CN110476485A - 基于动态玻璃着色调整室内照明 - Google Patents
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Abstract
一种在具有一个或多个可着色窗户的房间中自动控制光颜色的方法，所述方法包括确定所述房间中的人造室内照明的调整以获得期望的光颜色，以及通过通信网络发送控制信号以调整所述人造室内照明，其中基于所述一个或多个可着色窗户中的每个窗户的当前色调状态来确定所述调整。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年2月27日提交的题为“基于动态玻璃着色调整室内照明(ADJUSTING INTERIOR LIGHTING BASED ON DYNAMIC GLASS TINTING)”的美国临时专利申请62/464,299的权益和优先权，并且所述申请也是2016年9月30日提交的题为“控制多区可着色窗户的方法(METHODS OF CONTROLLING MULTI-ZONE TINTABLE WINDOWS)”的PCT申请PCT/US16/55005(指定美国)的部份接续申请案，其要求于2015年10月1日提交的且题为“控制多区可着色窗户的方法”的美国临时专利申请62/236,032的权益和优先权，并且所述申请是2013年12月20日提交的题为“多区电致变色窗户(MULTI-ZONE EC WINDOWS)”的美国专利申请14/137,644(现为美国专利第9,341,912号)的部份接续申请案，所有这些申请都通过引用整体并入本文并用于所有目的。
技术领域
本文所公开的某些实施例涉及用于控制一个或多个可着色窗户和/或其它建筑系统的控制器和方法。
背景技术
电致变色是材料在被置于不同电子状态下，通常是经受电压变化时，在光学特性方面呈现出可逆电化学介导变化的现象。光学特性通常是颜色、透射率、吸光度以及反射率中的一种或多种。一种众所周知的电致变色材料是氧化钨(WO3)。氧化钨是阴极电致变色材料，其中通过电化学还原发生从透明到蓝色的染色转变。
电致变色材料可以结合到例如家用、商用和其它用途的窗户中。可以通过引起电致变色材料发生变化来改变这种窗户的颜色、透射率、吸收率和/或反射率，即，电致变色窗户是可以是通过电子方式变暗或变亮的窗户。施加到窗户的电致变色装置的小电压将使窗户变暗，并且反转电压使窗户变亮。这种能力允许控制穿过窗户的光量，并提供了将电致变色窗户用作节能装置的机会。
尽管在20世纪60年代发现了电致变色，但电致变色装置(并且具体地说，电致变色窗)仍然令人遗憾地遭遇各种问题，并且尽管最近在电致变色技术、设备和相关制造方法和/或使用电致变色装置方面取得了许多进展，但尚未开始实现其全部商业潜力。
发明内容
某些方面涉及用于调整建筑系统(例如，基于动态玻璃着色调整室内照明)以维持环境条件的方法和系统。一个方面涉及用于通过房间中的一个或多个有色窗户来调整室内照明以增强显色性和/或抵消对比度的控制逻辑。
本文描述了薄膜光学装置，例如用于窗户的电致变色装置，以及用于使用这种装置控制可着色窗户的转变和其它功能的方法和控制器。某些实施例包括一种具有两个或更多个着色(或染色)区的电致变色窗户，所述着色区例如由整片式电致变色装置涂层形成为物理上分离的区或在整片式装置涂层中建立着色区的地方形成。可以通过用于向电致变色装置施加电势的装置和/或通过相邻着色区之间的电阻区域和/或通过将装置物理分叉成着色区来限定着色区。例如，一组母线可以被配置成将跨整片式电致变色装置的每个单独的着色区的电势选择性地施加到着色区。也可以将方法应用于一个或多个可着色的窗户组，其中各个窗户独立于其它窗户着色，以便使占用者体验(即眩光控制、热舒适度等)最大化。
某些方面涉及一种绝缘玻璃单元(IGU)，其包括包含安置在第一透明衬底上的第一电致变色装置的第一薄片，并且包括多个可独立控制的着色区和相邻的可独立控制的着色区之间的电阻区域。所述IGU进一步包括第二薄片以及所述第一薄片与所述第二薄片之间的间隔物。在一种情况下，所述第二薄片包括安置在第二透明衬底上的第二电致变色装置。在一种情况下，所述IGU进一步包括定位在例如所述IGU顶部的采光区，其中所述采光区包括一个或多个保持处于漂白状态的着色区，以允许太阳光穿过所述第一薄片和所述第二薄片。
一个方面涉及一种在具有一个或多个可着色窗户的房间中自动控制光颜色的方法。所述方法包含：确定所述房间中的人造室内照明的调整以获得期望的光颜色；以及通过通信网络发送控制信号以调整所述人造室内照明。基于所述一个或多个可着色窗户中的每个窗户的当前色调状态来确定所述调整。在一个实例中，所述房间中的所述期望的光颜色与将占用区域中的对比度减小到可接受范围内或低于最大对比度相关联。
一个方面涉及一种用于在具有一个或多个可着色窗户的房间中自动控制光颜色的控制器。所述控制器包含：计算机可读介质，所述计算机可读介质具有控制逻辑；以及处理器，所述处理器通过通信网络与所述计算机可读介质通信并且与所述一个或多个可着色窗户通信。所述控制逻辑被配置成：确定对所述房间中的人造室内照明的调整以获得所述房间中的期望的光颜色，其中基于所述一个或多个可着色窗户的当前色调状态来确定所述调整；并且通过所述通信网络发送控制信号以调整所述人造室内照明。
一个方面涉及一种在具有一个或多个可着色窗户的工作场所中控制场景的环境因素的方法。所述方法包含：确定工作场所的类型和占用类型；基于对建筑系统的控制的可用性定义所述场景中的一组环境因素；基于所述工作场所的类型和所述占用类型计算所述场景的所述环境因素的目标水平；确定对所述建筑系统的调整以获得所述环境因素的所述目标水平，其中基于所述一个或多个可着色窗户的当前色调等级来确定所述调整；以及通过通信网络发送控制信号以调整所述建筑系统。
一个方面涉及一种用于在具有一个或多个可着色窗户的工作场所中自动控制场景的环境因素的控制器。所述控制器包含：计算机可读介质，所述计算机可读介质具有控制逻辑；以及处理器，所述处理器通过通信网络与所述计算机可读介质通信并且与所述一个或多个可着色窗户通信。所述控制逻辑被配置成：确定所述工作场所中的占用；确定工作场所的类型和占用类型；基于对建筑系统的控制的可用性定义所述场景中的一组环境因素；基于所述工作场所的类型和所述占用类型计算所述场景的所述环境因素的目标水平；确定对所述建筑系统的调整以获得所述环境因素的所述目标水平，其中基于所述一个或多个可着色窗户的当前色调等级来确定所述调整；以及通过通信网络发送控制信号以调整所述建筑系统。
下面将参考附图更详细地描述这些和其它特征和实施例。
附图说明
图1A是根据实施方案的具有可着色窗户的房间的透视图的示意图。
图1B是根据实施方案的图1A中的房间的透视图的示意图，并且包含对比度描绘。
图1C是根据实施方案的图1A中的房间的透视图的示意图，并且包含由来自室内人造照明的照明抵消的图1B中的对比度的描绘。
图2A是根据实施方案的房间的透视图的示意图，其包含对比度的描绘。
图2B是根据实施方案的图2A中的房间的透视图的示意图，其包含由来自室内照明的照明抵消的对比度的描绘。
图3是根据实施例的具有五个着色区的可着色窗户的示意图，所述五个着色区具有在门顶窗配置中处于较浅色调状态的顶部着色区。
图4是根据实施例的具有两个着色区和一个电阻区域的多区可着色窗户的示意图，所述两个着色区具有比底部着色区更浅色调状态的顶部着色区，所述电阻区域在着色区之间具有着色渐变。
图5是根据实施例的四个竖直堆叠的可着色窗户的示意图，其中中间的可着色窗户处于较浅色调状态。
图6是根据实施例的IGU形式的多区可着色窗户的实例的示意图，其中顶部区域具有将光引导到房间背面的一系列光管。
图7是根据实施例的根据采光配置的方面的建筑物的左房间和右房间的示意图，每个房间具有可着色的窗户。
图8A是根据实施例的具有多个可着色的多区窗户的建模建筑物的视图。
图8B是图8A的建模建筑物的另一个视图。
图9是根据实施例的来自穿过房间中的多区窗户的太阳光的日光眩光概率(DGP)在6月21日、9月21日和12月21日的曲线图。
图10是根据实施例的房间中的室内光水平在6月21日、9月21日和12月21日的曲线图。
图11是根据实施例的包含照度级和DGP值的双区可着色窗户的着色时间表的图表。
图12是根据实施例的具有两个区的多区窗户和具有三个区的多区窗户的着色时间表的图表。
图13示出了根据实施例的具有采光区模拟的房间的两个图示。
图14示出了模拟房间中的绿色-蓝色染色和照度的图表，其中采光着色区的大小以5"的步长变化。
图15描绘了根据实施例的窗户控制器的组件的简化框图。
图16描绘了根据实施例的BMS的实施例的示意图。
图17是根据实施例的用于控制建筑物的一个或多个可着色窗户的功能的系统的组件的框图。
图18描绘了根据实施方案的用于建筑物的建筑网络的实施例的框图。
图19是根据实施例的并联连接到多个电压调节器的窗户控制器的示意图。
图20是根据实施例的串联连接到多个子控制器的窗户控制器的示意图。
图21是根据实施例的用于做出色调决策的控制方法的流程图，所述色调决策用于控制多区可着色窗户或多个可着色窗户的多个着色区。
图22是根据实施例的实施用于在具有一个或多个可着色窗户的房间中调整人造室内照明以增强室内呈现的颜色的控制逻辑的方法的流程图。
图23是根据实施例的手动控制面板的照片。
图24A是根据实施例的具有多区窗户的房间和穿过着色区的光投射的视图的示意图。
图24B是根据实施例的具有穿过着色区的光投射的图24A中的房间的视图的示意图。
图24C是根据实施例的具有穿过着色区的光投射的图24A中的房间的视图的示意图。
图25是根据实施方案的测量的照度对测量的色温的曲线图。
图26是根据实施方案的示出各种类型的工作场所的建筑物的示意图。
图27是根据实施方案的描绘用于设计和维持环境水平场景的方法的控制逻辑的流程图，所述环境水平场景提供工作场所中的占用满意度和舒适度。
具体实施方式
在以下描述中，阐述了许多具体细节以便提供对所呈现的实施例的透彻理解。可以在没有这些具体细节中的一些或全部的情况下实践所公开的实施。在其它情况下，为了避免不必要地模糊所公开的实施例，未对公知的控制操作进行详细描述。虽然将结合具体实施例描述所公开的实施例，但应当理解的是，其并不旨在限制所公开的实施例。但本文所描述的某些实施例对于电致变色装置特别有效，但不限于此。描述了涉及用于控制一个或多个可着色窗户或控制多区窗户中的着色区的技术的某些实施例。应当理解的是，这些技术也可以用于对可着色窗户的组(或区)、多区窗户或这些窗户的组合中的各个窗户进行着色。另外或可替代地，这些技术可以用于控制各种建筑系统，包含具有一个或多个可着色窗户的系统。
I.对可着色窗户的介绍
本文所描述的某些实施方案涉及控制着色和其它功能可着色窗户(例如，电致变色窗户)。在一些实施方案中，可着色窗户为绝缘玻璃单元的形式，所述绝缘玻璃单元包括两个或更多个薄片以及密封在所述薄片之间的间隔物。每个可着色窗户具有至少一个带有光学可切换装置的可着色的薄片/板。本文关于具有电致变色薄片的可着色窗户描述了一些实例，所述电致变色薄片具有安置在透明衬底(如玻璃)上的电致变色装置。在一个实施方案中，电致变色薄片具有整片式电致变色装置，所述整片式电致变色装置安置在定位在可着色窗户的可视区域中的衬底的至少一部分上。制造具有多个着色区的电致变色薄片的方法的详细实例可以在2013年3月13日提交的题为“多区电致变色窗户”的美国专利申请第14/137,644号(作为美国专利第9,341,912号发布)中找到，所述申请通过引用整体并入本文。
如上所述，本文所讨论的某些技术涉及控制可着色(例如，在区和/或多区窗户中)和/或控制建筑物中的其它系统的功能。
-多区窗户中的电阻区域
本文所讨论的一些技术涉及独立地控制多区可着色窗户(如多区电致变色窗户)中的着色(或染色)区中的每个区。“电阻区域”(在本文中有时也被称为“电阻区”)通常指代电致变色装置中的区域，其中电致变色装置的一个或多个层的功能部分或完全受损但装置功能未跨电阻区被切断。在一个实施方案中，通过用于将电势施加到电致变色装置以独立地控制着色区中的着色的技术，由相邻着色区之间的电阻区的功效来限定电致变色薄片的着色区。例如，单组母线或不同组的母线可以被配置成能够将独立的电势施加到每个独立的着色区，由此选择性地对所述着色区进行着色。关于上述电阻区域，此区域允许对单个整片式电致变色装置的相邻着色区进行独立可控的着色，而不破坏电阻区域本身中的着色功能。也就是说，电阻区域可以被着色。这些技术的一个优点是不使用在着色区之间切穿电致变色装置的切割线。这些切割线可以产生电致变色装置的非功能区域，当着色时，其可以在窗户的可视区域中产生视觉上可感知的亮线。相反，电阻区域可以在保持处于不同色调状态的相邻着色区之间具有平缓的着色渐变。这一着色渐变混合相邻着色区之间的色调转变，以使着色区之间的转变区域的外观柔和。
在一些实例中，多区窗户在整片式电致变色装置的相邻着色区之间的区域中具有电阻区域。这些电阻区域可以允许产生更均匀的着色锋面，例如，当与为机制供电的母线组合使用时。在某些实例中，电阻区域相对较窄，宽度介于约1mm与1000nm之间，或者相对较宽，宽度介于约1mm与约10mm之间。在大多数情况下，电阻区域中的电致变色材料着色，使得所述材料不会留下常规激光隔离切割线典型的亮线对比效果。因此，在其它实例中，电阻区域可以例如宽于1mm、宽于10mm、宽于15mm等。
电阻区域能够着色的原因是因为其不是将电致变色装置物理分叉成两个装置，而是对单个电致变色装置和/或其在电阻区域内的相关透明导体的物理修改。电阻区域是电致变色装置的区域，其中装置的活性(特别是电阻率和/或离子运动阻力)大于电致变色装置的其余部分。因此，可以修改透明导体中的一个或两个以在电阻区域中具有增加的电阻率，和/或可以修改电致变色装置堆叠，使得电阻区域中的离子相对于相邻着色区中的电致变色装置堆叠移动得更慢。电致变色装置在所述电阻区域中仍然起作用、着色和漂白，但是以比电致变色装置的其余部分更慢的速率和/或具有更小的色调强度。例如，电阻区域可以与相邻着色区中的电致变色装置的其余部分一样完全地着色，但是电阻区域比相邻着色区更慢地着色。在另一个实例中，相比于相邻的着色区，电阻区域可能较少地着色或者以色调渐变进行着色。
在2016年5月25日提交的且题为“多区电致变色窗户”的美国专利申请15/039,370和2014年12月18日提交的且题为“多区电致变色窗户”的国际PCT申请PCT/US14/71314中描述了多区电致变色窗户的电阻区域和其它特征的细节，所述申请两者均通过引用整体并入本文。
II.着色考量
为了占有者的权益和/或为了单独的建筑物考量，存在控制一个或多个可着色窗户和其它建筑系统的色调状态的动机，例如节能、电力需求等。本文中，“占用者”通常指代具有受控制的一个或多个可着色窗户的特定房间或其它空间中的个人或多个人，并且“建筑物”通常指代建筑物管理系统(BMS)以及照明、HVAC和其它建筑系统。与占用相关的动机包含，例如，可能受房间中的照明影响的基本健康以及有色窗户或窗户组的美观。动机包含例如控制：来自占用者的工作场所中的直射阳光的眩光；通过窗户到建筑物外部的能见度(其“视图”)；可着色窗户的颜色和相关的房间中光的颜色；以及调整色调状态以阻止或将直射阳光传入房间中的热舒适度。尽管占用者可能希望总体上避免眩光进入他们的工作场所，但他们也可能想允许一些太阳光穿过窗户以进行自然照明。这可能是这样的情况：占用者喜欢太阳光而不是来自例如白炽灯、发光二极管(LED)或荧光灯的人造照明。此外，已经发现某些可着色的窗户可能在其较暗的色调状态下给予房间太多的蓝色。通过允许一部分未过滤的日光进入房间和/或通过人造照明可以抵消所述蓝色。与建筑物相关的用户动机包含通过减少供暖、空调和照明来降低能源使用。例如，人们可能想要将窗户着色以使一定量的太阳光透射穿过窗户，使得人造照明和/或加热需要较少的能量。人们可能还希望捕获阳光以收集太阳能并抵消供暖需求。
可能由建筑物管理者和占用者共享的另一个考量涉及安全问题。在这方面，可能令人期望的是窗户被着色成暗色，使得房间外的人看不到占用者。可替代地，可能令人期望的是窗户处于透明状态，使得例如建筑物外的邻居或警察可以看到建筑物内部以识别任何邪恶活动。例如，用户或建筑物操作员可以将窗户设置为“紧急模式”，在一种情况下可以清除窗户。
A.眩光控制
在许多情况下，避免眩光可能导致多达95％的针对可着色窗户的着色决策。在2015年5月7日提交的题为“用于可着色窗户的控制方法(CONTROL METHOD FOR TINTABLEWINDOWS)”的国际PCT申请号PCT/US15/29675中详细描述了做出考虑眩光控制的针对可着色窗户的着色决策的方法的实例，所述申请通过引用整体并入本文。在这些方法中，使用以注册商标的专有控制逻辑(来自加利福尼亚州米尔皮塔斯视图公司(View,Inc.of Milpitas))，在逻辑模块A的操作中解决了眩光。在模块A中，基于由穿过窗户进入房间的太阳辐射引起的穿透深度或眩光区域，做出决策以确定是否调整可着色户的色调状态。如果太阳辐射对房间产生影响的穿透深度或眩光区域与占用者的位置或可能的位置(占用区域)重叠，则将立面中的可着色窗户保持处于或转变为较暗的色调状态以便减少这一占用区域中的眩光。现有算法以牺牲其它用户舒适度考量为代价对例如与基于眩光的建筑物空间相关联的整组窗户进行着色。
本文的方法通过独立地对一组可着色窗户的一个或多个窗户和/或一个或多个多区窗户的单个着色区进行着色来提供对着色决策的粒度和灵活性，以例如解决眩光，同时还允许自然日光进入空间中并因此解决多个用户舒适度问题和/或同时建立系统要求。例如，减少眩光是通常与减少建筑物的热负荷、增加自然光照等不一致的目标。例如，在冬天，通过清除可着色窗户以允许更多的太阳辐射进入房间可以减少用于通过加热系统加热房间的能量，允许更多的太阳辐射进入房间也可以在占用区域产生中眩光情境。在本文所描述的某些配置中，可以通过将置于暗色调的窗户(或窗户组的子集)的区域限制到着色区来控制多区可着色窗户(或一组窗户的各个窗户)以解决这一问题，所述着色区减少房间中的占用者的位置或可能位置中的眩光。尽管本文关于控制多区可着色窗户中的着色区描述了许多实例，但应理解的是，类似的技术将适用于多个可着色窗户的组合件，每个可着色窗户具有一个或多个着色区。例如，可以控制可着色窗户的组合件以将置于暗色调的窗户的组合件的区域限制到那些可着色窗户和/或可着色窗户内的着色区，所述着色区减少占用区域上的眩光。
B.调整颜色感知
用于以特定方式控制可着色窗户的其它实施方案可以减少着色或漂白状态的窗户的颜色感知和/或穿过着色或漂白状态的窗户的光的颜色。这些实施方案利用光学特性来使与特定色调状态相关联的不期望颜色的感知最小化。
