採光制御方法
【課題】 空調機及び照明器具の二酸化炭素の排出量を削減する採光制御方法を提供することを目的とする。
【解決手段】 空調機９及び照明器具３の二酸化炭素の排出量を計算するステップと、二酸化炭素の排出量に応じてブラインド４を制御するステップと、を備えたことを特徴とする。
【解決手段】 空調機９及び照明器具３の二酸化炭素の排出量を計算するステップと、二酸化炭素の排出量に応じてブラインド４を制御するステップと、を備えたことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オフィスビル等における窓からの制御に好適な採光制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、空調設備、ブラインドおよび照明設備が設置される建物において、空調設備の空調消費エネルギーと照明設備の照明消費エネルギーとの和が最小となるようにブラインドを制御し、空調制御と照明制御との統合制御によって、空調設備および照明設備のトータルの消費エネルギーを大幅に低減化する建物省エネルギー制御装置がある（特許文献１参照）。
【０００３】
また、表面の反射効率の高いミラーを形成し、太陽の高度によってそれぞれのブレードの傾斜角を個別に調整して、外からの自然光を室内の上方へ反射させることで、室内の照度のムラをなくすブラインドがある（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平０７−１２７８９７号公報
【特許文献１】特開昭６２−１１２８８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、地球温暖化の主原因は、化石エネルギーの使用による二酸化炭素濃度の増加のための温室効果であると言われている。上記特許文献１のように、エネルギー消費量で空調エネルギーと照明エネルギーとのバランスを考慮しても、例えば、電動ヒートポンプにおける電気と直焚き冷温水発生機におけるガスの異なる２つの空調方式で両者の駆動エネルギーが異なる場合等、二酸化炭素排出量では最小とならない場合も考えられる。
【０００５】
本発明は上記課題を解決し、空調機及び照明器具の二酸化炭素の排出量を削減する採光制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記課題を解決する方法であって、室内外の雰囲気を入力し、室内の採光環境を制御する採光制御方法において、空調機及び照明器具の二酸化炭素の排出量を計算するステップと、二酸化炭素の排出量に応じて採光手段を制御するステップと、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
また、前記二酸化炭素の排出量を計算するステップは、前記室内の位置及び現在の日時から太陽の高度及び方位を取得するステップと、前記太陽の高度、方位及び全天日射量からプロファイル角、直達日射量及び拡散日射量を求めるステップと、前記プロファイル角及び日射量から照明消費エネルギーを求めるステップと、空調消費エネルギーを求めるステップと、を有し、前記照明消費エネルギー及び前記空調消費エネルギーから前記二酸化炭素の排出量を計算することを特徴とする。
【０００８】
また、夜間熱放射量を計算するステップと、昼間熱取得量を計算するステップと、夜間の放射冷却効果又は断熱効果、並びに、昼間の日射遮蔽効果又は蓄熱効果を計算するステップと、前記各効果の計算値に応じて採光手段を制御するステップと、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、前記採光手段の制御に応じて照明器具を制御するステップと、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、室内外の雰囲気を入力し、室内の採光環境を制御する採光制御方法において、空調機及び照明器具の二酸化炭素の排出量を計算するステップと、二酸化炭素の排出量に応じて採光手段を制御するステップと、を備えたので、空調機及び照明器具の二酸化炭素排出量を削減することができる。
【００１１】
また、二酸化炭素の排出量を計算するステップは、前記室内の位置及び現在の日時から太陽の高度及び方位を取得するステップと、前記太陽の高度、方位及び全天日射量からプロファイル角、直達日射量及び拡散日射量を求めるステップと、プロファイル角及び日射量から照明消費エネルギーを求めるステップと、空調消費エネルギーを求めるステップと、を有し、照明消費エネルギー及び空調消費エネルギーから前記二酸化炭素の排出量を計算するので、二酸化炭素排出量のより正確な値を算出することができ、精密な制御をすることができる。
【００１２】
また、夜間熱放射量を計算するステップと、昼間熱取得量を計算するステップと、夜間の放射冷却効果又は断熱効果、並びに、昼間の日射遮蔽効果又は蓄熱効果を計算するステップと、各効果の計算値に応じて採光手段を制御するステップと、を備えたので、エネルギーを有効に使用でき、さらなる省エネルギーを達成することができる。
【００１３】
また、採光手段の制御に応じて照明器具を制御するステップと、を備えたので、採光手段のみではなく、照明器具の制御ができ、さらに詳細な制御をすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の採光システムの一実施形態を説明する。図１は、本実施形態の採光システム１を示すものである。本実施形態の採光システム１は、制御手段の一例としての中央管理コンピュータ２を備え、センサ等の室内外の雰囲気を入力する各入力手段Ｉｎからの情報が中央管理コンピュータ２に入力され、制御ロジックを通して計算が実行され、照明器具の一例としての調光照明器具３のオン／オフや採光手段の一例としてのブラインド４の開閉等により採光環境を制御し、二酸化炭素の排出量を削減するものである。
【００１５】
入力手段Ｉｎとしては、室内温度を計測する室温センサ５と、外気温度を計測する外気温センサ６と、元日からの通算日数、中央標準時又は昼夜等の月日・時刻を計測する日時判定手段の一例としての時計７と、全天日射量を計測する日射センサ８と、室内を冷暖房すると共に暖房期か冷房期かを判定する空調機９と、放射温度を計測する放射温度センサ１０と、就業状態であるか、夜間・休日等のような未就業状態であるかを判定するセキュリティ手段１１と、人の在不在を判定する人感センサ１２と、作業面の照度を計測する照度センサ１３と、正味放射量を計測する放射収支センサ１４等を有する。ここで、空調機９の判定する暖房期か冷房期かはあらかじめ使用地域等を考慮して制作時に設定してもよいし、使用者等が使用時に設定することができるものとしてもよい。
