CN107592918B - 具有电致变色玻璃的节能集成照明、采光和暖通空调 - Google Patents

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Abstract

用于在楼宇管理系统中进行集成房间管理的方法以及相应的系统和计算机可读介质。方法包括：确定(702)楼宇中的房间(400)的太阳能热增益系数(SHGC)，并基于SHGC和多个电致变色玻璃(ECG)(408)色调水平确定(704)在多个时间间隔处的预测开环室温(400)。该方法包括确定(706)房间(400)的照明热量和照明能量，并确定(708)房间(400)的气候能量。该方法包括基于气候能量、照明能量和预测的开环室温来确定(710)作为ECG(408)色调水平的函数的在每个时间间隔处的总室内能量。该方法包括确定(712)使在每个时间间隔处的总室内能量最小化的最佳ECG(408)色调水平，并且根据所述最佳ECG(408)色调水平来控制(714)ECG色调水平。

Description

具有电致变色玻璃的节能集成照明、采光和暖通空调
其他申请的交叉引用
本申请要求在2015年5月11日提交的美国临时专利申请62/159,745的申请日的权益，该临时专利申请通过引用并入本文。该申请还与2015年5月11日提交的美国专利申请14/709,271的“Energy-Efficient Integrated Lighting，Daylighting，and HVAC withControlled Window Blinds(具有受控窗帘的节能集成照明、采光和HVAC)”共享一些主题，该专利申请通过引用并入本文。
技术领域
本公开大体涉及楼宇控制系统，并且尤其涉及自动化的照明、供暖、制冷和电致变色玻璃系统的控制。
背景技术
楼宇自动化系统包括有助于监测和控制楼宇运行的各个方面的各种各样的系统。楼宇自动化系统包括安全系统、消防安全系统、照明系统和暖通空调系统。楼宇自动化系统的要素广泛分散在整个设施中。例如，HVAC系统可包括位于设施的几乎每个区域的温度传感器和通风口盖控制装置以及其他元件。这些楼宇自动化系统通常具有一个或多个集中式控制站，从该控制站可监测系统数据，并且可控制和/或监测系统运行的各个方面。
为允许监测和控制分散的控制系统元件，楼宇自动化系统往往采用多级通信网络以便在运行中的元件，诸如传感器和致动器以及集中式控制站之间传送运行和/或告警信息。楼宇自动化系统的一个示例为站点控制控制器，其可从伊利诺伊州布法罗格罗夫的西门子工业公司建筑技术部门商购获得(“西门子”)。在该系统中，经由以太网、MSTP或其他类型的网络连接的多个控制站可分布在一个或多个楼宇位置，每个控制站均具有监测和控制系统运行的能力。
发明内容
本公开描述了用于在楼宇管理系统中进行集成房间管理的方法以及相应的系统和计算机可读介质。根据一个具体实施方式，方法包括：基于房间的地理位置和外部窗户的朝向来确定在多个时间间隔处楼宇中的房间的太阳能热增益系数(SHGC)。该方法包括基于SHGC和多个窗玻璃色调水平，确定在多个时间间隔处所述房间的预测开环室温(“开环”意味着终端制冷或供暖设备关闭)。该方法包括基于所测量的每个窗玻璃色调水平的太阳的外部照明水平、所测量的所消耗的人工照明能量以及所测量的为了使房间达到预定照明水平而产生的人工照明热量来确定在每个窗玻璃色调水平和在每个时间间隔处房间中的照明和调节房间所需的终端供暖或制冷设备的热能。该方法包括基于所预测的开环室温响应和所计算的终端加热或制冷设备的热能以及在每个时间间隔处的照明热量来确定在每个时间间隔处将房间保持在预定温度所需的室内气候能量。该方法包括将所计算的终端加热或制冷设备的热能添加到电照明热能中，以基于调节和照明房间所需的室内气候能量和照明能量来确定作为窗玻璃色调水平的函数的在每个时间间隔处的总室内能量。该方法包括从总室内能量确定在每个时间间隔处的最佳玻璃色调水平，其中，最佳玻璃色调水平使每个时间间隔处的总室内能量最小化。该方法包括根据最佳玻璃色调水平控制在每个时间间隔处的房间中的玻璃色调水平，除非存在取代(override)状态。响应于检测到房间中的直接太阳辐射，系统可以进入取代状态。响应于电致变色玻璃(ECG)色调水平的手动用户控制，系统可以进入取代状态，并此后根据手动设定的色调水平来控制玻璃色调水平。
另一种方法包括确定在多个时间间隔处的楼宇中的房间的太阳能热增益系数(SHGC)。该方法包括基于SHGC和多个电致变色玻璃(ECG)色调水平，确定在多个时间间隔处的房间的预测开环室温。该方法包括基于所测量的每个ECG色调水平的太阳光照水平，人工照明能耗和产生以使房间到预定照明水平的人工照明热量，确定在每个ECG色调水平和每个时间间隔处的房间的照明热量和照明能量。该方法包括基于预测的开环室温和在每个时间间隔处的照明热量来确定在每个时间间隔处将房间维持在预定温度所需的气候能量。该方法包括基于气候能量、照明能量和预测的室温来确定作为ECG色调水平的函数的在每个时间间隔处的总室内能量。该方法包括从总室内能量确定在每个时间间隔处的最佳ECG色调水平，其中，最佳ECG色调水平使每个时间间隔处的总室内能量最小化。该方法包括根据最佳ECG色调水平控制在每个时间间隔处的房间中的ECG色调水平，除非存在取代状态。
前面已经相当广泛地概述了本公开的特征和技术优点，使得本领域技术人员可更好地理解下面的详细描述。下面将描述形成权利要求的主题的本公开的附加特征和优点。本领域技术人员应理解，他们可以容易地使用作为修改或设计用于实现本公开的相同目的的其他结构的基础所公开的概念和具体实施例。本领域的技术人员也应认识到，这种等同的结构不以其最广泛的形式偏离本公开的精神和范围。
在进行下面的详细描述之前，阐述整个本专利文献中使用的某些术语或短语的定义可能是有利的：术语“包括”和“包含”及其派生词是指包括但不限于；术语“或”是包容性的，意指和/或；短语“关联”和“与之相关联”及其派生词可指的是包括、包括在内、与之互连、含有、包含在内、连接至或与之连接、耦接至或与之耦接、能与之通信、与之配合、交错、并置、接近、粘结至或与之粘结、具有、具有特性等；以及术语“控制器”是指控制至少一个操作的任何装置、系统或其一部分，无论此装置以硬件、固件、软件或其中至少两个的一些组合来实现。应注意，与任何特定控制器相关联的功能可为集中式或分布式的，无论是本地的还是远程的。在本专利文献中提供了某些词语和短语的定义，并且本领域普通技术人员应理解，此类定义在许多(如果不是大多数)实例中适用于此类定义的词语和短语的先前以及未来的使用。虽然一些术语可包括各种各样的实施方式，但是所附权利要求可将这些术语明确限制在具体实施方式。