作为一个实例，光学可切换装置(例如电致变色装置)的暗色调状态可以具有占用者可感知到的蓝色。然而，如果房间中的有色窗户与日光照射很多的明亮区窗户并置，则有色窗户的蓝色对于占用者来说可能不太明显。例如，特定窗户可能处于较暗的色调状态，并且可能对占用者呈现蓝色。在眩光减少着色配置的一个实施方案中，相邻或附近的窗户可以被置于透明状态，只要这些窗户不会由于其相对位置而对占用者产生眩光。透过透明窗户的光可以减少对占用者可能以其它方式感知的蓝色的感知。
在另一个实施方案中，漫射光源(如粘附到可着色窗户的漫射膜或散射膜)可降低对着色窗户中的蓝色的感知。例如，漫射膜或散射膜可以安置在IGU的电致变色配对片上。在另一个实例中，漫射膜或散射膜可以安置在不具有光学可切换装置(如电致变色装置)的薄片的表面上。
C.光捕获
其它着色配置可能涉及使光捕获最大化。光捕获是将来自窗户外部的太阳辐射转换成电能以供窗户、建筑物或其它目使用的概念。可以使用窗户的适当部分上(如IGU的配对片上)的光伏膜、其它光伏结构或其它光捕获结构来完成光捕获。在一个实例中，利用设置在电致变色窗内或电致变色窗上的光伏电池来完成光捕获。
一个考量是，当收集的入射光在正常或接近正常的方向上时，光伏电池或其它光捕获结构可能是最有效的。这可以通过在窗户中具有重定向窗户上的入射光以在正常或接近正常方向上照射光伏电池从而使能量产生最大化的结构来促进。在一些情况下，可以在可着色窗户的一部分上使用光漫射器或水平引导结构，以将光引导到窗户的适当部分上(如配对片上)的光伏膜、其它光伏结构或其它光捕获结构。
另一个考量是，在正常情况下可能令人期望的是配对片上的光伏薄膜尽可能透明。然而，与更不透明的膜或不仅仅是不透明而且还更多地散射光的膜相比，制成透明的光伏膜在将太阳光转换成电能方面通常相对低效。认识到，在窗户区域中可能存在通常负责防止房间内的眩光情境并因此通常必须经过着色的某些着色区，和/或在这一区域外可能存在占用者通常能够看到外面的环境的某些区。在一个实施方案中，与这一区域外面的区相比，这一区域中的着色区被设置成对于光捕获而言更有效，但具有更多的散射或不透明的光伏膜。在另一个实施方案中，这一区域中的着色区设置有光伏膜，并且这一区域外面的区不具有光伏膜。
根据另一个实施方案，与入射光在窗户的上部区域中水平定向、反射、散射或漫射的情境一样，因为所述区域产生大部分眩光，类似地，可着色窗户的上部区域可以配备更有效但光学上不太令人满意的类型的光伏电池。
-IGU薄片面上的光伏电池的示例性位置
在某些实施方案中，可着色窗户包含光伏(PV)电池/面板。PV板可以定位在窗户上的任何位置，只要它能够吸收太阳能即可。例如，PV板可以全部或部分地定位在窗户的可视区域中，和/或完全或部分地定位在窗户框架中/上。具有PV电池/面板的电致变色窗户的实例的细节可以在2016年3月25日提交的题为“光伏电致变色窗户(PHOTOVOLTAIC-ELECTROCHROMIC WINDOWS)”的美国临时专利申请62/247,719中找到，所述申请通过引用整体并入本文。
PV电池/面板可以实施为薄膜，其涂覆可着色窗户的薄片的一个或多个表面。在某些实施方案中，可着色窗户为具有两个单独的薄片(窗格)的IGU的形式，每个薄片具有两个表面(不算边缘)。从建筑物的外部向内数，第一表面(即，外窗格的向外表面)可以被称为表面1(S1)，下一个表面(即，外窗格的向内表面)可以被称为表面2(S2)，下一个表面(即，内窗格的向外表面)可以被称为表面3(S3)，并且剩余的表面(即，内窗格的向内表面)可以被称为表面4(S4)。PV薄膜可以在表面1-4中的任何一个或多个表面上实施。
在某些实例中，将PV膜应用到IGU或其它多薄片窗户组合件中的至少一个薄片表面上。合适的PV膜的实例可从加利福尼亚州圣巴巴拉的新能源技术公司(Next EnergyTechnologies Inc.)获得。PV膜可以是有机半导体墨水，并且在某些情况下可以印刷/涂覆到表面上。
在设想将PV电池与多区电致变色窗户组合使用的常规情况下，EC装置相对于PV电池/面板朝向建筑物内部定位，使得当EC装置处于有色状态时，其不减少通过PV电池/面板聚集的能量。因此，PV电池/面板可以在外窗格(薄片)的向外表面上实施，例如在IGU的表面1上。然而，某些敏感的PV电池不能暴露于外部环境条件，并因此不能可靠地在向外表面上实施。例如，PV电池可能对氧气和湿气敏感。
为了解决这种PV膜的空气和水敏感性，可以将膜定位在表面2或3上，这有助于保护膜免于暴露于氧气和湿气。在一些情况下，电致变色材料的堆叠定位在表面3上并且PV薄膜定位在表面2上。在另一个实例中，电致变色材料的堆叠定位在表面2上并且PV膜定位在表面3上。
在一个方面，PV膜定位在S3上并且多区窗户具有在S2上具有多个着色区的电致变色装置。在这种情况下，一个或多个区可以保持处于漂白色调状态，如在允许自然光以高水平进入房间的采光着色区(例如，在门顶窗配置中)中。在这种情况下，太阳光被供给S3上的PV膜，而其它区(例如，门顶窗配置中的下部区域)可以保持着色，例如，用于眩光控制。在这种情况下，PV膜接收太阳光并且不会缺乏光。
4.对比度
如本文所使用的，“对比度”指代从由多个光源照射的表面反射的光的强度的对比。在大多数实例中，关于由多个光源照射的表面的两个区域(被称为“第一部分”和“第二部分”)描述对比度。第一部分指代主要由第一光源照射的区域，所述第一光源提供具有第一强度的照明。第二部分指代与第一部分相邻或围绕第一部分的区域，其由具有不同于第一强度的第二强度的照明来照射。在一个实例中，透射穿过电致变色窗的孔的处于具有黄色色相的最暗色调状态的光在房间中的书桌的顶表面上产生蓝色色相的光投射。透射穿过电致变色窗的光的强度比照射桌面的环境光的强度更高。在激活人造光之前，从第一部分中的书桌上的光投射反射的蓝光与由房间中的环境光照射的书桌区域的相邻第二部分之间的桌面上存在强度的对比。随后，激活提供红光和黄光的人造光源以照亮桌面。桌面反射来自蓝光的光投射和来自人造光源的红光和黄光两者的光，以反射来自第一部分的蓝色、红色和黄色。桌面还反射主要由人造光源照射的第二部分中的红光和黄光。来自人造照明的红光和黄光可以抵消或“清除”来自第一部分的反射光与来自第二部分的反射光之间的对比。
图1A-1C描绘了根据实施方案的房间150的透视图的示意图，所述房间在建筑物外部与房间150内部之间的竖直墙壁中具有可着色窗户160。可着色窗户160以暗色调状态描绘。房间150还具有定位在房间150的竖直墙壁上的第一人造光源152、第二人造光源154和第三人造光源156。房间150还具有占用区域170，例如，书桌或其它工作场所。在这个实例中，占用区域170被定义为房间150的地板上的二维区域。在一个实施方案中，第一人造光源、第二人造光源和第三人造光源156中的一个或多个可以是可调谐的人造照明，其可以调整到如波长范围、照度和/或照明方向等各种设置。
在图1A所示的第一情境中，示出了照射处于有色状态的可着色窗户160的太阳光(描绘为实线箭头)。透射穿过可着色窗户160的光(描绘为虚线箭头)在房间150的地板的第一部分162处产生二维光投射。在这一情境中，第一人造光源152、第二人造光源154和第三人造光源156被关闭。房间中的环境光在围绕第一部分162的第二部分180中照亮房间150的地板。透射穿过可着色窗户的光的强度比照射地板的环境光的强度更高。来自主要由透射穿过可着色窗户的光照射的较亮的第一部分162的反射光与来自主要由环境光照射的第二部分180的反射光之间存在强度的对比(强度比)。在这一情境中，第一部分162与第二部分180之间的界面处的对比不处于占用区域170中。
在图1B所示的第二情境中，示出了照射处于有色状态的可着色窗户160的太阳光(描绘为实线箭头)，并且第一人造光源152、第二人造光源154和第三人造光源156被关闭。在这个第二情境中，天空中的太阳高于第一情境中的太阳。透射穿过可着色窗户160的光(描绘为虚线箭头)产生照射房间150的地板上的第一部分162的二维光投射。第一部分162与占用区域170重叠。透射穿过可着色窗户的光的强度比照射地板的环境光的强度更高。来自主要由传光投射照射的较亮的第一部分162的反射光与来自围绕第一部分162的第二部分180的反射光之间存在强度的对比(强度比)。在这一情境中，第一部分162与第二部分180之间的界面处的对比位于占用区域170中。
图1C中示出的第三情境描绘了如图1B所示的照明情境，并加入了由方向箭头描绘的第一人造光源152的激活。在这一情境中，第一人造光源152照射地板的二维第三部分190，从而抵消或“清除”图1B所示的来自第一部分162的反射光与来自第二部分180的反射光之间的对比。
图2A-2B描绘了根据实施方案的房间250的透视图的示意图，所述房间在建筑物外部与房间250内部之间的竖直墙壁中具有可着色窗户260。可着色窗户260处于暗色调状态。房间250还具有定位在房间250的竖直墙壁上的第一人造光源252、第二人造光源254和第三人造光源256。房间250还具有占用区域270，例如，书桌或其它工作场所。在这个实例中，占用区域270被定义为房间250的地板上的二维区域。在一个实施方案中，第一人造光源、第二人造光源和第三人造光源256中的一个或多个可以是可调谐的人造照明，其可以调整到如波长范围、照度和/或照明方向等各种设置。
在图2A所示的第四情境中，示出了照射处于有色状态的可着色窗户260的太阳光(描绘为虚线箭头)。在这个第四情境中，透射穿过可着色窗户260的光(描绘为实线箭头)在房间250的地板上的第一部分292处产生二维光投射，所述第一部分紧邻具有可着色窗户260的竖直墙壁。第一部分292与占用区域270重叠。透射穿过可着色窗户260的光的强度比照射第一部分292周围的地板的第二部分280的环境光的强度更高。来自第一部分292的反射光与来自第二部分280的反射光之间存在强度的对比。
图2B中示出的第五情境描绘了与图2A所示的照明情境类似的场景，并加入了来自由方向箭头描绘的第一人造光源152的照明。在这一情境中，第三人造光源256被激活并且照射地板的二维第三部分290，从而抵消图2A所示的来自第一部分292的反射光与来自第二部分280的反射光之间的对比。
某些实施例涉及控制逻辑，其确定和传送建筑系统的新设置(如一个或多个可着色窗户的色调状态)和人造照明的设置，其中所述新设置由控制逻辑确定以减小占用区域(如书桌或其它工作表面)中的对比度。例如，控制逻辑可以确定可调谐的人造光源的设置以将人造光源调谐到红光和黄光的波长和/或可着色窗户的较浅色调等级，从而降低穿过有色窗户的光投射中的蓝色的深度。在这个实例中，来自一个或多个人造光源的红光和黄光的组合与穿过有色窗户的光投射的蓝光进行组合以产生红光、黄光和蓝光，例如，更接近自然光光谱的光谱内容。这种组合减小了主要由蓝光的光投射照射的区域与由人造光源照射的区域之间的颜色和强度的对比度。
在某些实施方案中，控制逻辑基于根据来自建筑系统的反馈确定的占用区域中的当前对比度来调整建筑系统的功能。例如，可以基于占用区域中的当前照度来确定占用区域中的对比度，所述当前照度由以下中的一个或多个确定：来自建筑物中的一个或多个传感器(例如，相机、热传感器等)的测量结果、当前设置和人造照明的位置等。可以使用光谱仪(如例如制造的市售C-7000光谱仪)测量环境光的照度和颜色。控制逻辑调整建筑系统的功能，以将占用区域中的一个或多个对比度调整到可接受的水平。例如，可以调整建筑系统使得对比度低于可接受范围或低于最大限度。作为另一个实例，可以调整建筑系统使得基于人造照明的照度查找表将对比度保持在可接受的水平内，所述人造照明可以用于抵消来自穿过具有不同色调等级的电致变色窗户的光投射的反射光。
在本公开的其它部分中将描述用于控制一个或多个可着色窗户和其它建筑系统的色调状态以有利于占用者和/或单独建筑物的其它考量。例如，包含昼夜节律调节的占用者健康是下文所讨论的考量。
B.用于眩光控制和/或其它考量的着色配置的实例
在大多数情况下，参考多区可着色窗户，在本节中描述了用于眩光减少的配置的实例。应当理解的是，这些实例也可以以类似的方式应用于一组可着色窗户或多区窗户与整片式可着色窗户的组合。
a)利用采光进行眩光控制
在一个特定的眩光减少配置中，控制多区可着色窗户以将着色区置于(保持或转变为)黑暗状态中，所述着色区位于可着色窗户的可以减少占用者的位置或可能位置上的眩光的区域中，同时将多区可着色窗户的其它着色区置于较浅色调状态以允许环境光进入，从而例如减少加热/照明。这一配置可以用于“采光”。如本文所使用的，“采光”通常指代使用自然光来满足照明需求和潜在的颜色抵消同时减轻占用者的潜在视觉不适(如例如来自眩光)的建筑策略。眩光可以从直射阳光照射到占用者的工作场所或占用者的眼睛中。本文所描述的这一配置和其它采光实例可以提供益处，包含由于在房间中增加自然光带来的视觉感知改变而减少来自着色区中的光的蓝色。如上所述，应当理解的是，这些实施例也以类似的方式应用于保持或转变为黑暗状态的一个或多个可着色窗户，而其它可着色窗户保持处于较浅色调状态以用于采光的目的。
-下部区域的较浅色调
在这一配置中，控制多区可着色窗户或一组可着色窗户，使得其下部区域比其它区域更亮。在这种眩光控制配置的一个实例中，控制竖直墙壁中的多区窗户的一个或多个下部着色区以将其着色成比多区窗户中的一个或多个较高着色区更浅的色调。作为这种眩光控制配置的另一个实例，控制竖直墙壁中的较低可着色窗户以将其着色成比竖直墙壁中的一个或多个较高可着色窗户更浅的色调。例如，可以在以下情境中使用所述控制配置：太阳在天空中处于中高位置，并且下部区域可能处于以直射阳光不会深入房间并因此不会在靠近窗户的占用区域产生眩光的角度来接收太阳光的低位置。在这种情况下，可以以允许最大光进入房间并使加热房间所需的热负荷最小化的方式来清除或控制下部区域，同时可以使中间和/或顶部区域变暗以减少占用区域上的眩光。
-顶部区域的较浅色调
在这一配置中，控制多区可着色窗户或一组可着色窗户，使得其顶部区域比下部区域更亮。例如，可以将着色区(或顶部的多个着色区)着色成比多区可着色窗户的一个或多个着色区或窗户的顶部区域更浅的色调。在另一个实例中，窗户的顶部区域可以仅具有透明衬底(无光学可切换装置)。作为另一个实例，控制竖直墙壁的顶部区域中的上部可着色窗户以将其着色成比竖直墙壁中的一个或多个其它可着色窗户更浅的色调。在这些实例中，通过允许环境光以高水平进入房间同时控制竖直墙壁附近的眩光，较浅的顶部区域可以以类似于“门顶窗”的方式起作用。本文所描述的这一实例和其它采光实例可以提供益处，包含由于在房间中增加自然光带来的视觉感知改变而减少来自穿过着色区/窗户的光的蓝色。
图3是根据实施例的具有五个着色区的多区可着色窗户300的所述实例的示意图。多区可着色窗户300定位在房间350的外部竖直墙壁中，介于建筑物的内部与外部之间。多区可着色窗户300包括处于窗户300顶部的第一着色区302和处于第一着色区302下方的四个其它着色区304、306、308和310。
在图3所示的示意性情境中，太阳在天空中处于高位置。在这一情境中，控制着色区使得第一着色区302处于第一色调状态——最浅色调状态(例如，漂白或透明状态)，并且其它着色区304、306、308和310处于比第一色调状态更暗的第二色调状态。利用所示的着色控制配置，第一着色区302允许来自高海拔处的太阳的自然光进入房间，同时防止来自投射到具有书桌和占用者的占用区域上的直射阳光的眩光。相反，穿过第一着色区302的直射阳光将眩光投射(由箭头描绘)到房间的未占用区域上。尽管在这个示出的实例中使用了五个区，但是可以使用其它数量和布置的着色区。
在所述眩光配置的另一个实例中，多区可着色窗户可以包含不具有光学装置的顶部透明衬底部分和具有光学可切换装置的底部部分，所述光学可切换装置具有一个或多个着色区。例如，多区可着色窗户可以具有整片式电致变色装置，所述装置在窗户的底部部分具有一个或多个着色区并在顶部具有采光透明衬底条或区。
在所述眩光配置的另一个实例以及可能用于其它目的的其它配置中，根据实施例，多区可着色窗户包括一个或多个着色区，所述着色区可以被控制成具有从一侧到相对侧的着色渐变。在一种情况下，顶部着色区具有在一侧以漂白色调状态开始并且朝向相对侧色调增加的着色渐变。也就是说，在物理上分离的区中色调没有突然变化，其中区之间的高对比度可能分散最终用户的注意力并且对最终用户没有吸引力。
图4是根据实施例的具有着色渐变的多区可着色窗户460的所述实例的示意图。多区可着色窗户460定位在房间450的外部竖直墙壁中，介于建筑物的内部与外部之间。多区可着色窗户460包括处于窗户450顶部的第一着色区462和处于第一着色区462下方的第二着色区464。在这一场景中，第一着色区462处于第一色调状态，即最浅色调状态(例如，漂白状态)，并且第二着色区464处于比第一色调状态更暗的第二色调状态。利用所示的着色，第一着色区462允许来自高海拔处的太阳的自然光进入房间，同时防止来自投射到具有书桌和坐着的占用者的所示占用区域上的直射阳光的眩光。穿过第一着色区462的直射阳光将眩光投射(由箭头描绘)到房间背面处的未占用区域上。在这个特定实例中，多区可着色窗户460还具有着色渐变区域466，所述着色渐变区域包括具有宽度的电阻区域。着色渐变区域466在相邻的第一着色区462和第二着色区464的色调状态之间具有着色渐变。也就是说，可以例如从一个区的起始处测量着色渐变距离(或宽度)，在所述区中，％T开始变化，通过并包含％T进入相邻区的变化，所述测量结束于所述第二区的％T变为常数的地方。在一个方面，渐变部分的宽度约为10"。在另一个方面，渐变部分的宽度在2"到15"的范围内。在另一个方面，渐变部分的宽度在10"到15"的范围内。在一个方面，渐变部分的宽度约为5"。在一个方面，渐变部分的宽度约为2"。在一个方面，渐变部分的宽度约为15"。在一个方面，渐变部分的宽度约为20"。在一个方面，渐变部分的宽度约为20"。在一个方面，渐变部分的宽度至少约为10"。在一个方面，渐变部分的宽度至少约为16"。在一个方面，渐变部分的宽度覆盖多区可着色窗户的整个宽度或大约整个宽度。在这种情况下，窗户可以具有跨整个窗户从浅到深的连续渐变。在另一个方面，渐变部分的宽度小于5英寸。
-中间区域的较浅色调
