁辐射（加有防辐射层）、空气洁净宜人，可常年释放出温馨的自然植物质芳香（中国特有的几种自然香料植物复合体）与负离子的健康特性是又一个吸引人们的重要卖点（居住在这种住宅内的人的健康水平将会大幅度提高），该种住宅的还有便于搬迁到异地重新建造的独有特点。这种住宅除了适合于相对富裕的家庭居住外，还广泛适合于座军营哨所、旅游度假村、疗养院、小型学校（需要做适当的改型设计，生产出一种标准的智能型生态环保学校）等。

　　预计本模块化智能型生态环保住宅的国内年需求量约为1６万套以上（主要为普通型和推广型，其中城市需要８万套普通型，农村需要4万套普及型和推广型，特种需求住宅２万套），国外的年需求量约为40万套（主要是高档型和豪华型生态环保装宅，其中一美、欧、中东、日为主要潜在市场）。该住宅在生产过程中可借助于日趋规范的电子商务系统，以B2B2C的形式，根据不同住户的特殊要求，对外观和局部结构进行特殊设计加工，实现个性化设计生产。 附1：本智能生态环保住宅的能源提供及调配供应：

　　(注：本报告中的所有数据均以北京市的气候条件作为计算依据，其它不同气候条件的地区，各项数据会有一定的偏差，在实际操作中可根据具体气候环境条件的不同对本住宅的局部结构进行调整)

　　采暖能量的来源：（由于该生态环保住宅的外墙体采用的是高保温性能的复合体，因而房屋本身就可节约冬季采暖和夏季空调耗能60%以上）

　　22%的采暖热量能来自于从设置在住宅南面的采光玻璃幕透过的阳光产生的热能。

　　58%来自太阳能空调系统提供的热能。

　　11%来自四季型沼气池提供的燃气。

　　9%来自大型低温热管及热泵组成的地能采暖系统。

　　制冷空调能量的来源：

　　76%来自太阳能空调系统吸收的太阳光能。

　　9%来自沼气发生系统提供的生物质能。

　　15%来自于光电池发电及风力发电系统提供的电力。

　　住宅电能的来源：

　　52%来自太阳能光电池发电系统。

　　12%来自风力发电装置。

　　36%来自于燃料电池或（沼气发电机）所提供的电能。

　　厨房用能源的提供：

　　65%的能量来自于生物有机质沼气发生系统的生物质沼气能量。

　　25%来自于太阳能光热系统提供的热能。

　　10%来自于本住宅电能供应系统提供的电能（厨房家电耗能）。

　　洗浴热水能量的来源：

　　80%来自太阳能空调系统吸收的太阳光能。

　　20%来自沼气发生系统提供的生物质沼气能。

　　本住宅的能源供应体系示意图：

　　附 2：本智能生态环保住宅水的分配及循环利用情况：

　　在整个住宅的用水总量中：

　　厨房用水（包括饮用水、洗涮用水）约占8%。

　　洗澡及洗漱用水约占24%。

　　洗衣、洗车用水约占23%。

　　冲厕所用水约占15%。

　　浇灌花园约占需水总量的27%。

　　其它方面的用水约占用水总量的3%。

　　附：家庭用水情况分配比例图：

　　由于本住宅的水循环利用设计可以将用后的水存储、分级处理再利用，这样就可把洗衣、洗车、冲厕所及浇灌花园所需的水全部省下，因而节水量肯定至少要在60%左右，而本系统具有收集雨水用于洗澡和冲厕所、浇灌花木（夏、秋两季的洗浴用水主要来自于雨水），所以综合节水量可达到75%，保守估计也应在70%以上，在雨水相对充沛的地区，本住宅的最高节水量可达85%以上）。 水的总体平衡处理：

　　由于住宅的用新水量在28%左右（包括厨房用水、洗漱用水和部分洗浴用水），而花园浇灌约需26%，预计水在使用过程中约有3%的水蒸发或因其它因素散失，同时三级水箱又要收集约6%的雨水，那么实际要多出5%左右的水需要排掉，这可通过让附近的农民或园艺绿化单位，定期来抽走沼气系统的沉渣和部分沼气液，从而使得本住宅的水供应与利用实现总体平衡，使住宅基本实现生活污水的零排放。从而达到减小淡水的消耗，减轻对水资源污染的目的。

　　*本发明的十二大突出优点概括：

　　l A . 模块化结构。构件标准化，可实现工厂化流水线规模生产。

　　l B . 借助于智能系统使生活更为方便，安全性大幅度提高。

　　l C .依靠可再生能源系统，实现住宅的能源零供应。

　　l E .实现温室气体排放的零增量。

　　l F. 实现无回收价值垃圾的零排放。

　　l G .实现生活污水的零排放。

　　l H.平均节约用水70%以上。

　　l I. 年平均节约各项资金1.2万元左右。

　　l J. 居住该住宅，无室内污染之忧，使健康水平得到提高。

　　l k.抗震性能特别好，七级以下地震不会对房屋造成破坏。

　　l L.安全性能好，从根本上杜绝了火灾隐患。

　　l M.推广这种住宅可节约大量的土地资源。