日射利用システム
【課題】省エネルギと快適性を両立させた日射利用システムを提供する。
【解決手段】日射利用システムは、建物の窓から内部の制御対象エリアに入射する光線の透過度を調整可能なブラインド２０と、建物の位置情報および時刻情報に基づいて太陽位置を算出する太陽位置算出部４と、太陽位置と目標透過度とを関係付けた制御ルールを記憶する制御ルール記憶部７と、太陽位置算出部４が求めた太陽位置をもとに制御ルールを参照して目標透過度を求め、ブラインド２０の透過度が目標透過度に一致するようブラインド２０を制御する透過度制御部９と、制御対象エリア内に存在する利用者が使用する個人端末６１から制御対象エリア内の明るさ環境に対する要望を取得する要望取得部５と、要望取得部５が取得した要望をもとに制御ルールの太陽位置に対する目標透過度を修正し、修正後の制御ルールを制御ルール記憶部７に更新登録させる目標透過度修正部６を備える。
【解決手段】日射利用システムは、建物の窓から内部の制御対象エリアに入射する光線の透過度を調整可能なブラインド２０と、建物の位置情報および時刻情報に基づいて太陽位置を算出する太陽位置算出部４と、太陽位置と目標透過度とを関係付けた制御ルールを記憶する制御ルール記憶部７と、太陽位置算出部４が求めた太陽位置をもとに制御ルールを参照して目標透過度を求め、ブラインド２０の透過度が目標透過度に一致するようブラインド２０を制御する透過度制御部９と、制御対象エリア内に存在する利用者が使用する個人端末６１から制御対象エリア内の明るさ環境に対する要望を取得する要望取得部５と、要望取得部５が取得した要望をもとに制御ルールの太陽位置に対する目標透過度を修正し、修正後の制御ルールを制御ルール記憶部７に更新登録させる目標透過度修正部６を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、昼光を屋内に取り入れて照明にかかる電力を低減する日射利用システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、温暖化の影響を受けて省エネルギに対する社会的要求が高まっている。特に、昼光（日光）の導入を利用して照明にかかる電力を低減することは、自然エネルギの活用用途として期待が高く、また昼光を建物開口部である窓から執務室内へ導入する場合、窓本来の機能である利用者の外部環境とのつながりを促すことから執務者の開放感や快適性の面からも有効と考えられる。その一方で、昼光を執務室内に導入する場合、執務者の作業面に昼光が直接入射したり、ディスプレイ装置やテレビジョン装置に昼光が映り込むと、執務者が眩しさを感じて、快適性が悪化するという問題もあった。
【０００３】
ところで、省エネルギと快適性を両立させるための制御方式として、執務者の要望や感覚を利用して空調装置を制御する制御方式が従来提案されており（例えば特許文献１参照）、この制御方式を利用し、透過度が可変の遮光部（所謂ブラインド装置）を制御することで、昼光の透過度を変化させ、執務者に眩しさを感じさせないように、昼光を屋内に取り入れることで省エネルギと快適性の両立を図ることが検討されている。
【特許文献１】特開２００４−２０５２０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の特許文献１に開示されている制御方式は、現在の室内温度に対する執務者の「暑い」、「寒い」といった要望に基づいて、空調装置の動作を制御する方式であり、このような制御方式は、屋外環境の影響が非常に小さく、ダイナミックに変動する外光に比べ、比較的緩やかに変動する屋内温度が支配的な系であることが前提となっている。
【０００５】
このため、時々刻々と変動する昼光を屋内に取り入れて、照明にかかる電力を低減した日射利用システムの場合、例えば図１１に示すように１４：００〜１６：００までの期間Ｔａに比べて、１６：００〜１８：００までの期間Ｔｂでは屋外照度が急激に低下しているため、屋外が比較的明るい期間Ｔａでの執務者の要望に基づいて、屋外が比較的暗い期間Ｔｂに遮光装置による昼光の透過度を制御すると、遮蔽装置により外光が必要以上に遮蔽されて、屋内に昼光を十分取り入れることができず、省エネルギの効果が十分得られない可能性があった。すなわち日射利用システムの場合は、現在の屋外環境から将来の屋外環境が短時間でダイナミックに変動する可能性が高いため、上記特許文献１の制御方式では昼光の変動に適応できず、屋内の照度を快適な照度に維持することができない可能性があった。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、省エネルギと快適性を両立させた日射利用システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、建物の開口部を通って建物内部の制御対象エリアに入射する光線の透過度を調整可能な遮蔽部と、現在の時刻情報を取得する時刻取得部と、建物の位置情報を記憶する建物情報データベースと、建物情報データベースから読み込んだ建物情報および時刻取得部により取得された時刻情報に基づいて太陽位置を算出する太陽位置算出部と、太陽位置と目標透過度とを関係付けた制御ルールを記憶する制御ルール記憶部と、太陽位置算出部が求めた太陽位置をもとに制御ルール記憶部に記憶された制御ルールを参照して目標透過度を求め、遮蔽部の透過度が目標透過度に一致するよう遮蔽部を制御する透過度制御部と、制御対象エリアに存在する利用者から制御対象エリアの明るさ環境に対する要望情報を取得する要望取得部と、要望取得部が取得した要望情報に基づいて、制御ルール記憶部に記憶された制御ルールの太陽位置に対する目標透過度を修正し、修正後の制御ルールを制御ルール記憶部に登録する制御ルール修正部とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、屋外の照度を取得する屋外照度取得部を備え、制御ルール記憶部に、太陽位置と屋外照度とを目標透過度に関係付けた制御ルールを記憶させるとともに、透過度制御部が、太陽位置算出部の求めた太陽位置と屋外照度取得部により取得された屋外照度とをもとに、制御ルールを参照して目標透過度を求めることを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、制御ルール修正部は、制御ルール記憶部に記憶された制御ルールにおいて、屋外照度と目標透過度との相関関係が、屋外照度が明るくなるにつれて目標透過度が低下するという標準パターンから外れると、標準パターンに合うように制御ルールの目標透過度を修正することを特徴とする。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項２の発明において、制御ルール修正部は、太陽位置又は屋外照度のうち少なくとも何れか一方をパラメータとして用い、所定期間内に要望取得部が取得した要望情報のうち、所定範囲のパラメータにおける要望数の全要望数に対する割合が所定のしきい値を超えると、所定範囲のパラメータに対応する制御ルールを追加作成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明によれば、制御ルール記憶部には、太陽位置と目標透過度とを関係付けた制御ルールが記憶されており、透過度制御部では、太陽位置算出部が求めた太陽位置をもとに制御ルール記憶部に記憶された制御ルールを参照して目標透過度を求め、遮蔽部の透過度が目標透過度に一致するよう遮蔽部を制御しているので、太陽が移動することによって昼光量がダイナミックに変動する場合でも、太陽位置に合わせて透過度を変化させることによって、省エネルギを図ることができる。しかも、制御ルール修正部では、制御対象エリアに存在する利用者が申告した要望情報をもとに、制御ルールの目標透過度を修正し、修正後の制御ルールを制御ルール記憶部に登録させているので、制御対象エリア内の利用者が明るさ環境について感じた要望を制御ルールに反映させることができ、快適性を向上させることができる。
【００１２】
請求項２の発明によれば、太陽位置と屋外照度とを目標透過度に関係付けた制御ルールを用い、屋外の明るさに合わせて遮蔽部の透光度を制御しているので、天候などの影響で屋外照度が変化する場合でも、屋外照度に合わせて遮蔽部による透光度をよりきめ細かく制御することができる。
【００１３】
請求項３の発明によれば、制御ルール記憶部に記憶された制御ルールにおいて、屋外照度と目標透過度との相関関係が標準パターンから外れると、制御ルール修正部が、標準パターンに合うように制御ルールの目標透過度を修正しているので、制御対象エリア内の利用者に与える違和感を低減することができる。
【００１４】