尽管在眩光减少配置中对可着色窗户进行着色的某些实例已经将顶部区域或下部区域置于较浅色调状态，但是其它实例可以将顶部或下部区域变暗以控制眩光同时将顶部区域与底部区域之间的一个或多个中间区域清除或置于较浅色调状态。在这种情况下，可以控制多区可着色窗或一组可着色窗，使得一个或多个着色区/窗户的中间区域比其它区域更亮。例如，定位在房间中非常低或非常高位置处的多区可着色窗户可以具有将中间区域或多个中间区域清除或置于较浅色调状态的着色配置。作为另一个实例，跨越多个楼层的单个多区可着色窗户(例如，单个房间中的开放式夹层或阁楼)可以具有清除中间区域或多个中间区域的着色配置。作为另一个实例，控制竖直墙壁的中间区域中的一个或多个可着色窗户以将其着色成比竖直墙壁中的其它可着色窗户更浅的色调。
图5是根据一个方面的具有三个可着色窗户502、504和506的房间550的示意图。房间具有配有两张书桌的二楼阁楼层和配有一张书桌的下层。可着色窗户502、504和506竖直布置并且定位在房间550的外部竖直墙壁中，介于建筑物的内部与外部之间。在这一图示中，中间可着色窗户504处于第一色调状态(例如，漂白状态)，并且其它可着色窗户502和506处于比第一色调状态更暗的第二色调状态。利用所示的着色，中间可着色窗户504允许来自太阳的自然光进入房间550介于占用区域之间，以减少照明/加热负荷。这种着色还防止来自投射到阁楼层和下层的占用区域上的直射阳光的眩光。
尽管本文描述了眩光减少配置中的多区可着色窗户的许多实例，其具有沿着窗户的长度布置的多个全宽度着色区，但是其它实例可以包含沿着窗户的宽度布置的全长度着色区。可替代地，可以设想，多区可着色窗户可能包括对应于沿着窗户的长度和宽度的位置的二维阵列的矩形着色区(数字化设计)。
b)具有多个玻璃片的窗户
在某些实施方案中，可着色窗户包括多个例如绝缘玻璃单元(IGU)形式的薄片，所述绝缘玻璃单元在薄片之间具有密封在的间隔物。另一个实例是层压结构。参考本文所示实例示出并描述的着色配置中的任何一个可以用于IGU或层压结构的单个薄片或一个或多个薄片。
在一种眩光减少着色配置中，可着色窗户包括第一可着色薄片与第二配对片，所述第二配对片具有多个着色区或单个着色区。在这种着色配置中，穿过多个薄片的光的组合透射率可以用于提供比单个薄片低的透射率。例如，穿过区域中的两个可着色薄片(其中两个薄片均被着色成最暗色调状态)的降低水平的透射率可能低于1％T。穿过由组合的多个有色薄片所形成的区域的这种降低的透射率可以用于提供多区可着色窗户中的增加的眩光控制。也就是说，一些终端用户可能期望低于1％的透射率，例如，以进一步减少眩光。在这些情况下，根据需要，可以使用具有多个薄片的可着色窗户来将降低低于1％的透射率。
在这种着色配置的一个实施方案中，多区可着色窗户为具有多个薄片的IGU的形式，每个薄片具有一个或多个可以被着色以减少眩光的着色区。在当年/当日某些时间，对窗户的上部区域进行着色是合适的，因为太阳所处的高度使得穿过上部区域的阳光是跨接收太阳光的窗户的所有部分的眩光的主要原因。在其它情况下，多区可着色窗户的其它区域也可以受益于所述着色。例如，下部部分也可能如此。
根据一个方面，通过控制方法确定的最适合于进行着色以减少眩光的多区窗户的区域是那些对于占有者不具有良好视野潜力的区域。换句话说，当占有者在房间中处于其典型位置时，令人期望的是他们是否可以看到窗外，例如，以查看天气情况。在一个实例中，控制方法确定将某些着色区的色调状态保持或转变为较暗的色调状态以便控制占用区域上的眩光，只要着色区的所述区域不阻挡占用者的视野。
在某些实施方案中，控制IGU形式的多区可着色窗户以产生平衡眩光控制与降低的能量消耗的色调状态。在一种情况下，IGU的配对片可能具有一个或多个被设计成总是或几乎总是减少眩光的着色区。尽管配对片通常指代任何IGU的衬底，但在一种情况下，配对片是其上不具有光学可切换装置(例如，电致变色装置)的IGU的衬底。
c)太阳光的定向控制
在一个方面，IGU中的配对片或可能的一些其它结构可以被设计成在水平方向上引导太阳光，不论太阳相对于窗户位置的相对高度。用于在水平方向上引导光的机制可以包含在IGU的内部或IGU的外部中或者与配对片的相关联的非常粒状的板条组或百叶窗结构。在一个实例中，可以将小型机械百叶窗构建在配对片的电控制区域中以重定向光。作为另一个实例，一系列光管可以定位在IGU的外部或内部(薄片之间的区域)，以沿基本水平的方向引导太阳光。图6是根据实施例的竖直墙壁699中的IGU形式的多区可着色窗户690的实例的示意图。IGU包括内部EC薄片和外部EC薄片以及在薄片之间的间隔物(未示出)。内部EC薄片包括第一着色区693、第二着色区696和第三着色区697。外部EC薄片包括第一着色区694和第二着色区698。在窗户690的顶部部分692中，薄片之间的区域695具有一系列光管，所述光管包括用于引导光的反射内表面。在其它实施例中，区域695可以包含光散射元件、反射器、漫射器、微罩(或类似的MEMS装置)等。在这种着色配置中，清除着色区693和694以允许太阳光透射，同时引导光或防止光照射到占有者并因此避免眩光情况，同时仍然允许自然光进入所述空间。在这种配置中，通过光管引导穿过顶部部分692处的外部EC薄片的外表面处的着色区694的太阳光，并且将太阳光引导穿过处于透明状态的内部EC薄片的着色区693。在一些情况下，如图所示，可以将光稍微引导到房间背面。利用所示的着色配置，窗户690的顶部部分692允许来自处于高海拔处的太阳的自然光进入房间，同时防止来自具有书桌和占有者的占用区域上的直射阳光的眩光。
在另一个实施方案中，IGU的一个或多个薄片可以具有带有漫射光源的区域，使得照射在所述区域上的光被漫射或散射，以便消除占用区域上的潜在眩光。可以通过将漫射膜或导光膜应用到所述区域来实现漫射或散射。这些薄膜含由许多散射中心或其它方式以允许光进入，但同时减少占用区域上的直射光线。
d)具有非EC膜的多区窗户
在某些实施方案中，可着色窗户包含电致变色装置或其它光学可切换装置。在一个实施方案中，可着色窗户包含光学可切换装置和光伏薄膜。在另一个实施方案中，可着色窗户包含光学可切换装置和热致变色材料层和/或光致变色材料层。具有热致变色或光致变色材料的可着色窗户的一些描述可以在2008年6月25日提交的且题为“多窗格动态窗户及其制作方法(MULTI-PANE DYNAMIC WINDOW AND METHOD FOR MAKING SAME)”的美国专利申请第12/145,892号(现为美国专利第8,514,476号)中找到，所述申请通过引用整体并入本文。
e)采光着色配置的其它实例
某些方面涉及具有至少一个保持在漂白色调状态的着色区或可着色窗户(采光着色区/窗户)的着色配置。采光着色区/窗户允许自然光进入房间，同时通过对其它着色区/窗户进行着色来控制房间中的眩光/温度。这些方面涉及来自占用者/建筑物的动机。首先，采光着色区/窗户可以增加房间照明。也就是说，较暗的色调状态可以使房间在占用者看来太暗。当太阳照射在立面上时，占用者可能想要更多光进入房间，同时仍然控制眩光。其次，采光着色区/窗户可以改善室内光线颜色。也就是说，较暗的色调状态可以使房间中的光看起来有颜色(例如，蓝色)。占用者可能希望维持更自然的房间颜色，同时进行着色以控制眩光。第三，采光着色区/窗户可以改善通过窗户的的视野以及占用者与室外的连接。当窗户处于较暗色调状态时，占用者可能想要识别当前天气或其它室外条件。第四，采光着色区/窗户可以维持眩光/热量控制。也就是说，其它着色区/窗户将被着色以保护占用者免于眩光并阻止来自太阳辐射的热量。
在某些方面，多区窗户的采光着色区的宽度足以允许足够的自然光进入房间以减少房间中的光的颜色(例如，蓝色色相)，同时仍提供眩光/热量控制。在一个方面，采光着色区的宽度约为5"。在另一个方面，采光着色区的宽度小于22"。在另一个方面，采光着色区的宽度介于约10"与和21"之间。在一个方面，采光着色区的宽度约为15"。
图7示出了根据采光着色配置的方面的具有第一多区可着色窗户712的左房间710和有第二多区可着色窗户732的右房间730。左侧的房间710中的第一多区可着色窗户712具有窗台水平面上的两个着色区。右侧的房间730中的第二多区可着色窗户732具有窗台水平面上的三个着色区。在第一多区可着色窗户712和第二多区可着色窗户732中，窗台水平面下方的下部部分是不可着色的。在一种情况下，下部部分可以是不具有光学可切换装置的透明衬底。在两个房间710、730中，顶部着色区以透明状态示出以允许日光穿过着色区进入房间，这与图3中所示的门顶窗实例类似。具有两个着色区的第一多区可着色窗户712的制造和设计复杂性可能低于三区窗户。
图8A包含根据展示采光着色配置的实施例的房间800中的具有若干可着色多区窗户的建模建筑物的平面图和侧视图(南向立面)。图8B包含图8A中所示的房间800建模建筑物的透视图。每个多区窗户具有两个着色区，第一顶部着色区和第二中间着色区。下部区域是不具有光学可切换装置的透明衬底。在所示的实例中，上部着色区处于比中间着色区更亮的状态，以允许日光穿过上部着色区进入房间。
图9是根据实施例的来自穿过图7中所示的房间第一排和第二排处的多区窗户的太阳光的日光眩光概率(DGP)在6月21日、9月21日和12月21日的曲线图。多区窗户具有两个着色区。图10是参考图9描述的房间中的两个着色区的书桌水平处的室内光水平(以英尺烛光(FC)计)在6月21日、9月21日和12月21日的曲线图。
图11是图7中所示的双区可着色窗户的着色时间表的图表，其包含照度级和DGP值。如图所示，从时间段到着色区提供足够的眩光控制和采光。当年年底那一天的中午需要最暗的色调状态(色调4)。
图12是具有两个区的多区窗户和具有三个区的多区窗户的着色时间表的图表。与两个区相比，三个区提供更多的着色选项。有时可以对较低的视野进行着色以略微降低眩光而不影响光水平。
图13示出了具有多区可着色窗户的房间的两个视图的模拟图示，其中采光着色区的宽度为15"。
图14示出了模拟房间中的绿色-蓝色染色和照度的图表，其中采光着色区的宽度为5"。采光区的宽度中的第一个5"引起房间颜色的最大增量差异。一个实施例是一种向在房间空间和房间外部之间具有可着色窗户的房间提供采光的方法，所述方法包含：当可着色窗户的长度的其余部分被着色成允许少于5％透射率的太阳光谱通过窗户时，允许至少5"的非着色窗户长度。
III.控制器
在一些实施例中，一个或多个控制器可以向建筑系统供电或发送其它控制信号以控制建筑系统的功能。在一些情况下，例如，控制器可以为可着色窗户的一个或多个电致变色装置供电。本文所描述的控制器不限于具有出于控制目的为与其相关联的一个或多个装置供电的功能的控制器。也就是说，电源可以与控制器分离，其中控制器具有其自身的电源并且将来自单独电源的电力的施加引导到一个或多个装置。然而，方便的是将电源与控制器一起包含并将控制器配置成直接为一个或多个装置供电，因为这样就不需要单独的布线来为一个或多个装置供电。
在一些情况下，控制器是独立控制器，其被配置成控制如电致变色窗户的一个或多个电致变色装置或电致变色窗户的区域等单个系统的功能，而不将控制器集成到楼宇控制网络或建筑物管理系统(BMS)中。在其它情况下，将控制器集成到楼宇控制网络或BMS中，如本节中进一步所述。
A.控制器组件的实例
图15描绘了由控制器1550控制的建筑系统的控制器1550和装置1500的一些组件的简化框图。被实施用于控制光学可切换装置的类似控制器组件的更多细节可以在均于2012年4月17日提交的题为“用于光学可切换窗户的控制器(CONTROLLER FOR OPTICALLY-SWITCHABLE WINDOWS)”的美国专利申请13/449,248和13/449,251以及2012年4月17日提交的题为“控制光学可切换装置中的转变(CONTROLLING TRANSITIONS IN OPTICALLYSWITCHABLE DEVICES)”的美国专利申请13/449,235(作为美国专利第8,705,162号发布)中找到，所有这些申请均通过引用整体并入本文。
在图15中，控制器1550的所示组件包含微处理器1555或其它处理器、脉冲宽度调制器1560(PWM)、信号调节模块1565以及具有配置文件1575的计算机可读介质(例如，存储器)1570。控制器1550通过网络1580(有线或无线)与一个或多个装置1500进行电子通信，以向一个或多个装置1500发送控制指令。在一些实施例中，控制器1550可以是通过网络(有线或无线)与主控制器通信的本地控制器。
在一些实施例中，来自传感器的输出可以被输入到信号调节模块1565。输入可以为信号调节模块1565的电压信号的形式。信号调节模块1565将输出信号传递到微处理器1555或其它处理器。微处理器1555或其它处理器基于各种数据(如来自配置文件1575的信息、来自信号调节模块1565的输出、覆盖值或其它数据)确定一个或多个装置的控制级别。然后，微处理器1555向PWM1560发送指令，以通过网络1580向建筑系统的一个或多个装置施加电压和/或电流，从而控制建筑系统的功能。
在一个实例中，微处理器1555可以指示PWM 1560将电压和/或电流施加到窗户的电致变色装置以将窗户转变到四个或更多个不同色调等级中的任何一个。在一种情况下，电致变色装置可以转变为至少八个不同的色调等级，所述色调等级描述为：0(最亮)、5、10、15、20、25、30和35(最暗)。色调等级可以线性地对应于透射穿过电致变色窗户的光的视觉透射率值和太阳热增益系数(SHGC)值。例如，使用上述八个色调等级，最亮的色调等级0可以对应于SHGC值0.80，色调等级5可以对应于SHGC值0.70，色调等级10可以对应于SHGC值为0.60，色调等级15可以对应于SHGC值0.50，色调等级20可以对应于SHGC值0.40，色调等级25可以对应于SHGC值0.30，色调等级30可以对应于SHGC值0.20，并且色调等级35(最暗)可以对应于SHGC值0.10。如下所述，透射穿过有色窗户的光可以在房间中产生色相。色相的深度取决于色调等级。
在一些情况下，控制器控制一个或多个可着色窗户，如电致变色窗户。在一种情况下，电致变色窗户的至少一个或所有电致变色装置是固态和无机电致变色装置。在一种情况下，电致变色窗户是如2010年8月5日提交的题为“多窗格电致变色窗户(MultipaneElectrochromic Windows)”的美国专利申请序列号12/851,514(现为美国专利第8,705,162号)中所述的多态电致变色窗，所述申请通过引用整体并入本文。
控制器1550或与控制器1550通信的主控制器可以采用控制逻辑来基于各种数据确定控制级别。控制器1550可以指示PWM 1560基于所确定的控制水平向有一个或多个装置施加电压和/或电流或以其它方式将控制信号发送到一个或多个装置。
B.建筑物管理系统(BMS)
本文所描述的控制器适合与建筑物管理系统(BMS)集成。BMS是安装在建筑物内的基于计算机的控制系统，其监控并控制建筑物的机械和电气设备，如供暖、通风和空调系统(也被称为“HVAC系统”)；照明系统；电力系统(例如，无线电力系统)；窗户系统，如可着色窗户的一个或多个区；运输系统，如电梯系统；紧急系统，如消防系统；安全系统；和其它建筑系统。BMS由包含通过通信信道与一个或多个计算机的互连的硬件和用于根据由占用者和/或建筑物管理者设置的偏好来维持建筑物中的状况的相关软件组成。例如，可以使用如以太网(Ethernet)等局域网来实施BMS。所述软件可以基于例如互联网协议和/或开放标准。一个实例是来自Tridium公司(弗吉尼亚州里士满)的软件。通常与BMS一起使用的一种通信协议是BACnet(楼宇自动化和控制网络)。
BMS在大型建筑物中最常见，并且通常至少用于控制建筑物内的环境条件。例如，BMS可以控制温度、光水平、色温、对比度、声级或其它声学质量、空气质量(如二氧化碳水平和/或微粒水平)、湿度水平以及建筑物内的其它条件。通常，存在许多由BMS控制的机械装置，如加热器、空调、鼓风机、通风口等。为了控制建筑环境，BMS可以打开和关闭或以其它方式将建筑系统中的这些装置控制到特定水平。典型的现代BMS的核心功能是为建筑物的占用者维持舒适的环境(例如，视觉舒适度、热舒适度、声学舒适度、空气质量等)，同时使能量成本/需求最小化。因此，现代BMS不仅用于监视和控制，而且还用于优化各种系统之间的协同作用，例如，以节省能量和降低建筑物运营成本。
图16描绘了与建筑物1601的多个系统通信(有线或无线)并管理建筑物的多个系统的BMS 1600的实施例的示意图，所述建筑系统包含安全系统1632、加热/通风/空调(HVAC)系统1634、照明系统1636、电力系统1642、电梯或其它运输系统1644、火灾或其它应急系统1645、与可着色窗户相关联的窗户系统1650等。安全系统1632可以包含磁卡通道、十字转门、电磁驱动门锁、监视摄像机和其它资产或占用者定位装置、防盗警报器、金属探测器等。火灾或其它应急系统1645可以包含包括水管道控制的警报和灭火系统。照明系统1636可以包含室内照明、外部照明、紧急警告灯、紧急出口标志和紧急楼层出口照明。电力系统1642可以包含主电力、备用电力发电机、不间断电源(UPS)电网、如光伏电力系统等发电系统等。在其它实施例中，BMS可以管理建筑系统的其它组合。
在图16所示的所示实例中，BMS 1600通过向主窗户控制器3202发送控制信号来控制窗户系统1650。在这个实例中，主窗户控制器3202被描绘为包含主网络控制器1603、中间网络控制器的控制器1605a和1605b以及端或叶控制器1610的分布式网络。端或叶控制器1610可以类似于参考图15描述的窗户控制器1550、参考图19描述的窗户控制器1940或参考图20描述的窗户控制器790。在一个实例中，主网络控制器1603可以定位在BMS 1600附近，并且建筑物1601的每个楼层或其它区域可以具有中间网络控制器1605a和1605b中的一个，而每个可着色窗户或可着色窗户的区具有其自身的端控制器1610。在这个实例中，每个端或叶控制器1610控制建筑物1601的特定可着色窗户或可着色窗户的特定区域。
端或叶控制器1610中的每一个可以处于与其控制的可着色窗户分离的位置，或者可以被集成到可着色窗户中。为简单起见，仅将建筑物1601的十个可着色窗户描绘为由主窗户控制器3202控制。在典型设置中，在由主窗户控制器3202控制的建筑物中可存在更多数量的可着色窗户。主窗户控制器3202不需要是窗户控制器的分布式网络。例如，控制单个可着色窗户或可着色窗户的单个区的功能的单个端控制器也落入本文所公开的实施例的范围内，如上所述。
