地产科技打造节能、智能、舒适的房产

作者：姚葵醴

中国地产科技与金融创新峰会组委会秘书长

中国房地产行业资深专家

地产科技的核心价值：节能，智能，舒适

地产科技创新与应用的范围是广泛的，从建筑材料、部品，到工程建设、各类系统集成，都有科技的元素在发挥作用。那么，我们评价地产科技的标准是什么？是房地产客户的需求是否得到更好的满足。不只是建筑本身对客户需求的满足，也包括了建筑带给环境的影响也会关系到客户需求的满足。总之，地产科技的价值，是针对消费者而言的价值。

地产科技带给消费者的众多价值之中，最重要的是三项核心价值：节能，智能，舒适。

为什么要节能？因为人类使用的所有的能耗都需要购买，需要花费金钱；现代人类社会面临多方面的能源危机，国际国内能源紧张，环境污染日趋严重，大量消耗石化能源不但导致环境的污染，而且由于石化资源价格攀升导致消费者生活成本不断加重。因此，在房地产开发领域通过节能创新和节能技术的应用，可以收到降低污染、避免污染、降低生活成本、人类可持续幸福生活等多重益处。

为什么要智能？人类社会经过工业化的巨大进步，我们拥有了利用自然规律来改造自然的能力，机械设备、车辆、航天器、船只、电器都极大地延伸了人类的能力和力量，普遍消灭了大多数人类的贫困，延长了人类的平均寿命，提高了人类的健康水平。接下来，人类不满足于力量的强大，更要把人类的智慧注入到各类商品和服务中去，这就是人类对智能商品和服务的需求。今天，科学技术的发明创新愈多愈快，互联网、移动网、物联网三网融合，虚拟世界、软件编程、电子商务已经覆盖生活的所有领域，例如智能手机、智能地图和街景、智能汽车等等。具体到房地产开发领域，消费者需要智能家园、智能园区、智能家居、智能办公空间、智能环境和智能生活。

为什么要舒适？我们常常谈论房屋的“舒适”，但是“究竟什么是舒适”，却需要深入地分析。能够给消费者带来“舒适”的房产品，应当包括：室内和室外空间应当有利于人们的自由活动，有利于人们身心的成长（尤其是孩子们），房屋的构造、细节、尺寸和布局应当是能够满足各个不同年龄阶段的消费者的需求，每个空间、过道、吊顶、墙面材料、卫生间、厨房、办公间都应当是适应人体和心理的人性特点。

以上概述了地产科技能够带给消费者的三项核心价值，在具体的房地产开发过程中，节能、智能、舒适都会表现在很多方面；比如节能，就涉及到太阳能技术、地热技术、遮阳技术、空调系统的最优化设计、保温墙体材料、保温涂料、太阳辐射的控制等等。

太阳能技术的应用和普及

太阳能具有蕴藏丰富、安全干净的特点，一直被认为是新能源的最佳选择。在美国、瑞士、以色列、德国、英国等国家，采用太阳能设备的住宅区深受业主青睐。

太阳能的热利用：包括太阳能热水器、太阳能暖房、太阳能暖棚、太阳能暖圈等。虽然中国太阳能热水器年产量已达到世界第一，且保持了每年二位数的增长速度，但其中大部分是个人购买安装，由房地产开发商统一配置的很少。在目前国内电、燃气等常规能源费用日益上涨的背景下，太阳能热水器的集中应用，对促进房产品节能具有明显作用。

经过多年的发展，中国国内太阳能热水系统，如，箱式组合太阳能热水系统可根据需要随意设置出水温度，能与常规热水能源配合，可以通过多种控制功能实现自动化运行的储热式热水系统，从而可以由开发商集中安装，保证小区用户有充足热水供应。

在太阳能发电方面：目前主要有太阳光发电（光伏发电）和太阳能热发电。太阳能集热板集热技术较为成熟，设备材料价格也不昂贵。太阳能光伏发电是太阳能最好的利用放式，由于受技术及材料成本的限制，主要是出口到欧洲，但是随着中国国内光伏产业规模的急剧扩大，以及相应的成本下降，国内太阳能发电市场有望不断扩大。