請求項４の発明によれば、太陽位置或いは屋外照度の少なくとも何れか一方からなるパラメータについて、所定範囲で要望情報が集中している場合には、この所定範囲のパラメータに対応する制御ルールを追加作成しているので、制御対象エリア内に存在する利用者の多くが申告した要望に対し、制御ルールを追加作成することで、その要望に対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に本発明の実施の形態を図１〜図１０に基づいて説明する。図２（ａ）（ｂ）は本実施形態の日射利用システムによる制御対象エリアの説明図である。この日射利用システムの制御対象エリア５１は例えば事業所の執務室であり、制御対象エリア５１を囲む建物５０の壁５２には窓５３が開口し、窓５３には電動制御型のベネシャンブラインド（以下ブラインドという）２０が装着されている。遮蔽部たるブラインド２０は開き角度（開閉度）が可変のスラット２１を複数備えており、後述する制御装置１からの制御信号に応じて、ブラインド２０がスラット２１の開き角度（開閉度）を制御することにより、窓５３から制御対象エリア５１に入射する昼光の透過度（すなわち昼光の光量）を制御するようになっている。
【００１６】
また制御対象エリア５１内には、制御対象エリア５１内に存在する利用者の机６０が複数並べられている。それぞれの机６０は、特定の利用者によって使用されるようになっており、各机６０にはパーソナルコンピュータ（ＰＣ）からなる個人端末６１が配置されている。ここにおいて、各個人端末６１は、イーサネット（登録商標）のような通信ネットワーク６２を介して制御装置１との間で通信が行えるようになっており、制御装置１は通信ネットワーク６２を介して各個人端末６１から照明環境に関する要望を取得する。尚、本実施形態では制御対象エリア５１内で定常的に執務する利用者は１２人とする。
【００１７】
制御装置１は、図１に示すように時刻取得部２と、建物情報データベース（ＤＢ）３と、太陽位置算出部４と、要望取得部５と、目標透過度修正部６と、制御ルール記憶部７と、テーブル修正部８と、透過度制御部９とを主要な構成として備えている。ここにおいて、制御装置１は例えばコンピュータを用いて実現され、太陽位置算出部４、要望取得部５、目標透過度修正部６、テーブル修正部８は、コンピュータに組み込まれたプログラムを演算装置が実行することによって実現される。また目標透過度修正部６とテーブル修正部８とで制御ルール修正部が構成される。
【００１８】
時刻取得部２は現在の時刻情報を取得して、太陽位置算出部４に出力する。
【００１９】
建物情報ＤＢ３には、制御対象エリア５１を有する建物５０の位置情報や、制御対象エリア５１やその窓５３の向きなどの情報や、建物５０の周囲にある建築物の情報などが予め登録されている。
【００２０】
太陽位置算出部４は、時刻取得部２から入力された時刻情報と、建物情報ＤＢ３から読み込んだ位置情報をもとに太陽の位置情報を算出するとともに、制御対象エリア５１やその窓５３の向きと太陽の位置情報とから建物５０に対する仮想的な太陽高度（以下、見かけ高度という）を太陽位置として算出する。
【００２１】
制御ルール記憶部７には、太陽位置（見かけ高度）と、屋外照度と、ブラインド２０による目標透過度とを相互に関連付けた制御ルールが登録されている。表１は制御ルールの一例を示し、太陽の見かけ高度ｈ（deg）が−５≦ｈ＜５、５≦ｈ＜４５、４５≦ｈの各範囲について、昼光照度Ｌ（Lux）がＬ≦１００００、１００００≦Ｌ＜３５０００、３５０００≦Ｌの時の目標透過度（％）がそれぞれ規定されている。尚、各々の制御ルールには１番から９番までの識別番号（ルールＮｏ）が割り付けられている。
【００２２】
【表１】
【００２３】
透過度制御部９は、太陽位置算出部４が算出した太陽位置と、屋外照度取得部１１により取得された屋外照度とをもとに、制御ルール記憶部７に記憶された制御ルールを参照して目標透過度を求め、ブラインド２０による透過度が目標透過度に一致するようブラインド２０に制御信号を出力する。このとき、ブラインド２０では、透過度制御部９から入力された制御信号をもとにスラット２１の開き角度を制御することによって、透過度を目標透過度に制御している。なお屋外照度取得部１１は、建物５０の屋上の東西南北の各方位に対して設置された照度計を備え、所定の検出タイミングがくると、それぞれの照度計で各方位の照度データを所定の制御周期（例えば１分間）が経過するまで収集した後、この制御周期における照度データの最大値を検出データとして出力する。図３は制御周期Ｔ１における照度データの検出結果を示しており、制御周期Ｔ１内で照度データの最大値（最も明るい値）Ｌｍａｘを検出データとして出力している。これは、最も明るい時の照度データをもとにブラインド２０の透過度を決定することで、昼光による眩しさ感を利用者が感じることのないように配慮したためである。
【００２４】
要望取得部５は、各個人端末６１から利用者の日射利用に対する要望を取得し、各利用者の要望を集計した結果を目標透過度修正部６に出力する。
【００２５】
利用者がブラインドの開閉に関する要望を送信したい場合、各利用者が自分の個人端末６１を操作して、個人端末６１に組み込まれた要望送信用のソフトウェアを実行すると、個人端末６１のディスプレイ装置６３には図４に示す要望申告画面が表示される。この要望申告画面には、ブラインドの開閉に関する要望として「今すぐ閉めたい」「閉めたい」「開けたい」という３つの選択肢をそれぞれ選択するための選択ボタンＢ１〜Ｂ３と、選択結果を制御装置１側に送信させるための送信ボタンＢ４とが表示されており、個人端末６１の入力装置（キーボードやマウス）を利用者が操作して、所望の要望に対応する選択ボタンＢ１，Ｂ２，Ｂ３を選択した後、送信ボタンＢ４を選択すると、個人端末６１に割り当てられたＩＰアドレスと選択ボタンＢ１〜Ｂ３の選択結果とが通信ネットワーク６２を介して制御装置１に送信される。
【００２６】
制御装置１の要望取得部５には、各個人端末６１のＩＰアドレスに対応付けて各個人端末６１を使用する利用者の名前が予め登録されており、要望取得部５が、個人端末６１から送信されたデータ（ＩＰアドレスおよび要望の内容を含む）を受信すると、送信元の個人端末６１のＩＰアドレスから要望を発した利用者の名前を求め、要望データの送信日および要望の内容（開又は閉）と共に図示しないメモリに所定期間（例えば３日間）記憶させる。下記の表２は要望データのスタック状況の一例を示し、過去３日間に要望データが送信された制御ルールの識別番号（ルールＮｏ）と、要望データを送信した利用者の名前と、要望の内容とが記憶されている
【００２７】
【表２】
【００２８】
また要望取得部５では、メモリに登録された要望データの集計処理を行っており、各々の制御ルールについて開、閉それぞれの要望数を集計する。
【００２９】
ここで、個人端末６１から要望取得部５に「今すぐ閉めたい」という要望が入力された場合、要望取得部５では、緊急を要する要望であると判断して、利用者１人の意見だけで透過度制御部９に一時遮蔽指令を出力し、「閉」の要望が１票あったとカウントする。なお透過度制御部９は、要望取得部５からの一時遮蔽指令を受け取ると、所定時間（例えば３０分間）だけブラインド２０を強制的に遮蔽（透過度０％）させ、所定時間の経過後に通常制御に復帰する。また個人端末６１から要望取得部５に「閉めたい」という要望が入力された場合、要望取得部５では「閉」の要望が１票あったとカウントし、個人端末６１から要望取得部５に「開けたい」という要望が入力された場合、要望取得部５では「開」の要望が１票あったとカウントする。尚、上記の所定期間（例えば３日間）内に同じ利用者から同じ制御ルールに対して同じ要望が複数入力された場合、複数の要望が入力されたとはカウントせず、１票の要望があったとカウントする。表２の例では、ルールＮｏ１の制御ルールに対して利用者Ａから９月９日と９月１０日に同じ要望（閉）が入力されているが、これらの要望は１票としてカウントされる。
【００３０】
要望取得部５では、各個人端末６１から要望が入力される毎に、各々の制御ルールに対する要望を集計しており、集計結果を目標透過度修正部６に出力する。尚、要望取得部５が「開」又は「閉」の要望を集計した結果は表３に示す通りであり、ルールＮｏ１の制御ルールに対しては「閉」の要望が２票、ルールＮｏ２の制御ルールに対しては「閉」の要望が１票、ルールＮｏ３の制御ルールに対しては「開」の要望が２票となっている。
【００３１】
【表３】
【００３２】
目標透過度修正部６は、要望取得部５から要望の集計結果が入力されると、この集計結果に合意形成ロジックを適用し、制御ルールにおいて太陽位置に対する目標透過度を修正する必要があるか否かを判定し、修正が必要と判定された場合は、目標透過度を修正した制御ルールを制御ルール記憶部７に更新登録する。
【００３３】
図５は合意形成ロジックを説明するための説明図であり、「開」の要望率ＯＰをｘ軸、「閉」の要望率ＣＬをｙ軸とする二次元直交座標系に判定基準の領域Ａｎ（ｎ＝１，２，３）を設け、２種類の要望率ＯＰ，ＣＬをそれぞれｘ座標及びｙ座標とする点をプロットすることで条件に適合する領域Ａｎを決定する。なお、個人端末６１の総数をＮ（本実施形態では１０）、「開」の要望の申告数をｎｏ、「閉」の要望の申告数をｎｃとすると、「開」の要望率ＯＰ（％）はＯＰ＝ｎｏ／Ｎ×１００、「閉」の要望率ＣＬ（％）はＣＬ＝ｎｃ／Ｎ×１００と表される。