附图说明
为了更全面理解本公开文本及其优点，现在参考结合附图进行的以下描述，其中，相同的附图标记表示相同的对象，并且其中：
图1示出了可根据本公开文本改进加热、通风和空调(HVAC)系统的能量效率的楼宇自动化系统的框图；
图2示出了根据本公开文本的图1的现场面板之一的细节；
图3示出了根据本公开文本的图1的现场控制器之一的细节；
图4示出了可以使用所公开的技术来管理的房间的框图；
图5示出了可以根据所公开的实施方式进行分析的系统模型的示例；
图6示出了对应于图5所示系统的室内空气和具有室内热质量的外壁的集总热容量和热阻的等效热网络；以及
图7示出了根据所公开的实施方式的过程的流程图。
具体实施方式
下面讨论的图1至图7以及用于描述本专利文献中的本公开文本的原理的各种实施方式仅作为说明，且不应以任何方式解释为限制本公开文本的范围。本领域技术人员应理解，本公开文本的原理可在任何适当布置的装置中实现。本申请的众多创新性教导会参考示例性的非限制性实施例来描述。
所公开的实施方式包括用于优化具有带有ECG窗户的立面的周边楼宇区域的房间控制的系统和方法。“优化”控制是指能够最大限度地减少能量并维持房间居住者可接受的照明和热舒适条件。居住者在建筑环境中的舒适度包括热舒适性(温度和相对湿度在正确的范围内)和良好的照明条件(其包括不存在或最小化眩光)。通过控制ECG色调水平来调节采光，即日光照明控制。可以在一些实施方案中使用的ECG的一个非限制性实例为由SAGEElectrochromics公司制造的SageGlass电致变色玻璃。
所公开的实施方式可以与许多不同的楼宇类型一起使用，并且对于在办公楼中使用是特别有利的，因为办公楼通常需要在工作面表面上提供给定的照明水平(例如，以英尺烛光或勒克斯为单位)以为其工作人员提供充足的照明。
下面描述了本文可使用的具体术语。烛光(cd)为给定方向上光源强度的度量。clo为用于表示衣服和服装总体所提供的隔热材料的单位，其中，1clo＝0.155m2-℃/W(0.88ft2-h-°F/Btu)。能量(热)通量是指每单位面积的能量流量(BTU/hr-ft2)。开窗为建筑术语，其指的是楼宇中窗户、天窗和门系统的布置、比例和设计。开窗可以用作与户外的物理和/或视觉连接，也可以作为接受用于日光照射以及用于对空间的热增益的太阳辐射的途径。
英尺烛光(fc)表示表面上的光着陆密度，通常以每平方英尺的流明来测量。眩光是指视野范围内大到眼睛难以适应的照度。室内太阳能衰减系数(IAC)表示进入房间的热流分数，一些能量通过遮光被排除在外。根据阴影的类型，它可能会有角度变化，并且随阴影类型和几何形状变化。照度为对入射在表面上的光的度量，其通常以每平方英尺的流明测量。当从特定方向观察时，照度测量表面的亮度，亮度通常以每平方米烛光表示。流明(lm)是指从光源发出的光的总量。Lux是指相当于英尺烛光(英制单位)的光密度的国际单位制(SI)单位，其中，1lux＝1流明/平方米。
在建筑设计中使用采光日益被认识到不仅是减少楼宇中电照明能消，而且是提高楼宇内的人(工作人员)的室内环境质量(IEQ)的主要途径。在为最大光照进行设计时，设计人员必须评估和平衡许多环境因素，诸如热量增益和损耗、眩光控制、视觉质量和日光可获得性的变化。采光可以通过多种方式增强IEQ：通过向室外提供自然景观、为工作台面提供自然光照、以及减少电照明的眩光。研究表明，当IEQ增强时，工作人员生产率提高、学生考试成绩提高并且缺勤率下降。
已经证明，具有充足自然日光和与户外的视觉连接的办公室可以提高占用者的生产力和舒适度，从而提高员工保留率并减少旷工。成功的采光设计可以通过天窗和窗户立面利用来自天空的漫射光，并使用采光作为楼宇内的主要照明源。当采光控制与电照明系统集成时，成功的采光设计不仅提供电照明节能，而且提供了高质量的视觉环境，同时提高了工作人员的生产率并减少了旷工。
采光减少了建筑内部电照明的需要，如果将其集成到整体照明方法中，则可能导致电照明需求的显着降低。精心设计的日光建筑估计将照明能源消耗降低50％至80％。根据美国能源部，由HAVC系统消耗的美国办公楼用能源占所需总能源的51％和所需照明能源的25％。因此，降低办公楼能源消耗的主要目标是最大限度地降低HAVC和照明能源。
电致变色玻璃(ECG)为当透过玻璃的厚度施加电压时，其透光性改变的玻璃或窗用玻璃。一般来说，玻璃的不透明度从半透明变为透明，从阻挡光线的一些(或全部)波长变为使光穿过。ECG可用于通过窗玻璃的光透射来控制日光进入周边空间。一般来说，最大限度地采光使电照明的需求最小化，同时最大限度地采光将减少冬季(采暖季)的供暖负荷，通过窗户的太阳能热增益也将增加夏季(制冷季)的制冷负荷。另外，在办公环境中，直接采光到空间也可能引起眩光，并且必须将眩光最小化连同热舒适度作为向员工提供舒适环境的首要任务。因此，一个目的是为动态遮光系统提供最大的采光同时使眩光最小化，然后一旦眩光已经最小化(诸如在阴天，或当太阳不直接照射到窗户表面时)，以最大限度提高采光直至由添加的太阳能热增益造成的制冷负荷变得过量的点为止。
动态遮光系统的总体控制目标可以总结为平衡阻挡阳光直射的需求，从而减少在制冷季期间的眩光和太阳能热增益，允许在采暖季期间的最大可能的采光量(和太阳能热增益)的需求，通过在晴天将日光漫射到空间中而不引起眩光以控制阳光直射的需求，在阴天透射所有可用日光的需求，以及消除眩光并营造愉悦的照明环境的总体需求。
目前的楼宇管理系统不能将照明和采光控制与HVAC控制集成在一起，以便最大限度地减少总能量消耗同时维持占用者的舒适度。周边区域通过窗户的太阳辐射的流入而获得热量和光，这些热量和光必须通过供应到该空间的制冷(或更少的供暖)能量来去除。根据HVAC送风分配系统和终端供暖/制冷设备的类型，可以通过各种方法来供应制冷和供暖空间。
一般来说，在制冷季期间最大限度地利用周边区域的采光会使对电照明的需求最小化，但是会增加该区域中的制冷负荷以维持所需的空间温度条件，并且可能引起眩光。类似地，在采暖季节期间最大限度地提高周边地区的采光将使对电照明的需求最小化并减少供暖负荷，但是由于太阳在冬季拱形横跨天空而在相对低的位置，可能导致占用者因阳光直射深入空间而感到不适。