【００１６】
図２は、採光システム１の制御ロジックの概要を示すものである。中央管理コンピュータ２には、あらかじめ一定の設定値１５として、窓面熱貫流率、ガラス面積、日時位置判定手段の一例としての窓面経緯度の位置情報及び窓面の方位、大気圏外における日射量、標準ガラス吸収率、標準ガラス透過率、基準照度、窓面天空率、地物反射率、空調機成績係数、空調使用燃料等が記憶されている。またデータベース変数１６として、日射遮蔽係数、直射昼光率、天空昼光率、照明率や照明効率や減光補償率や熱量換算係数を表す照明器具データ、二酸化炭素排出量原単位等が記憶されている。さらに、閾値１７として、太陽高度、放射温度、直達日射量等が記憶されている。
【００１７】
これらの情報に、各センサから得られたセンサ変数１８を適用し、判定値１９を求め、その大小により、ブラインド４を自動制御状態、全閉状態、全開状態及び巻上状態のいずれかに制御し、さらに調光照明器具３をオン／オフ制御する。
【００１８】
図３は、本実施形態の採光システム１の模式図を示す。各センサ等から得られた情報や二酸化炭素算出用データベース２１から入力された信号は、二酸化炭素排出量を予測する二酸化炭素排出量計算ロジック２２、ブラインド全開時と全閉時との窓面から外部空間への夜間放射量を予測する夜間熱放射計算ロジック２３、ブラインド全開時と全閉時との窓面からの熱取得を予測する昼間熱取得計算ロジック２４等の演算を経て、ブラインド制御ロジック２５で最適なブラインド状態を選択する。その際、照明制御ロジック２６により、窓面から取り入れられた昼光と調光照明器具による作業面照度が設計照度となるように制御してもよい。
【００１９】
図４及び図５は、本実施形態のブラインド制御フローを示す。まず、図４におけるステップ１及び図５におけるステップ５１で、日時や窓面の位置から太陽高度を求め、太陽高度が閾値以上であるかを判定することで、昼モードの制御を実行するか夜モードの制御を実行するかを決定する（ＳＴ１，ＳＴ５１）。太陽高度が閾値より高い場合、図４に対応する昼モードを実行し、太陽高度が閾値より低い場合、図５に対応する夜モードを実行する。
【００２０】
昼モードの場合、ステップ２で、セキュリティ手段１１により就業状態か未就業状態かのセキュリティ状態を確認する（ＳＴ２）。就業状態の場合、ステップ３で、人感センサ１２により、居室内の在不在の判定を実行する（ＳＴ３）。人感センサ１２により在室が確認された場合、ステップ４で、調光照明器具３をオンする（ＳＴ４）。
【００２１】
次に、ステップ５で、空調機９が暖房期か冷房期かを判断する（ＳＴ５）。
【００２２】
冷房期の場合、ステップ６で、放射温度センサ１０により、放射温度が閾値より大きいか判断する（ＳＴ６）。放射温度が閾値より大きい場合、ステップ３３で、ブラインドを全閉する（ＳＴ３３）。なお、放射温度からＰＭＶ等の快適性指標を計算して、その値を制御指標としてもよい。放射温度が閾値より小さい場合、ステップ７で、ブラインド４の制御時の二酸化炭素排出量と全閉時の二酸化炭素排出量を算出する（ＳＴ７）。次に、ステップ８で、制御時の二酸化炭素排出量が全閉時の二酸化炭素排出量より少ないか判断する（ＳＴ８）。
【００２３】
制御時の二酸化炭素排出量が全閉時の二酸化炭素排出量より少ない場合、ステップ１１で、日射センサ８の検知した直達日射量の値が閾値より大きいか判断する（ＳＴ１１）。閾値より小さい場合、雲が多いと判断し、ステップ１０で、ブラインドを全開する（ＳＴ３１）。閾値より大きい場合、雲が少ないと判断し、ステップ３２で、ブラインドを制御する（ＳＴ３２）。ステップ８で制御時の二酸化炭素排出量が全閉時の二酸化炭素排出量より多い場合、ステップ３３で、ブラインドを全閉する（ＳＴ３３）。
【００２４】
ステップ５で暖房期と判断された場合、ステップ９で、ブラインド４の制御時の二酸化炭素排出量と全閉時の二酸化炭素排出量を算出する（ＳＴ９）。次に、ステップ１０で、制御時の二酸化炭素排出量が全閉時の二酸化炭素排出量より少ないか判断する（ＳＴ１０）。
【００２５】
制御時の二酸化炭素排出量が全閉時の二酸化炭素排出量より少ない場合、ステップ１１で、日射センサ８の検知した直達日射量の値が閾値より大きいか判断する（ＳＴ１１）。閾値より小さい場合、雲が多いと判断し、ステップ１０で、ブラインドを全開する（ＳＴ３１）。閾値より大きい場合、雲が少なく日射量が多いと判断し、ステップ３２で、ブラインドを制御する（ＳＴ３２）。ステップ１０で制御時の二酸化炭素排出量が全閉時の二酸化炭素排出量より多い場合、ステップ３３で、ブラインドを全閉する（ＳＴ３３）。
【００２６】
ステップ２で、未就業状態と判断された場合、ステップ２１で、調光照明器具３をオンする（ＳＴ２１）。次に、ステップ２２で、空調機９が暖房期か冷房期かを判断する（ＳＴ２２）。冷房期の場合、ステップ３３で、ブラインドを全閉する（ＳＴ３３）。
【００２７】
ステップ２２で暖房期と判断された場合、ステップ２３で、ブラインド４巻上時の熱損失と全閉時の熱損失を算出する（ＳＴ２３）。次に、ステップ２４で、ブラインド４巻上時の熱損失が全閉時の熱損失より小さく、且つ、ブラインド４巻上時の熱損失が０より小さいか判断する（ＳＴ２４）。ステップ２４の条件が満たされない場合、ステップ３３で、ブラインド４を全閉する（ＳＴ３３）。ステップ２４の条件が満たされる場合、日射を取り入れ翌日の暖房負荷を削減するために、ステップ３４で、ブラインド４の巻上を実行する（ＳＴ３４）。
【００２８】
次に、図５のような夜モードの場合を説明する。まず、ステップ５１で、日時や窓面の位置から太陽高度を求め、太陽高度が閾値以上であるかを判定することで、昼モードの制御を実行するか夜モードの制御を実行するかを決定する（ＳＴ５１）。太陽高度が閾値より高い場合、図４に対応する昼モードを実行し、太陽高度が閾値より低い場合、図５に対応する夜モードを実行する。
【００２９】
次に、ステップ５２で、セキュリティ手段１１により就業状態か未就業状態かのセキュリティ状態を確認する（ＳＴ５２）。就業状態の場合、ステップ５３で、人感センサ１２により、居室内の在不在の判定を実行する（ＳＴ５３）。人感センサ１２により在室が確認された場合、ステップ５４で、調光照明器具３をオンする（ＳＴ５４）。その後、ステップ６１で、ブラインド４の巻上を実行する（ＳＴ６１）。
【００３０】
ステップ５２で未就業状態と判断された場合又は人感センサ１２により在室が確認されなかった場合、ステップ５５で、調光照明器具３をオフする（ＳＴ５５）。