【００３４】
目標透過度修正部６による合意形成ロジックでは、大まかに説明すると、開の要望率ＯＰに対して閉の要望率ＣＬの比率が高い領域Ａ１では、透過度を下げる方向（つまりスラット２１を閉じる方向）に目標透過度を変更し、また閉の要望率ＣＬに対して開の要望率ＯＰの比率が高い領域Ａ３では、透過度を上げる方向（つまりスラット２１を開く方向）に目標透過度を変更し、２種類の要望率ＯＰ，ＣＬの比率が１に近い領域（つまり「開」の要望と「閉」の要望が略同数の領域）Ａ２では目標透過度を変更しないように判定を行う。すなわち、本実施形態では、図５に示すように「閉」の要望率ＯＰが１００％の点Ｐ１と「開」の要望率ＣＬが１００％の点Ｐ２とを結んだ直線イ、「開」の要望率ＯＰが３５％且つ「閉」の要望率ＣＬが６５％の点Ｐ３と原点Ｏとを結んだ直線ロ、「閉」の要望率ＣＬが１０％の直線ハ、並びにｙ軸で囲まれた領域を、目標透過度を下げる方向に変更する領域Ａ１としてある。また直線イ、「開」の要望率ＯＰが６５％且つ「閉」の要望率ＣＬが３５％の点Ｐ４と原点Ｏとを結んだ直線ニ、直線ロ、直線ハ、「開」の要望率ＯＰが１０％の直線ホ、並びにｘ軸及びｙ軸に囲まれた領域を、目標透過度を変更しない領域Ａ２としてある。さらに直線イ、直線ニ、直線ホ、並びにｘ軸で囲まれた領域を、目標透過度を下げる方向に変更する領域Ａ３としている。
【００３５】
而して、目標透過度修正部６では、要望取得部５から入力された「開」及び「閉」の要望の集計結果をもとに、個々の制御ルール毎に「開」及び「閉」の要望率ＯＰ，ＣＬを求めて、２種類の要望率ＯＰ，ＣＬをそれぞれｘ座標及びｙ座標とする点をプロットし、プロットした点が領域Ａ１に属すれば、当該制御ルールの目標透過度を所定の変更量ΔＴ（例えば２０％）だけ下げ、プロットした点が領域Ａ３に属すれば、当該制御ルールの目標透過度を所定の変更量ΔＴだけ上げ、プロットした点が領域Ａ２に属すれば、当該制御ルールの目標透過度を変更しないというように、各制御ルールにおける目標透過度を決定する。そして、目標透過度が変更された場合、目標透過度修正部６は修正後の制御ルールを制御ルール記憶部７に更新登録する。なお目標透過度修正部６が、要望の集計結果に基づいて制御ルールを更新した場合、要望取得部５に対してリセット命令を出力しており、要望取得部５では、目標透過度が修正された制御ルールに対する要望をゼロにリセットした後、集計処理を再開する。例えば表２の集計結果では、Ｎｏ１の制御ルールに対しては「閉」の要望率ＣＬが１７％、「開」の要望率ＯＰが０％の点は領域Ａ１内に存在するので、目標透過度修正部６はＮｏ１の制御ルールにおける目標透過度を１００％から所定の変更量ΔＴ（例えば２０％）だけ下げて、８０％に変更するとともに、Ｎｏ１の要望数を０にリセットする（表４参照）。またＮｏ２の制御ルールに対しては「閉」の要望率ＣＬが８％、「開」の要望率ＯＰが０％の点は領域Ａ２内に存在するので、目標透過度修正部６はＮｏ２の制御ルールにおける目標透過度を修正せず、Ｎｏ２の要望数もそのままの値とする。また更にＮｏ３の制御ルールに対しては「閉」の要望率ＣＬが０％、「開」の要望率ＯＰが１７％の点は領域Ａ３内に存在するので、目標透過度修正部６はＮｏ３の制御ルールにおける目標透過度を０％から所定の変更量ΔＴ（例えば２０％）だけ上げて、２０％に変更するとともに、Ｎｏ３の要望数を０にリセットする。
【００３６】
【表４】
【００３７】
このように、目標透過度修正部６は、要望取得部５から入力された要望の集計結果をもとに、制御ルールにおける目標透過度の修正が必要か否かを判定し、修正が必要な場合は、制御ルールにおける目標透過度を変更した後、修正済みの制御ルールを制御ルール記憶部７に更新登録するのであるが、テーブル修正部８では、屋外照度と目標透過度との相関関係が、屋外照度が明るくなるにつれて目標透過度が低下するという標準パターンから外れた制御ルールが存在すると、上記の標準パターンに合うように制御ルールの目標透過度を修正する。また晴天の場合には制御対象エリア５１内に直射光が入射しないように配慮する必要があるが、太陽の見かけ高度が低いほど目標透過度を低下させるという標準パターンから外れた制御ルールが存在すると、テーブル修正部８では上記の標準パターンに合うように制御ルールの目標透過度を修正する。すなわちテーブル修正部８では、制御ルール記憶部７に記憶された制御ルールにおいて物理的に矛盾したり、快適性に反するような制御ルールが構築された場合、その制御ルールを修正する。
【００３８】
例えば本システムが稼働して間もない時期では、制御ルール記憶部７に登録された複数の制御ルールについて、出現頻度にばらつきが存在する。ここで、６月には屋外照度が３５ｋＬｕｘ未満となる時間が３５０時間程度であるのに対して、屋外照度が３５ｋＬｕｘ以上となる時間は５０時間であるので、屋外照度が３５ｋＬＵＸ以上の場合に適用される制御ルールについては十分な申告データを収集することができず少数の意見や要望によって合意形成ロジックの結果が左右される可能性がある。そのため合意形成ロジックで決定された制御ルールが少数の意見や要望で左右されてしまい、上記の標準パターンから外れ、物理的にも矛盾する場合が考えられる。すなわち制御ルールの出現頻度のばらつきや、偶発的な要望の申告によって、「屋外照度が明るいほど目標透過度を低下させる」という標準パターンから外れ、図６（ａ）に示すように、屋外照度Ｌ（Ｌｕｘ）が１００００≦Ｌ＜３５０００の範囲では目標透過度が３０％であるのに対して、屋外照度Ｌ（Ｌｕｘ）が３５０００≦Ｌの範囲では目標透過度が６０％と大きくなってしまう場合も起こりえる。ここで、テーブル修正部８では、眩しさ感を抑えるためには屋外照度Ｌが明るいほど目標透過度を低くするべきと判断し、図６（ｂ）に示すように屋外照度Ｌ（Ｌｕｘ）が３５０００≦Ｌの範囲で目標透過度を６０％から３０％に低下させており、屋外照度Ｌが１００００≦Ｌの範囲では目標透過度を３０％に維持することで、標準パターンから外れた制御ルールを修正することができる。
【００３９】
また図７（ａ）に示すように、太陽の見かけ高度が１０度付近では目標透過度が１００％、見かけ高度が３０度付近では目標透過度が４０％、見かけ高度が６０度付近では目標透過度が６０％となるように制御ルールが設定されている場合、見かけ高度が１０度付近では、太陽高度が低いにも関わらず目標透過度が１００％となっているため、屋内に直射光が入射する可能性がある。そこで、テーブル修正部８では、見かけ高度が１０度付近での目標透過度を低下させ且つ見かけ高度に対する目標透過度の変化傾向が連続的となるように（つまり目標透過度の変化曲線イに沿うように）、見かけ高度が１０度付近での目標透過度を１０％に変更しているので（図７（ｂ）参照）、直射光の入射を防ぐとともに、スラット２１の動作の連続性を保ちつつ、その透過度を段階的に変化させることができる。
【００４０】
上述のように本システムでは、所定期間に申告された要望の集計結果をもとに制御ルールの目標透過度を修正しているのであるが、建物５０の立地やその周辺の建築物など固有の条件によって、特定の太陽高度で室内に昼光が入射してくる場合があり、例えば図９に示すように太陽の見かけ高度が３０度付近になると、路面５５で反射した光が窓５３から室内に入射するという問題があるので、比較的長い期間（例えば１ヶ月〜２ヶ月）で制御ルール自体を見直す必要がある。そこで、本システムでは、要望取得部５が、比較的長い期間（例えば１ヶ月〜２ヶ月）内で「開」又は「閉」の要望数を集計し、要望を取得した時の太陽の見かけ高度及び屋外照度をもとに、太陽の見かけ高度を１０度刻み、屋外照度を１０ｋＬｕｘ刻みとして、要望データの空間分布を構築して、多くの要望が集中している領域を求めている。図８は要望取得部５によって求められた要望データの空間分布を示しており、太陽の見かけ高度が３０度〜４０度で、且つ、屋外照度が２０ｋＬｕｘ〜４０ｋＬｕｘの領域（図８中のハッチングを施した領域）では要望データの数が、他の領域に比べて局所的に多くなっている。
【００４１】
テーブル修正部８では、要望取得部５によって求められた要望データの空間分布をもとに、制御ルールの追加が必要か否かを判定しており、所定範囲の見かけ高度或いは所定範囲の屋外照度における要望数の、全領域の要望数に対する割合が所定のしきい値よりも高い場合、所定範囲の見かけ高度或いは所定範囲の屋外照度においては、建物固有の原因などでブラインド２０の透過度が、利用者の要望を満たしていないと判断する。そして、テーブル修正部８では、要望数が局所的に増加している見かけ高度の角度範囲或いは屋外照度の照度範囲に対応した制御ルールを追加しており、利用者の要望に応じて快適性を高めた制御ルールを実現することができる。例えば図８に示す空間分布の結果から、テーブル修正部５は太陽の見かけ高度が３０度〜４０度で、且つ、屋外照度が２０ｋＬｕｘ〜４０ｋＬｕｘの領域において要望数が局所的に増加していると判断し、修正前は見かけ高度ｈ（deg）を−５≦ｈ＜５、５≦ｈ＜４５、４５≦ｈの３段階に区切って制御ルールを作成していたものを、表５に示すように５≦ｈ＜４５の角度範囲を、５≦ｈ＜３０の範囲と、３０≦ｈ＜４５の範囲とに細分化した制御ルールを作成することで、見かけ高度が３０度〜４０度の範囲で利用者から申告された要望を満足できるような制御を行うことができる。