周边区域通过窗户的太阳辐射的流入而获得热量和光，这些热量和光必须通过供应到该空间的制冷(或更少的供暖)去除。根据HVAC送风分配系统和终端供暖/制冷设备的类型，可以通过各种方法提供制冷和加热空间。
一般来说，在制冷季期间最大限度地利用周边区域的采光会使对电照明的需求最小化，但是可能增加该区域中的制冷负荷以维持所需的空间温度条件，并且可能引起眩光。类似地，在采暖季期间最大限度地提高周边地区的采光会使对电照明的需求最小化并减少供暖负荷，但是由于太阳在冬季拱形横跨天空而在相对低的位置，可能导致占用者因阳光直射深入空间而感到不适。因此，在系统模型的开发中应进行能量和舒适度的权衡。
当ECG透射或透过所有或基本上所有的外部照明时，需要最少的电照明能量，但是可能需要来自辐射制冷板的最大制冷以满足所需的空间温度条件。同样，当ECG阻挡所有或基本上所有的外部照明时，需要最小的辐射制冷以满足空间温度条件，但是可能需要最大的电照明以弥补由ECG的高色调水平引起的采光损失。一般来说，存在使总能耗最小化的最佳ECG玻璃色调水平。
然而，优化ECG色调水平以使区域的能耗最小化的一般问题可能是复杂的。可用的采光量是高度可变的，并且不仅取决于外部的阳光条件、通过的云、一天中的时间和一年中的季节，而且还取决于ECG本身的设计。此外，可能导致最小总能耗的“最佳”ECG色调水平也可能在空间内产生眩光条件，并且不应被选择为空间占用者的最佳色调水平。因此，所公开的实施方式包括先进的分析方法，其可以确定使能耗最小化的总体ECG色调水平，同时具有使眩光最小化的约束条件。
图1示出了可以实现所公开的实施例的楼宇自动化系统100的框图。楼宇自动化系统100为被配置成控制楼宇内的多个环境参数中的至少一者，诸如温度、湿度、照明等的环境控制系统。例如，对于特定实施方式，楼宇自动化系统100可包括站点控制控制器楼宇自动化系统，其允许设定和/或改变系统的各种控制。虽然下面提供了对楼宇自动化系统100的简要描述，但是应理解，本文所述的楼宇自动化系统100仅仅为楼宇自动化系统的特定形式或配置的一个示例，并且系统100可以在不脱离本公开的范围的情况下以任何其他合适的方式实现。
对于所示实施方式，楼宇自动化系统100包括站点控制器102、报告服务器104、多个客户端站106a-c、多个现场面板108a-b、多个现场控制器110a-e和多个现场装置112a-d。尽管用三个客户端站106、两个现场面板108、五个现场控制器110和四个现场装置112示出，但是应理解，系统100可基于特定楼宇的特定配置包括任何适合数量的这些部件106、108、110和112中的任一者。
可包括计算机或通用处理器的站点控制器102被配置成提供楼宇自动化系统100的总体控制和监测。站点控制器102可作为能够与系统100的各种元件交换数据的数据服务器来运行。因此，站点控制器102可允许可在站点控制器102或其他监控计算机(图1中未示出)上执行的各种应用访问系统数据。
例如，站点控制器102可能能够通过管理级网络(MLN)120与其他监控计算机、因特网网关或至其他外部装置以及附加网络管理器(其继而可经由附加的低级数据网络连接到更多的子系统)的其他网关进行通信。站点控制器102可使用MLN 120与MLN 120上的其他元件，诸如报告服务器104和一个或多个客户端站106交换系统数据。报告服务器104可被配置成生成关于系统100的各个方面的报告。每个客户站106可被配置成与系统100进行通信，从而以任何合适的方式从系统100接收信息和/或向系统100提供修改。MLN 120可包括以太网或类似的有线网络，并且可采用支持高速数据通信的TCP/IP、BACnet和/或其他协议。
站点控制器102还可被配置成接受来自用户的修改和/或其他输入。这可经由站点控制器102的用户界面或可被配置成通过任何合适的网络或连接与站点控制器102通信的任何其他用户界面来实现。用户界面可包括键盘、触摸屏、鼠标或其他界面部件。除其他事物之外，站点控制器102被配置成影响或改变现场面板108以及系统100的其他部件的运行数据。站点控制器102可使用楼宇级网络(BLN)122来与BLN 122上的其他元件，诸如现场面板108交换系统数据。
每个现场面板108可包括通用处理器，并且被配置成使用来自站点控制器102的数据和/或指令来提供对其一个或多个相应现场控制器110的控制。虽然站点控制器102通常用于对楼宇自动化系统100的各种部件中的一个或多个进行修改，但现场面板108也可能能够对系统100的一个或多个参数提供某些修改。每个现场面板108可使用现场级网络(FLN)124与FLN 124上的其他元件，诸如耦接到现场面板108的现场控制器110的子集交换系统数据。
每个现场控制器110可包括通用处理器，并且可对应于多个本地化的标准楼宇自动化子系统，诸如楼宇空间温度控制子系统、照明控制子系统等中的一者。对于特定实施方式，现场控制器110可包括可从西门子商购获得的型号TEC(终端设备控制器)。然而，应理解，在不脱离本发明的范围的情况下，现场控制器110可包括任何其他合适类型的控制器。
为了执行其对应子系统的控制，每个现场控制器110可被耦接到一个或多个现场装置112。每个现场控制器110被配置成使用来自其对应的现场面板108的数据和/或指令来提供其一个或多个对应现场装置112的控制。对于一些实施方式，一些现场控制器110可基于感测到的状况和期望的设定点状况来控制它们的子系统。对于这些实施方式，这些现场控制器110可被配置成控制一个或多个现场装置112的运行，以尝试将感测到的状况带到期望的设定点状况。需注意，在系统100中，来自现场装置112的信息可在现场控制器110、现场面板108、站点控制器102和/或在系统100上或连接到系统100的任何其他元件之间共享。在本文描述的具体实施方式中，现场装置112可以包括控制ECG色调水平(玻璃的不透明度和多少光穿过玻璃)的ECG控制器、温度传感器、照明/光照控制或传感器、检测直接阳光的光束传感器等。在一些实施方式中，房间的热环境可以通过用作现场装置112的干球温度和相对湿度传感器来测量。