具体到一个楼盘、一幢建筑、一个园区、一个小区，太阳能发电的前景无比广阔；包括扩大太阳能光伏并网发电，开发太阳能光电新产品，如路灯、庭院灯、草坪灯、户用电源等。

太阳能电池也是太阳能利用的重要领域。世界各国的研发人员和企业不断作出新的研究成果。2013年7月来自罗马尼亚布加勒斯特理工大学的表面科学与纳米技术中心的研发团队在欧盟基金的资助下，利用自主研发的设备研发出第一个基于碳纳米管的第三代太阳能电池。该碳纳米管比发丝细4万倍；导电率是铜的1000倍；硬度与钻石一样；但力学阻力却是Kevlar合成纤维材料的14倍。其中，通过SPFM（扫描极化力显微镜）控制纳米液滴湿润的角度、区间分布，并控制在微米级、纳米级尺度上腐蚀效果的特性；通过脉冲激光烧蚀技术，得到不同的碳纳米结构，即石墨烯结构、同心多层球面套叠结构及单壁碳纳米管。该团队在研发出第三代太阳能电池的同时也在申请专利技术，如碳纳米结构成长融蚀室的设计、使用准分子激光消融的技术等。

我国作为世界上最大的发展中国家，在太阳能技术的应用上有巨大的市场。不论是太阳能热水器、屋顶太阳能发电，还是大面积的太阳能发电站、太阳能微动力，都有巨大的市场潜力。例如，2013年四川九寨沟县建成了首座太阳能微动力污水处理试点工程。该项目总投资40余万元，其结构主要为进水格栅井、厌氧池、缺氧池、沉淀池、湿地池等部门组成。采用的工艺为生活污水集中收集后，首先进入污水处理站内的格栅井，通过过滤将污水中的悬浮物进行处理后，再进入厌氧池、太阳能好氧池和缺氧池，进行去磷、去氨氮，最后再进入太阳能好氧反应池，利用太阳能光伏板提供动力能量，将污水中的金属离子释放成为光电子，最终使污水处理后达到符合国家规定标准进行排放。

太阳光热辐射的控制与改善

从建筑节能设计上看，首先要把握好窗墙面积比的控制。大面积的开窗，将导致空调采暖/制冷的高能耗，但开窗面积过小又不能保证日照及采光的要求，因此应用计算机模拟软件对室内光、热环境进行模拟，综合考虑各方因素，在保证室内通风采光及空间视觉舒适的前提下确定准确的节能开窗面积。

窗户的面积确定后，接下来就要做好遮阳，以达到对太阳辐射的控制与改善。

外遮阳设施：外遮阳是最有效的遮阳设施，它直接将80%的太阳辐射热量遮挡于室外，有效的降低了空调负荷，节约了能量。结合建筑形式，在南向及西向安装一定形式的可调外遮阳，随使用情况进行调节，这样既能满足夏季遮阳的要求，又不影响采光及冬季日照要求。并且可进一步安装光、温感元件及电动装置以实现智能化的全自动控制，在室内无人的情况下，也可根据室内外温度及日照强度自动调节遮阳设施，以降低太阳辐射的影响。

内遮阳设施：相对于外遮阳，内遮阳设施对太阳辐射的遮挡效果较弱，但不论从私密性角度还是防眩光角度考虑都是必须的。同时对于改善室内舒适度，降低空调负荷也有一定的作用。这方面已经有优秀的厂商开发出了能够透光、隔热、可上下左右移动的遮阳窗帘。

依据科学常识，我们就可以知道，相比厚厚的墙壁，室内的热量或室外的热量更容易通过薄薄的窗玻璃传递，这就造成了大量能耗通过建筑外窗散失，因此，建筑外窗的选择就尤为重要。选择什么样的节能窗户，关键是看：整窗传热系数低，隔音性好，保温性强，遮阳性能非常优异，透光，却能阻隔来自阳光和空气的热量。