在一个方面，BMS或另一个控制器经由通信网络从建筑物处的一个或多个传感器接收传感器数据。对于外部传感器，建筑物可以包含建筑物屋顶上的外部传感器。可替代地，建筑物可以包含与每个外部窗户相关联的外部传感器或建筑物的每一侧上的外部传感器。当太阳在一天中改变位置时，建筑物的每一侧上的外部传感器可以追踪建筑物一侧的辐照度。作为另一个实例，具有多个传感器(如光电传感器、红外传感器、环境温度传感器和其它传感器)的多传感器设备可以定位在建筑物上，例如，在屋顶上。另外或可替代地，BMS可以从其它建筑系统接收反馈数据。在一种情况下，BMS可以接收关于占用者在建筑物中的存在和位置的数据。通过整合来自各种建筑系统的数据，BMS可以提供，例如，增强的：1)环境控制；2)节能；3)安全性；4)控制选项的灵活性；5)改善的可靠性和使用寿命，因为减少了对其它系统的依赖并因此减少了对其的维护；6)信息可用性和诊断功能；7)人员的有效使用和更高的生产率以及这些的各种组合，因为系统可以自动控制。
建筑系统有时可以根据每日、每月、每季度或每年的时间表进行操作。例如，照明控制系统、窗户系统、HVAC和安全系统可以基于24小时的时间表进行操作，所述时间表考虑人们在工作日期间何时在建筑物中。在晚上，建筑物可以进入节能模式，并且在白天，系统可以以使建筑物的能量消耗最小化同时提供占用者舒适度的方式进行操作。作为另一个实例，系统可以在假期期间关闭或进入节能模式。调度信息可以与地理信息组合。地理信息可以包含建筑物的纬度和经度。地理信息还可以包含关于建筑物的每侧面向的方向的信息。使用这些信息，可以以不同的方式控制建筑物的不同侧上的不同房间。
图17是根据实施例的用于控制建筑物(例如，图16中所示的建筑物1601)的一个或多个可着色窗户的电致变色装置1701的功能(例如，转变到不同色调等级)的系统1700的组件的框图。系统1700可以是由BMS(例如，图16中所示的BMS 1600)管理的建筑系统之一，或者可以独立于BMS操作。系统1700包含主窗户控制器1703，其可以将控制信号发送到一个或多个可着色窗户以控制其的功能。系统1700还包含与主窗户控制器1703进行电子通信的网络1740。控制逻辑、其它控制逻辑和用于控制一个或多个可着色窗户的功能的指令和/或传感器和其它数据可以通过网络1740与主窗户控制器1703通信。网络1740可以是有线网络或无线网络(例如，云网络)。在一个实施例中，网络1740可以与BMS通信以允许BMS将用于控制一个或多个可着色窗户的指令通过网络1740发送到建筑物中的一个或多个可着色窗户。
系统1700还包含一个或多个可着色窗户的EC装置1701(未示出)和任选的墙壁开关1790，二者均与主窗户控制器1703进行电子通信。在这个示出的实例中，主窗户控制器1703可以将控制信号发送到一个或多个EC装置1701以控制具有一个或多个EC装置1701的可着色窗户的色调等级。每个墙壁开关1790也与一个或多个EC装置1701和主窗户控制器1703通信。用户(例如，具有可着色窗户的房间的占用者)可以使用墙壁开关1790来控制具有一个或多个EC装置1701的可着色窗户的着色等级和其它功能。
在图17中，主窗户控制器1703被描绘为窗户控制器的分布式网络，其包含主网络控制器1703、与主网络控制器1703通信的多个中间网络控制器1705以及多个复数的端或叶窗户控制器1710。每个复数的端或叶窗户控制器1710与单个中间网络控制器1705通信。虽然主窗户控制器1703被示出为窗户控制器的分布式网络，但是在其它实施例中，主窗户控制器1703也可以是控制单个可着色窗户的功能的单个窗户控制器。图17中所示的系统1700的组件在某些方面可以类似于参考图16描述的组件。例如，主网络控制器1703可以类似于主网络控制器1303，并且中间网络控制器1705可以类似于中间网络控制器1705。图17的分布式网络中的窗户控制器中的每一个都可以包含处理器(例如，微处理器)和与处理器电通信的计算机可读介质。
在图17中，每个叶或端窗户控制器1710与单个可着色窗户的一个或多个EC装置1701通信，以控制建筑物中所述可着色窗户的色调等级。在IGU的情况下，叶或端窗户控制器1710可以与IGU的多个薄片上的EC装置1701通信，以控制IGU的色调等级。在其它实施例中，叶或端窗户控制器1710可以与多个可着色窗户(例如，窗户的区)通信。叶或端窗户控制器1710可以被集成到可着色窗户中，或者可以与其控制的可着色窗户分离。图17中的叶或端窗户控制器1710可以类似于图16中的端或叶控制器1610。
每个墙壁开关1790可以由最终用户(例如，房间的占用者)操作，以控制与墙壁开关1790通信的可着色窗户的色调等级和其它功能。最终用户可以操作墙壁开关1790，以将控制信号传送到相关可着色窗户中的EC装置1701。在一些情况下，来自墙壁开关1790的这些信号可以覆盖来自主窗户控制器1703的信号。在其它情况下(例如，高需求的情况)，来自主窗户控制器1703的控制信号可以覆盖来自墙壁开关1790的控制信号。每个墙壁开关1790也与叶或端窗户控制器1710通信，以将关于从墙壁开关1790发送的控制信号的信息(例如，时间、日期、要求的色调等)发送回主窗户控制器1703。在一些情况下，可以手动操作墙壁开关1790。在其它情况下，墙壁开关1790可以由终端用户使用发送无线通信的远程设备(例如，手机、平板电脑等)与控制信号(例如，使用红外(IR)信号和/或射频(RF)信号)来进行无线控制。在一些情况下，墙壁开关1790可以包含无线协议芯片，如蓝牙、EnOcean、WiFi、Zigbee等。尽管图17中描绘的墙壁开关1790定位在一个或多个墙壁上，但系统1700的其它实施例可以具有定位在房间其它地方的开关。系统1700还包含多传感器装置1712，其经由通信网络1740与一个或多个控制器进行电子通信以将传感器读数和/或经过滤的传感器值传送到一个或多个控制器。
图18描绘了用于建筑物的建筑网络1800的实施例的框图。如上所述，建筑网络1800可以采用任何数量的不同通信协议，包含BACnet。如图所示，建筑网络1800包含主网络控制器1805、照明控制面板1810、BMS 1815、安全控制系统1820和用户控制台1825。建筑物中的这些不同的控制器和系统可以用于从建筑物的HVAC系统1830、灯1835、安全传感器1840、门锁1845、摄像机1850和可着色窗户1855接收输入和/或对其进行控制。
主网络控制器1805可以以类似于参考图17描述的主网络控制器3403的方式运行。照明控制面板1810可以包含用于控制室内照明、外部照明、紧急警告灯、紧急出口标志和紧急楼层出口照明的电路。照明控制面板1810还可以包含建筑物的房间中的占用传感器。BMS1815可以包含计算机服务器，所述计算机服务器从网络1800的其它系统和控制器接收数据并向其发出命令。例如，BMS 1815可以从主网络控制器1805、照明控制面板1810和安全控制系统1820中的每一个接收数据并向其发出命令。安全控制系统1820可以包含磁卡通道、十字转门、电磁驱动门锁、监视摄像机、防盗警报器、金属探测器等。用户控制台1825可以是计算机终端，其可以由建筑物管理者使用来安排对建筑物的不同系统的操作、控制、监视、优化和故障排除。来自Tridium公司的软件可以为用户控制台1225生成来自不同系统的数据的视觉表示。
不同控件中的每一个可以控制不同类型的装置/设备。主网络控制器1805控制窗户1855。照明控制面板1810控制灯1835。BMS 1815可以控制HVAC 1830。安全控制系统1820控制安全传感器1840、门锁1845和摄像机1850。可以在作为建筑网络1800的部分的所有不同装置/设备和控制器之间交换和/或共享数据。
C.用于独立控制多个着色区的窗户控制器的实例
在某些方面，单个窗户控制器或多个窗户控制器可以用于独立地控制多区可着色窗户的单个电致变色装置的多个区或区的多个可着色窗户。在第一种设计中，单个窗户控制器与多个电压调节器电通信。在第二种设计中，主窗户控制器与多个子控制器电通信。在一些情况下，每个多区可着色窗户包含存储关于窗户的信息的存储器、芯片或卡，所述信息包含物理特性、生产信息(日期、位置、制造参数、批号等)等。存储器、芯片或卡可以是或不是板载窗户控制器的部分，例如，在窗户控制器连接的线束、尾纤和/或连接器中。本文描述了控制多区可着色窗户的窗户控制器，无论其是否在窗户上还是窗户的部分。在2011年3月16日提交的题为“用于多态窗户的多用途控制器(MULTIPURPOSE CONTROLLER FORMULTISTATE WINDOWS)”的美国专利申请13/049,756和2015年11月24日提交的题为“独立的电致变色绝缘玻璃单元(SELF-CONTAINED EC IGU)”的美国专利申请14/951,410中描述了可以包含在存储器中的其它信息，所述申请两者均通过引用并入本文用于所有目的。
-控制器设计1
如上所述，将根据第一种设计的窗户控制器连接到其控制的多个电压调节器。每个电压调节器与着色区中的一个区电通信。在一个实施例中，电压调节器位于板(即窗户组合件的部分)上，例如，在隔热玻璃单元的二次密封中。其可以在物理上与控制器或控制器的部分分开，无论控制器是在板上还是与窗户分开。窗户控制器与每个电压调节器电通信，以能够独立地指示每个电压调节器将电压输送到其自身的着色区。每个电压调节器仅将电流输送到特定着色区中的两个母线之一。这一设计涉及多个电压调节器，每个着色区一个电压调节器，并且所有电压调节器共同由单个窗户控制器通过通信总线(未示出)进行控制。
图19是根据所述第一种设计的具有连接到五(5)个电压调节器1945的窗户控制器1940的控制系统的示意图。每个电压调节器1945电连接到窗户1950的相应着色区1952的母线之一并且电连接到窗户控制器1940。在这个实例中，窗户控制器1940指示每个电压调节器1945独立地将电压输送到其自身的着色区1952。每个电压调节器1945仅将电流输送到其着色区1952上的两个母线之一。以这种方式，每个区1952可以相对于其它区1952独立地着色。
所述第一种设计的另一个结构特征是，每个电压调节器仅被引导或连接到多区电致变色装置的相应区中的母线之一。与电压调节母线相对的区的母线均从窗户控制器接收相同的电压。如果需要以与其它区相反的方向驱动其中一个着色区，则这是一个挑战，因为如果施加到其它区的电压与反转的极性不一致，则两条母线上的极性不能进行反转。
在这个设计中，每个电压调节器是简单设计，其具有用于按照窗户控制器的指示施加电压的逻辑(例如，存储在存储器上并且由处理器检索以执行的指令)。本地窗户控制器包含具有用于实现作用的指令的逻辑，所述作用包括：1)与更高级别的窗户控制器通信；2)在必要时降低功率；3)以及确定应当施加于单独的着色区中的每一个的实际电压。作为与更高级别窗户控制器通信的实例，本地窗户控制器可以接收将每个单独的区置于相应色调状态的指令。然后，窗户控制器可以解释这一信息并确定如何通过应用适当的驱动电压、保持时间、斜坡曲线、保持电压等来驱动转变以最好地实现这个结果。在2012年4月17日提交的题为“用于光学可切换窗户的控制器”的美国专利申请13/449,248以及2012年4月17日提交的题为“用于光学可切换窗户的控制器”的美国专利申请13/449,251中描述了用于驱动光学可切换窗户中的转变的控制指令的细节，所述文献两者均通过引用整体并入本文。
-控制器设计2
在第二种设计中，使用单独的子控制器来控制每个着色区。在这个设计中，子控制器从主窗户控制器接收一般色调指令。例如，主(上层)窗户控制器可以通过色调指令向子控制器发送信号，以驱动特定着色区到新色调状态的转变。子控制器包括包含用于驱动转变的控制指令的存储器，所述控制指令包含确定驱动转变所需的适当驱动电压、保持时间、斜坡曲线等的指令。用于多区窗户的主窗户控制器与控制网络上的更高级别控制实体通信，主窗户控制器还用于将来自电源的电力步进到适当级别以使子控制器执行其功能。
在这个设计中，每个子控制器具有引线，所述引线通向其负责的相应着色区的每条母线。以这种方式，可以独立地控制每个区的一对母线的极性。如果需要以与其它区相反的极性驱动其中一个着色区，则两条母线上的极性可以通过这种设计进行反转。这是优于第一种设计的优点，因为可以独立着色或清除每个区。
图20是根据所述第二种设计的连接到五个子控制器(SWC)2070的单个窗户控制器的示意图。每个子控制器2070具有两条通向相应着色区2062的母线的引线。在这个实例中，多个SWC 2070与连接到主窗户控制器2080的串联端处的一个SWC 2070串联电连接。在这个实例中，窗户控制器2080通过色调指令向子控制器2070发送信号，以驱动其相关的着色区2062的转变。
D.光伏发电
在某些实施方案中，可着色窗户(例如，电致变色窗户)包括光伏(PV)膜或其它光捕获装置。光捕获装置捕获转换太阳能的能量，以向窗户控制器和/或其它窗户装置提供电力或用于存储在电池中。
E.板载窗户控制器
在一些方面，可着色窗户具有窗户上的窗户控制器。在2015年11月24日提交的题为“独立的电致变色绝缘玻璃单元(SELF-CONTAINTED EC IGU)”的美国专利申请第14/951,410号中描述了板载窗户控制器的实例的细节，所述申请通过引用整体并入本文。
F.无线供电
根据一个方面，可以向多区窗户无线供电，例如通过射频、磁感应、激光、微波能量等。关于无线供电窗户的组件的细节可以在2017年9月21日提交的题为“WIRELESS POWEREDELECTROCHROMIC WINDOWS”的国际PCT申请PCT/US17/52798中找到，所述申请通过引用整体并入本文。
在一个方面，多区可着色窗户包括射频(RF)天线，其将RF功率转换为用于为多区可着色窗户中的一个或多个着色区的转变供电的电势。RF天线可以定位在多区窗户的框架中或者定位在另一个结构中(例如，绝缘玻璃单元的间隔物)。例如，RF天线可以定位在具有多个薄片的绝缘玻璃单元的间隔物中，其中至少一个薄片包括多区电致变色装置。RF天线从RF发射器接收RF信号。在一种情况下，RF发射器向多个RF天线提供RF信号。在2015年11月24日提交的题为“窗户天线(WINDOW ANTENNAS)”的PCT申请PCT/US15/62387中描述了关于天线的实例的细节，所述申请通过引用整体并入本文。
IV.用于控制可着色窗户和/或其它建筑系统的功能的控制逻辑
在某些实施方案中，用于确定窗户的组(区)的色调决策的控制逻辑可以类似于用于确定窗户中的多个着色区或一组窗户的各个窗户的色调决策的控制逻辑进行操作。也就是说，多个窗户的控制逻辑根据窗户的位置和方向确定每个窗户的色调状态。用于窗户的多个区的控制逻辑将根据区的位置和方向确定窗户的每个区的色调状态。用于确定多个窗户的色调决策并将窗户转变为确定的色调状态的控制逻辑的实例可以在2015年5月5日提交的题为“用于可着色窗户的控制方法”的PCT申请PCT/US15/29675中找到，所述申请通过引用整体并入本文。在某些方面，所述控制逻辑的某些操作可以适于确定多个着色区的着色决策并为根据如本文所述的着色决策的转变供电。
在一些方面，控制逻辑可以适于解决特定着色区内和/或相邻着色区之间的着色的视觉转变。例如，控制逻辑可以包含确定色调状态的逻辑，所述色调状态在不同区中的不同色调状态之间产生鲜明对比，或者在区之间产生颜色的漫反射混合，例如，使用电阻区域技术。如上所述，相邻着色区之间的电阻区域(而不是物理分叉)可以用于在相邻区之间产生着色渐变。着色渐变通常跨电阻区域的宽度存在，因此，视觉转变越平缓，则电阻区域的宽度越大。控制逻辑可以适于考虑电阻区域中的着色渐变和/或可以适于沿着色区的母线的长度施加梯度电压从而在着色区(或整片式EC装置薄膜)内产生着色渐变。在一个实例中，母线可以是锥形的，以便沿着长度施加梯度电压并产生纵向的着色渐变。在另一个方面，控制逻辑可以适于控制具有许多着色区的窗户，以便确定将混合许多区的颜色的色调状态。在一个方面，控制逻辑可以适于控制一系列相邻区的色调状态，使得从需要特别暗的区到需要特别清晰的区的转变不会太突然。
对控制逻辑的另一个修改可以涉及单独的例程(例如，PCT申请PCT/US15/29675的模块A-D之外的模块，其描述如上所述的的方面)，所述单独的例程用于应用除了眩光控制、视野、自然采光、占用者热舒适、建筑能源管理等通常的考量外与多区窗户的附加特征相关的考量。例如，在光线捕获是动机的情况下，则可能必须在控制逻辑上构建另外的模块以解决另外的考量。在某些情况下，在通常的考量的处理流水线中，用于解决的着色区的附加特征或功能的功能的顺序可能是无关紧要的。例如，在一种情况下，模块不一定需要按以下顺序操作：A→B→C→D。应当理解的是，在其它情况下，模块的执行顺序可能很重要。
还可以将控制逻辑调整为考虑跨多个区的高度局部化的眩光控制。例如，这可以通过对PCT申请PCT/US15/29675中详细描述的控制逻辑的模块A进行修改来解决。
以上描述了可以为一个或多个多区可着色窗户的多个着色区的着色转变供电的窗户控制器的不同设计。在一些方面，着色区可以具有两种色调状态：第一漂白色调状态和第二暗色调状态。在其它方面，着色区可以具有四种色调状态。在其它方面，着色区可以具有多于四种色调状态。
A.用于多个着色区/窗户的着色控制逻辑的实例
图21包含根据实施例的描绘了方法2100的流程图，所述方法展示了用于做出多个着色区/窗户的着色决策的操作。所述控制逻辑可以用于确定多个窗户和/或一个或多个可着色窗户中的多个着色区或其组合的着色决策。用于所述控制逻辑的指令存储在存储器中，并且可以由例如窗户控制器(如本文所示出和描述的窗户控制器，具体地说，关于图19和图20的窗户控制器)检索和执行。控制逻辑包含用于做出所示着色决策以确定多个着色区/窗户的色调等级的指令，如流程图所示。控制逻辑还包含用于独立第控制着色区/窗户以将其转变到确定的色调等级的指令。在某些方面，所述控制逻辑的操作可以适于确定着色决策从而实现本文所描述的着色配置。
在操作2110处，在一个或多个窗户的纬度和经度坐标处以及特定瞬时时刻ti的当日日期和时间处计算太阳的位置。可以从配置文件输入纬度和经度坐标。当日日期和时间可以基于计时器提供的当前时间。
在操作2120处，在操作2110中使用的特定瞬时蚀刻处计算穿过区/窗户中的每一个透射到房间中的直射阳光的量。基于在操作2110中计算的太阳位置和每个区/窗户的配置来计算太阳光的量(例如，穿透深度)。区/窗户配置包含如窗户的位置、窗户的尺寸、窗户的方向(即，面向的方向)以及任何外部阴影的细节等信息。区域/窗户配置信息是从与区/窗户相关联的配置文件中输入的。
在操作2130处，确定房间中的辐照度水平。在某些情况下，基于晴空条件计算辐照度水平以确定晴天辐照度。基于来自配置文件的窗户方向并基于建筑物的纬度和经度来确定晴天辐照度水平。这些计算还可以基于在操作2110中使用的特定瞬时时刻处的当日时间和日期。如RADIANCE程序等公开可用的软件(其是开源程序)可以提供用于确定晴天辐照度的计算。此外，辐照度水平可以基于一个或多个传感器读数。例如，房间中的光电传感器可以采取确定房间中的实际辐照度的定期读数。