【００３１】
次に、ステップ５６で、空調機９が暖房期か冷房期かを判断する（ＳＴ５６）。冷房期の場合、ステップ５７で、外気温センサの計測した外気温が室温センサの計測した室温より大きいか判断する（ＳＴ５７）。このステップ５７では、放射収支センサ１４を用いて、夜間放射量を測定することにより、相当外気温を計算し、比較することで、より精密な制御を実行することができる。
【００３２】
外気温が室温より小さい場合、放射冷却が期待できるので、ステップ６１で、ブラインド４の巻上を実行する（ＳＴ６１）。外気温が室温より大きい場合、ステップ６２で、ブラインド４を全閉する（ＳＴ６２）。
【００３３】
ステップ５６で、暖房期と判断された場合、断熱のために、ステップ６２で、ブラインド４を全閉する（ＳＴ６２）。
【００３４】
次に、ステップ７及びステップ９で実行する二酸化炭素排出量の算出フローについて説明する。図６は、二酸化炭素排出量の算出フローを示す。
【００３５】
まず、ステップ８１で、地点、月日及び時刻を設定する（ＳＴ８１）。次に、ステップ８２で、図７に示すように、ステップ８１において設定した地点、月日及び時刻から図８に示す太陽高度及び太陽方位を求める（ＳＴ８２）。ここで、δ：太陽赤緯、ｄ：元日からの通算日数（1月1日を1、12月31日を366）、ｔh：地方真太陽時、ｔm：地方平均太陽時、Ｔm：中央標準時、Ｌ：経度、ｅ：均時差、ｔ：時角、ｈs：太陽高度、αs：太陽方位、φ：緯度、αw：窓面方位とすると、太陽高度ｈs及び太陽方位αsは、次のように求めることができる。まず、ステップ８２−１で、月日から太陽赤緯を求め（ＳＴ８２−１）、ステップ８２−２で、時刻、月日及び地点から時角を求める（ＳＴ８２−２）。次に、ステップ８２−３で、地点、太陽赤緯及び時角から太陽高度ｈs及び太陽方位αsを求める（ＳＴ８２−３）。
【００３６】
【数１】
次に、ステップ８３で、図９に示すプロファイル角度を求める（ＳＴ８３）。ここで、ψ：プロファイル角度とすると、プロファイル角度ψは、太陽高度ｈs、太陽方位αs
及び窓面方位αwから次のように求めることができる。
【００３７】
【数２】
次に、ステップ８４で、拡散日射量及び直達日射量を求める（ＳＴ８４）。ここで、ＩD：直達日射量、ＩS：拡散日射量、Ｉ：全天日射量、Ｐ：大気透過率、ＩO：大気圏外における日射量とすると、拡散日射量ＩS及び直達日射量ＩDは、太陽高度ｈsとする。そして、式（９）が成り立つようなＰを繰り返し計算により求め、求めたＰを式（１０）及び式（１１）に代入してＩD，ＩSを求める。
【００３８】
【数３】
次に、ステップ８５で、冷房期での日射負荷及び暖房期での熱損失を求める（ＳＴ８５）。まず、ステップ８５−１で、冷房期での日射負荷を求める（ＳＴ８５−１）。ここで、ＳＣD：直達日射遮蔽係数、ＳＣS：拡散日射遮蔽係数を、
【００３９】
【数４】
とし、ｑG：日射負荷、ＡW：窓面積、Ｓn：標準日射取得、ｇi:入射角別日射取得率、ｇd：天空日射取得率、ｉ：入射角とすると、日射負荷ｑG室内(外)温度とすると、熱損失Ｑは、次のように求まる。
【数５】
次に、ステップ８５−２で、暖房期での熱損失を求める（ＳＴ８５−２）。ここで、Ｑ：熱損失、ｑloss：熱貫流量(室内→室外)、Ｋ：熱貫流率、ｔｉ(ｔｏ)：室内(外)温度とすると、熱損失Ｑは、次のように求まる。
【００４０】
【数６】
次に、図１０及び図１１に示すように、ステップ８６で、照明消費エネルギーを求める（ＳＴ８６）。この過程では、ステップ８６−１として、直達日射量及び拡散日射量から直射照度及び天空照度を求め（ＳＴ８６−１）、ステップ８６−２として、プロファイル角、直射照度及び天空照度から昼光照度を求め（ＳＴ８６−２）、ステップ８６−３として、昼光照度から照明エネルギーを求める（ＳＴ８６−３）過程の三つに分かれる。ステップ８６−２については二つの方法が考えられ、図１０に示すように、ステップ８６−２−１として、昼光率から昼光照度を求める方法（ＳＴ８６−２−１）と、図１１に示すように、ステップ８６−２−２として、窓面の輝度分布から求める方法（ＳＴ８６−２−２）があり、ここではその二つの方法を示す。
【００４１】
まず、ステップ８６−１で、直射照度及び天空照度を求める（ＳＴ８６−１）。ここで、ＥD：屋外直射照度、ＥS：屋外天空照度とすると、屋外直射照度ＥD、屋外天空照度ＥS は、次のように求まる。ガラスの透過率を考慮するときは、太陽光の入射角を求め、入射角毎の透過率を照度に乗じて、考慮することができる。
【００４２】
【数７】
次に、ステップ８６−２で、プロファイル角から昼光照度を求める２つの方法を示す。まず、ステップ８６−２−１の場合、ｘ：調光ポイントの窓からの距離、ＤD：直達昼光率、ＤSＴ８６−２−１）。
【００４３】
【数８】
そして、ＥN：昼光照度、とすると、昼光照度ＥNは、次のように求まる。
【００４４】
【数９】
また、ステップ８６−２−２の場合、ＥN,d：直接昼光照度、ＬQ：窓面の輝度分布、η：ブラインド輝度分布関数、Ｘ：窓幅、Ｙ：窓高さ、Ｚ：窓面からの距離、ＥDw：窓面直射照度、ＥDn：法線面屋外直射照度、ＥSw：窓面天空照度、ＣS：窓面天空率、ＥGw：窓面地物反射光照度、ρG：地物反射率とすると、
【００４５】
【数１０】
となり、ＥN,r：間接昼光照度、ＡW：窓面積、τ1：下方透過率、τ2：上方透過率、ρe1：下部空間の等価反射率、ρe1：上部空間の等価反射率、Ａ：調光範囲面積とし、ＥN：昼光照度、とすると、昼光照度ＥNは、次のように求まる（ＳＴ８６−２−２）。
【００４６】
【数１１】
次に、ステップ８６−３で昼光照度から照明エネルギーを求める（ＳＴ８６−３）。Ｅ0：基準照度、ＥA：人工照明による照度（必要照度）、ＷL：照明消費電力、Ｃ：減光補償率、Ｋ：照明率、ε：照明効率、Ｓ：調光範囲面積とすると、照明消費電力ＷLは、次のように求まる。
【００４７】
【数１２】
次に、ステップ８７で、ステップ８６において求めた照明消費エネルギーから照明発熱負荷を求める（ＳＴ８７）。ここで、ｑL：照明発熱量、ｋ：電力から熱量への換算係数とすると、照明発熱量ｑLは、次のように求まる。
【００４８】
【数１３】
次に、ステップ８８で、電気、ガス等の空調方式を確認し（ＳＴ８８）、ステップ８９で、空調方式ごとのＣＯＰデータを得る（ＳＴ８９）。そして、ステップ９０で、空調消費エネルギーを求める（ＳＴ９０）。ここで、Ｗa,c：冷房空調消費エネルギー、Ｗa,h：暖房空調消費エネルギー、ＣＯＰc：冷房成績係数、ＣＯＰh：暖房成績係数とすると、冷房成績係数ＣＯＰc及び暖房成績係数ＣＯＰhは、次のように求まる。