为了促成子系统之间的信息共享，子系统组可被组织成FLN 124。例如，对应于现场控制器110a和110b的子系统可被耦接到现场面板108a以形成FLN 124a。FLN 124可各自包括可采用任何合适的专用或开放协议的低级数据网络。
每个现场装置112可被配置成测量、监测和/或控制楼宇自动化系统100的各种参数。现场装置112的示例包括灯、恒温器、温度传感器、风扇、阻尼致动器、加热器、冷却器、警报器、HVAC装置以及许多其他类型的现场装置。现场装置112可能能够从楼宇自动化系统100的现场控制器110、现场面板108和/或站点控制器102接收控制信号和/或向它们发送信号。因此，楼宇自动化系统100能够通过控制和监测现场装置112来控制楼宇运行的各个方面。
如图1所示，现场面板108，诸如现场面板108a中的任一者均可直接耦接到一个或多个现场装置112，诸如现场装置112c和112d。对于此类型的实施方式，现场面板108a可被配置成提供现场装置112c和112d的直接控制，而不是经由现场控制器110a或110b中的一者进行控制。因此，对于该实施例，用于一个或多个特定子系统的现场控制器110的功能可由现场面板108提供，而不需要现场控制器110。
图2示出了根据本公开文本的现场面板108之一的细节。对于该特定实施方式，现场面板108包括处理器202、存储器204、输入/输出(I/O)模块206、通信模块208、用户界面210和电源模块212。存储器204包括能够存储诸如指令220和数据库222之类的数据的任何合适的数据存储。应理解，在不脱离本公开文本的范围的情况下，现场面板108可以以任何其他合适的方式实现。
处理器202被配置成用于操作现场面板108。因此，处理器202可耦接到现场面板108的其他部件204、206、208、210和212。处理器202可被配置成执行存储在存储器204的指令220中的程序指令或编程软件或固件，诸如楼宇自动化系统(BAS)应用软件230。除了存储指令220之外，存储器204还可存储数据库222中的系统100使用的其他数据，诸如各种记录和配置文件、图形视图和/或其他信息。
由处理器202对BAS应用230的执行可产生被发送到可经由现场面板108的I/O模块206耦接到现场面板108的任何现场装置112的控制信号。BAS应用230的执行还可致使处理器202从耦接到现场面板108和存储器204中的关联数据的存储的现场装置112接收状态信号和/或其他数据信号。在一个实施方式中，BAS应用230可由可从Siemens Industry,Inc.商购的站点控制控制器软件提供。然而，应理解，BAS应用230可包括任何其他合适的BAS控制软件。
I/O模块206可包括被配置成与现场装置112直接通信的一个或多个输入/输出电路。因此，对于一些实施方式，I/O模块206包括用于接收模拟信号的模拟输入电路和用于提供模拟信号的模拟输出电路。
通信模块208被配置成用于提供与站点控制器102、其他现场面板108和BLN 122上的其他部件的通信。通信模块208还被配置成用于向现场控制器110以及与现场面板108相关联的FLN 124上的其他部件提供通信。因此，通信模块208可包括可耦接到BLN 122的第一端口和可耦接到FLN124的第二端口。每个端口可包括RS-485标准端口电路或其他合适的端口电路。
现场面板108可能能够经由交互式用户界面210进行本地访问。用户可通过用户界面210控制来自现场装置112的数据的收集。现场面板108的用户界面210可包括显示数据和接收输入数据的装置。这些装置可永久固定到现场面板108或者是便携和可移动的。对于一些实施方式，用户界面210可包括LCD型屏幕等和小键盘。用户界面210可被配置成改变和显示关于现场面板108的信息，诸如与现场面板108的操作、功能和/或修改有关的状态信息和/或其他数据。
电源模块212可被配置成向现场面板108的部件供电。电源模块212可在标准120伏交流电、其他交流电压或由单个电池或多个电池供应的直流电上操作。
图3示出了根据本公开文本的现场控制器110中的一者的细节。对于该特定实施方式，现场控制器110包括处理器302、存储器304、输入/输出(I/O)模块306、通信模块308和电源模块312。对于一些实施方式，现场控制器110还可包括被配置成改变和/或显示关于现场控制器110的信息的用户界面(图3中未示出)。存储器304包括能够存储诸如指令320和数据库322之类的数据的任何合适的数据存储。应理解，在不脱离本公开的范围的情况下，现场控制器110可以以任何其他合适的方式实现。对于一些实施例，现场控制器110可被放置在楼宇的房间中或靠近楼宇的房间放置，其中，可用现场控制器110来控制与子系统相关联的温度或其他环境参数。
处理器302被配置成操作现场控制器110。因此，处理器302可耦接到现场控制器110的其他部件304、306、308和312。处理器302可被配置成执行存储在存储器304的指令320中的程序指令或编程软件或固件，诸如子系统应用软件330。对于特定示例，子系统应用330可包括温度控制应用，其被配置成控制和处理来自温度控制子系统，诸如温度传感器、阻尼致动器、风扇和各种其他现场装置的所有部件的数据。除了存储指令320之外，存储器304还可存储数据库322中的子系统使用的其他数据，诸如各种配置文件和/或其他信息。
由处理器302对子系统应用330的执行可产生被发送到可经由现场控制器110的I/O模块306耦接到现场控制器110的任何现场装置112的控制信号。子系统应用330的执行还可致使处理器302从耦接到现场控制器110和存储器304中的关联数据的存储的现场装置112接收状态信号和/或其他数据信号。
I/O模块306可包括被配置成与现场装置112直接通信的一或多个输入/输出电路。因此，对于一些实施方式，I/O模块306包括用于接收模拟信号的模拟输入电路和用于提供模拟信号的模拟输出电路。
通信模块308被配置成提供与现场控制器110对应的现场面板108和FLN 124上的其他部件，诸如其他现场控制器110的通信。因此，通信模块308可包括可耦接到FLN 124的端口。该端口可包括RS-485标准端口电路或其他合适的端口电路。
电源模块312可被配置成向现场控制器110的部件供电。电源模块312可在标准120伏交流电、其他交流电压或由单个电池或多个电池供应的直流电上操作。