【００４２】
以上をまとめると本システムの制御フローは図１０に示す通りであり、この制御フローにしたがって本システムの動作説明を行う。
【００４３】
制御装置１が動作を開始すると、所定の制御周期が経過する毎に、太陽位置算出部４が、時刻取得部２から現在の時刻情報を取得し（図１０のＳ１）、建物情報ＤＢ３から取り込んだ建物情報と時刻情報とを用いて太陽の位置情報（見かけ高度）を算出した後、算出結果を透過度制御部９に出力する（Ｓ２）。一方、透過度制御部９では、屋外照度取得部１１から屋外照度の測定データを取得し、屋外照度の測定データと太陽の見かけ高度とをもとに、制御ルール記憶部７に記憶された制御ルールを参照して目標透過度を求めており（Ｓ４）、スラット２１の開き角度を決定して、ブラインド２０の開閉角度を制御する（Ｓ５）。制御装置１では、所定の制御周期が経過する毎にステップＳ１〜Ｓ５の処理を繰り返し実行することで、太陽の見かけ高度及び屋外照度に応じてスラット２１の開き角度を調整し、窓５３から屋内の制御対象エリア５１に昼光を導入し、照明にかかる電力を低減している。
【００４４】
また制御装置１では、個人端末６１から要望データが入力されると、以下に示す要望処理フローを実行する。要望処理フローでは、要望取得部５が何れかの個人端末６１から要望を取得すると、要望の内容が「今すぐ閉めたい」というものか否かを判断する（Ｓ６）。ここで、要望の内容が「今すぐ閉めたい」であれば、要望取得部５は透過度制御部９に一時遮蔽指令を出力した後（Ｓ７）、「閉」の要望が１票あったものとして、要望の内容を要望データＤＢに登録し、要望データの集計処理を行う（Ｓ８）。また要望の内容が「今すぐ閉めたい」ではなく、「開けたい」或いは「閉めたい」であれば、要望取得部５は、「開」又は「閉」の要望が１票あったものとして、要望の内容を要望データＤＢに登録し、要望データの集計処理を行う（Ｓ８）。尚、透過度制御部９に一時遮蔽指令が入力された場合、透過度制御部９は、所定時間（例えば３０分間）だけブラインド２０を強制的に遮蔽（透過度０％）させ、所定時間の経過後に通常制御に復帰する。
【００４５】
要望取得部５によるＳ８の集計処理が終了すると、目標透過度修正部６が要望データの集計結果をもとに合意形成ロジックを適用し、「開」又は「閉」の要望が申告された制御ルールにおいて太陽位置に対する目標透過度を修正する必要があるか否かを判定し（Ｓ９）、修正が必要と判定された場合は、制御ルールにおいて目標透過度を修正した後、修正後の制御ルールを制御ルール記憶部７に更新登録し（Ｓ１０）、修正が不要と判定された場合は要望処理フローを終了する。
【００４６】
以上説明したように本システムでは、制御ルール記憶部７に、太陽位置（太陽の見かけ高度）と屋外照度とを目標透過度に関係付けた制御ルールを記憶させており、透過度制御部９では、太陽位置算出部４が求めた太陽位置と屋外照度取得部１１が取得した屋外照度をもとに、制御ルール記憶部７に記憶された制御ルールを参照して目標透過度を求め、ブラインド２０の透過度が目標透過度に一致するようブラインド２０を制御しているので、太陽が移動することによって昼光量がダイナミックに変動する場合でも、太陽位置に合わせて透過度を変化させることで、省エネルギを図ることができる。しかも、制御ルール修正部としての目標透過度修正部６は、制御対象エリア５１に存在する利用者が申告した要望情報をもとに、制御ルールの目標透過度を修正し、修正後の制御ルールを制御ルール記憶部７に登録させているので、制御対象エリア内の利用者が明るさ環境について感じた要望を制御ルールに反映させることができ、快適性を向上させることができる。また本システムでは、太陽位置と屋外照度とを目標透過度に関係付けた制御ルールを用い、屋外の明るさに合わせてブラインド２０の透光度を制御しているので、天候などの影響で屋外照度が変化する場合でも、屋外照度に合わせてブラインド２０による透光度をよりきめ細かく制御することが可能であるが、太陽位置を目標透過度に関係付けた制御ルールを用い、現在時刻から求めた太陽位置をもとに目標透過度を決定してもよい。
【００４７】
また本システムでは、制御ルール記憶部７に記憶された制御ルールにおいて、屋外照度と目標透過度との相関関係が標準パターンから外れると、制御ルール修正部たるテーブル修正部８が、標準パターンに合うように制御ルールの目標透過度を修正しているので、制御対象エリア５１内の利用者に与える違和感を低減できる。
【００４８】
さらに制御ルール修正部としてのテーブル修正部８では、所定期間内に要望取得部５が取得した要望情報のうち、所定範囲の太陽位置で要望情報が集中している場合には、この所定範囲の太陽位置に対応する制御ルールを追加作成しているので、制御対象エリア５１内に存在する利用者の多くが申告した要望に対し、制御ルールを追加作成することで、その要望に対応することができる。尚、テーブル修正部８では、太陽位置又は屋外照度のうち少なくとも何れか一方をパラメータとして用い、所定期間内に要望取得部５が取得した要望情報のうち、所定範囲のパラメータにおける要望数の全要望数に対する割合が所定のしきい値を超えると、所定範囲のパラメータに対応する制御ルールを追加作成してもよく、要望が集中している範囲のパラメータについて制御ルールを追加することで、よりきめ細かい制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本実施形態の日射利用システムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】同上を適用する制御対象エリアを示し、（ａ）は制御対象エリアの平面図、（ｂ）は制御対象エリアの側断面図である。
【図３】同上の屋外照度取得部によって取得される照度データの説明図である。
【図４】同上の個人端末に表示される画面の例図である。
【図５】同上の合意形成ロジックを説明するための説明図である。
【図６】（ａ）（ｂ）は同上の制御ルールの修正方法を説明する説明図である。
【図７】（ａ）（ｂ）は同上の制御ルールの修正方法を説明する説明図である。
【図８】同上の要望データの空間分布を示す説明図である。
【図９】同上を適用する制御対象エリアに入射する昼光の説明図である。
【図１０】同上の動作を説明するフローチャートである。
【図１１】従来の日射利用システムによる制御方式の説明図である。
【符号の説明】
【００５０】
１ 制御装置
２ 時刻取得部
３ 建物情報ＤＢ
４ 太陽位置算出部
５ 要望取得部
６ 目標透過度修正部（制御ルール修正部）
７ 制御ルール記憶部
８ テーブル制御部（制御ルール修正部）
９ 透過度制御部
１１ 屋外照度取得部
２０ ブラインド（遮蔽部）
５０ 建物
５１ 制御対象エリア
５３ 窓（開口部）
６１ 個人端末
【技術分野】
【０００１】
本発明は、昼光を屋内に取り入れて照明にかかる電力を低減する日射利用システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、温暖化の影響を受けて省エネルギに対する社会的要求が高まっている。特に、昼光（日光）の導入を利用して照明にかかる電力を低減することは、自然エネルギの活用用途として期待が高く、また昼光を建物開口部である窓から執務室内へ導入する場合、窓本来の機能である利用者の外部環境とのつながりを促すことから執務者の開放感や快適性の面からも有効と考えられる。その一方で、昼光を執務室内に導入する場合、執務者の作業面に昼光が直接入射したり、ディスプレイ装置やテレビジョン装置に昼光が映り込むと、執務者が眩しさを感じて、快適性が悪化するという問題もあった。
【０００３】
ところで、省エネルギと快適性を両立させるための制御方式として、執務者の要望や感覚を利用して空調装置を制御する制御方式が従来提案されており（例えば特許文献１参照）、この制御方式を利用し、透過度が可変の遮光部（所謂ブラインド装置）を制御することで、昼光の透過度を変化させ、執務者に眩しさを感じさせないように、昼光を屋内に取り入れることで省エネルギと快適性の両立を図ることが検討されている。
【特許文献１】特開２００４−２０５２０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の特許文献１に開示されている制御方式は、現在の室内温度に対する執務者の「暑い」、「寒い」といった要望に基づいて、空調装置の動作を制御する方式であり、このような制御方式は、屋外環境の影響が非常に小さく、ダイナミックに変動する外光に比べ、比較的緩やかに変動する屋内温度が支配的な系であることが前提となっている。