【００４９】
【数１４】
次に、ステップ９１で、二酸化炭素排出量原単位を得て（ＳＴ９１）、ステップ９２で、二酸化炭素排出量を求める（ＳＴ９２）。ここで、ＷCO2：二酸化炭素排出量、ｉe：電力の二酸化炭素排出量原単位、ｉa：ある空調方式の駆動エネルギーの二酸化炭素排出量原単位とすると、二酸化炭素排出量ＷCO2は、次のように求まる。
【００５０】
【数１５】
また、図４のステップ２３における熱損失は、図６のステップ８５で使用した式１６から求めることができる。
【００５１】
このように、本実施形態の採光制御方法によれば、室内外の雰囲気を入力し、室内Ｓの採光環境を制御する採光制御方法において、空調機９及び照明器具３の二酸化炭素の排出量を計算するステップと、二酸化炭素の排出量に応じてブラインド４を制御するステップと、を備えたので、空調機９及び照明器具３の二酸化炭素排出量を削減することができる。
【００５２】
また、二酸化炭素の排出量を計算するステップは、前記室内２の位置及び現在の日時から太陽の高度及び方位を取得するステップと、太陽の高度及び方位からプロファイル角及び日射量を求めるステップと、プロファイル角及び日射量から照明消費エネルギーを求めるステップと、空調消費エネルギーを求めるステップと、を有し、照明消費エネルギー及び空調消費エネルギーから前記二酸化炭素の排出量を計算するので、二酸化炭素排出量のより正確な値を算出することができ、精密な制御をすることができる。
【００５３】
また、夜間熱放射量を計算するステップと、昼間熱取得量を計算するステップと、夜間の放射冷却効果又は断熱効果、並びに、昼間の日射遮蔽効果又は蓄熱効果を計算するステップと、各効果の計算値に応じて採光手段を制御するステップと、を備えたので、エネルギーを有効に使用でき、さらなる省エネルギーを達成することができる。
【００５４】
また、ブラインド４の制御に応じて照明器具３を制御するステップと、を備えたので、ブラインド４のみではなく、照明器具３の制御ができ、さらに詳細な制御をすることができる。
【００５５】
なお、第２実施形態として、図１２に示すように、図４におけるステップ３及びステップ６は、省略することができる。同様に、図１３に示すように、図５におけるステップ５３は、省略することができる。
【００５６】
さらに、第３実施形態として、図１４に示すように、図１２におけるステップ２、ステップ４及びステップ２１で実行したセキュリティ手段１１のセキュリティ情報による調光照明器具３のオン／オフ制御に代えて、ステップ２ａとして、照度センサ１３の検出値が一定値以上であることの判定を実行したものである。同様に、図１５に示すように、図１３におけるステップ５２、ステップ５４及びステップ５５に代えて、ステップ５２ａとして、照度センサ１３の検出値が一定値以上であることの判定を実行することができる。
【００５７】
なお、このブラインド制御フローは、所定時間毎に実行してもよいし、周囲の状態から判断してランダムに実行してもよい。また、室内を数区画に分割して各々の区画にて制御を実行してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本実施形態の採光システムを示す図である。
【図２】本実施形態の模式図である。
【図３】本実施形態の制御ロジックの概要を示す図である。
【図４】第１実施形態の昼モードのフローチャート図である。
【図５】第１実施形態の夜モードのフローチャート図である。
【図６】二酸化炭素排出量計算のフローチャート図である。
【図７】太陽高度及び太陽方位角算出のフローチャート図である。
【図８】太陽高度及び太陽方位角を示す図である。
【図９】太陽高度、太陽方位、窓面方位及びプロファイル角を示す図である。
【図１０】照明消費電力算出の第１例のフローチャート図である。
【図１１】照明消費電力算出の第２例のフローチャート図である。
【図１２】第２実施形態の昼モードのフローチャート図である。
【図１３】第２実施形態の夜モードのフローチャート図である。
【図１４】第３実施形態の昼モードのフローチャート図である。
【図１５】第３実施形態の夜モードのフローチャート図である。
【符号の説明】
【００５９】
１…採光システム、２…中央管理コンピュータ、３…調光照明器具（照明器具）、４…ブラインド（採光手段）、５…室温センサ、６…外気温センサ、７…時計、８…日射センサ、９…空調機、１０…放射温度センサ、１１…セキュリティ手段、１２…人感センサ、１３…照度センサ、１４…放射収支センサ、１５…設定値、１６…データベース変数、１７…閾値、１８…センサ変数、１９…判定値、２１…二酸化炭素算出用データベース、２２…二酸化炭素排出量計算ロジック、２３…夜間熱放射計算ロジック、２４…昼間熱取得計算ロジック、２５…ブラインド制御ロジック、２６…照明制御ロジック、Ｓ…室内、Ｉｎ…入力手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オフィスビル等における窓からの制御に好適な採光制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、空調設備、ブラインドおよび照明設備が設置される建物において、空調設備の空調消費エネルギーと照明設備の照明消費エネルギーとの和が最小となるようにブラインドを制御し、空調制御と照明制御との統合制御によって、空調設備および照明設備のトータルの消費エネルギーを大幅に低減化する建物省エネルギー制御装置がある（特許文献１参照）。
【０００３】
また、表面の反射効率の高いミラーを形成し、太陽の高度によってそれぞれのブレードの傾斜角を個別に調整して、外からの自然光を室内の上方へ反射させることで、室内の照度のムラをなくすブラインドがある（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平０７−１２７８９７号公報
【特許文献１】特開昭６２−１１２８８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、地球温暖化の主原因は、化石エネルギーの使用による二酸化炭素濃度の増加のための温室効果であると言われている。上記特許文献１のように、エネルギー消費量で空調エネルギーと照明エネルギーとのバランスを考慮しても、例えば、電動ヒートポンプにおける電気と直焚き冷温水発生機におけるガスの異なる２つの空調方式で両者の駆動エネルギーが異なる場合等、二酸化炭素排出量では最小とならない場合も考えられる。
【０００５】
