概述

 近些年綠色節(jié)能環(huán)保建筑的理念越來(lái)越得到廣泛的推崇，尤其是歐美地區(qū)已經(jīng)出現(xiàn)了許多綠色節(jié)能建筑，并且對(duì)現(xiàn)有的傳統(tǒng)建筑大量實(shí)施綠色節(jié)能改造工程。

現(xiàn)代樓宇自控領(lǐng)域多采用BEMS系統(tǒng)（樓宇能源管理系統(tǒng)）達(dá)到降低建筑能耗的目的，然而建筑的開銷不僅僅局限于水、電、熱等傳統(tǒng)能源的消耗，還包括線纜的鋪設(shè)、電池更換等設(shè)備維護(hù)帶來(lái)的開銷，當(dāng)然還包括發(fā)電供熱等過(guò)程中所產(chǎn)生的硫、二氧化碳等污染物，廢棄電池產(chǎn)生的有害化學(xué)物質(zhì)，而這些污染物、廢棄物的排放、處理仍然會(huì)產(chǎn)生開銷。

建筑物的大量開銷每年帶來(lái)的高額費(fèi)用是國(guó)家、企業(yè)的大包袱，所產(chǎn)生的污染物、廢棄物則是公民乃至人類的大包袱。因此綠色節(jié)能建筑工程的改造實(shí)施迫在眉睫，對(duì)國(guó)家、企業(yè)以及整個(gè)社會(huì)都有著重大的意義。

 
 無(wú)源線傳感器

無(wú)源無(wú)線是構(gòu)建綠色節(jié)能建筑，實(shí)施綠色節(jié)能改造工程的重要技術(shù)手段，這項(xiàng)技術(shù)的運(yùn)用從根本上降低了建筑開銷，而不僅僅是采用BEMS系統(tǒng)帶來(lái)的能耗控制，無(wú)源無(wú)線樓控系統(tǒng)的使用將大量減少線纜布設(shè)、金屬使用、電池更換、污染物排放所帶來(lái)的建筑開銷。

無(wú)源無(wú)線傳感器是無(wú)源無(wú)線樓控產(chǎn)品的基本構(gòu)成單元，它的成功運(yùn)用得益于不斷發(fā)展并成熟的能量收集技術(shù)，使我們能夠充分利用日常生活中室內(nèi)的光線能量，人體活動(dòng)的機(jī)械能量等為我們的樓宇自控服務(wù)，實(shí)現(xiàn)無(wú)線控制的目的。

采用無(wú)源無(wú)線傳感器后，以往需要耗費(fèi)許多繁雜的工作，如布線設(shè)計(jì)、鋪設(shè)線纜等將變得多余，可以節(jié)省大量的安裝材料和安裝時(shí)間，從而使系統(tǒng)安裝的費(fèi)用大大降低。

基于無(wú)源無(wú)線傳感器的樓宇控制產(chǎn)品種類繁多，目前國(guó)內(nèi)這方面的成熟產(chǎn)品還沒(méi)有出現(xiàn)，本文中將以德國(guó)thermokon公司生產(chǎn)的各類無(wú)源無(wú)線樓控產(chǎn)品為例，闡述無(wú)源無(wú)線傳感技術(shù)在綠色節(jié)能建筑中的應(yīng)用。

基于無(wú)源無(wú)線傳感技術(shù)的樓控產(chǎn)品目前大體上分為以下幾類:

1、信號(hào)發(fā)射器

2、信號(hào)網(wǎng)關(guān)

3、可編程控制器

4、信號(hào)中繼器

5、定時(shí)器

6、開關(guān)量I/O模塊

7、帶有總線通信功能的室內(nèi)控制器

1、信號(hào)發(fā)射器

信號(hào)發(fā)射器包含了各種無(wú)源無(wú)線開關(guān)面板、溫濕度傳感器、光照度傳感器、人體活動(dòng)傳感器、門窗傳感器，這些設(shè)備的能量來(lái)源于各種機(jī)械能以及光能，在它們的內(nèi)部安置了可以將微弱光線、微弱機(jī)械動(dòng)力轉(zhuǎn)換為電力并存儲(chǔ)起來(lái)的器件，不需要電池、電線供電便可以工作。

當(dāng)信號(hào)發(fā)射器（開關(guān)面板等）感知到外部事件時(shí)，如按動(dòng)、溫濕度變化（可設(shè)定臨界值）、光照度變化、物體移動(dòng)、門窗開關(guān)等，便會(huì)將事件消息組織成信號(hào)，并通過(guò)無(wú)線的方式送至接受設(shè)備，使處于待命狀態(tài)的信號(hào)接收器作出相關(guān)決策（如關(guān)閉/開啟照明設(shè)備、供暖設(shè)備、門窗、通風(fēng)等）或應(yīng)答（如返回控制信號(hào)）。