【０００５】
このため、時々刻々と変動する昼光を屋内に取り入れて、照明にかかる電力を低減した日射利用システムの場合、例えば図１１に示すように１４：００〜１６：００までの期間Ｔａに比べて、１６：００〜１８：００までの期間Ｔｂでは屋外照度が急激に低下しているため、屋外が比較的明るい期間Ｔａでの執務者の要望に基づいて、屋外が比較的暗い期間Ｔｂに遮光装置による昼光の透過度を制御すると、遮蔽装置により外光が必要以上に遮蔽されて、屋内に昼光を十分取り入れることができず、省エネルギの効果が十分得られない可能性があった。すなわち日射利用システムの場合は、現在の屋外環境から将来の屋外環境が短時間でダイナミックに変動する可能性が高いため、上記特許文献１の制御方式では昼光の変動に適応できず、屋内の照度を快適な照度に維持することができない可能性があった。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、省エネルギと快適性を両立させた日射利用システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、建物の開口部を通って建物内部の制御対象エリアに入射する光線の透過度を調整可能な遮蔽部と、現在の時刻情報を取得する時刻取得部と、建物の位置情報を記憶する建物情報データベースと、建物情報データベースから読み込んだ建物情報および時刻取得部により取得された時刻情報に基づいて太陽位置を算出する太陽位置算出部と、太陽位置と目標透過度とを関係付けた制御ルールを記憶する制御ルール記憶部と、太陽位置算出部が求めた太陽位置をもとに制御ルール記憶部に記憶された制御ルールを参照して目標透過度を求め、遮蔽部の透過度が目標透過度に一致するよう遮蔽部を制御する透過度制御部と、制御対象エリアに存在する利用者から制御対象エリアの明るさ環境に対する要望情報を取得する要望取得部と、要望取得部が取得した要望情報に基づいて、制御ルール記憶部に記憶された制御ルールの太陽位置に対する目標透過度を修正し、修正後の制御ルールを制御ルール記憶部に登録する制御ルール修正部とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、屋外の照度を取得する屋外照度取得部を備え、制御ルール記憶部に、太陽位置と屋外照度とを目標透過度に関係付けた制御ルールを記憶させるとともに、透過度制御部が、太陽位置算出部の求めた太陽位置と屋外照度取得部により取得された屋外照度とをもとに、制御ルールを参照して目標透過度を求めることを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、制御ルール修正部は、制御ルール記憶部に記憶された制御ルールにおいて、屋外照度と目標透過度との相関関係が、屋外照度が明るくなるにつれて目標透過度が低下するという標準パターンから外れると、標準パターンに合うように制御ルールの目標透過度を修正することを特徴とする。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項２の発明において、制御ルール修正部は、太陽位置又は屋外照度のうち少なくとも何れか一方をパラメータとして用い、所定期間内に要望取得部が取得した要望情報のうち、所定範囲のパラメータにおける要望数の全要望数に対する割合が所定のしきい値を超えると、所定範囲のパラメータに対応する制御ルールを追加作成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明によれば、制御ルール記憶部には、太陽位置と目標透過度とを関係付けた制御ルールが記憶されており、透過度制御部では、太陽位置算出部が求めた太陽位置をもとに制御ルール記憶部に記憶された制御ルールを参照して目標透過度を求め、遮蔽部の透過度が目標透過度に一致するよう遮蔽部を制御しているので、太陽が移動することによって昼光量がダイナミックに変動する場合でも、太陽位置に合わせて透過度を変化させることによって、省エネルギを図ることができる。しかも、制御ルール修正部では、制御対象エリアに存在する利用者が申告した要望情報をもとに、制御ルールの目標透過度を修正し、修正後の制御ルールを制御ルール記憶部に登録させているので、制御対象エリア内の利用者が明るさ環境について感じた要望を制御ルールに反映させることができ、快適性を向上させることができる。
【００１２】
請求項２の発明によれば、太陽位置と屋外照度とを目標透過度に関係付けた制御ルールを用い、屋外の明るさに合わせて遮蔽部の透光度を制御しているので、天候などの影響で屋外照度が変化する場合でも、屋外照度に合わせて遮蔽部による透光度をよりきめ細かく制御することができる。
【００１３】
請求項３の発明によれば、制御ルール記憶部に記憶された制御ルールにおいて、屋外照度と目標透過度との相関関係が標準パターンから外れると、制御ルール修正部が、標準パターンに合うように制御ルールの目標透過度を修正しているので、制御対象エリア内の利用者に与える違和感を低減することができる。
【００１４】
請求項４の発明によれば、太陽位置或いは屋外照度の少なくとも何れか一方からなるパラメータについて、所定範囲で要望情報が集中している場合には、この所定範囲のパラメータに対応する制御ルールを追加作成しているので、制御対象エリア内に存在する利用者の多くが申告した要望に対し、制御ルールを追加作成することで、その要望に対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に本発明の実施の形態を図１〜図１０に基づいて説明する。図２（ａ）（ｂ）は本実施形態の日射利用システムによる制御対象エリアの説明図である。この日射利用システムの制御対象エリア５１は例えば事業所の執務室であり、制御対象エリア５１を囲む建物５０の壁５２には窓５３が開口し、窓５３には電動制御型のベネシャンブラインド（以下ブラインドという）２０が装着されている。遮蔽部たるブラインド２０は開き角度（開閉度）が可変のスラット２１を複数備えており、後述する制御装置１からの制御信号に応じて、ブラインド２０がスラット２１の開き角度（開閉度）を制御することにより、窓５３から制御対象エリア５１に入射する昼光の透過度（すなわち昼光の光量）を制御するようになっている。
【００１６】
また制御対象エリア５１内には、制御対象エリア５１内に存在する利用者の机６０が複数並べられている。それぞれの机６０は、特定の利用者によって使用されるようになっており、各机６０にはパーソナルコンピュータ（ＰＣ）からなる個人端末６１が配置されている。ここにおいて、各個人端末６１は、イーサネット（登録商標）のような通信ネットワーク６２を介して制御装置１との間で通信が行えるようになっており、制御装置１は通信ネットワーク６２を介して各個人端末６１から照明環境に関する要望を取得する。尚、本実施形態では制御対象エリア５１内で定常的に執務する利用者は１２人とする。
【００１７】
制御装置１は、図１に示すように時刻取得部２と、建物情報データベース（ＤＢ）３と、太陽位置算出部４と、要望取得部５と、目標透過度修正部６と、制御ルール記憶部７と、テーブル修正部８と、透過度制御部９とを主要な構成として備えている。ここにおいて、制御装置１は例えばコンピュータを用いて実現され、太陽位置算出部４、要望取得部５、目標透過度修正部６、テーブル修正部８は、コンピュータに組み込まれたプログラムを演算装置が実行することによって実現される。また目標透過度修正部６とテーブル修正部８とで制御ルール修正部が構成される。
【００１８】
時刻取得部２は現在の時刻情報を取得して、太陽位置算出部４に出力する。
【００１９】
建物情報ＤＢ３には、制御対象エリア５１を有する建物５０の位置情報や、制御対象エリア５１やその窓５３の向きなどの情報や、建物５０の周囲にある建築物の情報などが予め登録されている。
【００２０】
太陽位置算出部４は、時刻取得部２から入力された時刻情報と、建物情報ＤＢ３から読み込んだ位置情報をもとに太陽の位置情報を算出するとともに、制御対象エリア５１やその窓５３の向きと太陽の位置情報とから建物５０に対する仮想的な太陽高度（以下、見かけ高度という）を太陽位置として算出する。
【００２１】
制御ルール記憶部７には、太陽位置（見かけ高度）と、屋外照度と、ブラインド２０による目標透過度とを相互に関連付けた制御ルールが登録されている。表１は制御ルールの一例を示し、太陽の見かけ高度ｈ（deg）が−５≦ｈ＜５、５≦ｈ＜４５、４５≦ｈの各範囲について、昼光照度Ｌ（Lux）がＬ≦１００００、１００００≦Ｌ＜３５０００、３５０００≦Ｌの時の目標透過度（％）がそれぞれ規定されている。尚、各々の制御ルールには１番から９番までの識別番号（ルールＮｏ）が割り付けられている。
【００２２】
【表１】
【００２３】