在操作2140处，控制逻辑确定房间是否被占用。控制逻辑可以通过如图23中所示的遥控器或墙壁挂橱基于一种或多种类型的信息进行确定，所述信息包含例如调度信息、占用传感器数据、资产跟踪信息、来自用户的激活数据。例如，如果调度信息指示占用者可能在房间中(如在典型的工作时间期间)，则控制逻辑可以确定房间被占用。作为另一个实例，如果调度信息指示假日/周末，则控制逻辑可以确定房间未被占用。作为另一个实例，控制逻辑可基于来自占用传感器的读数确定房间被占用。在又一个实例中，如果占用者已经在指示占用的墙壁挂橱或遥控器的手动控制面板处输入了信息，则控制逻辑可以确定房间被占用。在又一个实例中，控制逻辑可以基于从如RFID标签等资产跟踪装置接收的信息来确定房间被占用(占用)。在这个实例中，并未跟踪占用者本身。通过蓝牙低能量(BLE)等与占用者的资产上的装置一起工作或与占用传感器一起工作的系统在房间中包含占用传感器，控制逻辑可以确定房间是否被占用。
如果在操作2140处确定房间未被占用，则控制逻辑为每个区/窗户选择色调等级，优先考虑能量控制以加热/冷却建筑物(操作2150)。在某些情况下，可以在选择色调等级时权衡其它因素，如安全性或其它安全问题。在操作2140处确定的色调等级用于转变区/窗户。然后，控制逻辑返回到操作2110、2120和2130，这些操作通常是周期性地进行的。
如果在操作2140处确定房间处于占用状态，则控制逻辑基于占用曲线确定用户(操作2160)或特定占用者是否已选择模式。例如，用户(例如，占用者或建筑物操作者)可以在如图23所示的遥控器或墙壁挂橱上的用户界面处选择模式。在一些情况下，GUI可以具有指定用于选择模式的按钮(例如，图标)，例如，采光图标。模式的一些实例包含：“采光模式”、“统一模式”、“健康模式”、“紧急模式”作为用户定义的模式。例如，用户可以定义具有特定着色配置的“用户1-模式1”。
如果在操作2160处确定用户已经选择了模式，则控制逻辑基于所述模式为每个区/窗户选择色调等级(操作2170)。例如，如果已经开启“采光模式”，则色调等级可以基于以下因素按优先级顺序确定色调等级：避免眩光并允许自然光通过采光区域进入房间。在操作2160处选择的色调等级用于转变区/窗户。然后，控制逻辑返回到操作2110、2120和2130，这些操作通常是周期性地进行的。
在一些情况下，通过每个区/窗户的阳光的三维投射被计算为透射到房间中的直射阳光的量并且确定在具有区/窗户的房间中是否存在眩光条件。下文参考图24A、24B和24C讨论了光投射和基于光投射确定眩光条件。
如果在操作2160处确定用户尚未选择模式，则控制逻辑基于以下优先级顺序的因素为每个区/窗户选择色调等级：1)眩光控制；2)能量控制；和3)采光(操作2180)。在某些情况下，其它次要因素也可以被加权到色调等级的选择中，所述次要因素包含以下中的一个或多个：防止快速转变的时间延迟；显色；着色渐变；基于历史数据的反馈；占用者对外部环境的看法；以及光捕获。例如，当占有者在房间中处于其典型位置时，他们期望的是看到窗外，例如，以查看天气情况。如果在做出着色决策时考虑到占用者对外部环境的看法，则控制逻辑可以确定，尽管特定着色区/窗户的暗色调状态将避免眩光，但是将使用较低色调等级来提供更清晰的外部环境视野。
在一个实施例中，通过每个区/窗户的阳光的三维投射被计算为透射到房间中的直射阳光的量并且确定在具有区/窗户的房间中是否存在眩光条件。下文参考图24A、24B和24C讨论了光投射和基于光投射确定眩光条件。
在操作2180处，为了确定适合于在操作2120中确定的眩光量的色调等级，控制逻辑可以使用占用查找表根据与区/窗户相关联的空间类型、在操作2120处计算的眩光量以及区/窗户的接受角度来为区/窗户选择适当的色调等级。空间类型和占用查找表作为来自特定窗户的配置文件的输入提供。占用查找表的实例对于眩光量和空间类型的不同组合具有不同的色调等级。例如，占用查找表可以具有八(8)个色调等级，包含0(最亮)、5、10、15、20、25、30和35(最亮)。最亮的色调等级0对应于SHGC值0.80，色调等级5对应于SHGC值0.70，色调等级10对应于SHGC值为0.60，色调等级15对应于SHGC值0.50，色调等级20对应于SHGC值0.40，色调等级25对应于SHGC值0.30，色调等级30对应于SHGC值0.20，并且色调等级35(最暗)对应于SHGC值0.10。在这个实例中，占用查找表具有三种空间类型：书桌1、书桌2和大厅以及六个眩光量(例如，穿过区/窗户进入房间的太阳光的穿透深度)。靠近窗户的书桌1的色调等级高于远离窗户的书桌2的色调等级，以防止当书桌靠近窗户时产生的眩光。这种占用查找表的图示实例可以在2015年5月5日提交的题为“用于可着色窗户的控制方法”的PCT/US15/29675中找到。
在一个实施例中，控制逻辑可以减小基于在操作2130处确定的辐照度水平和基于在操作2120中确定的眩光量所确定的色调等级。例如，控制逻辑可以接收辐照度的传感器读数，其指示存在多云情况。在这种情况下，控制逻辑可以降低区/窗户的被确定为与眩光条件相关联的色调等级。
然后，在操作2180处，控制逻辑基于建筑物中的第二优先级——能量控制——确定是否改变被选择为适合于眩光量的色调等级。例如，如果外部温度非常高以致冷负荷高，则控制逻辑可以增加一个或多个区/窗户中的色调等级以减少冷负荷。作为另一个实例，如果外部温度非常冷，则控制逻辑可以降低一个或多个区/窗户中的色调等级，同时维持区/窗户中的暗色调状态，所述暗色调状态将以其它方式导致占用区域上的眩光。然后，控制逻辑基于第三优先级——采光——来确定是否改变色调等级，同时考虑建筑物中的能量控制并维持区/窗户中的暗色调状态，所述暗色调状态将以其它方式导致占用区域上的眩光。在操作2180处确定的色调等级用于转变区/窗户。然后，控制逻辑返回到操作2110、2120和2130，这些操作通常是周期性地进行的。
B.用于改善占用者健康的因素
根据一些方面，控制逻辑被设计成控制可着色窗户的着色和其它建筑系统的功能，以通过维持视觉舒适度、热舒适度、声学舒适度、空气质量和其它舒适因素来改善特定占用者和相关空间的健康。例如，所讨论的控制逻辑可以通过以下方法来维持视觉舒适度：避免对占用者的位置或可能位置上的眩光；维持与占用者的视觉舒适度相关联的光水平和色温；通过调整自然光照和/或调整窗户的着色和相关的房间中的光的颜色来使房间中的对比度最小化。下文讨论了用于避免眩光的其它技术。另外或可替代地，控制逻辑可以控制色调状态之间的转变速率。此外，某些着色配置可以控制处于不同色调状态的相邻着色区之间的着色渐变和/或特定着色内的着色渐变。上文讨论了用于控制相邻区之间和特定区内的着色渐变的一些配置。上文还讨论了解决以下问题的一些配置：避免占用者的位置或可能位置上的眩光；增加房间中的自然光照；和/或窗户的颜色以及相关的房间中的光的颜色。
1.被动或主动操纵光线避免眩光
在某些实施方案中，多区窗户包含一种或多种用于被动或主动操纵穿过窗户的光以确保占用区域上没有眩光并控制热负荷同时允许连续的采光进入房间中的技术。这些技术可以与控制多区窗户的着色一起发挥作用。
在一个方面，窗户可以对进入房间中的光的方向进行主动或被动控制。这些技术的一些实例包含微罩、六角形、光管、IR镜或IR反射器、吸收IR或反射IR的膜。在一个实例中，窗户被设计成确保当光进入房间时通过使用微罩或六角形或薄膜涂层将光引导为平行的。这些技术可以用于允许自然光进入建筑物，同时避免眩光、控制热量并允许对光进行操纵、使用自然采光提供有益的显色。在一个实例中，IGU形式的多区窗户在两个薄片之间的区域中具有光管。光管位于靠近薄片的着色区的区域中。两个着色区均处于透明状态，以便进行连续采光从而使入射到外表面的太阳光通过。
在另一个方面，IGU形式的多区窗户包含在IGU的两个薄片之间的区域中的一个或多个IR镜或IR反射器。在一个实例中，镜子/反射器定位在与一个或多个着色区对齐的区域中，所述着色区可以保持在透明状态以允许当太阳光入射到所述区域处的外表面时连续采光到房间中。
在又一个方面，一种具有包括膜的电致变色装置的多区窗户，所述膜吸收IR或反射IR以控制进入建筑物中的热量并且主动或被动地控制进入房间中的光的方向。
-微罩
在具有微罩的实施方案中，可以铰接微罩或窗户以调整进入房间中的光的方向。例如，可以铰接微罩以使其定向从而引导光从天花板反弹和/或保持平行。在一个实例中，多区窗户是圆形的并且可以(至少)在其安装的墙壁的平面上旋转，以便在太阳位置和方位角改变时捕获光，例如，以引导光的方向与太阳位置变化的方向相同。圆形窗户可以另外地具有可控制地进行铰接的微罩，以改变其方向从而确保全天中适当的无眩光采光。在2015年5月15日提交的题为“包含电致变色装置和机电系统装置的多窗格窗户(MULTI-PANEWINDOWS INCLUDING ELECTROCHROMIC DEVICES AND ELECTROMECHANICAL SYSTEMSDEVICES)”的美国专利申请第14/443,353中描述了微罩和MEMS装置的一些细节，所述申请通过引用整体并入本文。
具有微罩的多区窗户通常安装在不具有微罩的可着色窗户/区的上方，并且高于占用者的高度，以帮助确保占用者身上永远不会有任何眩光。如果窗户具有主动或被动瞄准入射光，则可以调整微罩的角度以改变角度从而确保即使其被放置在乘员的高度以下也不存在眩光。
在一些情况下，可以基于来自房间中的摄像机或如占用传感器等传感器的输入来控制具有用于被动或主动操纵光的技术的多区窗户。当与房间中的摄像机或传感器耦合时，这种配置可以使用主动瞄准以在需要时最佳地加热房间。此外，通过与内部的有源或无源反射表面耦合，系统可以捕获光并将其引导到建筑物的其它区域。例如，可以使用光管将光线引导到其它区域，或者通过简单地在墙壁上切割孔以使光线更深地穿透到建筑物中从而将光线引导到其它区域。
2.显色和改变的色温
可着色窗户的色调可以改变透射穿过可着色窗户的光量，以及透射到房间中的内部光的波长谱和相关颜色。本文所描述的一些着色配置具有提供对入射光的优先光谱选择的技术。这些技术可以增强照明以平衡内部显色和适当波长的自然光量，从而改善视觉舒适度、昼夜节律调节和相关的心理效应。例如，可着色窗户可以包含过滤层，所述过滤层控制通过窗户的自然日光的透射。这些技术可以改善进入室内的入射日光的颜色和光谱以及占用者的舒适度、视觉感知、情绪和健康。一些技术可以改变房间中的光的CCT(相关色温)和CRI(显色指数)以使入射光颜色更接近自然光。
一种着色配置提供自然光和过滤光。这些配置还可以使用人造照明来增强和/或调整CCT和/或CRI。其它方法仅提供过滤光和人造照明以增强和/或调整CCT和/或CRI。
-使用颜色平衡的优选的占用者照明
如上所述，所描述的方法要求在某些区域中进行着色而在其它区域中不进行着色(例如，多区可着色窗户的某些区或一组可着色窗户中的某些窗户)，以减少占用者的眩光同时允许环境光进入，所谓的“采光”使用自然光来满足照明要求和色彩抵消(色彩平衡)，例如从可着色窗户的不期望的蓝色色相传递到占用者的空间。一般而言，占用者喜欢自然太阳光而不是来自例如白炽灯、发光二极管(LED)或荧光灯的人造照明。然而，随着LED照明技术的进步，更大范围的照明可能性、波长、频率、颜色、强度或流明范围等是可能的。具体实施例使用LED照明技术来抵消由于来自可着色窗户的透射光引起的占用者空间中的蓝色或其它不期望的色相。在某些实施例中，对可着色窗户的控制包含对LED照明的控制以校正这一感知和显示的颜色从而产生占用者更喜欢的环境照明条件。这些方法可以改善进入室内的入射日光的颜色和光谱以及占用者的舒适度、视觉感知、情绪和健康。一些方法改变房间中的光的CCT(相关色温)和CRI(显色指数)以使入射光颜色更接近自然光。
在一些实施例中，LED照明用于增强来自自然光源的采光，例如，当进入房间的自然光的量、角度或其它因素使得自然光线不足以抵消通过可着色窗户过滤的光的染色。例如，电致变色窗户可以改变进入房间的自然光的光谱带宽、颜色和量。通过提供优选的入射光的光谱选择，可以提供增强的照明以平衡内部显色和适当频率的所需的自然光量以确保视觉舒适度，以及例如昼夜节律调节和改善的心理效果。
在某些实施例中，LED照明用作自然光的替代物以实现采光；也就是说，当只有通过有色窗户过滤的光可用时，调整LED照明以补偿可着色窗户所带来的不期望的颜色。例如，在美学观点上，某些占用者可能希望在着色方面统一的窗户外观(即多区窗户)，或对一些窗户进行着色而不期望不对其它窗户进行着色。在一个实施例中，测量来自统一着色的窗户或窗户组的过滤光(即不使用某些窗户或区以允许采光进入从而抵消颜色)的颜色和光特性或基于可着色窗户的已知过滤特性计算所述过滤光。基于所获得的值，使用LED照明抵消不期望的色相或其它光特性，以便改善占用者舒适度。一些方法改变房间中的光的CCT(相关色温)和CRI(显色指数)以使环境光颜色更接近自然光的颜色。
在这些实施例中，在有或没有自然光的情况下，通过预测算法对入射光进行建模或者用室内传感器(例如，在如关于图23描述的墙壁挂橱中或者在一个或多个允许光进入空间的可着色窗户中)直接测量入射光。在一个实例中，当可着色窗户处于较少着色(较少吸收性)的状态时使用LED照明维持较高色温，并且当可着色窗户处于更多着色(更具吸收性)的状态时由LED照明产生较低色温(例如，更多黄色)，从而保持CRI更接近空间中的自然照明。以下在本说明书的“昼夜节律调节”和“健康模式”部分中描述了这些实施例的其它方面。
-昼夜节律调节
在某些着色配置中，例如用一个或多个滤光器控制着色，以将入射光的波长光谱改变为适当的光波长从而调节昼夜节律并因此使占用者受益。
在一种技术中，例如用一个或多个滤光器控制着色，以将入射光的波长光谱改变为占用者更喜欢的显色。这种技术允许控制LED照明或其它照明以将这一感知和显示的颜色校正为占用者的优选的照明条件。通过控制适当的一个或多个波长下的一定量的自然采光的透射，可以调节昼夜节律，这可以有益于占用者的健康和福祉。
在这些配置中，控制逻辑可以具有预测太阳辐射的量和方向的操作，或者房间中的一个或多个传感器可以测量太阳辐射的量和方向。例如，定位在墙壁或窗户上的房间中的辐照度传感器可以通过周期性测量向窗户控制器发送信号。在一种情况下，如在医疗保健环境中，所述传感器可以被认证为适当敏感/测试和校准从而保证正确的结果。可替代地，我们可以从照明系统获取此信息。
为了提供昼夜智能照明，窗户可以具有包含隙带滤波器和时间跟踪器的特定传感器，以保证窗户提供了当日特定时间所需的正确的自然光谱。这可以由穿过窗户的采光和/或增强的室内照明来提供，所述增强的室内照明已经被要求提供正确量的适当波长的照明。
-“健康模式”
此外，基于空间的功能，室内光的颜色可能影响占用者在不同空间中的行为。控制逻辑可以具有单独的逻辑模块，所述逻辑模块用于控制过滤的自然光或增强的室内照明，以有益于占用者的情绪和行为。根据房间中的占用者空间的功能，所述模块的操作可以起不同的作用。在一些情况下，用户可能能够在用户控制面板上选择“健康模式”以根据被设计用于改善占用者的情绪和行为的所述模块来控制房间中的灯。
在一些情况下，控制逻辑可以适于预测外部照明的波长和强度，并然后将其与当前的色调级光谱特征组合，并预测进入房间中的入射日光的光谱分布。例如，可以使用气象服务和基于太阳能计算器计算出的太阳角度来预测外部照明的波长和强度。
通过BLE等与占用者上的装置一起工作或与占用传感器一起工作的系统在房间中包含占用传感器，控制逻辑可以参考占用曲线选择是否控制采光和窗户。
可替代地，如果房间具有能够记录房间中的亮度和光谱的摄像机，则可以使用摄像机图像确定是否存在占用者、占用者所在的位置以及需要对室内光进行什么抵消或改变来校正EC过滤光。所述摄像机还可以进行校准，以确保占用者在当日时间和特定位置获得有益于占用者的昼夜节律的适当量的适当光谱。可替代地，通过在天花板或每个灯中使用过多的传感器，可以使用传感器数据验证占用者，是否存在特定位置中的占用以及所需照明的显色性以及有益于占用者的昼夜节律的适当量的光谱。
基于健康考量的着色决策基于一个或多个因素，包括：(1)在房间中用适当的波长光谱进行照明以调节占用者的昼夜节律；(2)确定占用位置以验证所述占用者的照明和暴露时间被满足；(3)提供房间中的室内灯的适当显色指数以根据预定义的显色校正EC IGU的过滤光颜色；(4)将房间中的室内灯的色温相关联以根据预定义的CCT量校正EC IGU的过滤光颜色，所述CCT量可用于改善对指定室内空间中的光的心理效应；(5)考虑经过认证的独特传感器，以支持适当的光的光谱分布，从而使占用者的昼夜节律受益；以及(6)照明目标，如果有占用者受到室内照明或EC IGU过滤光控制的照明的影响，则所述目标基于其发生改变。
C.用于控制一个或多个可着色窗户的色调的控制逻辑的实例
在某些实施方案中，控制逻辑包含确定和控制可着色窗户(例如，电致变色窗户)中的色调以考虑占用者舒适度和/或节能考量的操作。在某些情况下，控制逻辑包含多个逻辑模块。由一个逻辑模块确定的色调等级和/或其它计算被输入到另一个逻辑模块以计算由所有模块确定的最终色调等级。如果应用覆盖，则可以使用覆盖值作为最终色调等级。一旦控制逻辑确定最终色调等级，控制逻辑就发送具有色调指令的控制信号，以将可着色窗户转变到最终色调等级。具有配置成确定可着色窗户的色调等级的逻辑模块的控制逻辑的实例可以在2015年5月5日提交的题为“用于可着色窗户的控制方法”的国际PCT申请PCT/US15/29675中找到，所述文献通过引用整体并入本文。具有配置成确定可着色窗户的色调等级的逻辑模块的控制逻辑的另一个实例可以在2017年7月7日提交的题为“用于可着色窗户的控制方法”的PCT申请PCT/US16/41344中找到，所述申请通过引用整体并入本文。
在一些实施方案中，控制逻辑使用三个逻辑模块中的一个或多个(在本文中也被称为“模块A”、“模块B”和“模块C”)来确定建筑物的内部与外部之间的可着色窗户的色调等级。每个控制逻辑模块可以基于未来的时间确定色调等级。例如，计算中使用的未来时间可以是将来足以允许在接收色调指令之后完成转变的时间。在这个实例中，控制器可以在实际转变之前在当前时间发送色调指令。通过完成转变，窗户将转变到所述时间期望的色调等级。