高效节能的玻璃窗及幕墙系统：玻璃窗及玻璃幕墙，是传统建筑维护结构中的主要能耗因素，但随着技术的不断提高，新产品的不断出现，窗及玻璃幕墙的性能已获得了极大的提升。新型高性能玻璃的发展(如PET-LOW-E镀膜玻璃，真空玻璃等)，给窗及玻璃幕墙的保温及防辐射性能上极大的提高。新型型材及断桥技术的应用，极大的提升了玻璃窗的整体热工性能及气密性；对幕墙而言，新型结构形式及断桥技术带来了更好性能，如双层呼吸式玻璃幕墙，除了其本身固有的高热工性能及防辐射性能外，利用空腔，在夏季形成有效的自然通风以排除热量，冬季关闭排风口，又可起到较好的吸热作用。

美国劳伦斯伯克利国家实验室的研究人员们已经开发出了一种新材料，竟能够改变阳光在玻璃上的通过率。与当前技术不同的是，这个嵌在玻璃上、薄薄的纳米晶体涂层，能够对光通量进行有选择的控制。而这种新型的智能窗户，使得用户能够控制并选择多少的可见光、以及产生热量的近红外光线通过，除了能增加使用者的舒适感，还能最大限度地节约能源。智能窗户可控制光通量和热通率，因此有着很宽的气候适用范围。通过将锡掺杂氧化铟纳米晶体和无定形氧化铌矩阵连结起来，该实验室开发出了一种双频段的"电致变色材料"。这些透明薄膜能在受控的方式下，阻挡太阳光线的辐射。使用者可以自行选择、动态调节透过窗户的光和热。美国人将25%的能源用在了建筑物的照明、冷却和供暖上，而这项节能建筑窗户涂层新材料面世后，将对此产生重大的影响。

人工科技与自然资源的综合利用

自然通风、调温与采光：通过保证房间内及中庭顶部一定的开窗面积，科学设计开窗位置和高度，巧用透光、隔热、自由升降的窗帘，既达到自然采光的目的，又依靠室内外的风压及热压差，形成有组织的自然通风、置换新风。在室外气候适宜时，通过自然通风达到调节室内热环境的目的。例如，一个节能的空调房必须从房子整体去考虑，考虑到外部的通风、室内外空气的流动，此外还有排风扇、通风扇等因素。随着计算机软件的发展，可以在每个房间布置测点来做房屋测试，通过计算机对大数据进行分析，总结出控制房屋温度、湿度、空气清新度的最佳方案。

建筑内余热/冷的回收：在对建筑进行供热制冷时，首先应当考虑建筑内部的能量平衡。在一个建筑物内部会有很多余热/余冷，如排风中所含的冷/热量，内部设备的产热，内部冷热需求不均形成的冷热量差异等。对建筑内的余热/冷量不应直接排出室外，这样既是对能源极大的浪费，又影响了室外热环境，应对其进行充分回收并利用。

浅层土壤热能利用：在地下30米至100米的范围内，土壤、岩石及地下水的温度全年基本恒定在15℃左右，形成一个较好的提取及释放热能的场所。地源热泵就是利用这一特点进行工作。地源热泵可分为利用地下水的开式系统和不抽取地下水的地源耦合热泵，地源耦合热泵有不影响地下地质结构和地下水水位、不污染地下水、使用寿命不受地下水位影响的特点，是最好的地源热泵形式。地源耦合热泵机组可做为空调系统冬季供热，夏季供冷的冷热源系统，并同时提供生活热水。它利用地下土壤，岩石及地下水温度相对稳定的特性，输入少量的高品位能源(如电能)，通过埋藏于地下的管路系统与土壤、岩石及地下水进行热交换，夏季，通过对室内制冷将建筑物内的热量搬运出来，一部分用于提供免费生活用热，其余换热到地下储藏起来，冬季把地下储藏的低品位热能通过热泵搬运出来，实现对建筑物供热及提供生活热水。地源耦合热泵的能耗很底，仅为常规系统能耗的25%-35%，它由水循环系统、热交换器、地源热泵机组和控制系统组成。

同样的科学道理，地表水体热能也可以如此利用：在中国南部及大部分中部地区，有一定规模及深度的地表水体全年温度稳定在一定的范围之内，也形成了一个较好的提取及释放热能的场所。可采取水源热泵机组对其利用，其基本工作原理与地源热泵相同。

