[发明专利]带有源建筑物表皮的建筑物管理系统、用于这种系统的环境资源收集器以及管理在建筑物中使用的资源的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种包括有源建筑物表皮的建筑物管理系统，以及一 种用于这种系统的环境资源收集器。特别地，本发明涉及一种建筑物 管理系统，其被构造和布置成使用有源建筑物表皮来对建筑物内所需 的资源与建筑物外部和/或内部的可用资源进行平衡，该有源建筑物表 皮可收获可用环境资源，诸如空气/风、水和太阳能。

背景技术

如全球变暖、能量以及能量生产成本的上升、人口过多等问题加 强了对保存能量和/或利用更多自然可用能源的需要。

近来，旨在削减温室气体排放以符合全球约定(诸如Kyoto Accord)的立法将(可能)会增加对全世界建筑物的建筑物外壳性能的 审查。例如，人们相信欧洲的建筑物占欧盟国家能量使用的三分之一。 在过去几年中，因为建筑物提供很好的机会来减少运行它们所需的能 量，所以能量消耗和尤其是能量减少已成为研究和关注的主题。

由于建筑物外壳是其中发生大部分能量消耗的建筑物内部与其 环境之间的主要边界，建筑物外壳也是建筑物内所需和所用资源与建 筑物外可用资源(诸如公共设施电网以及诸如风、光和水这样的自然资 源)之间的主要边界。许多研究和开发已针对建筑物外壳，特别是针对 改进其关于隔热的热性质来减少热损失。或者，其它开发目的是通过 使用例如光伏电池来在能量生产过程中使用该外壳，以试图减少对公 共电网的需求。使用环境资源的另一实例是收集诸如雨水的降水，其 可被储存且例如用于冲洗厕所或者通过在空气处理系统中蒸发而用 于冷却。这能够减少对于公共水网的淡水需求。

近来开发的目的旨在将以下的可用选择进行组合：通过使建筑物 更具有能效性而用于保存能量；以及使用建筑物外壳收获建筑物外部 的可用(自然)资源来满足建筑物内对这些资源需要。在这种开发中， 建筑物管理系统发挥着作用。

从例如美国专利公开US 2006/0159043获知一种用于控制和监 视各种建筑物装置(诸如，空调、灯光、温度、湿度等)的建筑物管理 系统。如在US 2006/0159043中所公开的建筑物管理或控制和信息 系统包括下面这样的系统：该系统包括公共设施(utility)监视和/或控 制系统以通过计量装置来控制建筑物公共设施，诸如电、水、气等， 该计量装置允许通过受控设备进行需求侧公共设施管理。已知的建筑 物管理系统涉及通过更有效地使用受控设备来获得能量节省并因此 而获得建筑物使用者资金的节省。

建筑物管理系统和更有效地使用建筑物中能量的另一办法可见 于所谓的零能量建筑物(zero energy building)或脱离电网的建筑物 (off-the-grid building)的构思中。这些建筑物被设计成它们并不或者 只在很小的程度上依靠公共设施电网。而是，这些建筑物使用更先进 的建筑技术，诸如更好的隔热、热泵、太阳能，以提供和/或保存所需 资源。可根据以下基本理念来建造该建筑物：建筑物的外壳体或表皮 可用作建筑物外部的外在元件或资源的有源操纵器。这种有源建筑物 表皮能够通过调节、增强、衰减、排斥或夹带而有源地修改通过建筑 物外壳的能量流(参看http:// www.tech.plym.ac.uk/soa/arch/inte12.htm)。大体上，这种建筑物采用光 伏电池，光伏电池有源地将光转换成电能。这种光伏系统的实例例如 描述于http://www.wbdg.org/design/bipv.php。

除了使用光伏电池将光转换成电能外，在现有技术中还描述了收 获风作为环境资源的方案。这种系统的实例公开于 DE102005038490，其中建筑物被示出包括外壁腔，外壁腔具有到风 动明轮(paddle wheel)的空气入口。明轮链接到发电机以产生电能。

另外，从BG109049获知也可从建筑物外部收集和储存水。

尽管已知的建筑物管理系统和相关联装置可在一定程度上接进 可用资源并可有助于减少对公共电网的需求，但是具备已知系统的相 关联建筑物仍至少在某种程度上依靠公共设施电网。因此，存在使建 筑物基本上脱离电网的需要，即这些建筑物主要依靠这些建筑物外部 的可用自然资源，以用于它们的资源需求。

发明内容

因此，本发明的目的在于提一种方案来实现使建筑物基本上脱离 电网的目标。

本发明的另一目的在于提供现有建筑物管理系统的至少一种替 代方案，其目的是减少建筑物中的资源消耗。