供应给区域的供暖和制冷能量可以通过热传递方程式明确定义和量化，但是可根据外部太阳条件、一天中的时间、一年中的季节和眩光考虑，由ECG调节可获得的采光量是高度可变的。其他目标包括阻挡阳光直射，从而减少制冷季期间的眩光和太阳能热增益，从而允许在供暖季期间的最大可能的采光量(和太阳能热增益)，通过在晴天将阳光漫射到空间中而不引起眩光来控制阳光直射，在阴天透射所有可用的日光，以及消除眩光并营造愉悦的照明环境。
眩光可能非常难以测量并且进行分析计算非常复杂。此外，周边建筑空间的占用者对眩光的感觉取决于他们相对于眩光源的观看方向(例如，其位置的取向)。然而，通过控制ECG色调水平可以控制来自窗户的眩光。
图4示出了可以使用所公开的技术来管理的房间400的框图。房间400包括气候控制402，其可包括供暖、制冷和通风系统，所有这些系统均消耗能量，并且其可以调节房间400的温度和湿度。房间400还包括消耗能量的照明404，并且其可以根据房间中的自然光而改变照度。房间400具有带有ECG 408的窗户406。太阳410可以通过窗户406照亮房间400，并且可以使用ECG 408来调节照度的量。取决于天气状况、太阳410、ECG408以及其他因素，房间400可能会通过窗户406散失热量或获得热量。当太阳410具有进入窗户406的太阳光束412(阳光直射)时，房间400中的眩光可能是重要的问题，但是所公开的实施方式可以调节ECG 408的色调水平以控制眩光。每当在占用时间内检测到太阳光束辐射时，可以使用眩光控制来取代下述计算出的最佳ECG色调水平(以将总能耗减到最小)。在下面的过程的具体示例中，气候控制402被实现为辐射式供暖和制冷顶板。
所公开的实施方式可以使用用于管理能耗的分析过程，其基于从一天的任何时间或一年的任何季节中找到在各种ECG色调水平下室温对太阳辐射的响应。这可包括求解两个耦接的一阶微分方程式。微分方程式可以用于为室温对通过ECG系统入射的太阳辐射的响应进行适当建模，因为在现实世界中，室温不会对通过ECG入射的太阳辐射立即作出响应，而是由于房间的热电容以及流入和流出房间的热量而在时间响应上滞后。
图5示出了可以根据所公开的实施方式进行分析的系统模型的示例。该示例说明了具有用于终端供暖和制冷的辐射顶板系统的系统，但是本领域技术人员会认识到，仅对数学进行微小的改变，该基本解决方案可以广泛应用于各种终端供暖或制冷装置。
图5示出了多个系统元件，其表示转移到和转移出具有电照明504和辐射顶板506的房间502的能量和热量。图5还示出了具有ECG 510的窗户508。在该图中或如本文所述，
·Pin＝送风管气压；
·Padj＝相邻空间中的气压(或外部气压)；
·Tin＝送风温度；
·T＝室内气温；
·Tw＝加权平均壁温；
·
Figure BDA0001464319380000171
·
Figure BDA0001464319380000172
·
Figure BDA0001464319380000173
·hin＝送风焓；
·P＝室内气压(绝对)；
·T＝室内(干球)气温(绝对)；
·Tout＝相邻空间(或室外空气干球温度)内的(干球)气温；·m＝室内空气质量；
·h＝室内空气焓；
·ρ＝室内空气密度；
·ρin＝到房间的送风的密度；
·qtwin＝通过窗户的太阳能热量的能量通量传输；
·qelectlighting＝由电照明造成的输入空间的热能；
·
Figure BDA0001464319380000174
·
Figure BDA0001464319380000175
·
Figure BDA0001464319380000176
·hiw＝房间内壁表面的对流系数
·how＝房间外壁表面的对流系数
·Aiw＝房间内壁面积
·Aow＝房间外壁面积
·Δxow＝外壁厚度
·kow＝外壁导热率
需注意，该图中用于能量流入该区域的符号规定是正的，对于能量流出是负的。示出了离开该区域的辐射和对流热传递，其代表典型的制冷应用。
图6示出了对应于图5所示系统的室内空气和具有室内热质量的外壁的集总热容量的等效热网络。在该图中，RI表示室内空气与墙壁之间的面积透射率，并且等于除以热传递表面的面积的热阻R值；Ro表示墙壁中心与周围环境之间的面积透射率，并且等于除以热传递表面的面积的热阻R值；Cair表示室内空气的热容量；Cw表示周围墙壁的热容量；hiw表示内壁表面的对流热传递系数；Aiw表示内壁表面的面积；how表示外壁表面的对流热传递系数；Aow表示外壁表面的面积；kow表示外壁的导热率；Δxow表示外壁的厚度。
图7示出了根据所公开的实施方式的用于楼宇管理系统中的集成房间管理的过程的流程图。此处理可以通过诸如楼宇自动化系统100的数据处理系统来执行，并且在下文中被统称为“系统”。
系统可以诸如基于房间的地理位置和外部窗户的朝向来确定在多个时间间隔处的楼宇中的房间的太阳能热增益系数(SHGC)(702)。时间间隔可以为例如在给定日期的营业时间内每十五分钟，或者可以为在房间预期被占用的时间和日期的其他适当间隔。在其他情况下，SHGC可作为入射太阳辐射通量的函数由制造商给出。
SHGC可使用以下方程式计算：
Figure BDA0001464319380000181
Figure BDA0001464319380000191
其中，
Figure BDA0001464319380000192
qelectlighting为由光生成的以
Figure BDA0001464319380000193
为单位的瞬时照明热能输出，并且可以计算为
Figure BDA0001464319380000194
·Cair为室内空气的热容量；
·L＝本地纬度；
·δ＝太阳倾角；
Figure BDA0001464319380000195
其中，η＝一年的天数；
·Eti＝十进制分钟的时间方程式＝9.87sin(2B)-7.53cosB-1.5sinB，
·其中
Figure BDA0001464319380000196
以及η＝一年的天数；
·LSM＝本地标准子午线。从在英国格林威治的0°起每隔15°得到一次标准子午线。在美国和加拿大，这些值(即上述方程式中的LSM值)为：
○大西洋标准时间子午线：60°W
○东部标准时间子午线：75°W
○中部标准时间子午线：90°W
○山区标准时间子午线：105°W
○太平洋标准时间子午线：120°W
○阿拉斯加标准时间子午线：135°W
○夏威夷标准时间子午线：150°W
·LON＝本地经度；