本発明は上記課題を解決し、空調機及び照明器具の二酸化炭素の排出量を削減する採光制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記課題を解決する方法であって、室内外の雰囲気を入力し、室内の採光環境を制御する採光制御方法において、空調機及び照明器具の二酸化炭素の排出量を計算するステップと、二酸化炭素の排出量に応じて採光手段を制御するステップと、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
また、前記二酸化炭素の排出量を計算するステップは、前記室内の位置及び現在の日時から太陽の高度及び方位を取得するステップと、前記太陽の高度、方位及び全天日射量からプロファイル角、直達日射量及び拡散日射量を求めるステップと、前記プロファイル角及び日射量から照明消費エネルギーを求めるステップと、空調消費エネルギーを求めるステップと、を有し、前記照明消費エネルギー及び前記空調消費エネルギーから前記二酸化炭素の排出量を計算することを特徴とする。
【０００８】
また、夜間熱放射量を計算するステップと、昼間熱取得量を計算するステップと、夜間の放射冷却効果又は断熱効果、並びに、昼間の日射遮蔽効果又は蓄熱効果を計算するステップと、前記各効果の計算値に応じて採光手段を制御するステップと、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、前記採光手段の制御に応じて照明器具を制御するステップと、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、室内外の雰囲気を入力し、室内の採光環境を制御する採光制御方法において、空調機及び照明器具の二酸化炭素の排出量を計算するステップと、二酸化炭素の排出量に応じて採光手段を制御するステップと、を備えたので、空調機及び照明器具の二酸化炭素排出量を削減することができる。
【００１１】
また、二酸化炭素の排出量を計算するステップは、前記室内の位置及び現在の日時から太陽の高度及び方位を取得するステップと、前記太陽の高度、方位及び全天日射量からプロファイル角、直達日射量及び拡散日射量を求めるステップと、プロファイル角及び日射量から照明消費エネルギーを求めるステップと、空調消費エネルギーを求めるステップと、を有し、照明消費エネルギー及び空調消費エネルギーから前記二酸化炭素の排出量を計算するので、二酸化炭素排出量のより正確な値を算出することができ、精密な制御をすることができる。
【００１２】
また、夜間熱放射量を計算するステップと、昼間熱取得量を計算するステップと、夜間の放射冷却効果又は断熱効果、並びに、昼間の日射遮蔽効果又は蓄熱効果を計算するステップと、各効果の計算値に応じて採光手段を制御するステップと、を備えたので、エネルギーを有効に使用でき、さらなる省エネルギーを達成することができる。
【００１３】
また、採光手段の制御に応じて照明器具を制御するステップと、を備えたので、採光手段のみではなく、照明器具の制御ができ、さらに詳細な制御をすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の採光システムの一実施形態を説明する。図１は、本実施形態の採光システム１を示すものである。本実施形態の採光システム１は、制御手段の一例としての中央管理コンピュータ２を備え、センサ等の室内外の雰囲気を入力する各入力手段Ｉｎからの情報が中央管理コンピュータ２に入力され、制御ロジックを通して計算が実行され、照明器具の一例としての調光照明器具３のオン／オフや採光手段の一例としてのブラインド４の開閉等により採光環境を制御し、二酸化炭素の排出量を削減するものである。
【００１５】
入力手段Ｉｎとしては、室内温度を計測する室温センサ５と、外気温度を計測する外気温センサ６と、元日からの通算日数、中央標準時又は昼夜等の月日・時刻を計測する日時判定手段の一例としての時計７と、全天日射量を計測する日射センサ８と、室内を冷暖房すると共に暖房期か冷房期かを判定する空調機９と、放射温度を計測する放射温度センサ１０と、就業状態であるか、夜間・休日等のような未就業状態であるかを判定するセキュリティ手段１１と、人の在不在を判定する人感センサ１２と、作業面の照度を計測する照度センサ１３と、正味放射量を計測する放射収支センサ１４等を有する。ここで、空調機９の判定する暖房期か冷房期かはあらかじめ使用地域等を考慮して制作時に設定してもよいし、使用者等が使用時に設定することができるものとしてもよい。
【００１６】
図２は、採光システム１の制御ロジックの概要を示すものである。中央管理コンピュータ２には、あらかじめ一定の設定値１５として、窓面熱貫流率、ガラス面積、日時位置判定手段の一例としての窓面経緯度の位置情報及び窓面の方位、大気圏外における日射量、標準ガラス吸収率、標準ガラス透過率、基準照度、窓面天空率、地物反射率、空調機成績係数、空調使用燃料等が記憶されている。またデータベース変数１６として、日射遮蔽係数、直射昼光率、天空昼光率、照明率や照明効率や減光補償率や熱量換算係数を表す照明器具データ、二酸化炭素排出量原単位等が記憶されている。さらに、閾値１７として、太陽高度、放射温度、直達日射量等が記憶されている。
【００１７】
これらの情報に、各センサから得られたセンサ変数１８を適用し、判定値１９を求め、その大小により、ブラインド４を自動制御状態、全閉状態、全開状態及び巻上状態のいずれかに制御し、さらに調光照明器具３をオン／オフ制御する。
【００１８】
図３は、本実施形態の採光システム１の模式図を示す。各センサ等から得られた情報や二酸化炭素算出用データベース２１から入力された信号は、二酸化炭素排出量を予測する二酸化炭素排出量計算ロジック２２、ブラインド全開時と全閉時との窓面から外部空間への夜間放射量を予測する夜間熱放射計算ロジック２３、ブラインド全開時と全閉時との窓面からの熱取得を予測する昼間熱取得計算ロジック２４等の演算を経て、ブラインド制御ロジック２５で最適なブラインド状態を選択する。その際、照明制御ロジック２６により、窓面から取り入れられた昼光と調光照明器具による作業面照度が設計照度となるように制御してもよい。
【００１９】
図４及び図５は、本実施形態のブラインド制御フローを示す。まず、図４におけるステップ１及び図５におけるステップ５１で、日時や窓面の位置から太陽高度を求め、太陽高度が閾値以上であるかを判定することで、昼モードの制御を実行するか夜モードの制御を実行するかを決定する（ＳＴ１，ＳＴ５１）。太陽高度が閾値より高い場合、図４に対応する昼モードを実行し、太陽高度が閾値より低い場合、図５に対応する夜モードを実行する。
