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在阿聯(lián)酋的沙漠中，一座未來(lái)的環(huán)保之城正在拔地而起。這座稱(chēng)為馬斯達爾（Masdar City）的城市毗鄰阿布扎比，匯集了來(lái)自全球的能工巧匠。該城市在建成后能夠容納5萬(wàn)名居民，其能源需求將*由可再生能源滿(mǎn)足，同時(shí)還將實(shí)現二氧化碳（一種主要的溫室氣體）*。而該市的電力將主要由太陽(yáng)能熱電廠(chǎng)以及光伏裝置提供。

該城市的規劃者希望能夠通過(guò)提高能源效率，來(lái)沖抵部署*能源解決方案的高額成本。事實(shí)上，馬斯達爾居民的人均用電量預計僅為目前水平的1/5。

如果將前瞻意識的規劃與現代技術(shù)*結合在一起，這一目標*可以實(shí)現。遵循這一理念，馬斯達爾的建筑物相對較為集中，如此能夠相互遮光，進(jìn)而減少對空調的使用需求。除此之外，城市所有的建筑物都將建于混凝基座之上，這樣有助于在樓宇底部形成空氣流通，從而保持涼爽的室溫。截止到目前，空調占阿布扎比總能耗的比例高達70%，而規劃中的這些建筑措施則有望使馬斯達爾的這一比例大大降低。

馬斯達爾的綠色環(huán)保、高新技術(shù)理念由英國建筑師Norman Foster提出，預計這座城市將于2016年竣工。一旦這一理念經(jīng)證明是行之有效的，那么世界各地的城市規劃者與建筑師就能根據這個(gè)項目中的新技術(shù)，制定并調整規劃。西門(mén)子當然也參與了這項工程。“馬斯達爾項目不僅令人神往，同時(shí)也非常契合我們的能源效率計劃，以及我們的環(huán)保業(yè)務(wù)組合。”西門(mén)子在迪拜的負責人Tom Ruyten如此解釋道。

馬斯達爾當然非常*。畢竟，這種能夠從城市建設最初就著(zhù)眼于程度地降低環(huán)境影響的機會(huì )極為難得。不過(guò)，對于智能樓宇管理技術(shù)的需求倒是無(wú)處不在。以工業(yè)化國家為例，建筑物已經(jīng)開(kāi)始從純粹的能源消費者定位朝著(zhù)電力市場(chǎng)的積極參與者轉變——在市場(chǎng)上出售自身生產(chǎn)的電力。供職于瑞士楚格西門(mén)子樓宇科技集團、專(zhuān)攻能源效率技術(shù)的Volker Dragon指出，“越來(lái)越多的建筑都配備了自己的光伏發(fā)電系統或小型風(fēng)力發(fā)電廠(chǎng)，而智能電表的應用將帶來(lái)諸多變化。”

這些小巧的智能電表除用于顯示用電量之外，還將能夠與家用電器及電力公司實(shí)現互聯(lián)互通。根據歐盟的一項指令以及德國的法律法規，自2010年起，所有新建的現代化樓宇都必須配備智能電表。通過(guò)這種方式，消費者能夠更清楚地了解自己的用電成本，而電力公司也能更準確地預測用電需求，進(jìn)而推出新產(chǎn)品，包括每15分鐘調整一次的動(dòng)態(tài)定價(jià)機制。

由于能夠更方便地疏散用電需求，這使得所有電網(wǎng)的供電壓力得以緩解。事實(shí)上，通過(guò)這種方式，可節省高達20%的電能。

與此同時(shí)，樓宇內配備的小型熱電聯(lián)產(chǎn)電廠(chǎng)，今后也能被更好地納入電力系統。“在用電高峰期，熱電聯(lián)產(chǎn)電廠(chǎng)可將電力輸入電網(wǎng)，而廢熱則饋入當地儲熱系統或建筑物內的供暖設施。”德國弗賴(lài)堡弗勞恩霍夫太陽(yáng)能系統研究所的Christoff Wittwer這樣預測，“而儲存起來(lái)的熱量隨后可供居民使用。”

事實(shí)上，用于儲熱目的且隔熱效果的水箱目前已上市，而基于相變的儲熱技術(shù)則尚處于研發(fā)階段。舉例來(lái)說(shuō)，可將余熱用于融化鹽塊。隨后，當熱量需求上升時(shí)，融化的鹽塊即可釋放儲存的熱量，并凝結成塊。這種蓄熱方式可產(chǎn)生*的效益。“這類(lèi)熱電聯(lián)產(chǎn)電廠(chǎng)的整體效率可達到90%以上”，Wittwer進(jìn)一步指出，“就初級能源而言，與那些不利用廢熱的大型礦物燃料發(fā)電廠(chǎng)相比，生產(chǎn)率高出了一大截。”