·t＝十进制小时内的本地标准时间；
·
Figure BDA0001464319380000201
其中，ψ为固定值，其取决于窗户朝向的表面方位角取向；
·β＝水平面之上的太阳高度角；
·γ＝表面太阳方位角；
·Φ＝太阳方位角。太阳中午和太阳午夜的太阳方位角为零，并在上午时间以逆时针方向正向增加，以及在下午时间以顺时针方向正向增加。
·Ψ＝表面方位角。面向西的表面具有正面方位角ψ，而面向东的表面具有负面方位角ψ。
·Eti＝太阳辐照度测量；
·i＝具体时间间隔；
·Aroom＝房间的占地面积(ft2)。
·ARCP＝辐射顶板面积(ft2)。
·
Figure BDA0001464319380000202
为单位的通过窗户的热传递通量；
·Tin＝所测量的室内气温，°F；
·Tout＝所测量的室外气温，°F；
·Tw＝加权平均壁温，°F；
·Apf＝开窗的总投影面积(约为墙壁上较小安装间隙的窗户开口)，ft2；
·U＝窗户的整体热传递系数
Figure BDA0001464319380000203
·
Figure BDA0001464319380000211
为单位的辐射热通量
·
Figure BDA0001464319380000212
为单位的自然对流的热通量
·T＝所测量的室内空气干球温度，°F；
·P＝绝对室内气压
Figure BDA0001464319380000213
·R＝空气的气体常数
Figure BDA0001464319380000214
·V＝房间体积(ft3)；
·
Figure BDA0001464319380000215
·cv＝恒压；
·
Figure BDA0001464319380000216
·cp,a＝干燥空气的比热
Figure BDA0001464319380000217
·
Figure BDA0001464319380000218
其中R＝空气的气体常数
Figure BDA0001464319380000219
Pin＝绝对管道压力
Figure BDA00014643193800002110
以及Tin＝绝对送风温度(°R)；
·
Figure BDA00014643193800002111
其中，P＝绝对房间压力
Figure BDA00014643193800002112
·
Figure BDA00014643193800002113
通常，变量的下标i指示它在时间间隔i处表示该变量的值。
该系统基于SHGC和多个ECG色调水平确定在多个时间间隔处的房间的预测室温(704)。
为了确定所预测的室内温度，系统确定在每个时间间隔处的开环室温响应，以将所预测的室温作为时间的函数T(t)。这可以使用以下方程式计算：
Figure BDA0001464319380000221
和
Figure BDA0001464319380000222
其中：
·
Figure BDA0001464319380000223
为从墙壁到房间的热传递(由于对流)的热阻
·
Figure BDA0001464319380000224
为从外壁表面到房间的热传递(由于对流和传导)的热阻
·Cw＝ρwCwVw为使用本文所述的变量的外壁的热容量，其中
·βi＝在时间间隔t＝ti处的水平面以上的太阳高度角，
·SHGC(ti(VLT))为在时间间隔t＝ti处的太阳能热增益系数，其取决于可见光透射率(VLT)。SHGC(ti(VLT))的值可以通过VLT与SHGC之间的函数关系计算得出，如下面的示例性实施方案所示；
·Eti为在时间间隔t＝ti(常数)处所测量的总太阳辐射(光束+漫射)。
通过使用该方程式，系统可以计算出每个ECG色调水平的每个时间间隔处的预测室温。
该系统基于每个ECG色调水平的外部照明、人工照明能耗和所为了使房间到预定照明水平而产生的人工照明热量，确定在每个ECG色调水平和在每个时间间隔处的照明热量和照明能量(706)。
为了做到这一点，系统可以使用以下方程式从Eti和Iroom的直接测量来确定k的值：
Idaylighting＝kEtiApff(βi,γi)
使用本文所述的变量，并且其中
·Iroom＝室内照明水平(fc)；
·Idaylight＝由采光得到的室内照明水平(fc)；
·k＝相对于给定的开窗(Apf)投影面积以及太阳角β和γ使所测量的室内照明水平(fc)与所测量的太阳辐射通量的比例常数；
·Eti＝在时间间隔
Figure BDA0001464319380000231
处所测量的总太阳辐射通量
·Apf＝开窗投影面积(约＝窗户面积)；以及
·f(βi,γi)为通过室内测试建立的太阳角β与γ之间的函数关系。
该步骤可以包括计算每个投影ECG色调水平的预测工作面表面光照水平，以及计算在相应的变暗水平的光的热输出。基于用于使Iroom上升到预定照明水平的照明所产生的能量和热量，测量所安装的照明404将房间保持在预定照明水平所产生的人工照明能耗和人工照明热量。当自然光照Idaylight较高时，所需的能量和热量会较少，而Idaylight较低时则较高。对于任何给定房间中安装的照明404，这些测量仅需要在各种照明/调光水平进行一次。
该系统基于预测的开环室温和在每个时间间隔处的照明热量来确定在每个时间间隔处将房间维持在预定温度所需的室内气候能量(708)。对于任何给定的气候控制402，系统可以根据预测的温度和从安装的照明404产生的热量(确保如上所述的照明水平所需的量)来确定将房间加热或制冷到预定温度所需的能量。
该系统基于气候能量、照明能量和预测的开环室温来确定作为ECG色调水平的函数的在每个时间间隔处的总室内能量(710)。这里，系统可以通过气候控制402从预测的温度和每个ECG色调水平使房间加热或制冷到预定温度所需的能量添加到确保预定照明以获得作为ECG色调水平的函数的投影总室内能量曲线所需的照明能量。该系统从总室内能量确定在每个时间间隔处的最佳ECG色调水平。最佳ECG色调水平为使在每个时间间隔处的总室内能量最小化的水平(712)。如果电致变色玻璃制造商为他们的ECG提供持续变化的色调水平，则可以通过将相对于ECG色调水平的该投影总室内能量曲线的一阶导数取为等于零(或最小值)，并求解ECG色调水平。这将是使总室内能量最小化的最佳ECG色调水平，同时保持占用者的照明和温度舒适度。在各种实施例中，最佳的ECG色调水平提供对房间的外部照明，同时防止眩光。