模块A可以用于确定考虑来自穿过可着色窗户进入到占用区域或占用者活动区域的直射阳光的占用者舒适度的色调等级。基于计算出的特定瞬时时刻处进入房间中的直射阳光的穿透深度和房间中的空间类型(例如，靠近窗户、大厅等的书桌)来确定色调等级。在一个实例中，在将来的时间处计算穿透深度以考虑将窗户转变到新色调等级所花费的时间。可以使用公共可用程序根据当日时间、当年某天以及建筑物的经度和纬度来计算太阳的位置。第一模块可以计算穿透深度，所述穿透深度基于窗户的几何形状(例如，窗户尺寸)、窗户在房间中的位置和朝向、窗户外的任何片或其它外部阴影以及计算出的太阳位置(例如，特定时间和日期的直射阳光角度)来计算。每种空间类型与用于占用者舒适度的不同色调等级相关联。例如，如果活动是关键的活动(如在办公桌或计算机上完成的办公室中的工作)并且书桌定位在窗户附近，则期望的色调等级可能高于书桌离窗户更远时的色调等级。作为另一个实例，如果活动是非关键的(如大厅中的活动)，则期望的色调等级可能低于具有书桌的相同空间的色调等级。模块A计算的色调等级输入到模块B。
模块B的控制逻辑可以用于基于在晴空条件下(也被称为“晴空辐照度”)投射穿过一个或多个窗户的辐照度来确定色调等级。辐射可以来自由大气中的分子和颗粒散射的太阳光。可以使用如开源程序RADIANCE程序等程序基于建筑物的纬度和经度、当年某天和当日时间以及一个或多个窗户的朝向来计算晴空辐照度。在一个实例中，模块B可以用于确定比从模块A输入的色调等级更暗的色调等级，并且传输的热量少于计算出的基准玻璃在最大晴空辐照度下传输的热量。最大晴空辐照度是在晴空条件下计算的所有时间的最高辐照度水平。在一个实例中，模块C然后使用基准玻璃(Datum SHGC)的太阳热增益系数和计算出的最大晴空辐照度来确定色调等级。模块B逐渐增加模块A中计算的色调等级，并选择内部辐射小于或等于基准内部辐照度(基准SHGC x最大晴空辐照度)的色调等级。将在模块B中计算的色调等级和计算出的晴空辐照度输入模块C。
模块C中的控制逻辑可以用于基于照射可着色窗户的直射或反射光基于实时外部辐照度来确定色调等级。实时外部辐照度考虑了可能被如建筑物或天气条件(例如，云)等物体阻挡或反射的光，所述光在模块B中进行的晴空计算中未被考虑。实时外部辐照度可以基于以下中一个或多个来计算：由一个或多个外部传感器获取的测量结果、通过通信网络接收的天气馈送数据、建筑物处确定的云覆盖条件等。通常，模块B的控制逻辑将确定使由模块A确定的色调等级变暗(或不变)的色调等级，并且模块C的控制逻辑将确定使由模块B确定的色调等级变亮(或不变)的色调等级。
模块C中的控制逻辑可以基于外部辐照度和可着色窗户的当前色调等级来确定房间中的内部辐照度。例如，模块C可以使用以下等式基于晴空辐照度计算来确定计算出的内部辐照度：计算出的内部辐照度＝色调等级SHGC x计算出的晴空辐照度。模块C可以使用以下等式基于外部传感器读数或其它外部数据来计算实时内部辐照度：实时内部辐照度＝色调等级SHGC x辐照度读数。在一个实施方案中，模块C使用上述等式计算具有在模块B中确定的色调等级的可着色窗户的房间的内部辐照度并然后确定色调等级，所述色调等级满足实时内部辐照度小于或等于基于B的色调等级的计算出的内部辐照度的条件。
模块B和/或模块C可以确定除了占用者舒适度之外还考虑节能的色调等级。这些模块可以通过将处于确定的色调等级的可着色窗户的性能与基准玻璃或其它标准参考窗户进行比较来确定与特定色调等级相关联的节能。使用所述参考窗户的目的可以是确保控制逻辑符合市政建筑规范的要求或建筑物场所中使用的参考窗户的其它要求。市政当局通常使用常规的低辐射玻璃来定义参考窗户，以控制建筑物中的空调负荷量。作为参考窗户如何纳入控制逻辑的实例，逻辑可以被设计成使得通过给定的可着色窗户的辐照度永远不会大于通过相应市政当局规定的参考窗户的最大辐照度。在公开的实施例中，控制逻辑可以使用处于特定色调等级的可着色窗户的SHGC值和参考窗户的SHGC来确定使用色调等级的节能。通常，SHGC的值是透射穿过窗户的所有波长的入射光的分数。尽管在许多实施例中描述了基准玻璃，但是可以使用其它标准参考窗户。通常，参考窗户(例如，基准玻璃)的SHGC是针对不同的地理位置和窗户朝向的不同的变量，并且基于相应市政当局规定的代码要求。
一旦模块A、B和C确定最终色调等级，控制逻辑就可以接收覆盖，所述覆盖使得覆盖值被用作最终色调值。一种类型的覆盖是房间的占用者的手动覆盖，其确定特定的色调等级(覆盖值)是令人期望的。可能存在手动覆盖本身被覆盖的情况。覆盖的另一个实例是高需求(或峰值负荷)覆盖，其与公用事业的要求(即建筑物中的能量消耗减少)相关联。一旦控制逻辑确定最终色调等级，控制逻辑就发送具有色调指令的控制信号，以将可着色窗户转变到最终色调等级。
D.用于调整人造室内照明和/或着色的控制逻辑
如上所述，电致变色窗户或其它可着色窗户的色调可以改变透射穿过有色窗的光的波长光谱和相关颜色，从而在房间中显色。例如，处于较暗色调状态的某些电致变色窗户可以在房间中赋予蓝色。本文所描述的某些技术涉及用于控制人造室内照明以增强来自房间中的一个或多个电致变色窗户或其它可着色窗户的内部显色的控制逻辑。可以使用这些技术控制房间内部的显色指数(CRI)和/或相关色温(CCT)的水平，以便例如改善视觉舒适度、调节昼夜节律等。CRI是对室内照明准确地将物体的所有颜色显示到人眼的能力的测量。通常，CRI值的测量范围为0到100％，其中CRI值越高，显色性越好。CCT是对可见光谱中的照明的颜色特征的温度测量。CCT值通常以开尔文(K)度来测量。
在某些实施方案中，技术涉及确定房间的内部CRI的当前值的控制逻辑，并且如果当前值不是期望值，则发送控制信号以调整人造室内照明以增强内部照明从而呈现期望的内部CRI。另外或可替代地，某些实施方案确定房间的内部CCT的当前值和/或调整室内照明以呈现期望的内部CCT。在这些技术中，基于来自定位在建筑物外部的外部传感器、定位在房间中的内部传感器的输入和/或房间内部与建筑物外部之间的一个或多个电致变色窗户的色调状态来确定内部CRI/CCT的当前值。可以实施的外部传感器类型的一些实例包含红外传感器、环境温度传感器和可见光传感器。在具有一个或多个外部传感器的实施方案中，外部传感器通常与建筑物外部的环境接触定位。在一些情况下，外部传感器定位在一个或多个电致变色窗户附近的立面上，例如，以确定窗户处的辐照度水平从而确定窗户外的外部CRI/CCT。在另一种情况下，外部传感器可以定位在建筑物的屋顶上。在其它情况下，外部传感器可以定位在不同的建筑物处。在一些情况下，外部传感器数据可以用于预测天气状况和传送到控制器的天气馈送数据，所述控制器将控制信号发送到人造室内照明以进行调整和/或发送到电致变色窗户以转变着色。在题为“多传感器(MULTI-SENSOR)”的美国专利申请15/287,646中详细描述了可以在多传感器装置中使用的外部传感器的布置的实例，所述申请通过引用整体并入本文。这种多传感器装置可以安装在建筑物的屋顶上。在一个实施方案中，多传感器装置包含具有不同朝向的径向定向和表面面向光电传感器、竖直向上面向的光电传感器、一个或多个IR传感器以及温度传感器组成的环。在一个实例中，来自IR传感器和温度传感器的读数可以用于确定云覆盖条件。另外或可替代地，来自不同径向定向光电传感器的辐照度读数可以用于计算与光电传感器的朝向不同的朝向中的辐照度值。使用这一技术，来自不同径向定向光电传感器的外部辐照度可以用于确定另一个朝向的窗户的外部辐照度。在2016年4月7日提交的题为“组合传感器系统(COMBI-SENSOR SYSTEMS)”的PCT公开PCT/US15/52822中描述了这种技术的实例，所述申请通过引用整体并入本文。可以通过这些技术实施的内部传感器的一些实例包含可见光传感器、温度传感器以及可用于计算房间的内部CRI和窗户外部的CRI的其它传感器。内部传感器可以定位在房间内的各种合适的位置处，如例如，在人造室内照明处或附近、在占用者活动区域处或附近(如桌面或会议室桌子、墙壁的顶部等)。此外，可用于测量CRI的市售装置的一个实例是柯尼卡美能达(Konica )的CL-70F CRI照度计，其可以用作测量内部CRI的内部传感器或用于测量外部CRI的外部传感器。另一个实例是世光(Sekonic)的C-700SpectroMaster。
这些技术可以与各种类型的人造室内照明一起使用，包含例如白炽灯、发光二极管(LED)和/或荧光灯。可以在这些实施方案中使用的商业上可获得的人造室内照明的实例是由飞利浦制造的hueTM个人无线照明系统。可使用的另一个商业上可获得的人造室内照明的实例是由绿诺制造的Aurora智能照明KitTM。
下面是说明可由控制逻辑用来控制房间内部CRI的输入组合的四个示例性情境的图表。尽管参考单个电致变色窗户来描述这些情境的控制逻辑，但应该理解的是，本公开不是限制性的，并且所述控制逻辑可以与具有多个电致变色窗户或其它可着色窗户的房间一起使用。
在第一个情境中，仅基于电致变色窗户的色调状态来控制内部CRI。不使用来自任何内部或外部传感器的输入来控制内部CRI。在一个实施方案中，电致变色窗户的每个色调状态被映射到特定内部CRI值或内部CRI值的范围(例如，在查找表中)。可以例如通过所讨论的产品玻璃的各种色调状态对CRI值进行测量来提前计算这些值。控制逻辑确定映射到期望的CRI值/范围的电致变色窗户的色调状态。例如，最暗色调状态(例如，1％T)可以映射到对应于在房间中呈现蓝色色相的内部CRI值。在这个实施方案中，对内部CRI值/范围的控制可以不依赖于电致变色窗户外部的光条件的知识。其可能取决于例如房间是否被占用，更具体地说，灯是否亮。可以基于玻璃的色调状态将期望的CRI预设为用户偏好。例如，当色调状态处于特定水平且在用户占据的房间中灯亮时，可以自动调整内部灯以提供预设CRI。照明调整可以在达到玻璃的色调状态之后发生，或者照明可以在玻璃的色调状态改变期间动态地改变。在这个模式下不需要输入传感器读数，因为CRI未被主动测量，而是提前根据基于用户偏好的测量和/或计算来进行预设。虽然外部条件与内部CRI相关，但未测量外部条件，也就是说，因为玻璃处于特定的色调状态，所以假设外部照明条件保证玻璃是如此着色的，因此仅基于玻璃的色调状态调整CRI。
在某些实施例中，传感器读数用于将CRI调整的准确度增加到期望值。例如，在第二个情境中，使用来自房间中的一个或多个内部传感器的测量结果来控制房间的内部CRI值。不使用来自任何外部传感器的测量结果或电致变色窗户的色调状态来确定内部CRI值。由于电致变色玻璃在外部光穿过玻璃时将其变换，在这个实施例中，外部照明条件是无关紧要的，使用一个或多个内部传感器确定内部照明条件并相应地对其进行调整以获得适当/期望的CRI。占用传感器可以和光传感器一起用于增加CRI调整。例如，如果房间当前没有被占用，则可以避免CRI调整或使其对于占用者而言不太理想且例如更符合照明系统的节能。当房间被占用时，使用照明的CRI调整可以覆盖潜在的节能设置，所述节能设置支持占用者的最佳CRI。在一个实施方案中，可以校准或设计一个或多个内部传感器以测量房间的内部CRI。在另一个实施方案中，内部传感器测量结果的范围可以被映射到内部CRI值(或范围)，例如，在查找表中。这个实例中的控制逻辑确定内部传感器测量结果在特定范围内并确定与所述范围相关联的CRI值。在这个第二情境中，基于一个或多个内部传感器测量结果来调整人造室内照明。来自一个或多个内部传感器的测量结果控制对人造室内照明的调整。在一些实施例中，简单地将内部CRI调整为用户偏好，其中内部传感器测量结果作为输入，以获得期望的结果。在另一个实施例中，控制逻辑将测量的内部CRI值与适当/期望值进行比较，并且如果存在差异，则控制信号基于所述差异调整人造室内照明以增加房间中的内部照明。
在第三个情境中，使用来自一个或多个外部传感器的测量结果和色调状态来获得房间的期望内部CRI值(本文中也被称为“CRI in”)。控制逻辑计算或测量(例如，利用多传感器设备)外部CRI(本文中也被称为“CRI out”)。基于电致变色玻璃的色调状态，控制逻辑通过基于外部CRI计算内部CRI来将外部CRI变换为内部CRI，并且知道光吸收度和所讨论的玻璃的颜色变化特性。然后，控制逻辑向人造照明(例如，LED照明)发送信号以调谐到房间中的优选或定制的CRI值(如果计算出的内部CRI尚未处于优选水平，则逻辑进行这一比较)。在这个第三情境中，不使用来自内部传感器的测量结果。由于电致变色玻璃在外部光穿过有色玻璃时将其变换，因此可以基于外部CRI的测量结果和玻璃的色调状态来计算内部CRI。不需要内部照明条件。外部CRI可以基于由一个或多个外部传感器获取的测量结果。在一个实施方案中，可以校准或设计一个或多个外部传感器以大体上测量靠近一个或多个窗户和/或建筑物区域的外部CRI。在另一个实施方案中，外部传感器测量结果的范围可以被映射到外部CRI值(或范围)，例如，在查找表中。控制逻辑使用外部CRI值和玻璃的色调状态特征来获得内部CRI值，然后对其进行调整以匹配期望的值(如果其尚未与期望值匹配)。在一个实施方案中，色调状态和外部CRI值的不同组合可以映射到特定的内部CRI值。例如，假设窗帘幕墙均处于相同的色调状态，可以获得一个内部CRI，但是如果窗帘幕墙的一个或多个窗户被着色成不同的色调状态，则获得不同的内部CRI值并可以通过相应地改变室内照明来对其进行调整。在一个实施例中，基于一个或多个窗户的色调状态和测量的外部CRI，简单地根据计算值调整内部CRI。在另一实施例中，控制逻辑将计算的内部CRI值与期望结果进行比较。在另一个实施例中，控制逻辑将测量的内部CRI值与适当/期望值进行比较，并且如果存在差异，则控制信号基于所述差异调整人造室内照明以增加房间中的内部照明。
在第四个情境中，控制逻辑使用用户输入来基于来自一个或多个外部传感器的测量结果和/或基于来自一个或多个内部传感器的测量结果来确定是否控制房间中的内部CRI。也就是说，第二和第三情境的组合，例如，基于用户偏好和/或方法的准确性(一个或多个内部传感器、一个或多个外部传感器或两者)，这可能取决于内部和外部CRI测量结果的准确度(其可能是这些条件下传感器的照明条件和准确度或有效性的函数，例如，外部传感器的阴天条件)。如果用户输入选择要使用的外部传感器，则控制逻辑使用来自一个或多个外部传感器的测量结果来根据上述第三情境确定房间中的内部CRI。如果用户输入选择要使用的内部传感器，则控制逻辑使用来自一个或多个内部传感器的测量结果来根据上述第二情境确定内部CRI。然后，控制逻辑发送控制信号以调整人造室内照明，从而将房间中的内部照明增强到期望的内部CRI或接近期望的内部CRI。在其它实施例中，使用传感器确定外部CRI，并因此可以通过计算或借助于内部传感器测量结果来更准确地确定内部CRI。用户具有偏好或者算法基于预设标准选择是否使用内部和外部传感器中的一个或两者来确定外部和/或内部照明条件作为确定适当内部CRI的一个或多个输入。第四实施例的输入是，内部和/或外部传感器在某些环境条件下可能比其它传感器更有用。例如，当外部传感器在外部占主导地位时，外部传感器可能不太有效地向控制逻辑输入提供准确数据，并且仅仅使用内部传感器来确定和调整内部CRI更为准确。
尽管上文在调整人造室内照明使得房间中的照明处于或接近期望的内部CRI方面描述了这四种情境，但应当理解的是，在其它实施例中，调整人造室内照明可以用于改变房间中的照明以匹配CRI和CCT的特定预设值。
在调整人造内部照明的这些技术的某些实施方案中，用户可以输入用于调整人造室内照明的设置。在一个实施方案中，在第四情境中，用户可以确定是否使用内部和/或外部传感器来控制房间的内部CRI。例如，用户可以是建筑系统管理员，其在房间中没有内部传感器或内部传感器不可操作时使用外部传感器进行选择。在另一个实施方案中，用户提供CRI和/或CCT设置以供在房间中使用。用户可以在例如移动装置、墙壁挂橱(如例如图23中所示)或通过通信网络与执行控制逻辑的一个或多个控制器通信的其它合适的计算装置的用户界面上输入设置。在一些情况下，用户可以输入不同的优选CRI和/或CCT设置的时间表，以在当年中的一天或几天的不同时间使用。在其它情况下，用户可以输入覆盖设置。在另一个实施方案中，用户可以选择使用什么类型的传感器输入或传感器输入组合来确定房间的内部CRI。例如，用户可以根据第三情境选择使用天气馈送数据来确定内部CRI，其中天气馈送数据是从外部传感器的特定组合导出的。在一些情况下，这些外部传感器可以定位在单独的建筑物处，并且天气馈送数据经由通信网络传送到具有房间的建筑物处的一个或多个控制器。在某些实施方案中，控制软件自动考虑作为调整内部CRI以及是否使用外部和/或内部传感器的输入的环境天气条件。
在一个实施方案中，控制逻辑从用户输入的历史数据中学习。例如，输入CRI/CCT设置的房间中的一个或多个用户的实例以及输入的相关时间(当年某天和当日时间)可以作为历史数据存储在存储器中。可以评估历史数据中的趋势以预测未来时间的适当CRI/CCT设置。例如，房间的占用者可以在一周中的每个工作日的同一时间每天选择特定的CRI设置。控制逻辑将这一信息存储为历史数据，将历史数据作为趋势进行评估，并在下一周的工作日期间(或在该时间之前)将期望的内部CRI水平设置为这一设置。通过这种方式，控制逻辑可以自动调整其CRI/CCT设置以适应用户偏好。
根据某些实施方案，将上述情境的控制逻辑结合到预测逻辑中，所述预测逻辑确定一个或多个电致变色窗户的色调状态和/或对室内照明的调整以在将来时间获得期望的内部CRI。在上文的部分中描述了可从加利福尼亚州米尔皮塔斯视图公司商购获得的的逻辑模块模块A、模块B和模块C的实例，所述逻辑模块可以用于计算一个或多个电致变色窗户的色调状态以考虑占用舒适度和/或能量考量。在2015年5月7日提交的题为“用于可着色窗户的控制方法”的美国专利申请15/347,677中描述了用于确定电致变色窗户的色调状态的其它预测控制逻辑的另一个实例，所述申请通过引用整体并入本文。
图22是根据实施例的实施用于控制具有一个或多个电致变色窗户的房间的内部CRI的预测控制逻辑的方法的流程图2200。尽管关于电致变色窗户描述了这种方法，但是所述方法可以用其它可着色窗户来实施。在操作2220处，控制逻辑使用模块A、B和C中的一个或多个来计算未来时间房间中的一个或多个电致变色窗户的色调等级。在一种情况下，计算中使用的未来时间可以是将来足够远的时间，以允许在接收具有色调指令的控制信号之后完成窗户的转变。上文的部分中描述了有关模块A、B和C的细节。模块A、B和C输出将来时间的一个或多个电致变色窗户的色调等级、传感器读数(内部和/或外部)、窗户配置(包含朝向、当日时间、当年某天、任选的天气条件)和模块使用的其它数据。
在操作2230处，预测控制逻辑确定将来时间的期望/适当的内部CRI。在某些实施方案中，期望的内部CRI被预设为用户偏好。在一个实例中，期望的内部CRI可以基于用户输入的历史数据中的趋势来控制房间中的人造室内照明。作为另一个实例，期望的内部CRI可以是由用户输入的覆盖值。另外或可替代地，期望的内部CRI可以基于调度信息。在某些情况下，用户可以确定或调整所述时间表。在其它情况下，控制逻辑可以基于历史数据调整调度所述时间表。