透過度制御部９は、太陽位置算出部４が算出した太陽位置と、屋外照度取得部１１により取得された屋外照度とをもとに、制御ルール記憶部７に記憶された制御ルールを参照して目標透過度を求め、ブラインド２０による透過度が目標透過度に一致するようブラインド２０に制御信号を出力する。このとき、ブラインド２０では、透過度制御部９から入力された制御信号をもとにスラット２１の開き角度を制御することによって、透過度を目標透過度に制御している。なお屋外照度取得部１１は、建物５０の屋上の東西南北の各方位に対して設置された照度計を備え、所定の検出タイミングがくると、それぞれの照度計で各方位の照度データを所定の制御周期（例えば１分間）が経過するまで収集した後、この制御周期における照度データの最大値を検出データとして出力する。図３は制御周期Ｔ１における照度データの検出結果を示しており、制御周期Ｔ１内で照度データの最大値（最も明るい値）Ｌｍａｘを検出データとして出力している。これは、最も明るい時の照度データをもとにブラインド２０の透過度を決定することで、昼光による眩しさ感を利用者が感じることのないように配慮したためである。
【００２４】
要望取得部５は、各個人端末６１から利用者の日射利用に対する要望を取得し、各利用者の要望を集計した結果を目標透過度修正部６に出力する。
【００２５】
利用者がブラインドの開閉に関する要望を送信したい場合、各利用者が自分の個人端末６１を操作して、個人端末６１に組み込まれた要望送信用のソフトウェアを実行すると、個人端末６１のディスプレイ装置６３には図４に示す要望申告画面が表示される。この要望申告画面には、ブラインドの開閉に関する要望として「今すぐ閉めたい」「閉めたい」「開けたい」という３つの選択肢をそれぞれ選択するための選択ボタンＢ１〜Ｂ３と、選択結果を制御装置１側に送信させるための送信ボタンＢ４とが表示されており、個人端末６１の入力装置（キーボードやマウス）を利用者が操作して、所望の要望に対応する選択ボタンＢ１，Ｂ２，Ｂ３を選択した後、送信ボタンＢ４を選択すると、個人端末６１に割り当てられたＩＰアドレスと選択ボタンＢ１〜Ｂ３の選択結果とが通信ネットワーク６２を介して制御装置１に送信される。
【００２６】
制御装置１の要望取得部５には、各個人端末６１のＩＰアドレスに対応付けて各個人端末６１を使用する利用者の名前が予め登録されており、要望取得部５が、個人端末６１から送信されたデータ（ＩＰアドレスおよび要望の内容を含む）を受信すると、送信元の個人端末６１のＩＰアドレスから要望を発した利用者の名前を求め、要望データの送信日および要望の内容（開又は閉）と共に図示しないメモリに所定期間（例えば３日間）記憶させる。下記の表２は要望データのスタック状況の一例を示し、過去３日間に要望データが送信された制御ルールの識別番号（ルールＮｏ）と、要望データを送信した利用者の名前と、要望の内容とが記憶されている
【００２７】
【表２】
【００２８】
また要望取得部５では、メモリに登録された要望データの集計処理を行っており、各々の制御ルールについて開、閉それぞれの要望数を集計する。
【００２９】
ここで、個人端末６１から要望取得部５に「今すぐ閉めたい」という要望が入力された場合、要望取得部５では、緊急を要する要望であると判断して、利用者１人の意見だけで透過度制御部９に一時遮蔽指令を出力し、「閉」の要望が１票あったとカウントする。なお透過度制御部９は、要望取得部５からの一時遮蔽指令を受け取ると、所定時間（例えば３０分間）だけブラインド２０を強制的に遮蔽（透過度０％）させ、所定時間の経過後に通常制御に復帰する。また個人端末６１から要望取得部５に「閉めたい」という要望が入力された場合、要望取得部５では「閉」の要望が１票あったとカウントし、個人端末６１から要望取得部５に「開けたい」という要望が入力された場合、要望取得部５では「開」の要望が１票あったとカウントする。尚、上記の所定期間（例えば３日間）内に同じ利用者から同じ制御ルールに対して同じ要望が複数入力された場合、複数の要望が入力されたとはカウントせず、１票の要望があったとカウントする。表２の例では、ルールＮｏ１の制御ルールに対して利用者Ａから９月９日と９月１０日に同じ要望（閉）が入力されているが、これらの要望は１票としてカウントされる。
【００３０】
要望取得部５では、各個人端末６１から要望が入力される毎に、各々の制御ルールに対する要望を集計しており、集計結果を目標透過度修正部６に出力する。尚、要望取得部５が「開」又は「閉」の要望を集計した結果は表３に示す通りであり、ルールＮｏ１の制御ルールに対しては「閉」の要望が２票、ルールＮｏ２の制御ルールに対しては「閉」の要望が１票、ルールＮｏ３の制御ルールに対しては「開」の要望が２票となっている。
【００３１】
【表３】
【００３２】
目標透過度修正部６は、要望取得部５から要望の集計結果が入力されると、この集計結果に合意形成ロジックを適用し、制御ルールにおいて太陽位置に対する目標透過度を修正する必要があるか否かを判定し、修正が必要と判定された場合は、目標透過度を修正した制御ルールを制御ルール記憶部７に更新登録する。
【００３３】
図５は合意形成ロジックを説明するための説明図であり、「開」の要望率ＯＰをｘ軸、「閉」の要望率ＣＬをｙ軸とする二次元直交座標系に判定基準の領域Ａｎ（ｎ＝１，２，３）を設け、２種類の要望率ＯＰ，ＣＬをそれぞれｘ座標及びｙ座標とする点をプロットすることで条件に適合する領域Ａｎを決定する。なお、個人端末６１の総数をＮ（本実施形態では１０）、「開」の要望の申告数をｎｏ、「閉」の要望の申告数をｎｃとすると、「開」の要望率ＯＰ（％）はＯＰ＝ｎｏ／Ｎ×１００、「閉」の要望率ＣＬ（％）はＣＬ＝ｎｃ／Ｎ×１００と表される。
【００３４】
目標透過度修正部６による合意形成ロジックでは、大まかに説明すると、開の要望率ＯＰに対して閉の要望率ＣＬの比率が高い領域Ａ１では、透過度を下げる方向（つまりスラット２１を閉じる方向）に目標透過度を変更し、また閉の要望率ＣＬに対して開の要望率ＯＰの比率が高い領域Ａ３では、透過度を上げる方向（つまりスラット２１を開く方向）に目標透過度を変更し、２種類の要望率ＯＰ，ＣＬの比率が１に近い領域（つまり「開」の要望と「閉」の要望が略同数の領域）Ａ２では目標透過度を変更しないように判定を行う。すなわち、本実施形態では、図５に示すように「閉」の要望率ＯＰが１００％の点Ｐ１と「開」の要望率ＣＬが１００％の点Ｐ２とを結んだ直線イ、「開」の要望率ＯＰが３５％且つ「閉」の要望率ＣＬが６５％の点Ｐ３と原点Ｏとを結んだ直線ロ、「閉」の要望率ＣＬが１０％の直線ハ、並びにｙ軸で囲まれた領域を、目標透過度を下げる方向に変更する領域Ａ１としてある。また直線イ、「開」の要望率ＯＰが６５％且つ「閉」の要望率ＣＬが３５％の点Ｐ４と原点Ｏとを結んだ直線ニ、直線ロ、直線ハ、「開」の要望率ＯＰが１０％の直線ホ、並びにｘ軸及びｙ軸に囲まれた領域を、目標透過度を変更しない領域Ａ２としてある。さらに直線イ、直線ニ、直線ホ、並びにｘ軸で囲まれた領域を、目標透過度を下げる方向に変更する領域Ａ３としている。
【００３５】
而して、目標透過度修正部６では、要望取得部５から入力された「開」及び「閉」の要望の集計結果をもとに、個々の制御ルール毎に「開」及び「閉」の要望率ＯＰ，ＣＬを求めて、２種類の要望率ＯＰ，ＣＬをそれぞれｘ座標及びｙ座標とする点をプロットし、プロットした点が領域Ａ１に属すれば、当該制御ルールの目標透過度を所定の変更量ΔＴ（例えば２０％）だけ下げ、プロットした点が領域Ａ３に属すれば、当該制御ルールの目標透過度を所定の変更量ΔＴだけ上げ、プロットした点が領域Ａ２に属すれば、当該制御ルールの目標透過度を変更しないというように、各制御ルールにおける目標透過度を決定する。そして、目標透過度が変更された場合、目標透過度修正部６は修正後の制御ルールを制御ルール記憶部７に更新登録する。なお目標透過度修正部６が、要望の集計結果に基づいて制御ルールを更新した場合、要望取得部５に対してリセット命令を出力しており、要望取得部５では、目標透過度が修正された制御ルールに対する要望をゼロにリセットした後、集計処理を再開する。例えば表２の集計結果では、Ｎｏ１の制御ルールに対しては「閉」の要望率ＣＬが１７％、「開」の要望率ＯＰが０％の点は領域Ａ１内に存在するので、目標透過度修正部６はＮｏ１の制御ルールにおける目標透過度を１００％から所定の変更量ΔＴ（例えば２０％）だけ下げて、８０％に変更するとともに、Ｎｏ１の要望数を０にリセットする（表４参照）。またＮｏ２の制御ルールに対しては「閉」の要望率ＣＬが８％、「開」の要望率ＯＰが０％の点は領域Ａ２内に存在するので、目標透過度修正部６はＮｏ２の制御ルールにおける目標透過度を修正せず、Ｎｏ２の要望数もそのままの値とする。また更にＮｏ３の制御ルールに対しては「閉」の要望率ＣＬが０％、「開」の要望率ＯＰが１７％の点は領域Ａ３内に存在するので、目標透過度修正部６はＮｏ３の制御ルールにおける目標透過度を０％から所定の変更量ΔＴ（例えば２０％）だけ上げて、２０％に変更するとともに、Ｎｏ３の要望数を０にリセットする。
【００３６】
【表４】
【００３７】