该系统可以根据最佳ECG色调水平控制在每个时间间隔处房间内的ECG色调水平(714)。一旦每个时间间隔的最佳ECG色调水平都是已知的，系统就可以调节ECG408，使它们以最佳的ECG色调水平进行调色。这可以在所有时间、在每个时间间隔处、只有当房间被占用时或除非有如下所述的取代状态才能执行。
该系统可以响应于检测房间中可能产生令人不快的眩光的直接太阳辐射而进入取代状态，并且在该取代状态下，控制室内的ECG色调水平(716)。此情况可能需要额外的照明或室内气候能量，因为来自太阳的一些辐射能量会被阻挡。
该系统可以响应于房间中ECG的手动用户期望的色调水平而进入取代状态，并且在该取代状态下，根据手动用户控制来控制ECG色调水平(718)。此情况可能需要额外的甚至更少的照明或气候能量，因为来自太阳的辐射能量的量会被改变。
该系统可以响应于房间状态而进入取代状态(720)。例如，系统可以确定房间是空的，因此不需要照明，系统可以确定是夜晚，因此没有外部照明，以及ECG色调水平可以是完全不透明、基本上透明的或其他情况。
当然，本领域技术人员应认识到，除非操作顺序特别指出或要求，否则可以省略上述过程中的某些步骤，并行地执行或按顺序执行，或以不同的顺序执行。
本领域技术人员应认识到，为了简单和清楚，本文中未示出或描述适用于本公开文本的所有数据处理系统的完整结构和操作。相反，仅描绘和描述了本公开文本所特有的系统或对本公开文本的理解所必需的系统。数据处理系统100的构造和操作的其余部分可符合本领域已知的各种当前实施方案和实践中的任一种。
重要的是要注意，虽然本公开文本包括在全功能系统的上下文中的描述，但是本领域技术人员应理解，本公开文本的至少部分机构能够以指令的形式分布，所述指令可以以各种形式被包含在机器可使用、计算机可使用或计算机可读的介质中，并且不管使用何种特定类型的指令或信号承载介质或存储介质来实际执行分配，本公开文本同样适用。机器可用/可读或计算机可用/可读介质的示例包括：非易失性、硬编码型介质，诸如只读存储器(ROM)或电可擦可编程只读存储器(EEPROM)和用户可记录型介质，诸如软盘、硬盘驱动器和光盘只读存储器(CD-ROM)或数字通用盘(DVD)。
尽管已详细描述了本公开文本的示例性实施方式，但是本领域技术人员应理解，在不脱离本公开文本以其最广泛形式的精神和范围的情况下，可以进行本文公开的各种改变、替代、变化和改进。
本申请中的任何描述均不应视为暗示任何特定要素、步骤或功能必须包含在权利要求范围内的必要要素：专利主题的范围仅由允许的权利要求定义。此外，这些权利要求中没有一个旨在援引35USC§112(f)，除非确切用语“用于...的装置”后紧随分词。

Claims (20)

1.一种用于楼宇管理系统（100）中的集成房间管理的方法，该方法由数据处理系统执行并且包括：
基于楼宇中房间的地理位置、外部窗户的取向和室内空气的热容量，确定（702）在多个时间间隔处所述楼宇中房间（400）的太阳能热增益系数SHGC，电致变色玻璃ECG（408）用于所述房间的所述外部窗户；
基于所述太阳能热增益系数SHGC和电致变色玻璃ECG（408）的多个色调水平，确定（704）在所述多个时间间隔处所述房间（400）内的终端制冷或供暖设备关闭时的预测开环室温；
基于所测量的每个电致变色玻璃ECG（408）色调水平的太阳照射水平、所消耗的人工照明能量和为了使所述房间达到预定照明水平而产生的人工照明热量，确定（706）在每个时间间隔处和在电致变色玻璃ECG的每个色调水平的所述房间（400）的照明热量和照明能量；
基于预测开环室温和照明热量，确定（708）在电致变色玻璃ECG的每个色调水平和每个时间间隔处使房间（400）保持在预定温度所需的气候能量；
基于气候能量、照明能量和预测开环室温，确定（710）作为电致变色玻璃ECG（408）色调水平的函数的在每个时间间隔处的总室内能量；
从所述总室内能量确定（712）在每个时间间隔处的最佳电致变色玻璃ECG色调水平，其中，所述最佳电致变色玻璃ECG色调水平使在每个时间间隔处的总室内能量最小化；以及
根据所述最佳电致变色玻璃ECG色调水平，控制（714）在每个时间间隔处的所述房间（400）中的所述电致变色玻璃ECG色调水平，除非存在取代状态。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述楼宇管理系统（100）响应于在所述房间（400）中检测产生眩光的直接太阳辐射而进入取代状态，并此后在该取代状态下控制所述房间中的电致变色玻璃ECG色调水平。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述楼宇管理系统（100）响应于电致变色玻璃ECG的手动用户期望的色调水平而进入取代状态，并在该取代状态下，根据手动用户控制来控制电致变色玻璃ECG色调水平。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述太阳能热增益系数SHGC至少部分基于所述房间（400）的本地纬度、所述房间（400）的本地标准子午线、所述房间（400）的窗户的朝向以及在每个时间间隔处的太阳的位置。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述太阳能热增益系数SHGC基于所测量的室内和室外温度、所述房间（400）的开窗面积中的至少一者。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述最佳电致变色玻璃ECG色调水平提供对所述房间（400）的外部照明同时防止眩光。
7.一种用于楼宇管理系统（100）中的集成房间管理的方法，所述方法由数据处理系统执行并且包括：
基于楼宇中房间的地理位置、外部窗户的取向和室内空气的热容量，确定（702）在多个时间间隔处所述楼宇中所述房间（400）的太阳能热增益系数SHGC，电致变色玻璃ECG（408）用于所述房间的所述外部窗户；
基于所述太阳能热增益系数SHGC和电致变色玻璃ECG的多个色调水平，确定（704）在所述多个时间间隔处所述房间（400）内的终端制冷或供暖设备关闭时的预测开环室温；
基于所测量的电致变色玻璃ECG（408）的每个色调水平的太阳照射水平、所消耗的人工照明能量和为了使所述房间达到预定照明水平而产生的人工照明热量，确定（706）在电致变色玻璃ECG的每个色调水平和在每个时间间隔处所述房间（400）的照明热量和照明能量；