【００２０】
昼モードの場合、ステップ２で、セキュリティ手段１１により就業状態か未就業状態かのセキュリティ状態を確認する（ＳＴ２）。就業状態の場合、ステップ３で、人感センサ１２により、居室内の在不在の判定を実行する（ＳＴ３）。人感センサ１２により在室が確認された場合、ステップ４で、調光照明器具３をオンする（ＳＴ４）。
【００２１】
次に、ステップ５で、空調機９が暖房期か冷房期かを判断する（ＳＴ５）。
【００２２】
冷房期の場合、ステップ６で、放射温度センサ１０により、放射温度が閾値より大きいか判断する（ＳＴ６）。放射温度が閾値より大きい場合、ステップ３３で、ブラインドを全閉する（ＳＴ３３）。なお、放射温度からＰＭＶ等の快適性指標を計算して、その値を制御指標としてもよい。放射温度が閾値より小さい場合、ステップ７で、ブラインド４の制御時の二酸化炭素排出量と全閉時の二酸化炭素排出量を算出する（ＳＴ７）。次に、ステップ８で、制御時の二酸化炭素排出量が全閉時の二酸化炭素排出量より少ないか判断する（ＳＴ８）。
【００２３】
制御時の二酸化炭素排出量が全閉時の二酸化炭素排出量より少ない場合、ステップ１１で、日射センサ８の検知した直達日射量の値が閾値より大きいか判断する（ＳＴ１１）。閾値より小さい場合、雲が多いと判断し、ステップ１０で、ブラインドを全開する（ＳＴ３１）。閾値より大きい場合、雲が少ないと判断し、ステップ３２で、ブラインドを制御する（ＳＴ３２）。ステップ８で制御時の二酸化炭素排出量が全閉時の二酸化炭素排出量より多い場合、ステップ３３で、ブラインドを全閉する（ＳＴ３３）。
【００２４】
ステップ５で暖房期と判断された場合、ステップ９で、ブラインド４の制御時の二酸化炭素排出量と全閉時の二酸化炭素排出量を算出する（ＳＴ９）。次に、ステップ１０で、制御時の二酸化炭素排出量が全閉時の二酸化炭素排出量より少ないか判断する（ＳＴ１０）。
【００２５】
制御時の二酸化炭素排出量が全閉時の二酸化炭素排出量より少ない場合、ステップ１１で、日射センサ８の検知した直達日射量の値が閾値より大きいか判断する（ＳＴ１１）。閾値より小さい場合、雲が多いと判断し、ステップ１０で、ブラインドを全開する（ＳＴ３１）。閾値より大きい場合、雲が少なく日射量が多いと判断し、ステップ３２で、ブラインドを制御する（ＳＴ３２）。ステップ１０で制御時の二酸化炭素排出量が全閉時の二酸化炭素排出量より多い場合、ステップ３３で、ブラインドを全閉する（ＳＴ３３）。
【００２６】
ステップ２で、未就業状態と判断された場合、ステップ２１で、調光照明器具３をオンする（ＳＴ２１）。次に、ステップ２２で、空調機９が暖房期か冷房期かを判断する（ＳＴ２２）。冷房期の場合、ステップ３３で、ブラインドを全閉する（ＳＴ３３）。
【００２７】
ステップ２２で暖房期と判断された場合、ステップ２３で、ブラインド４巻上時の熱損失と全閉時の熱損失を算出する（ＳＴ２３）。次に、ステップ２４で、ブラインド４巻上時の熱損失が全閉時の熱損失より小さく、且つ、ブラインド４巻上時の熱損失が０より小さいか判断する（ＳＴ２４）。ステップ２４の条件が満たされない場合、ステップ３３で、ブラインド４を全閉する（ＳＴ３３）。ステップ２４の条件が満たされる場合、日射を取り入れ翌日の暖房負荷を削減するために、ステップ３４で、ブラインド４の巻上を実行する（ＳＴ３４）。
【００２８】
次に、図５のような夜モードの場合を説明する。まず、ステップ５１で、日時や窓面の位置から太陽高度を求め、太陽高度が閾値以上であるかを判定することで、昼モードの制御を実行するか夜モードの制御を実行するかを決定する（ＳＴ５１）。太陽高度が閾値より高い場合、図４に対応する昼モードを実行し、太陽高度が閾値より低い場合、図５に対応する夜モードを実行する。
【００２９】
次に、ステップ５２で、セキュリティ手段１１により就業状態か未就業状態かのセキュリティ状態を確認する（ＳＴ５２）。就業状態の場合、ステップ５３で、人感センサ１２により、居室内の在不在の判定を実行する（ＳＴ５３）。人感センサ１２により在室が確認された場合、ステップ５４で、調光照明器具３をオンする（ＳＴ５４）。その後、ステップ６１で、ブラインド４の巻上を実行する（ＳＴ６１）。
【００３０】
ステップ５２で未就業状態と判断された場合又は人感センサ１２により在室が確認されなかった場合、ステップ５５で、調光照明器具３をオフする（ＳＴ５５）。
【００３１】
次に、ステップ５６で、空調機９が暖房期か冷房期かを判断する（ＳＴ５６）。冷房期の場合、ステップ５７で、外気温センサの計測した外気温が室温センサの計測した室温より大きいか判断する（ＳＴ５７）。このステップ５７では、放射収支センサ１４を用いて、夜間放射量を測定することにより、相当外気温を計算し、比較することで、より精密な制御を実行することができる。
【００３２】
外気温が室温より小さい場合、放射冷却が期待できるので、ステップ６１で、ブラインド４の巻上を実行する（ＳＴ６１）。外気温が室温より大きい場合、ステップ６２で、ブラインド４を全閉する（ＳＴ６２）。
【００３３】
ステップ５６で、暖房期と判断された場合、断熱のために、ステップ６２で、ブラインド４を全閉する（ＳＴ６２）。
【００３４】
次に、ステップ７及びステップ９で実行する二酸化炭素排出量の算出フローについて説明する。図６は、二酸化炭素排出量の算出フローを示す。
【００３５】
まず、ステップ８１で、地点、月日及び時刻を設定する（ＳＴ８１）。次に、ステップ８２で、図７に示すように、ステップ８１において設定した地点、月日及び時刻から図８に示す太陽高度及び太陽方位を求める（ＳＴ８２）。ここで、δ：太陽赤緯、ｄ：元日からの通算日数（1月1日を1、12月31日を366）、ｔh：地方真太陽時、ｔm：地方平均太陽時、Ｔm：中央標準時、Ｌ：経度、ｅ：均時差、ｔ：時角、ｈs：太陽高度、αs：太陽方位、φ：緯度、αw：窓面方位とすると、太陽高度ｈs及び太陽方位αsは、次のように求めることができる。まず、ステップ８２−１で、月日から太陽赤緯を求め（ＳＴ８２−１）、ステップ８２−２で、時刻、月日及び地点から時角を求める（ＳＴ８２−２）。次に、ステップ８２−３で、地点、太陽赤緯及び時角から太陽高度ｈs及び太陽方位αsを求める（ＳＴ８２−３）。
【００３６】
【数１】
次に、ステップ８３で、図９に示すプロファイル角度を求める（ＳＴ８３）。ここで、ψ：プロファイル角度とすると、プロファイル角度ψは、太陽高度ｈs、太陽方位αs
及び窓面方位αwから次のように求めることができる。
【００３７】
【数２】