风能发电的局部结合应用：在一定高度的空中风速较大，利用这一特点，在高层及超高层建筑中结合建筑造型，在角部设置风力发电设备，对整个建筑的用电进行一定的补充。

总之，要系统地考虑整个房产品的节能规划设计，房屋的供水、电力、空调等系统若进行统一设计，将避免很多错误，减少很多成本；尤其是通过计算机3D建模软件，做综合性的系统设计，综合使用遮阳、墙体、排风扇、空调等，找到匹配的电气、家居设备，最大限度地降低空调的功率和使用时间，达到节能效果。

建筑外围护结构的节能科技

随着国家对建筑节能要求的提高，建筑结构体系，建筑围护材料、门窗用材和密封、屋顶、地面以及采暖、空调、照明等建筑物的基本组成均将发生巨大变化，相关建筑构造、建筑施工安装等也将配套进行多方面的变更，以实现节能降耗。

具体课题包括：生态建筑如何最大限度利用自然可再生能源；计算机集成技术如何自动调节控制室内光线、温度和通风；旧建筑的材料再利用；不同区域的建筑节能需要采取不同的策略；保温隔热墙体；新型隔热保温涂料等等。

外墙保温：无论是从保温效果，还是从外饰面安装的牢固度和安全性考虑，外墙外保温及饰面干挂技术都是最好的外墙保温方式。首先，外墙外保温的形式可有效形成建筑保温系统，达到较好的保温效果，减少热桥的产生。其次，保温层与外饰面之间的空气层可形成有效的自然通风，以降低空调负荷、节约能耗并排除潮气，保护保温材料。最后，外饰面有挂件固定，非粘接，无坠落伤人危险。

新型反射隔热涂料：反射隔热涂料可选用的颜填料，对可见和红外光区的反射率高，颜填料包括对白色颜填料的开发、对近红外区反射率高的深色颜填料的开发等等。工程中重要的一个环节就是建立了颜填料的具体属性的数据库，包括颜填料的名称、颜色、化学特性、力学性能、光谱属性（反射率、吸收率、透射率、透射系数以及散射系数，还有在不同底色涂层上的反射率）等，并利用分光光度计测量的数据建立了关于散射系数S和吸收系数K的模型，以更深入了解颜填料的属性。随着建筑节能标准的出台，发展低能耗、保温隔热性能好的新型墙体材料成为主流趋势，建设部从2007年起全面推行节能建筑认证体系。我国是节能涂料最具发展潜力的大市场，在实行建筑节能各项措施中，采用保温隔热材料是防止建筑物能耗损失最经济、有效的措施。当今，全球保温隔热材料正朝着高效、节能、薄层、隔热、防水、外护一体化方向发展，在发展新型保温隔热材料及符合结构保温节能技术同时，按标准规范设计及施工，努力提高保温效率及降低成本。

热桥阻断技术：热桥是热量传递的捷径，不但造成相当的冷热量损失，而且会有局部结露现象。因此在设计施工时，应当对诸如窗洞，阳台板，突出圈梁，及构造柱等位置采用一定的保温方式，将其热桥阻断，达到较好的保温节能效果并增加舒适度。

屋面保温隔热技术：屋面的能耗，在围护结构总能耗中占有相当的比例，因此应当重视其保温隔热效果。一般而言，屋面的传热系数要优于外墙的传热系数，并且可依屋面的形式选用不同的保温材料。屋顶的生态绿化兼种蔬菜，是生态隔热技术之一，值得推广。

地下室外墙及地面保温技术：地下室外墙及地面的保温，往往是容易被遗忘和忽略的，但事实上它对保温节能及提高舒适度，都有一定的作用。因此，应当根据计算选用一定厚度的防水挤塑聚苯板或新型替代材料对其进行保温。

新型绿色建材：包括新型墙体材料、化学建材、新型保温隔热材料、建筑装饰装修材料等在内的环保新产品，例如，新型墙体材料中的新型轻质隔墙板、活性炭墙体、加气混凝土砌块、陶粒砌块、小型混凝土空心砌块、纤维石膏板等。这些新型墙体材料以粉煤灰、煤矸石、石粉、炉渣、竹炭等主要原料，具有轻质、高强度、保温、节能、节土、装饰等优良特性。采用新型墙体材料，使房屋功能大大改善，还可以显著减轻建筑物自重，推动了建筑施工技术现代化，大大加快了建房速度。