基于预测开环室温和照明热量，确定（708）在电致变色玻璃ECG的每个色调水平和每个时间间隔处使房间（400）保持在预定温度所需的气候能量；
基于气候能量、照明能量和预测开环室温，确定（710）作为电致变色玻璃ECG(408)色调水平的函数的在每个时间间隔处的总室内能量；
从所述总室内能量确定（712）在每个时间间隔处的最佳电致变色玻璃ECG色调水平，其中，所述最佳电致变色玻璃ECG色调水平使在每个时间间隔处的总室内能量最小化；以及
根据所述最佳电致变色玻璃ECG色调水平，控制（714）在所述每个时间间隔处所述房间（400）中的所述电致变色玻璃ECG（408）色调水平。
8.一种楼宇管理系统，包括：
处理器（102）；
可访问存储器（204）；
在楼宇中的房间（400）的气候控制装置（402）；
用于所述房间（400）的照明装置（404）；以及
用于所述房间的外部窗户的电致变色玻璃ECG（408），所述楼宇管理系统配置成
基于所述房间的地理位置、外部窗户的取向和室内空气的热容量，确定（702）在多个时间间隔处所述房间（400）的太阳能热增益系数SHGC；
基于所述太阳能热增益系数SHGC和电致变色玻璃ECG的多个色调水平，确定（704）在多个时间间隔处所述房间（400）内的终端制冷或供暖设备关闭时的预测开环室温；
基于电致变色玻璃ECG的每个色调水平的外部照明水平、由人工照明消耗的人工照明能量和为了使所述房间（400）达到预定照明水平而由人工照明产生的人工照明热量，确定（706）在电致变色玻璃ECG的每个色调水平和在每个时间间隔处所述房间（400）的照明热量和照明能量；
基于所述预测开环室温和照明热量，确定（708）在电致变色玻璃ECG的每个色调水平和每个时间间隔处通过气候控制装置将房间（400）维持在预定温度所需要的气候能量；
基于所述气候能量、照明能量和预测开环室温，确定（710）在每个时间间隔处作为所述电致变色玻璃ECG色调水平的函数的总室内能量；
从所述总室内能量确定（712）在每个时间间隔处的最佳电致变色玻璃ECG色调水平，其中，所述最佳电致变色玻璃ECG色调水平使在每个时间间隔处的所述总室内能量最小化；以及
根据所述最佳电致变色玻璃ECG色调水平，控制（714）在每个时间间隔处所述房间（400）中的所述电致变色玻璃ECG色调水平，除非存在取代状态。
9.根据权利要求8所述的楼宇管理系统，其中，所述楼宇管理系统（100）响应于检测房间中产生眩光的直接太阳辐射而进入取代状态，并且在该取代状态下，控制电致变色玻璃ECG色调水平。
10.根据权利要求8所述的楼宇管理系统，其中，所述楼宇管理系统（100）响应于电致变色玻璃ECG的手动用户期望的色调水平而进入取代状态，并且在该取代状态下，根据手动用户控制来控制电致变色玻璃ECG色调水平。
11.根据权利要求8所述的楼宇管理系统，其中，所述太阳能热增益系数SHGC至少部分基于所述房间（400）的本地纬度、所述房间（400）的本地标准子午线、所述房间（400）的窗户的朝向以及在每个时间间隔处的太阳的位置。
12.根据权利要求8所述的楼宇管理系统，其中，所述太阳能热增益系数SHGC基于所测量的室内和室外温度、所述房间（400）的开窗面积中的至少一者。
13.根据权利要求8所述的楼宇管理系统，其中，所述气候能量由包括辐射热板的气候控制装置（402）消耗。
14.根据权利要求8所述的楼宇管理系统，其中，所述最佳电致变色玻璃ECG色调水平提供对所述房间（400）的外部照明同时防止眩光。
15.编码有可执行指令的非暂态计算机可读介质（204），在所述可执行指令被执行时使楼宇管理系统（100）基于楼宇中房间的地理位置、外部窗户的取向和室内空气的热容量，确定（702）在多个时间间隔处所述房间（400）的太阳能热增益系数SHGC；
基于所述太阳能热增益系数SHGC和电致变色玻璃ECG（408）的多个色调水平，确定（704）在多个时间间隔处所述房间（400）内的终端制冷或供暖设备关闭时的预测开环室温；
基于电致变色玻璃ECG（408）的每个色调水平的外部照明水平、由照明消耗的人工照明能量和为了使所述房间（400）达到预定照明水平而由人工照明产生的人工照明热量，确定（706）在电致变色玻璃ECG（408）的每个色调水平和在每个时间间隔处所述房间（400）的照明热量和照明能量；
基于所述预测开环室温和照明热量，确定（708）在电致变色玻璃ECG的每个色调水平和每个时间间隔处通过气候控制装置将房间（400）维持在预定温度所需要的气候能量；
基于所述气候能量、照明能量和预测开环室温，确定（710）作为所述电致变色玻璃ECG（408）色调水平的函数的在每个时间间隔处的总室内能量；
从所述总室内能量确定（712）在每个时间间隔处的最佳电致变色玻璃ECG色调水平，其中，所述最佳电致变色玻璃ECG色调水平使在每个时间间隔处的总室内能量最小化；以及
根据最佳电致变色玻璃ECG色调水平，控制（714）在每个时间间隔处所述房间（400）中的所述电致变色玻璃ECG（408）色调水平，除非存在取代状态。
16.根据权利要求15所述的非暂态计算机可读介质，其中，所述楼宇管理系统（100）响应于检测所述房间（400）中产生眩光的直接太阳辐射而进入取代状态，并且在该取代状态下，控制电致变色玻璃ECG色调水平。
17.根据权利要求15所述的非暂态计算机可读介质，其中，所述楼宇管理系统（100）响应于电致变色玻璃ECG的手动用户期望的色调水平而进入取代状态，并且在该取代状态下，根据手动用户控制来控制电致变色玻璃ECG色调水平。
18.根据权利要求15所述的非暂态计算机可读介质，其中，所述太阳能热增益系数SHGC至少部分基于所述房间（400）的本地纬度、所述房间（400）的本地标准子午线、所述房间（400）的窗户的朝向以及在每个时间间隔处的太阳的位置。
19.根据权利要求15所述的非暂态计算机可读介质，其中，所述太阳能热增益系数SHGC基于所测量的室内和室外温度、所述房间（400）的开窗面积中的至少一者。
20.根据权利要求15所述的非暂态计算机可读介质，其中，所述气候能量由包括辐射热板的气候控制装置（402）消耗。
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