次に、ステップ８４で、拡散日射量及び直達日射量を求める（ＳＴ８４）。ここで、ＩD：直達日射量、ＩS：拡散日射量、Ｉ：全天日射量、Ｐ：大気透過率、ＩO：大気圏外における日射量とすると、拡散日射量ＩS及び直達日射量ＩDは、太陽高度ｈsとする。そして、式（９）が成り立つようなＰを繰り返し計算により求め、求めたＰを式（１０）及び式（１１）に代入してＩD，ＩSを求める。
【００３８】
【数３】
次に、ステップ８５で、冷房期での日射負荷及び暖房期での熱損失を求める（ＳＴ８５）。まず、ステップ８５−１で、冷房期での日射負荷を求める（ＳＴ８５−１）。ここで、ＳＣD：直達日射遮蔽係数、ＳＣS：拡散日射遮蔽係数を、
【００３９】
【数４】
とし、ｑG：日射負荷、ＡW：窓面積、Ｓn：標準日射取得、ｇi:入射角別日射取得率、ｇd：天空日射取得率、ｉ：入射角とすると、日射負荷ｑG室内(外)温度とすると、熱損失Ｑは、次のように求まる。
【数５】
次に、ステップ８５−２で、暖房期での熱損失を求める（ＳＴ８５−２）。ここで、Ｑ：熱損失、ｑloss：熱貫流量(室内→室外)、Ｋ：熱貫流率、ｔｉ(ｔｏ)：室内(外)温度とすると、熱損失Ｑは、次のように求まる。
【００４０】
【数６】
次に、図１０及び図１１に示すように、ステップ８６で、照明消費エネルギーを求める（ＳＴ８６）。この過程では、ステップ８６−１として、直達日射量及び拡散日射量から直射照度及び天空照度を求め（ＳＴ８６−１）、ステップ８６−２として、プロファイル角、直射照度及び天空照度から昼光照度を求め（ＳＴ８６−２）、ステップ８６−３として、昼光照度から照明エネルギーを求める（ＳＴ８６−３）過程の三つに分かれる。ステップ８６−２については二つの方法が考えられ、図１０に示すように、ステップ８６−２−１として、昼光率から昼光照度を求める方法（ＳＴ８６−２−１）と、図１１に示すように、ステップ８６−２−２として、窓面の輝度分布から求める方法（ＳＴ８６−２−２）があり、ここではその二つの方法を示す。
【００４１】
まず、ステップ８６−１で、直射照度及び天空照度を求める（ＳＴ８６−１）。ここで、ＥD：屋外直射照度、ＥS：屋外天空照度とすると、屋外直射照度ＥD、屋外天空照度ＥS は、次のように求まる。ガラスの透過率を考慮するときは、太陽光の入射角を求め、入射角毎の透過率を照度に乗じて、考慮することができる。
【００４２】
【数７】
次に、ステップ８６−２で、プロファイル角から昼光照度を求める２つの方法を示す。まず、ステップ８６−２−１の場合、ｘ：調光ポイントの窓からの距離、ＤD：直達昼光率、ＤSＴ８６−２−１）。
【００４３】
【数８】
そして、ＥN：昼光照度、とすると、昼光照度ＥNは、次のように求まる。
【００４４】
【数９】
また、ステップ８６−２−２の場合、ＥN,d：直接昼光照度、ＬQ：窓面の輝度分布、η：ブラインド輝度分布関数、Ｘ：窓幅、Ｙ：窓高さ、Ｚ：窓面からの距離、ＥDw：窓面直射照度、ＥDn：法線面屋外直射照度、ＥSw：窓面天空照度、ＣS：窓面天空率、ＥGw：窓面地物反射光照度、ρG：地物反射率とすると、
【００４５】
【数１０】
となり、ＥN,r：間接昼光照度、ＡW：窓面積、τ1：下方透過率、τ2：上方透過率、ρe1：下部空間の等価反射率、ρe1：上部空間の等価反射率、Ａ：調光範囲面積とし、ＥN：昼光照度、とすると、昼光照度ＥNは、次のように求まる（ＳＴ８６−２−２）。
【００４６】
【数１１】
次に、ステップ８６−３で昼光照度から照明エネルギーを求める（ＳＴ８６−３）。Ｅ0：基準照度、ＥA：人工照明による照度（必要照度）、ＷL：照明消費電力、Ｃ：減光補償率、Ｋ：照明率、ε：照明効率、Ｓ：調光範囲面積とすると、照明消費電力ＷLは、次のように求まる。
【００４７】
【数１２】
次に、ステップ８７で、ステップ８６において求めた照明消費エネルギーから照明発熱負荷を求める（ＳＴ８７）。ここで、ｑL：照明発熱量、ｋ：電力から熱量への換算係数とすると、照明発熱量ｑLは、次のように求まる。
【００４８】
【数１３】
次に、ステップ８８で、電気、ガス等の空調方式を確認し（ＳＴ８８）、ステップ８９で、空調方式ごとのＣＯＰデータを得る（ＳＴ８９）。そして、ステップ９０で、空調消費エネルギーを求める（ＳＴ９０）。ここで、Ｗa,c：冷房空調消費エネルギー、Ｗa,h：暖房空調消費エネルギー、ＣＯＰc：冷房成績係数、ＣＯＰh：暖房成績係数とすると、冷房成績係数ＣＯＰc及び暖房成績係数ＣＯＰhは、次のように求まる。
【００４９】
【数１４】
次に、ステップ９１で、二酸化炭素排出量原単位を得て（ＳＴ９１）、ステップ９２で、二酸化炭素排出量を求める（ＳＴ９２）。ここで、ＷCO2：二酸化炭素排出量、ｉe：電力の二酸化炭素排出量原単位、ｉa：ある空調方式の駆動エネルギーの二酸化炭素排出量原単位とすると、二酸化炭素排出量ＷCO2は、次のように求まる。
【００５０】
【数１５】
また、図４のステップ２３における熱損失は、図６のステップ８５で使用した式１６から求めることができる。
【００５１】
このように、本実施形態の採光制御方法によれば、室内外の雰囲気を入力し、室内Ｓの採光環境を制御する採光制御方法において、空調機９及び照明器具３の二酸化炭素の排出量を計算するステップと、二酸化炭素の排出量に応じてブラインド４を制御するステップと、を備えたので、空調機９及び照明器具３の二酸化炭素排出量を削減することができる。
【００５２】
また、二酸化炭素の排出量を計算するステップは、前記室内２の位置及び現在の日時から太陽の高度及び方位を取得するステップと、太陽の高度及び方位からプロファイル角及び日射量を求めるステップと、プロファイル角及び日射量から照明消費エネルギーを求めるステップと、空調消費エネルギーを求めるステップと、を有し、照明消費エネルギー及び空調消費エネルギーから前記二酸化炭素の排出量を計算するので、二酸化炭素排出量のより正確な値を算出することができ、精密な制御をすることができる。
【００５３】
また、夜間熱放射量を計算するステップと、昼間熱取得量を計算するステップと、夜間の放射冷却効果又は断熱効果、並びに、昼間の日射遮蔽効果又は蓄熱効果を計算するステップと、各効果の計算値に応じて採光手段を制御するステップと、を備えたので、エネルギーを有効に使用でき、さらなる省エネルギーを達成することができる。
【００５４】
また、ブラインド４の制御に応じて照明器具３を制御するステップと、を備えたので、ブラインド４のみではなく、照明器具３の制御ができ、さらに詳細な制御をすることができる。
【００５５】