智能化的园区、建筑、家居

以一幢独立的房子为例。院墙外围安装了360度的红外线人体感应器，如发现非法入侵者，感应器感受到信号之后将接通住户电话，住户通过上网便能看到家里的摄像头监控实时画面。住户平时回到家里，想与伴侣享受一顿浪漫的晚餐，只要在智能控制面板上轻按一键，音乐、灯光、窗帘便能到位。这还是一栋数字小屋，房子里的光线、温度、湿度、能耗都被记录下来。房间里安装了传感器，可以实时监测屋子的环境和能耗数据。

房产品的智能化，作为最基础的科技配备包括：红外线报警系统、闭路电视监控系统、门禁控制系统、楼宇对讲系统、防盗报警系统、电子巡更系统、车辆管理系统、公共广播系统等基础化的智能化设施。更进一步的智能住宅科技，例如：联动组合安防系统，从业主步入社区到自己的家中，会经过层层过滤保护，高级指纹密码锁、红外探测器和摄像头等，不但有基础功能，还可以通过后期模式根据个性化需要来自由设置安防系统。

作为小区的智能化应用系统，包括：物业管理、公共安防、家居智能、信息服务。物业管理系统内容涉及给排水、交配电、区域照明、电梯、供暖、电子地图、三表出户、电子公告、广播及背景音乐、一卡通、住户服务中心及小区管理中心等。

智能化住宅、写字楼给人们带来哪些实惠？创造了安全、舒适、高效率、高品位的居住和办公环境。在智能住宅中，门窗装设了红外感应防盗报警、医疗急救一键通、防盗紧急呼救系统，火警、烟雾感应器、燃气泄漏报警系统，这都使家居生活更安全、更放心。 

智能居家办公、智能写字楼，要求其建筑结构设计必须具有智能支持，必须是开放式、大跨度框架结构，允许用户迅速而方便地改变建筑物的使用功能或重新规划建筑平面。室内办公所必需的通信与电力供应也具有极大的灵活性。通过结构化综合布线系统，在室内分布着多种标准化的弱电和强电插座功能，如将程控电话改为计算机通信接口等。通过电子邮件、计算机通信网络系统，使通信、咨询与社会服务实现智能化。人们可以实现家中办公、网上购物、网上银行、远程教育、电子商务等，适应人们网络化的生活工作方式。智能家居也包括了家务劳动自动化，例如，自动烹调使人们从繁杂的家务劳动中解放出来。

在智能写字楼中，用户通过国际直拨电话、电视电话会议、电子邮件、声音邮件、网络视频沟通、信息检索与统计分析等多种手段，可及时获得全球性金融商业情报、科技情报及各种数据库系统中的最新信息；通过国际计算机通信网络，可以随时与世界各地的企业或机构进行商贸等各种业务活动。智能化写字楼，强调以客户需求为中心，旨在提供低成本、高效率的商务平台，提倡人性化的沟通与交流，强化绿色环保办公理念，实现高智能化。高智能化也就是5A智能化，包括：OA（办公自动化）、BA（楼宇管理自动化）、CA（通讯自动化）、FA（消防自动化）和SA（安保自动化）。智能系统还包括：通讯系统，安保系统，消防系统，楼宇自控系统，公共应急广播系统，车辆智能管理系统、梯控系统等。

什么是智能家居？小区物业方面包括：家庭智能中心系统、电视监控系统、楼宇对讲系统、自动抄表系统、IC卡停车场管理系统、背景音乐系统、小区互联网系统、公共电视系统等。室内智能系统功能包括：传呼报知（系统处于防盗状态时，有歹徒从门窗侵入，可自动拨打传呼代码通知主人）、防盗警报、紧急求救（急病发作时按“一键通”可与120相连）、电话监听、电话遥控设防、险情预警（煤气泄漏、火灾报警）、电话遥控家电开关；在家可以通过触摸屏控制灯光、空调及窗帘开合，设置和启动会客、晨起、回家、外出等场景模式；离家在外也可使用智能手机、平板电脑等数码产品进行远程设置、室内环境监测，能够随时随地感受安全、便捷生活。住宅、办公室是人们居家生活和工作办公的场所，智能化始终是以人为中心，全面服务于人们的居家生活、高效工作及娱乐休闲。