需求管理。反過(guò)來(lái)，消費者也可以在用電高峰期有選擇性地關(guān)掉某些設備，以減輕電網(wǎng)負擔，而其中的關(guān)鍵在于了解什么時(shí)候電費較低。舉例來(lái)說(shuō)，洗衣機與烘干機就可以在電價(jià)更為便宜的夜間使用。但是到底如何確定費率優(yōu)惠的時(shí)段呢？“現在的很多家用電器都支持通過(guò)輸電線(xiàn)信號來(lái)確定，而開(kāi)關(guān)機時(shí)間則可以通過(guò)智能電表進(jìn)行控制。”Dragon解釋道。

在這種情況下，電力公司就能夠在自己的網(wǎng)絡(luò )范圍內實(shí)現需求管理。與此同時(shí)，這種方式還有助于電力公司避免高峰負荷突現的情況——例如，當眾多用戶(hù)同時(shí)啟用家用電器時(shí)。

不過(guò)，用戶(hù)將不得不同意由電力公司根據電網(wǎng)負載來(lái)打開(kāi)或關(guān)閉他們的家用電器——當然，前提條件是用戶(hù)可以節省用電開(kāi)支。最終，通過(guò)以24小時(shí)為周期的平衡用電需求實(shí)現負荷曲線(xiàn)的平滑，用戶(hù)與電力公司從而雙雙受益。不過(guò)，這樣做的挑戰在于，如何實(shí)現建筑物子系統之間的協(xié)調，以及如何控制它們與周?chē)h(huán)境之間的接駁。換言之，就是要將所有孤立的解決方案整合在一起。

“這絕非易事，因為這些系統已經(jīng)獨立存在多年，因此我們需要相應的接口，以實(shí)現各控制系統之間的接駁。”Dragon解釋說(shuō)。

目前，西門(mén)子樓宇科技正致力于推出“整體樓宇解決方案（TBS）”——一款旨在解決這一難題的軟件解決方案。各種各樣的系統，包括樓宇控制和安防、供暖、通風(fēng)、空調、制冷、室內自動(dòng)化、配電、消防和防盜、門(mén)禁以及視頻監控等，都將集成于這個(gè)解決方案中。

“只有在所有這些系統*協(xié)調的情況下，它們的經(jīng)濟性才能得以充分實(shí)現。”Dragon進(jìn)一步指出，“不管是在體育場(chǎng)、綜合辦公樓、醫院、酒店、工業(yè)園區或是購物中心，TBC都能確保樓宇的高效運行、用戶(hù)的安全以及能源的優(yōu)化使用。"

巨大的節能潛力。利用電力公司與用戶(hù)之間的智能聯(lián)網(wǎng)，可實(shí)現的節能目標取決于具體情況。不過(guò)，專(zhuān)家普遍認為，20%至25%的節能目標比較切實(shí)可行。“節能潛力隨建筑物的類(lèi)型而異，”Dragon如此解釋道，“購物中心的節能潛力通?？筛哌_50%，寫(xiě)字樓介于20%至30%之間，而醫院則為5%至10%。”這些差異主要取決于建筑物的用途。以歐洲為例，當地許多購物中心每天開(kāi)放時(shí)間通常為10至12個(gè)小時(shí)，且逢周日休息。但醫院則不同，必須全天候地運轉。“這就是為什么醫院節能空間不大的原因。同樣地，寫(xiě)字樓的暖氣可以關(guān)，但醫院仍然行不通。”Dragon補充道。

*技術(shù)不僅能夠幫助熱帶和溫帶地區實(shí)現節能，在嚴寒地區同樣也能夠發(fā)揮成效。以瑞士阿爾卑斯俱樂(lè )部新建的羅薩山小屋（Monte-Rosa Hut）為例。這幢座落于海拔2,883米的建筑將在很大程度上實(shí)現自給自足——這還得歸功于西門(mén)子提供的*樓宇技術(shù)與組件。樓宇的電力平常將由光伏系統提供，而配備的熱電聯(lián)產(chǎn)機組將能提供應急電力。

為了最大限度地提高能源效率，該建筑的控制系統將根據天氣預報及預定信息，對電力與供暖系統以及儲能與用電需求進(jìn)行協(xié)調。與此同時(shí)，控制系統還將采用巧妙的算法，定期計算出的終點(diǎn)溫度，以求以最少的資源消耗來(lái)實(shí)現舒適的室內環(huán)境，從而杜絕能源浪費。