このように、目標透過度修正部６は、要望取得部５から入力された要望の集計結果をもとに、制御ルールにおける目標透過度の修正が必要か否かを判定し、修正が必要な場合は、制御ルールにおける目標透過度を変更した後、修正済みの制御ルールを制御ルール記憶部７に更新登録するのであるが、テーブル修正部８では、屋外照度と目標透過度との相関関係が、屋外照度が明るくなるにつれて目標透過度が低下するという標準パターンから外れた制御ルールが存在すると、上記の標準パターンに合うように制御ルールの目標透過度を修正する。また晴天の場合には制御対象エリア５１内に直射光が入射しないように配慮する必要があるが、太陽の見かけ高度が低いほど目標透過度を低下させるという標準パターンから外れた制御ルールが存在すると、テーブル修正部８では上記の標準パターンに合うように制御ルールの目標透過度を修正する。すなわちテーブル修正部８では、制御ルール記憶部７に記憶された制御ルールにおいて物理的に矛盾したり、快適性に反するような制御ルールが構築された場合、その制御ルールを修正する。
【００３８】
例えば本システムが稼働して間もない時期では、制御ルール記憶部７に登録された複数の制御ルールについて、出現頻度にばらつきが存在する。ここで、６月には屋外照度が３５ｋＬｕｘ未満となる時間が３５０時間程度であるのに対して、屋外照度が３５ｋＬｕｘ以上となる時間は５０時間であるので、屋外照度が３５ｋＬＵＸ以上の場合に適用される制御ルールについては十分な申告データを収集することができず少数の意見や要望によって合意形成ロジックの結果が左右される可能性がある。そのため合意形成ロジックで決定された制御ルールが少数の意見や要望で左右されてしまい、上記の標準パターンから外れ、物理的にも矛盾する場合が考えられる。すなわち制御ルールの出現頻度のばらつきや、偶発的な要望の申告によって、「屋外照度が明るいほど目標透過度を低下させる」という標準パターンから外れ、図６（ａ）に示すように、屋外照度Ｌ（Ｌｕｘ）が１００００≦Ｌ＜３５０００の範囲では目標透過度が３０％であるのに対して、屋外照度Ｌ（Ｌｕｘ）が３５０００≦Ｌの範囲では目標透過度が６０％と大きくなってしまう場合も起こりえる。ここで、テーブル修正部８では、眩しさ感を抑えるためには屋外照度Ｌが明るいほど目標透過度を低くするべきと判断し、図６（ｂ）に示すように屋外照度Ｌ（Ｌｕｘ）が３５０００≦Ｌの範囲で目標透過度を６０％から３０％に低下させており、屋外照度Ｌが１００００≦Ｌの範囲では目標透過度を３０％に維持することで、標準パターンから外れた制御ルールを修正することができる。
【００３９】
また図７（ａ）に示すように、太陽の見かけ高度が１０度付近では目標透過度が１００％、見かけ高度が３０度付近では目標透過度が４０％、見かけ高度が６０度付近では目標透過度が６０％となるように制御ルールが設定されている場合、見かけ高度が１０度付近では、太陽高度が低いにも関わらず目標透過度が１００％となっているため、屋内に直射光が入射する可能性がある。そこで、テーブル修正部８では、見かけ高度が１０度付近での目標透過度を低下させ且つ見かけ高度に対する目標透過度の変化傾向が連続的となるように（つまり目標透過度の変化曲線イに沿うように）、見かけ高度が１０度付近での目標透過度を１０％に変更しているので（図７（ｂ）参照）、直射光の入射を防ぐとともに、スラット２１の動作の連続性を保ちつつ、その透過度を段階的に変化させることができる。
【００４０】
上述のように本システムでは、所定期間に申告された要望の集計結果をもとに制御ルールの目標透過度を修正しているのであるが、建物５０の立地やその周辺の建築物など固有の条件によって、特定の太陽高度で室内に昼光が入射してくる場合があり、例えば図９に示すように太陽の見かけ高度が３０度付近になると、路面５５で反射した光が窓５３から室内に入射するという問題があるので、比較的長い期間（例えば１ヶ月〜２ヶ月）で制御ルール自体を見直す必要がある。そこで、本システムでは、要望取得部５が、比較的長い期間（例えば１ヶ月〜２ヶ月）内で「開」又は「閉」の要望数を集計し、要望を取得した時の太陽の見かけ高度及び屋外照度をもとに、太陽の見かけ高度を１０度刻み、屋外照度を１０ｋＬｕｘ刻みとして、要望データの空間分布を構築して、多くの要望が集中している領域を求めている。図８は要望取得部５によって求められた要望データの空間分布を示しており、太陽の見かけ高度が３０度〜４０度で、且つ、屋外照度が２０ｋＬｕｘ〜４０ｋＬｕｘの領域（図８中のハッチングを施した領域）では要望データの数が、他の領域に比べて局所的に多くなっている。
【００４１】
テーブル修正部８では、要望取得部５によって求められた要望データの空間分布をもとに、制御ルールの追加が必要か否かを判定しており、所定範囲の見かけ高度或いは所定範囲の屋外照度における要望数の、全領域の要望数に対する割合が所定のしきい値よりも高い場合、所定範囲の見かけ高度或いは所定範囲の屋外照度においては、建物固有の原因などでブラインド２０の透過度が、利用者の要望を満たしていないと判断する。そして、テーブル修正部８では、要望数が局所的に増加している見かけ高度の角度範囲或いは屋外照度の照度範囲に対応した制御ルールを追加しており、利用者の要望に応じて快適性を高めた制御ルールを実現することができる。例えば図８に示す空間分布の結果から、テーブル修正部５は太陽の見かけ高度が３０度〜４０度で、且つ、屋外照度が２０ｋＬｕｘ〜４０ｋＬｕｘの領域において要望数が局所的に増加していると判断し、修正前は見かけ高度ｈ（deg）を−５≦ｈ＜５、５≦ｈ＜４５、４５≦ｈの３段階に区切って制御ルールを作成していたものを、表５に示すように５≦ｈ＜４５の角度範囲を、５≦ｈ＜３０の範囲と、３０≦ｈ＜４５の範囲とに細分化した制御ルールを作成することで、見かけ高度が３０度〜４０度の範囲で利用者から申告された要望を満足できるような制御を行うことができる。
【００４２】
以上をまとめると本システムの制御フローは図１０に示す通りであり、この制御フローにしたがって本システムの動作説明を行う。
【００４３】
制御装置１が動作を開始すると、所定の制御周期が経過する毎に、太陽位置算出部４が、時刻取得部２から現在の時刻情報を取得し（図１０のＳ１）、建物情報ＤＢ３から取り込んだ建物情報と時刻情報とを用いて太陽の位置情報（見かけ高度）を算出した後、算出結果を透過度制御部９に出力する（Ｓ２）。一方、透過度制御部９では、屋外照度取得部１１から屋外照度の測定データを取得し、屋外照度の測定データと太陽の見かけ高度とをもとに、制御ルール記憶部７に記憶された制御ルールを参照して目標透過度を求めており（Ｓ４）、スラット２１の開き角度を決定して、ブラインド２０の開閉角度を制御する（Ｓ５）。制御装置１では、所定の制御周期が経過する毎にステップＳ１〜Ｓ５の処理を繰り返し実行することで、太陽の見かけ高度及び屋外照度に応じてスラット２１の開き角度を調整し、窓５３から屋内の制御対象エリア５１に昼光を導入し、照明にかかる電力を低減している。
【００４４】
また制御装置１では、個人端末６１から要望データが入力されると、以下に示す要望処理フローを実行する。要望処理フローでは、要望取得部５が何れかの個人端末６１から要望を取得すると、要望の内容が「今すぐ閉めたい」というものか否かを判断する（Ｓ６）。ここで、要望の内容が「今すぐ閉めたい」であれば、要望取得部５は透過度制御部９に一時遮蔽指令を出力した後（Ｓ７）、「閉」の要望が１票あったものとして、要望の内容を要望データＤＢに登録し、要望データの集計処理を行う（Ｓ８）。また要望の内容が「今すぐ閉めたい」ではなく、「開けたい」或いは「閉めたい」であれば、要望取得部５は、「開」又は「閉」の要望が１票あったものとして、要望の内容を要望データＤＢに登録し、要望データの集計処理を行う（Ｓ８）。尚、透過度制御部９に一時遮蔽指令が入力された場合、透過度制御部９は、所定時間（例えば３０分間）だけブラインド２０を強制的に遮蔽（透過度０％）させ、所定時間の経過後に通常制御に復帰する。
【００４５】
要望取得部５によるＳ８の集計処理が終了すると、目標透過度修正部６が要望データの集計結果をもとに合意形成ロジックを適用し、「開」又は「閉」の要望が申告された制御ルールにおいて太陽位置に対する目標透過度を修正する必要があるか否かを判定し（Ｓ９）、修正が必要と判定された場合は、制御ルールにおいて目標透過度を修正した後、修正後の制御ルールを制御ルール記憶部７に更新登録し（Ｓ１０）、修正が不要と判定された場合は要望処理フローを終了する。
【００４６】