在操作2250处，控制逻辑确定对室内照明和/或电致变色窗户的色调状态的调整，以获得房间中期望/适当的内部CRI。例如，控制逻辑可以确定要激活的灯的类型、要激活的光的一种或多种颜色，经过激活的灯的强度等级设置、经过激活的灯的位置、要激活的灯的数量和布置等。
一旦确定了调整，控制逻辑就发送控制信号以调整房间中的人造室内照明和/或电致变色窗户的色调状态(操作2260)。然后，所述方法迭代回到操作2220。
在根据第一情境的实施方案中，基于一个或多个电致变色窗户的色调状态确定房间的内部CRI。在一个实例中，当来自模块A、B和C的色调状态处于特定水平且室内照明在用户占用的房间中打开时，控制逻辑自动确定调整并发送控制信号以自动调整室内照明从而提供用户预设的内部CRI。
根据第二情境的实施方案，使用来自房间中的一个或多个内部传感器的测量结果来确定房间的内部CRI值。在一个实例中，控制逻辑自动确定对室内照明和/或色调等级的调整，所述色调等级将CRI值调整到期望的等级。
根据第三情境的实施方案，可以使用来自一个或多个外部传感器的测量结果来确定外部CRI，所述外部CRI基于一个或多个电致变色窗户的色调等级而变换为内部CRI。例如，假设窗帘幕墙均处于相同的色调状态，可以获得一个内部CRI，但是如果窗帘幕墙的一个或多个窗户被着色成不同的色调状态，则获得不同的内部CRI值并可以通过相应地改变室内照明来对其进行调整。在一个实施例中，基于一个或多个窗户的色调状态和测量的外部CRI，简单地根据计算值调整内部CRI。
根据第四情境的实施方案，可以使用来自一个或多个外部传感器和/或内部传感器的测量结果来确定内部CRI并确定上文关于第一和第二情境所述的调整。
在某些实施方案中，具有模块A、B和C的预测控制逻辑还包含基于四个情境的覆盖逻辑模块。在这种实施方案中，覆盖逻辑模块可以调整(覆盖)由模块A、B和C确定的一个或多个电致变色窗户的色调状态和/或调整室内照明以获得房间中的期望CRI。例如，当实施第三情境时，控制逻辑可以确定：如果使用从模块A、B和C输出的色调等级，则窗帘幕墙将在未来时间处于最暗色调状态。在这种情况下，为了获得适当的CRI，在未来时间处需要将室内照明调整到高强度设置。控制逻辑还可以确定：如果窗户的子集保持在较低色调状态，则可以在室内照明未打开的情况下获得适当的CRI。在这个实例中，控制逻辑可以确定在未来时间将窗户的子集调整到较低色调状态而不调整室内照明。
E.占用输入和对一个或多个占用者位置的动态意识
在某些实施方案中，使用控制逻辑控制多区可着色窗户的每个着色区、窗户组(或区)的各个窗户或其组合的色调状态。在某些情况下，控制逻辑首先确定具有窗户的房间是否被占用。控制逻辑可以基于一个或多个数据进行确定，如例如以下中的一个或多个数据：调度信息、占用传感器数据、资产跟踪信息或其它占用者跟踪数据、经由遥控器或如图23中所示出的墙壁挂橱等从用户获得的激活数据。遥控器可以为手持装置的形式(如智能电话)或者可以是计算装置(如膝上型电脑)。例如，如果调度信息指示占用者可能在房间中，则控制逻辑可以确定房间被占用。作为另一个实例，控制逻辑可基于来自占用传感器的读数确定房间被占用。在又一个实例中，如果占用者已经在指示占用的墙壁挂橱或遥控器的手动控制面板处输入了信息，则控制逻辑可以确定房间被占用。
如果房间被占用，则控制逻辑确定在被占用或可能被占用的区域中是否存在眩光条件。控制逻辑基于房间中的一个或多个占用者的位置确定着色区的色调状态。例如，可以确定色调状态以避免书桌或其它可能被占用或已被占用的区域上的眩光。在一些情况下，一个或多个占用者的当前位置基于从占用查找表中检索的信息。在其它情况下，占用者的当前位置基于来自传感器(例如，占用传感器)的信号中的数据。传感器可以生成具有房间中的占用者的位置的信号。窗户控制器可以接收信号。作为另一个实例，用户可以例如经由房间中的控制面板提供关于房间中的占用者的位置的数据。
图23是根据实施例的具有手动控制面板的墙壁挂橱的实例的照片。
在某些方面，控制方法确定具有采光着色区的多区可着色窗户中的着色区的色调状态。在这些情况下，控制方法确定使日光最大化同时控制来自进入房间的太阳辐射的眩光和/或热负荷的色调状态。在某些方面，用户可以使用控制面板(例如，房间中的手动控制面板或计算机界面)来选择“采光模式”或“统一模式”、另一预定模式或由用户定制的模式。例如，用户可能能够为房间中的窗户的区定制不同的色调状态，例如“用户1-模式1”。在“采光模式”中，控制方法确定比窗户的其它着色区更清晰或更浅的采光着色区的着色状态。在“统一模式”中，控制方法基于除了采光目的之外的标准来确定区的色调状态。
E.反馈学习多区偏好/占用模式
在某些方面，用于控制着色区/窗户的色调状态的控制逻辑基于对偏好的反馈学习和占用模式。例如，可以将由传感器、用户输入等确定的不同时间/日期的占用者的位置存储为占用模式。可以使用这些不同时间/日期的占用位置来预测未来时间占用者的位置。然后，控制方法可以基于预测的占用者的位置来控制色调状态。
作为另一个实例，可以存储针对不同着色区在特定时间选择某些色调状态的用户输入。可以使用用户的这些着色选择来预测房间中可能期望的色调状态。然后，控制方法可以根据用户期望的这些预测的色调状态来控制色调状态。
F.用于确定眩光条件的进入房间的光投射
在某些实施方案中，控制逻辑包含通过计算来自穿过房间的着色区的光的三维投射来确定穿过着色区的直射阳光是否在占用区域中产生眩光条件的指令。光的三维投射可以被视为外部光直接穿透房间的房间中的光的体积。例如，三维投射可以由来自太阳的穿过多区窗户的着色区的平行光线限定。进入房间的三维投射的方向基于太阳方位角和/或太阳高度，所述太阳方位角和/或太阳高度可以基于当日时间和窗户的纵向和纬度坐标用太阳计算器计算。可以使用光的三维投射来确定与房间中的占用区域的交叉点。控制逻辑确定特定平面处的光投射并且确定光投射或与光投射相关联的眩光区域与占用区域重叠的量。如果光投射在占用区域之外，则确定不存在眩光情境。在2015年5月5日提交的题为“用于可着色窗户的控制方法”的PCT申请PCT/US15/29675中描述了使用光的三维投射来确定眩光情境的控制逻辑的细节，所述申请通过引用整体并入本文。
图24A、24B和24C是根据实施例的各自具有房间(未示出竖直墙壁)2400的透视图的示意图，所述房间2400在建筑物的外部与房间的内部之间的竖直墙壁中具有多区窗户2410，所述多区窗户具有第一着色区2412和第二着色区2414。图24A、24B和28C分别展示了三种不同的太阳光情境，其中太阳光在与太阳的不同位置相关联的三个不同方向2450、2460、2470(描绘为虚线箭头)上照射穿过多区窗户2410。在所示的实例中，房间2400具有占用区域2450，其是占用者的位置或可能的位置。占用区域2450可以是例如书桌或另一个工作空间。在这个实例中，占用区域2450被定义为房间2400的地板上的二维区域。在图24A、24B和28C中，太阳光(描绘为方向箭头)照射多区窗户2410的第一着色区2412和第二着色区2414。
根据一个方面，控制逻辑基于太阳的位置确定穿过两个着色区2412、2414中的每一个并且穿过房间2400的光的投射。控制逻辑确定穿过每个两个着色区2412、2414的光的交叉点的二维光投射，所述着色区具有包含二维占用区域2450的与房间2400的地板的表面共面的平面。在图24A中，第一二维光投射2416被描绘为穿过房间2400的地板上的第一着色区2412，并且第二二维光投射2418被描绘为穿过第二着色区2414。在图24B中，第一二维光投射2416被描绘为穿过房间2400的地板上的第一着色区2412，并且第二二维光投射2420被描绘为穿过第二着色区2414。在图24C中，第一二维光投射2426被描绘为穿过房间2400的地板上的第一着色区2412，并且第二二维光投射2428被描绘为穿过第二着色区2414。然后,控制逻辑确定来自着色区的二维光投射是否与占用区域相交。如果二维光投射与占用区域相交，则控制逻辑将相应的着色区置于(保持或转变)暗色调状态。尽管示出了两个着色区，但应当该理解的是，使用类似的方法可以应用着色区的额外区和/或不同位置。
例如，在图24A中所示的第一情境中，穿过着色区2412、2414的二维光投射2416、2416均不与占用区域2450相交。在这种情况下，着色区2412、2414被置于透明状态。
在图24B中所示的第二场情境中，第一二维光投射2420与占用区域2450相交，并且第二二维光投射2422不与占用区域2450相交。在这个情境中，第一着色区2412被置于暗色调状态以避免眩光情境。由于第二二维光投射2422不与占用区域2450相交，所以第二着色区2414被置于透明状态。
在图24C中所示的第三情境中，第一二维光投射2426和第二二维光投射2428均与占用区域2450相交。在这个情境中，第一着色区2412和第二着色区2414被置于暗色调状态以避免占用区域2450上的眩光情境。
尽管图24A、24B和24C中示出的实例包含多区可着色窗户，但类似技术也适用于分开且相邻的可着色窗户。例如，房间可以在建筑物外部与房间内部之间的竖直墙壁中具有两个分开且相邻的可着色窗户。使用控制逻辑，基于太阳的位置将来自每个可着色窗户的光的三维投射引导穿过房间。控制逻辑确定穿过占用区域的平面处的每个窗户的二维光投射。然后,控制逻辑确定来自每个窗户的二维光投射是否与占用区域相交。如果二维光投射与占用区域相交，则控制逻辑将相应的窗户置于(保持或转变)暗色调状态。
G.用于控制眩光、环境光水平和颜色和/或对比度的控制逻辑
某些实施例涉及控制逻辑，所述控制逻辑调整人造照明和/或一个或多个可着色窗户的色调以在占用区域中提供相对恒定的光水平和环境光谱内容。通常，控制逻辑调整人造照明和/或一个或多个可着色窗户的色调，使得照射占用区域中的物体表面的组合光类似于自然光谱，从而使得被照射的物体反映其真实颜色。尽管通常设置为自然光谱，但是可替代地，可以针对当前一个或多个占用者定制环境光谱内容以提供例如平静光、光疗法从而调整昼夜节律或提供恢复性愈合等。通过调整一个或多个可着色窗户的色调状态，控制逻辑可以控制穿过一个或多个可着色窗户的直射阳光(眩光)和穿过一个或多个窗户的光投射所赋予的颜色(例如，蓝光)。通过调整人造照明，控制逻辑可以抵消眩光的影响并调整环境颜色。色调状态和人造照明的组合控制可以在占用区域中以期望的水平提供相对恒定的环境光水平和光谱内容。
在一个方面，控制逻辑可以控制可调谐的人造照明以调谐照明的颜色(波长范围)、照度水平和/或照明方向。可以选择这些调整以通过减少眩光并改善环境光谱含量和/或降低占用区域中的对比度来增加占用者舒适度。例如，控制逻辑可以控制可调谐的人造照明的波长和流明/勒克斯(lumen/lux)设置，以抵消占用区域中的对比度。可调谐的室内人造照明的一个实例是由亮通照明(Lithonia )销售的BLT系列可调白光LED，其可以调暗到在0-1000勒克斯(100％)之间变化不同的勒克斯级别，以及在2700到6500开尔文之间调谐的颜色。另外或可替代地，可调谐的人造照明可以在不同位置处具有多个光源和/或具有可以移动以改变光的方向的光源。控制逻辑可以控制人造照明的各种光源以照亮某些区域。例如，可以调整室内人造照明以将光引导到具有占用者的占用区域，所述占用者受到穿过有色窗户的外部眩光的影响。反射光是从人造光反射的光与光投射的组合，以在占用区域中产生更均匀的强度和颜色。这可以减少占用者感知到的眩光，从而可以增加占用者的舒适度和生产率。
如本文所使用的，“负设置”指代提供波长范围内的照明的可调谐人造光源的设置，所述波长范围抵消通过有色窗户的光的颜色。例如，如果处于最暗状态的可着色窗户将蓝色赋予通过窗户的光，则负设置的抵消颜色将是红光或红光与黄光的组合。在这个实例中，负设置中的可调谐人造光源将以红光或红光与黄光提供照明。在一个方面，控制逻辑激活可调谐室内人造照明上的负设置，以将光引导到具有穿过有色窗户的光投射的占用区域，从而抵消来自光投射的眩光的影响和颜色。
减小由不同强度的不同照明源照射的表面的部分之间的界面处的尖锐对比度可以改善占用者的视觉舒适度。在某些实施方案中，控制逻辑基于根据来自建筑系统的反馈确定的区域中的当前对比度来调整建筑系统的功能。例如，可以基于区域中的当前照度和/或光的颜色来确定所述区域(如占用区域或其它周围区域)中的对比度。可以通过以下中的一个或多个来确定当前照度和颜色：来自建筑物中的一个或多个传感器(例如，相机、热传感器等)的测量结果、当前设置和人造照明的位置等。具有传感器的可以测量环境光的照度和颜色的装置的实例是光谱仪，如例如制造的市售C-7000光谱仪。控制逻辑调整建筑系统的功能，以将区域中的一个或多个对比度调整到可接受的水平。例如，可以调整建筑系统使得对比度低于可接受范围或低于最大限度。作为另一个实例，可以调整建筑系统使得基于人造照明的照度和颜色查找表将对比度保持在可接受的水平内，所述人造照明可以用于抵消来自穿过具有不同色调等级的电致变色窗户的光投射的反射光。
图25是根据实施方案的测量的照度(勒克斯)对测量的色温(开尔文)的曲线图。此图示出了三个不同的区域：上部区域描述为温暖和多彩，显得偏红；中间区域描述为令人愉悦；并且下部区域描述为冷和暗，显得偏蓝。此图包含在四个距离0英尺、2英尺、4英尺和6英尺处获取的照度和色温的四个测量点，所述测量点来自在人造照明开启完全照明水平且设置为2700开尔文时的下午12:30处于最暗色调状态下的窗户。如果关闭人造照明，则照度和色温可能位于下部区域。如图所示，在打开人造照明的情况下，测量结果抵消蓝光，从而使测量的照度和色温进入中间和上部区域。查找表的实例包含室内人造光设置(以开尔文计的色温和以勒克斯计的亮度级)，其将在特定时间使距不同色调状态的有色窗户不同距离处的占用区域中的对比度维持在可接受水平内。在一个方面，控制逻辑可以使用这样的查找表来确定将对比度维持在可接受水平内的室内人造光的设置。
在某些实施方案中，控制逻辑基于从建筑系统接收的反馈来调整人造照明的设置和一个或多个可着色窗户的色调状态，以便在专为乘客设计的或更普遍地设计用于工作场所的占用区域中提供光水平和环境光谱内容。反馈可以包含，例如，可着色窗户的当前色调状态、关于占用区域或工作场所中的占用者的存在或可能存在的数据、测量的照度水平和环境光的颜色、关于占用者的数据(如年龄、性别和昼夜节律)、关于占用区域或工作场所的信息等。这种反馈信息可以来自关于建筑系统采集的数据的读数或确定，或者可以来自基于历史数据的调度信息。控制逻辑可以调整人造照明和色调以产生为占用者定制的特定光谱内容和光水平或工作场所的使用设置(例如，生活、一般、商业)。关于这种控制逻辑的更多细节将在下一部分中描述。
在一个方面，可以使用类似于参考图22所描述的方法的方法来实施用于控制具有一个或多个可着色窗户的房间的占用区域中的对比度的逻辑。在这个方法中，控制逻辑使用模块A、B和C中的一个或多个来计算未来时间房间中的一个或多个可着色窗户的色调等级。在一种情况下，计算中使用的未来时间可以是将来足够远的时间，以允许在接收具有色调指令的控制信号之后完成窗户的转变。模块A、B和C输出将来时间的一个或多个可着色窗户的色调等级、传感器读数(内部和/或外部)、窗户配置(包含朝向、当日时间、当年某天、任选的天气条件)和模块使用的其它数据。预测控制逻辑确定未来时间的可接受对比度。然后，控制逻辑确定对室内照明和/或可着色窗户的色调状态的调整，以获得低于或处于房间中的可接受水平的对比度。例如，控制逻辑可以确定要激活的灯的类型、要激活的灯的一种或多种颜色、经过激活的灯的强度等级设置、经过激活的灯的位置、要激活的灯的数量和布置等。一旦确定了调整，控制逻辑就发送控制信号以调整房间中的人造室内照明和/或可着色窗户的色调状态，然后所述方法迭代回到模块A、B和C。
H.用于占用者设计场景的控制逻辑
某些实施例涉及维持环境因素的场景的控制逻辑，所述环境因素被设计成提供工作场所中的占用者满意度和舒适度，如视觉舒适度、热舒适度、声学舒适度和空气质量。控制逻辑通过对建筑系统的设置进行调整来维持环境因素。控制逻辑基于从例如建筑系统、占用者、建筑物管理系统等接收的各种反馈来设计环境因素。可以使用的反馈的一些实例包含可着色窗户的当前色调状态、关于占用者的存在或可能存在的数据、测量的照度水平和环境光的颜色，关于占用者的数据(如年龄、性别和昼夜节律)、噪声数据、环境温度数据、空气质量数据，关于可用建筑系统的数据等。控制逻辑利用反馈来确定占用，所述占用包含工作场所中的一个或多个占用者的存在和位置。控制逻辑基于如调度信息、传感器测量结果、来自占用者的输入或来自映射系统的数据等信息来确定占用。这种映射系统的实例包含用于传送射频、微波或其它电磁波的发射器和接收器。所接收的传输可以用于映射工作场所中的占用者和其它物体的当前位置。控制逻辑还针对每个占用者和/或工作场所开发用例以确定参数，所述参数用于确定场景，如占用者类型、工作场所的类型、周围环境的时间构成(照度水平、环境光颜色、噪声水平、空气质量等)、停留时间、建筑考量(如能源和成本)以及可用于改变周围环境的现有建筑系统。控制逻辑基于用例设计场景，所述场景包含所有环境因素或环境因素的一些部分，这取决于工作场所中存在哪些技术或控制。可以将环境因素分组成类别，如例如热设置、视觉设置、声学设置和空气质量设置。工作场所的停留时间是对一些环境因素(如噪声和空气质量)的考量。针对每个占用者和/或工作场所，控制逻辑确定将在场景中使用的环境因素并确定所讨论的环境因素的目标水平。这些水平被设计成通过确定针对用例所设计的水平来满足占用者的需求或期望。然后，控制逻辑确定建筑系统的任何新控制设置，并将新设置传送到建筑系统，例如，通过BMC或BAC。
在一个方面，使用来自行业最佳实践的数据初始化特定用例的场景，然后基于来自一个或多个占用者、建筑物管理系统和/或行业的反馈来修改所述场景。控制逻辑基于新环境因素修改或更新场景。例如，控制逻辑可以从具有意外设置的建筑物接收反馈，所述意外设置提供非直观的“快乐”，其更好地匹配或超出一个或多个占用者对于工作场所设置的期望。
在另一个方面，控制逻辑可以基于来自当前占用者的输入(如基于用户界面处对占用者的一系列查询)来初始化特定用例的场景。
在一个方面，基于来自占用者、建筑系统、建筑物管理系统、工业和任何其它合适的反馈源的反馈来修改特定用例的场景。例如，控制逻辑可以从占用者接收关于特定场景的环境因素的覆盖或正反馈或负反馈。控制逻辑可以基于反馈来确定场景的环境因素的新级别。