因此無(wú)源無(wú)線信號(hào)發(fā)射器在樓控系統(tǒng)中的角色便是感知外部事件，生成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)并傳出。

下面列出了一些典型的基于無(wú)源無(wú)線技術(shù)的傳感器，屬于信號(hào)發(fā)射類產(chǎn)品，它們均產(chǎn)自德國(guó)，由Thermokon公司制造。

無(wú)源無(wú)線溫濕度傳感器

無(wú)源無(wú)線亮度傳感器

無(wú)源無(wú)線門窗傳感器

人體活動(dòng)傳感器

2、信號(hào)網(wǎng)關(guān)

在大型節(jié)能建筑中，跨界傳輸是不可避免的，如不同辦公區(qū)域、樓層，甚至不同廠家的設(shè)備，當(dāng)要進(jìn)行跨界通信時(shí)就需要有一個(gè)可信賴的中間設(shè)備來(lái)處理這些跨界通信事務(wù)，此時(shí)基于無(wú)源、無(wú)線傳感技術(shù)，且支持多種樓宇自控標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的信號(hào)網(wǎng)關(guān)便顯得尤其重要，它接受來(lái)自無(wú)源無(wú)線發(fā)射器傳出的無(wú)線信號(hào)，并通過(guò)如KNX、MODBUS、以太網(wǎng)、RS485/422等總線及傳輸介質(zhì)，將信號(hào)傳遞到更遠(yuǎn)的樓控節(jié)點(diǎn)。

因此無(wú)源無(wú)線信號(hào)網(wǎng)關(guān)在綠色節(jié)能建筑中起著處理跨界通信事務(wù)的角色。

下面的信號(hào)網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品均產(chǎn)自德國(guó)，由Thermokon公司制造

帶有LON通信接口的網(wǎng)關(guān)

帶有KNX/EIB通信總線功能的網(wǎng)關(guān)

帶有多種總線通信接口的網(wǎng)關(guān)

帶有以太網(wǎng)通信接口的網(wǎng)關(guān) 

3、帶有總線通信功能的室內(nèi)控制器

前面提到過(guò)，大型建筑中不可避免的要進(jìn)行跨界通信，尤其是不同廠家設(shè)備間的通信，因此帶有多種總線通信功能的設(shè)備就顯得尤其重要，在智能樓宇自控系統(tǒng)中，經(jīng)常用到各種室內(nèi)控制器，對(duì)環(huán)境溫度、濕度、光照度、通風(fēng)進(jìn)行有效控制、調(diào)節(jié)，而支持多種總線通信標(biāo)準(zhǔn)的室內(nèi)控制器在樓宇自控系統(tǒng)中可以發(fā)揮巨大的作用，當(dāng)不同廠家的控制器都遵循某一種或幾種通信標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，便可以進(jìn)行無(wú)縫的通信，的配合在一起協(xié)同工作，下面圖中示出了德國(guó)Thermokon公司生產(chǎn)的部分室內(nèi)控制器，它們均支持多種總線通信標(biāo)準(zhǔn)，如KNX/EIB、Modbus、LonMark等等。

 歷史建筑的綠色節(jié)能改造工程實(shí)施

（維也納國(guó)家歌劇院）

另外值得一提的是，在一些古建筑的改造過(guò)程中，傳統(tǒng)的布線安裝將會(huì)對(duì)其造成歷史價(jià)值以及視覺(jué)上的破壞，因此全無(wú)線的傳感器將為歷史建筑的改造提供一種的解決方案。

  實(shí)際綠色節(jié)能改造工程實(shí)施案例

德國(guó)慕尼黑機(jī)場(chǎng) 

英國(guó)雅士谷賽馬場(chǎng) 

德國(guó)德累斯頓國(guó)家歌劇院 

西班牙馬德里商務(wù)區(qū) 

在高57層（236米），占地75200平方米的西班牙馬德里商務(wù)區(qū)的四棟大型商業(yè)建筑中，采用了德國(guó)的無(wú)源無(wú)線傳感器設(shè)備，共使用了4200支無(wú)源無(wú)線開關(guān)面板。

THERMOKON無(wú)源無(wú)線開關(guān)面板

1、僅電線就節(jié)省31.5公里長(zhǎng)

2、節(jié)省使用了1.26噸金屬銅、3噸PVC

3、節(jié)省21000支電池

4、年耗電量節(jié)省520000度

5、減少了幾千噸二氧化碳排放量

而這全部?jī)H僅是4200支無(wú)源無(wú)線開關(guān)面板所發(fā)揮的作用，如果整棟大樓全部采用無(wú)源無(wú)線樓控產(chǎn)品的話，上面的節(jié)約項(xiàng)目要全部乘以3。