なお、第２実施形態として、図１２に示すように、図４におけるステップ３及びステップ６は、省略することができる。同様に、図１３に示すように、図５におけるステップ５３は、省略することができる。
【００５６】
さらに、第３実施形態として、図１４に示すように、図１２におけるステップ２、ステップ４及びステップ２１で実行したセキュリティ手段１１のセキュリティ情報による調光照明器具３のオン／オフ制御に代えて、ステップ２ａとして、照度センサ１３の検出値が一定値以上であることの判定を実行したものである。同様に、図１５に示すように、図１３におけるステップ５２、ステップ５４及びステップ５５に代えて、ステップ５２ａとして、照度センサ１３の検出値が一定値以上であることの判定を実行することができる。
【００５７】
なお、このブラインド制御フローは、所定時間毎に実行してもよいし、周囲の状態から判断してランダムに実行してもよい。また、室内を数区画に分割して各々の区画にて制御を実行してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本実施形態の採光システムを示す図である。
【図２】本実施形態の模式図である。
【図３】本実施形態の制御ロジックの概要を示す図である。
【図４】第１実施形態の昼モードのフローチャート図である。
【図５】第１実施形態の夜モードのフローチャート図である。
【図６】二酸化炭素排出量計算のフローチャート図である。
【図７】太陽高度及び太陽方位角算出のフローチャート図である。
【図８】太陽高度及び太陽方位角を示す図である。
【図９】太陽高度、太陽方位、窓面方位及びプロファイル角を示す図である。
【図１０】照明消費電力算出の第１例のフローチャート図である。
【図１１】照明消費電力算出の第２例のフローチャート図である。
【図１２】第２実施形態の昼モードのフローチャート図である。
【図１３】第２実施形態の夜モードのフローチャート図である。
【図１４】第３実施形態の昼モードのフローチャート図である。
【図１５】第３実施形態の夜モードのフローチャート図である。
【符号の説明】
【００５９】
１…採光システム、２…中央管理コンピュータ、３…調光照明器具（照明器具）、４…ブラインド（採光手段）、５…室温センサ、６…外気温センサ、７…時計、８…日射センサ、９…空調機、１０…放射温度センサ、１１…セキュリティ手段、１２…人感センサ、１３…照度センサ、１４…放射収支センサ、１５…設定値、１６…データベース変数、１７…閾値、１８…センサ変数、１９…判定値、２１…二酸化炭素算出用データベース、２２…二酸化炭素排出量計算ロジック、２３…夜間熱放射計算ロジック、２４…昼間熱取得計算ロジック、２５…ブラインド制御ロジック、２６…照明制御ロジック、Ｓ…室内、Ｉｎ…入力手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内外の雰囲気を入力し、室内の採光環境を制御する採光制御方法において、空調機及び照明器具の二酸化炭素の排出量を計算するステップと、二酸化炭素の排出量に応じて採光手段を制御するステップと、を備えたことを特徴とする採光制御方法。
【請求項２】
前記二酸化炭素の排出量を計算するステップは、前記室内の位置及び現在の日時から太陽の高度及び方位を取得するステップと、前記太陽の高度、方位及び全天日射量からプロファイル角、直達日射量及び拡散日射量を求めるステップと、前記プロファイル角及び直達日射量と拡散日射量から照明消費エネルギーを求めるステップと、空調消費エネルギーを求めるステップと、を有し、前記照明消費エネルギー及び前記空調消費エネルギーから前記二酸化炭素の排出量を計算することを特徴とする請求項１に記載の採光制御方法。
【請求項３】
夜間熱放射量を計算するステップと、昼間熱取得量を計算するステップと、夜間の放射冷却効果又は断熱効果、並びに、昼間の日射遮蔽効果又は蓄熱効果を計算するステップと、前記各効果の計算値に応じて採光手段を制御するステップと、を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の採光制御方法。
【請求項４】
前記採光手段の制御に応じて照明器具を制御するステップと、を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の採光制御方法。
【請求項１】
室内外の雰囲気を入力し、室内の採光環境を制御する採光制御方法において、空調機及び照明器具の二酸化炭素の排出量を計算するステップと、二酸化炭素の排出量に応じて採光手段を制御するステップと、を備えたことを特徴とする採光制御方法。
【請求項２】
前記二酸化炭素の排出量を計算するステップは、前記室内の位置及び現在の日時から太陽の高度及び方位を取得するステップと、前記太陽の高度、方位及び全天日射量からプロファイル角、直達日射量及び拡散日射量を求めるステップと、前記プロファイル角及び直達日射量と拡散日射量から照明消費エネルギーを求めるステップと、空調消費エネルギーを求めるステップと、を有し、前記照明消費エネルギー及び前記空調消費エネルギーから前記二酸化炭素の排出量を計算することを特徴とする請求項１に記載の採光制御方法。
【請求項３】
夜間熱放射量を計算するステップと、昼間熱取得量を計算するステップと、夜間の放射冷却効果又は断熱効果、並びに、昼間の日射遮蔽効果又は蓄熱効果を計算するステップと、前記各効果の計算値に応じて採光手段を制御するステップと、を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の採光制御方法。
【請求項４】
前記採光手段の制御に応じて照明器具を制御するステップと、を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の採光制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００８−２６６９００（Ｐ２００８−２６６９００Ａ）
【公開日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１０８０５２（Ｐ２００７−１０８０５２）
【出願日】平成１９年４月１７日（２００７．４．１７）
【出願人】（０００００２２９９）清水建設株式会社 (2,433)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月１７日（２００７．４．１７）
【出願人】（０００００２２９９）清水建設株式会社 (2,433)
【Ｆターム（参考）】
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