建筑的未来：摆脱外用电源束缚

　　如何提高建筑能效？“能量采集”与“无线技术”的完美融合，为建筑提供了一种可自行解决能量来源的方案。

　　发展的眼光让人们注意到，未来建筑的发展，将更多考虑建筑整个使用周期的成本，而不仅仅关注首次投入。日前，德国易能森联盟主席兼首席执行官格雷汉·马丁接受记者采访时表示，“在欧洲，政府和整个社会多年前就意识到，对于建筑来说，除了建造时的首次成本外，建筑整个使用周期的成本也不容忽视。换句话说，在一定程度上，欧洲对于高质量的建筑、可持续的自动化系统、综合的节能举措十分重视。中国市场则刚刚开始发生转变：过去，中国市场更关注增长速度，而忽略了产品质量以及方案的可持续性。现在，面对有限的资源、日益严重的污染问题，中国政府和整个社会开始关注‘能效’。”

　　“能量无所不在，触手可及，只需加以采集即可使用。”马丁表示，基于能量采集无线技术，在建筑智能化领域，许多自获能的应用仅仅借助机械能、室内光能、温差能等周围环境中的微小能量，即可正常运作，比如无线无源开关、门窗磁、智能门窗把手、温湿度传感器、照度传感器、人体红外传感器、智能暖气阀以及智能家居系统等。

　　他说，自动化控制离不开传感器的应用，无线传感网络在建筑智能化中起到了非常重要的作用，好比建筑的“五官”，实时监测建筑的各项指标，包括光照情况、温湿度、气体浓度、是否有人占用、能耗情况等。基于这些信息，楼宇自动化系统能够相应调整建筑内的照明、暖通空调、遮阳，营造舒适节能且安全便利的环境。比如在办公室无人时，关闭不必要的照明、空调以及用电设备；在自然光照过于强烈时，开启遮阳系统；当室内二氧化碳浓度升高时，自动开启通风设备。所有这些都可以经由楼宇自动化系统集中控制、远程监控，进而对能耗数据进行分析，进一步优化整套系统，提高能源利用率，“未来建筑除了可以节能减排外，还可以显著改善生活质量，并对社会经济产生积极影响。建筑将不仅仅是人们工作、睡觉的地方，而是舒适、高效的个人区域。”

　　易能森是能量采集无线技术的发明者和领导者，自2001年从西门子分离并成为独立公司之后，致力于能量采集无线传感模块的开发。格雷汉·马丁是电子行业的资深专家，在模拟和射频解决方案领域拥有长达30年经验。易能森无线模块将周围环境中的能量转化为电能，供给模块工作，从而实现了无需电池、免维护的无线传感解决方案。马丁介绍说，能量采集无线技术的科技灵感来自于生活中的一个简单现象：在传感器捕捉到测量值的地方，其能量状态总是发生改变，比如按下开关后，温度或者亮度会相应发生变化。所有这些操作都能够产生充足的能量。

　　目前，基于易能森能量采集无线技术的兼容产品已超过1200种，包括无线开关、门窗状态传感器、温湿度传感器、CO/CO2传感器、人体红外传感器、照度传感器、液体泄漏传感器、紧急按钮、智能窗把手、暖气阀等一系列产品，构成了完整的智能家居及楼宇自动化解决方案。这些产品无需布线、无需电池等其他外接能源，而是利用周围环境中的微小能量供给自身的正常工作以及无线信号的传输。不同产品的能量来源有所不同，比如无源无线开关正常工作的能量来自于按压开关的机械能所转换成的电能；温湿度传感器利用室内光能；无需电池的无线暖气阀利用温差能供电……

　　“机械能、温差能、光能，这三种能量现在、未来仍将是能量采集无线解决方案的主要能量来源。”马丁表示，可以肯定的是，能量来源以及采集方式不仅限于这些，这个市场还有广阔的空间需要开发，比如将环境中的电磁能转换成电能、定制的转动能量转换器。“这些应用的实现离我们并不遥远。”马丁说，最新的远距离无线通讯技术使用改良版的能量转换器，丰富了可采集转换的能量来源。在不久的将来，我们会看到新的机械能（动能）转换器可将气体、液体流动产生的动能转换为电能。这一突破将助力智能抄表领域。新的光能转换器也会有很大的改进，太阳能板的尺寸更小而转换效率更高，再加上能量存储效率的提升，由室内光能供电的设备充满电后，有望在完全黑暗的条件下正常工作几个月甚至1年。他说：“温差能的利用还处在较为初级的开发阶段，已成熟的应用是利用金属两端的温差。将来另一个研发方向是采集白天与夜晚间的温度差，为室外应用供能。”

　　如今，能量无线无源采集技术在欧美发达国家的应用已经十分广泛。“这仅仅是能量采集无线技术应用的开始。”马丁表示。