地产科技造就空间舒适度

空间设计中包含着科学。空间设计应以人的尺度和心理接受的感觉为基准，强调室内功能的升级，空间功能细化，改善和提高空间的舒适度。房屋使用功能的多元化和细化，体现了人类文明的进步，以及人性的关怀——满足住户在安全性、保健性、私密性、灵活性、舒适性、艺术性，以及和谐亲子关系等多方面的要求。

坚持房产品为人服务：任何一个房产品都要有客户细分需求的调查；根据不同客户群的需要考虑住宅功能的优化。关注房产品功能优化，就是优先满足房产品消费者对房产品功能的细分需求：比如，大门楼梯很高，对主客不一定很方便，因为有老人和轮椅，即使是普通的人，上下班走这么高的楼梯不一定方便。又比如，厅堂的布置，不负责任的做法是在设计的时候，没有细致的考虑过，而是随便摆设几张沙发。再比如，走廊的天花顶装了天花和吊顶，感觉上比较豪华一点，但事实上，考虑到客人搬家，这样的吊顶灯和天花并不适合。还有，墙面的色彩协调、电梯按纽、哪些部位应该安装开关等等。

房产品的舒适度也体现在物业管理服务上：如爱护环境、节约资源、垃圾分类、自爱自洁、住户和睦，并在社区内倡导互助友爱、文明礼貌的社区文化。物业服务的标准化就是服务的科技化。物业管理不单单是做清洁和保安、日常维修的工作，还可以做一些增值服务，例如，客户的室内服务，帮一些小业主出租房屋、帮他们收取租金，业主可以进行网上的投诉，促进物业管理的质量，也方便让开发商了解到住户的具体要求。

以科技提高住宅舒适度：无论住在什么样的居室中，人们对室内环境舒适度的要求和标准是基本一致的，即让人感到舒适的热环境、声环境、空气质量与光环境。

室内热环境的改善：主要通过科学推敲细部构造设计，采用高标准的住宅外围护结构保温隔热性能，消除冷桥；采用高性能门窗，特别是高性能玻璃产品，高效的采暖制冷系统，控制空气温度、室内物体表面温度、相对湿度以及空气流动速度来实现。

噪声的隔绝：对于噪声的隔绝，需要针对不同噪声特点，采用多种技术构造来创造舒适的声环境。如通过采用高质量隔声墙体系统、隔音楼板系统，提高门窗的玻璃隔声性能和气密性，或通过建筑构造上设置绝缘层的方法，解决噪音问题等。

舒适的光环境：包括安全，日光和人工光线的优化设计，避免色眩光等。

充足的新鲜空气：由于城市交通环境、工厂环境及人们生活方式的消费影响，加之建筑密封程度的不断强化，建筑的密闭性引发室内空气的污浊化，便产生了室内空气品质如何改善的问题。隐藏在室内空气里面的“污浊”有哪些呢？科学研究结果表明：A、香烟：含尼古丁、一氧化碳、焦油、铅；B、过量的二氧化碳；C、湿度过高(水蒸气) ；D、灰尘：空气中的各种悬浮颗粒；E、杀虫剂、芳香剂气体、化学排放物等。而过量的水蒸气凝结在墙壁上还会滋生细菌，将损坏墙面保护层．进而危及建筑物。当人们长期处于空气污浊的室内，就会慢慢地感觉身体不适，轻者会出现黏膜和皮肤的干燥、疲倦、脸红、头痛、嗜睡等症状；重者：诱发呼吸道感染和心血管等疾病。因此，保证住宅新风成为居住生活舒适度的标准之一。如何满足健康的新风换气量，过滤风沙尘埃，并减少风感，是住宅和办公室及厂房通风设计要解决的问题。

由多种技术组合而成的新风系统，是根据在密闭的室内一侧用专用设备向室内送新风，再从另一侧由专用设备向室外排出室内污浊空气，从而满足室内新风换气的需要；同时对进入室内的空气进新风过滤、灭毒、杀菌、增氧、预热（冬天），排风经过主机时与新风进行热回收交换，回收大部分能量通过新风送回室内，以此达到室内空气净化环境的目的。