以上説明したように本システムでは、制御ルール記憶部７に、太陽位置（太陽の見かけ高度）と屋外照度とを目標透過度に関係付けた制御ルールを記憶させており、透過度制御部９では、太陽位置算出部４が求めた太陽位置と屋外照度取得部１１が取得した屋外照度をもとに、制御ルール記憶部７に記憶された制御ルールを参照して目標透過度を求め、ブラインド２０の透過度が目標透過度に一致するようブラインド２０を制御しているので、太陽が移動することによって昼光量がダイナミックに変動する場合でも、太陽位置に合わせて透過度を変化させることで、省エネルギを図ることができる。しかも、制御ルール修正部としての目標透過度修正部６は、制御対象エリア５１に存在する利用者が申告した要望情報をもとに、制御ルールの目標透過度を修正し、修正後の制御ルールを制御ルール記憶部７に登録させているので、制御対象エリア内の利用者が明るさ環境について感じた要望を制御ルールに反映させることができ、快適性を向上させることができる。また本システムでは、太陽位置と屋外照度とを目標透過度に関係付けた制御ルールを用い、屋外の明るさに合わせてブラインド２０の透光度を制御しているので、天候などの影響で屋外照度が変化する場合でも、屋外照度に合わせてブラインド２０による透光度をよりきめ細かく制御することが可能であるが、太陽位置を目標透過度に関係付けた制御ルールを用い、現在時刻から求めた太陽位置をもとに目標透過度を決定してもよい。
【００４７】
また本システムでは、制御ルール記憶部７に記憶された制御ルールにおいて、屋外照度と目標透過度との相関関係が標準パターンから外れると、制御ルール修正部たるテーブル修正部８が、標準パターンに合うように制御ルールの目標透過度を修正しているので、制御対象エリア５１内の利用者に与える違和感を低減できる。
【００４８】
さらに制御ルール修正部としてのテーブル修正部８では、所定期間内に要望取得部５が取得した要望情報のうち、所定範囲の太陽位置で要望情報が集中している場合には、この所定範囲の太陽位置に対応する制御ルールを追加作成しているので、制御対象エリア５１内に存在する利用者の多くが申告した要望に対し、制御ルールを追加作成することで、その要望に対応することができる。尚、テーブル修正部８では、太陽位置又は屋外照度のうち少なくとも何れか一方をパラメータとして用い、所定期間内に要望取得部５が取得した要望情報のうち、所定範囲のパラメータにおける要望数の全要望数に対する割合が所定のしきい値を超えると、所定範囲のパラメータに対応する制御ルールを追加作成してもよく、要望が集中している範囲のパラメータについて制御ルールを追加することで、よりきめ細かい制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本実施形態の日射利用システムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】同上を適用する制御対象エリアを示し、（ａ）は制御対象エリアの平面図、（ｂ）は制御対象エリアの側断面図である。
【図３】同上の屋外照度取得部によって取得される照度データの説明図である。
【図４】同上の個人端末に表示される画面の例図である。
【図５】同上の合意形成ロジックを説明するための説明図である。
【図６】（ａ）（ｂ）は同上の制御ルールの修正方法を説明する説明図である。
【図７】（ａ）（ｂ）は同上の制御ルールの修正方法を説明する説明図である。
【図８】同上の要望データの空間分布を示す説明図である。
【図９】同上を適用する制御対象エリアに入射する昼光の説明図である。
【図１０】同上の動作を説明するフローチャートである。
【図１１】従来の日射利用システムによる制御方式の説明図である。
【符号の説明】
【００５０】
１ 制御装置
２ 時刻取得部
３ 建物情報ＤＢ
４ 太陽位置算出部
５ 要望取得部
６ 目標透過度修正部（制御ルール修正部）
７ 制御ルール記憶部
８ テーブル制御部（制御ルール修正部）
９ 透過度制御部
１１ 屋外照度取得部
２０ ブラインド（遮蔽部）
５０ 建物
５１ 制御対象エリア
５３ 窓（開口部）
６１ 個人端末
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物の開口部を通って建物内部の制御対象エリアに入射する光線の透過度を調整可能な遮蔽部と、現在の時刻情報を取得する時刻取得部と、建物の位置情報を記憶する建物情報データベースと、建物情報データベースから読み込んだ建物情報および時刻取得部により取得された時刻情報に基づいて太陽位置を算出する太陽位置算出部と、太陽位置と目標透過度とを関係付けた制御ルールを記憶する制御ルール記憶部と、太陽位置算出部が求めた太陽位置をもとに制御ルール記憶部に記憶された制御ルールを参照して目標透過度を求め、遮蔽部の透過度が目標透過度に一致するよう前記遮蔽部を制御する透過度制御部と、前記制御対象エリアに存在する利用者から前記制御対象エリアの明るさ環境に対する要望情報を取得する要望取得部と、要望取得部が取得した要望情報に基づいて、制御ルール記憶部に記憶された制御ルールの太陽位置に対する目標透過度を修正し、修正後の制御ルールを制御ルール記憶部に登録する制御ルール修正部とを備えたことを特徴とする日射利用システム。
【請求項２】
屋外の照度を取得する屋外照度取得部を備え、前記制御ルール記憶部に、太陽位置と屋外照度とを目標透過度に関係付けた制御ルールを記憶させるとともに、前記透過度制御部が、前記太陽位置算出部の求めた太陽位置と屋外照度取得部により取得された屋外照度とをもとに、前記制御ルールを参照して目標透過度を求めることを特徴とする請求項１記載の日射利用システム。
【請求項３】
前記制御ルール修正部は、前記制御ルール記憶部に記憶された制御ルールにおいて、屋外照度と目標透過度との相関関係が、屋外照度が明るくなるにつれて目標透過度が低下するという標準パターンから外れると、前記標準パターンに合うように制御ルールの目標透過度を修正することを特徴とする請求項２記載の日射利用システム。
【請求項４】
前記制御ルール修正部は、太陽位置又は屋外照度のうち少なくとも何れか一方をパラメータとして用い、所定期間内に前記要望取得部が取得した要望情報のうち、所定範囲の前記パラメータにおける要望数の全要望数に対する割合が所定のしきい値を超えると、前記所定範囲のパラメータに対応する制御ルールを追加作成することを特徴とする請求項２記載の日射利用システム。
【請求項１】
建物の開口部を通って建物内部の制御対象エリアに入射する光線の透過度を調整可能な遮蔽部と、現在の時刻情報を取得する時刻取得部と、建物の位置情報を記憶する建物情報データベースと、建物情報データベースから読み込んだ建物情報および時刻取得部により取得された時刻情報に基づいて太陽位置を算出する太陽位置算出部と、太陽位置と目標透過度とを関係付けた制御ルールを記憶する制御ルール記憶部と、太陽位置算出部が求めた太陽位置をもとに制御ルール記憶部に記憶された制御ルールを参照して目標透過度を求め、遮蔽部の透過度が目標透過度に一致するよう前記遮蔽部を制御する透過度制御部と、前記制御対象エリアに存在する利用者から前記制御対象エリアの明るさ環境に対する要望情報を取得する要望取得部と、要望取得部が取得した要望情報に基づいて、制御ルール記憶部に記憶された制御ルールの太陽位置に対する目標透過度を修正し、修正後の制御ルールを制御ルール記憶部に登録する制御ルール修正部とを備えたことを特徴とする日射利用システム。
【請求項２】
屋外の照度を取得する屋外照度取得部を備え、前記制御ルール記憶部に、太陽位置と屋外照度とを目標透過度に関係付けた制御ルールを記憶させるとともに、前記透過度制御部が、前記太陽位置算出部の求めた太陽位置と屋外照度取得部により取得された屋外照度とをもとに、前記制御ルールを参照して目標透過度を求めることを特徴とする請求項１記載の日射利用システム。
【請求項３】
前記制御ルール修正部は、前記制御ルール記憶部に記憶された制御ルールにおいて、屋外照度と目標透過度との相関関係が、屋外照度が明るくなるにつれて目標透過度が低下するという標準パターンから外れると、前記標準パターンに合うように制御ルールの目標透過度を修正することを特徴とする請求項２記載の日射利用システム。
【請求項４】
前記制御ルール修正部は、太陽位置又は屋外照度のうち少なくとも何れか一方をパラメータとして用い、所定期間内に前記要望取得部が取得した要望情報のうち、所定範囲の前記パラメータにおける要望数の全要望数に対する割合が所定のしきい値を超えると、前記所定範囲のパラメータに対応する制御ルールを追加作成することを特徴とする請求項２記載の日射利用システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−１０８６５１（Ｐ２０１０−１０８６５１Ａ）
【公開日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２７７４０４（Ｐ２００８−２７７４０４）
【出願日】平成２０年１０月２８日（２００８．１０．２８）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月２８日（２００８．１０．２８）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
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