工作场所类型的一些实例包含私人办公室、避风港、角落、重点思考室、思考舱、密谈室场所、开放式办公室、热闹场所、跳跃空间、平台、会议或讨论室、创造性思维空间、大厅、广场、小行政区和办公室公地。图26是根据实施方案的示出各种类型的工作场所的建筑物的示意图。在所示的实例中，工作场所被分组为：“个人工作工作场所”，包含工作台和触地桌；“开放式协作工作场所”，包含个人沙发、会议桌和密谈室；“封闭式会议工作场所”，包含制作室、谈话舱、思考舱、会议舱、会议室、董事会会议室；“本地支持工作场所”，包含储物柜、复印室、食品室；以及“公共区域工作场所”，包含休息室、健身房和会面和问候室。
控制逻辑部分地基于工作场所的类型来确定用例。例如，私人办公室通常用于重点任务或创意活动。因此，私人办公室需要具有温暖温度和暖色环境光的环境设置的场景。除了设计场景以获得最佳性能外，场景还被设计成满足占用者对周到工作场所的期望。例如，小酒馆需要具有激励并鼓励交流和社交的光(照度)水平和背景噪声的场景。在这个实例中，占用者对小酒馆场景的期望是更明亮、更喧闹和更凉爽。
私人办公室通常指代用于集中工作或补充精力而不存在干扰的区域。例如，私人办公室可以是例如公共区域中的封闭式房间、半遮蔽式或屏蔽式空间。针对私人办公室中的视觉舒适度设计的场景的环境因素的实例包含500-700勒克斯光水平(低)和4000K色温(暖)。针对私人办公室中的视觉舒适度设计的场景的环境因素的另一个实例包含1000-2000勒克斯光水平(高)和6000K色温(冷)。针对私人办公室中的热舒适度设计的场景的环境因素的实例包含25℃的温度(暖)。针对私人办公室中的声学舒适度设计的场景的环境因素的实例包含45dB的声级和75％的隐私指数。针对私人办公室中的声学舒适度设计的场景的环境因素的另一个实例包含35dB的声级和95％的隐私指数。针对私人办公室中的空气质量设计的场景的环境因素的实例包含500ppm的CO2水平。
与私人办公室类似，思考舱或密谈室场所也指代用于集中工作或补充精力而不存在干扰的区域。与私人办公室相比，思考舱或密谈室场所的设计对于占用者而言隐私更少。思考舱或密谈室场所也可以是公共区域中的封闭式房间、半遮蔽式或屏蔽式空间。针对思考舱或密谈室场所中的视觉舒适度设计的场景的环境因素的实例包含1000-2000勒克斯光水平(高)和6000K色温(冷)。针对思考舱或密谈室场所中的热舒适度设计的场景的环境因素的实例包含22-25℃的光水平(中等)。针对思考舱或密谈室场所中的声学舒适度设计的场景的环境因素的实例包含55-75dB的声级和55％的隐私指数。针对思考舱或密谈室场所中的空气质量控制设计的场景的环境因素的实例包含500ppm的CO2水平。
跳跃空间或平台通常指代用于在会议场所和/或私人办公室附近等待/聚集的区域。跳跃空间或平台被设计用于短距离观察和半私人通信。针对跳跃空间或平台中的视觉舒适度设计的场景的环境因素的实例包含500-1500勒克斯光水平(高)和4500-6000K色温(冷)。针对跳跃空间或平台中的热舒适度设计的场景的环境因素的实例包含22-25℃的光水平(中等)。针对跳跃空间或平台中的声学舒适度设计的场景的环境因素的实例包含55dB的声级和50-75％的隐私指数。针对跳跃空间或平台中的空气质量控制设计的场景的环境因素的实例包含1500ppm的CO2水平。
会议或讨论室通常指代用于共享和讨论的区域，其需要适当的光和高信噪比。针对会议或讨论室中的视觉舒适度设计的场景的环境因素的实例包含500-1500勒克斯光水平(高)和3500-4500K色温(中等)。针对会议或讨论室中的热舒适度设计的场景的环境因素的实例是20-23℃的光水平(中等)。针对会议或讨论室中的声学舒适度设计的场景的环境因素的实例包含44-55dB的声级和80-95％的隐私指数。针对会议或讨论室中的空气质量控制设计的场景的环境因素的实例包含1000ppm的CO2水平。
公共办公室、大厅或社交场所通常指代建筑物的主要交通路口处的动态社交设置，其中混合和连接优先于隐私或工作输出。针对公共办公室、大厅或社交场所中的视觉舒适度设计的场景的环境因素的实例包含500-1500勒克斯光水平(高)和4000-6000K色温(中等)。针对公共办公室、大厅或社交场所中的热舒适度设计的场景的环境因素的实例包含22-25℃的光水平(中等)。针对公共办公室、大厅或社交场所中的声学舒适度设计的场景的环境因素的实例包含55-70dB的声级和25％的隐私指数。针对公共办公室、大厅或社交场所中的空气质量控制设计的场景的环境因素的实例包含1500-3000ppm的CO2水平。
图27是描绘用于设计并维持环境因素的场景的方法的控制逻辑的流程图2700，所述环境因素提供工作场所中的占用者满意度和各种舒适度，如视觉舒适度、热舒适度、声学舒适度和空气质量。控制逻辑可以由一个或多个控制器执行。工作场所可以是建筑物中的房间或房间中的区域。在操作2710处，控制逻辑从占用者、建筑物内的资产或建筑系统(如例如用于控制工作场中的一个或多个可着色窗户的色调状态的一个或多个窗户控制器、HVAC系统、用于控制人造照明(内部和/或外部)的照明系统、安全系统、一个或多个传感器、映射系统、噪声和声音控制系统等)接收反馈。例如，可以从伴随占用者的资产(如智能手机或其它智能装置)接收反馈。作为另一个实例，占用者可以通过智能装置、手动控制面板(例如，图23中所示的装置)或其它装置向控制逻辑输入反馈。控制逻辑可以使用的反馈的一些实例包含：工作场所中的一个或多个可着色窗户的一个或多个当前色调状态；关于工作场所中的一个或多个占用者的存在或可能存在的数据；照度测量结果和环境光的颜色或其它传感器读数；一个或多个占用者数据；环境温度数据；空气质量数据；噪声或其它声学数据；关于可用建筑系统的信息等。在一个方面，一个或多个可着色窗户的色调状态可以由如参考图22所描述的一个或多个模块的预测控制逻辑确定。占用者数据的一些实例包含年龄、性别、职业、昼夜节律、活动、生命体征等。在一个方面，控制逻辑使用生命体征来确定占用者的昼夜节律。参考图16和图18详细描述了建筑系统的一些实例。参考图15、图19和图20详细描述了窗户控制器的一些实例。通常，通过通信网络从建筑系统接收反馈。
控制逻辑基于在操作2710处接收的反馈来确定占用，所述占用包含工作场所中的一个或多个占用者的存在和位置(2720)。控制逻辑可以基于如当前时间、调度数据、传感器数据、来自占用者的输入、来自占用者资产的信号中的数据以及来自映射系统的数据等信息来确定占用。在一个方面，建筑物中的射频、微波或其它电磁波的发射器和接收器的映射系统可以用于映射工作场所中存在的占用者和其它物体的当前位置。在2017年9月19日提交的题为“用于发射无线电频率信号的窗户天线(WINDOW ANTENNAS FOR EMITTING RADIOFREQUENCY SIGNALS)”的美国专利申请15/709,339中描述了基于窗户天线的这种映射系统的实例，所述申请通过引用整体并入本文。在另一个方面，控制逻辑可以基于调度数据和当前时间确定占用者在工作场所的概率很高。在另一个方面，特定占用者的资产(例如，蜂窝电话)具有发射器，其发射在建筑物中的接收器处接收的射频信号。基于所接收的信号，建筑物管理系统或其它控制器确定占用者的存在和位置，并将具有这一信息的信号传送给实施控制逻辑的一个或多个控制器。
在操作2730处，控制逻辑为特定占用者和/或工作场所开发用例。所述用例包含以下中的一个或多个：工作场所中的占用类型、工作场所中的活动类型、工作场所的类型、周围环境的时间构成、一个或多个占用者的停留时间、任何建筑考量(如节能)、建筑系统的控制的类型和可用性或可用于改变环境因素的其它技术。占用类型包含如一个或多个占用者的年龄、性别、职业、昼夜节律和生命体征等信息。活动的类型可以是，例如，工作、绘画、画图、会议、用餐、私人思考、睡觉、休息、消磨时间、等待、聚会等。周围环境的时间组成包含如照度和环境光的颜色、对比度、噪声、温度、湿度和空气质量等参数。
在操作2740处，控制逻辑针对用例确定设计用于增加工作场所中的占用者满意度和舒适度(例如，视觉、热、声学和/或空气质量)的环境因素的场景。在一个方面，除了占用者满意度和舒适度之外，还考虑建筑考量。控制逻辑至少部分地基于建筑系统的控制和类型或可用于改变周围环境的其它技术来确定要在场景中的包含哪些环境因素。在一个方面，控制逻辑在确定是否包含噪声和空气质量因素时还考虑停留时间。例如，如果停留时间小于5分钟，则控制逻辑可能不包含噪声和空气质量环境因素。针对场景中的每个环境因素，控制逻辑确定目标设置或级别。将环境因素分组成类别，包含例如热设置、视觉设置、声学设置和空气质量设置。热设置的实例包含温度、气流和湿度的目标水平。视觉设置的一些实例包含照度和环境光颜色、对比度和眩光的目标水平。例如，对比度的目标水平可以保持低于最大可接受对比度或可接受范围内的值。声学设置包含声音或噪音水平和隐私指数，所述隐私指数是房间中的墙壁和开放空间的因素。隐私指数反映了在工作空间中保持对话机密性的能力。空气质量设置的一些实例包含例如CO2和/或一种或多种污染物(如CO、O3、NO2、SO2、PM10、PM2.5和铅)的水平。上文提供了针对各种类型的工作空间的场景的一些实例，包含光(照度)水平、色温、声级、隐私指数和空气质量的目标环境因素。
控制逻辑通过将用例的全部或大部分参数与与存储在数据库中的场景相关联的用例进行匹配来确定特定用例的环境因素的场景。如果数据库没有匹配的场景，则控制逻辑初始化场景的环境因素。在一个实例中，控制逻辑使用来自行业最佳实践的数据来初始化特定用例的场景的环境因素。在另一个实例中，控制逻辑使用来自占用者的数据来初始化场景，例如，通过向向占用者询问优选的环境设置。在另一个实例中，控制逻辑使用具有用例中的类似参数集的来自占用者的数据来初始化场景。在一个实施方案中，在控制逻辑确定特定用例的环境因素的第一场景之后，控制逻辑进一步修改环境因素以基于来自具有意外设置的建筑物的附加反馈生成第二场景，所述意外设置提供非直观的“快乐”，其更好地匹配或超出一个或多个占用者对于工作场所设置的期望。将在操作2740处确定的场景保存到数据库。
在一个方面，基于来自占用者、建筑系统、建筑物管理系统、工业和任何其它合适的反馈源的反馈来修改特定用例的场景。例如，控制逻辑可以从占用者接收关于特定场景的环境等级的覆盖或正反馈或负反馈。控制逻辑可以基于反馈来确定场景的环境因素的新级别。
在操作2750处，控制逻辑确定各种建筑系统的控制设置，其将生成针对操作2740中的一个或多个占用者或工作场设计的场景的目标环境等级。例如，控制逻辑可以使用查找表来确定将生成目标环境因素的适当的控制设置。
在操作2760处，控制逻辑将控制设置传送到各个建筑系统的控制器或建筑物管理系统或建筑物管理系统。然后，控制逻辑返回到操作2710。
尽管本文关于独立控制多区可着色窗户的多个着色区描述了某些实施例，但应当理解的是，类似的技术可以应用于控制可着色窗户组的多个可着色窗户(多区或单区)。例如，建筑物可以在建筑物的立面上或在房间中具有可着色窗户组合件。本文所描述的技术可以用于独立地控制组合件的可着色窗户。也就是说，每个可着色窗户可以具有一个或多个着色区，并且所述技术独立地控制组合件中的可着色窗户的着色区。
应当理解的是，如上所述的本发明可以以模块化或集成方式使用计算机软件以控制逻辑的形式实施。基于本文提供的公开内容和教导，本领域普通技术人员将了解并且理解使用硬件以及硬件和软件的组合来实现本发明的其它方式和/或方法。
本申请中描述的任何软件组件或功能可以实施为由处理器使用任何合适的计算机语言(如例如，Java、C++、或Python)使用例如，常规或面向对象的技术执行的软件代码。软件代码可以作为一系列指令或命令存储在计算机可读介质上，如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、如硬盘驱动器或软盘等磁介质或如CD-ROM等光介质。任何此类计算机可读介质可以驻留在单个计算设备上或内，并且可以存在于系统或网络内的不同计算设备之上或之内。
尽管已经在一些细节上描述了前述公开的实施例以便于理解，但是所描述的实施例应被认为是说明性的而非限制性的。对于本领域普通技术人员而言将显而易见的是，可以在所附权利要求书的范围内实践某些改变和修改。
在不脱离本公开的范围的情况下，来自任何实施例的一个或多个特征可以与任何其它他实施例的一个或多个特征组合。此外，在不脱离本公开的范围的情况下，可以对任何实施例进行修改、添加或省略。在不脱离本公开的范围的情况下，可以根据特定需要集成或分离任何实施例的组件。
Claims (49)
1.一种在具有一个或多个可着色窗户的房间中自动控制光颜色的方法，所述方法包括：
确定所述房间中的人造室内照明的调整以获得期望的光颜色；以及
通过通信网络发送控制信号以调整所述人造室内照明；
其中基于所述一个或多个可着色窗户中的每个窗户的当前色调状态来确定所述调整。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述期望的光颜色对应于期望的显色指数(CRI)。
3.根据权利要求2所述的方法，其进一步包括：
基于来自一个或多个外部传感器的测量结果计算外部CRI；
使用所述一个或多个可着色窗户的所述色调状态将所述外部CRI变换为当前内部CRI；以及
调整所述人造照明以将所述当前内部CRI更改为所述期望的CRI。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述一个或多个外部传感器位于安装到包括所述房间的建筑物的屋顶的多传感器装置中。
5.根据权利要求3所述的方法，其中所述一个或多个外部传感器定位在具有所述一个或多个可着色窗户的建筑物立面上。
6.根据权利要求2所述的方法，其中基于根据来自一个或多个外部传感器的天气馈送数据确定的当前内部CRI来确定所述调整。
7.根据权利要求2所述的方法，其中基于所述房间中根据来自一个或多个内部传感器的测量结果确定的当前内部CRI来确定所述调整。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述一个或多个内部传感器定位在所述房间的占用者的活动区域中。
9.根据权利要求7所述的方法，其中所述一个或多个内部传感器定位在所述人造室内照明处或其附近。
10.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括确定是使用一个或多个外部传感器还是使用一个或多个内部传感器来确定对所述室内照明的调整。
11.根据权利要求2所述的方法，其进一步包括基于用户输入确定所述期望的CRI。
12.根据权利要求11所述的方法，其中基于用户输入的历史数据确定所述期望的CRI。
13.根据权利要求11所述的方法，其中基于墙壁挂橱处的用户输入确定所述期望的CRI。
14.根据权利要求11所述的方法，其中所述调整包含以下中的一个或多个：选择一种或多种颜色、激活特定位置的灯以及选择灯的强度等级。
15.根据权利要求2所述的方法，其进一步包括：
基于确定的晴空辐照度计算外部CRI；以及
使用所述一个或多个可着色窗户的所述色调状态将所述外部CRI变换为所述当前内部CRI。
16.根据权利要求15所述的方法，其进一步包括基于太阳位置和窗户配置确定所述晴空辐照度。
17.根据权利要求2所述的方法，其进一步包括：
基于所述期望的CRI确定所述一个或多个可着色窗户的新色调等级；以及
通过所述通信网络提供指令以将所述一个或多个可着色窗户的色调转变到所述新色调等级。
18.根据权利要求2所述的方法，其进一步包括：
基于确定的晴空辐照度计算外部CRI；
使用所述一个或多个可着色窗户中的每个窗户的所述色调状态将所述外部CRI变换为当前内部CRI；以及
其中基于所述当前内部CRI确定对所述室内照明的调整。
19.根据权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个可着色窗户中的每个窗户是电致变色窗户。
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述电致变色窗户仅包含固态和无机电致变色装置。
21.根据权利要求1所述的方法，其中所述房间中的所述期望的光颜色与将占用区域中的对比度减小到可接受范围内或低于最大对比度相关联。
22.根据权利要求1所述的方法，其中对所述人造室内照明的所述调整产生具有第一波长范围的照明，所述第一波长范围与投射穿过处于所述当前色调状态的所述可着色窗户之一的光的第二波长范围互补。
23.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述人造室内照明的所述调整以减小所述房间的占用区域中的对比度。
24.根据权利要求1所述的方法，其中对所述人造室内照明的所述调整产生照明，所述照明与来自投射穿过处于所述当前色调状态的所述可着色窗户之一的所述光的照明组合产生具有红光、蓝光和绿光的光谱内容。
25.根据权利要求1所述的方法，其中对所述人造室内照明的所述调整产生照明，所述照明与来自投射穿过处于所述当前色调状态的所述可着色窗户之一的所述光的照明组合产生与自然光相关联的光谱内容。
26.根据权利要求1所述的方法，其中所述房间中的所述期望的光颜色包含红光、蓝光和绿光的波长。
27.根据权利要求1所述的方法，其中所述房间中的所述期望的光颜色包含与自然光相关联的光谱内容。
28.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：
确定所述一个或多个可着色窗户的新色调状态；以及
通过所述通信网络发送控制信号以将所述一个或多个可着色窗户调整到所述新色调状态；
其中对所述人造室内照明的所述调整以及所述将所述一个或多个可着色窗户调整到所述新色调状态产生照射占用区域中的表面的组合照明，所述组合照明具有红光、蓝光和绿光的光谱内容。
29.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：
确定所述一个或多个可着色窗户的新色调状态；以及
通过所述通信网络发送控制信号以将所述一个或多个可着色窗户调整到所述新色调状态；
其中对所述人造室内照明的所述调整以及所述将所述一个或多个可着色窗户调整到所述新色调状态产生照射占用区域中的表面的组合照明，所述组合照明具有与自然光相关联的光谱内容。
30.一种用于在具有一个或多个可着色窗户的房间中自动控制光颜色的控制器，所述控制器包括：
计算机可读介质，所述计算机可读介质具有控制逻辑；以及
处理器，所述处理器通过通信网络与所述计算机可读介质通信并且与所述一个或多个可着色窗户通信，
其中所述控制逻辑被配置成：
确定对所述房间中的人造室内照明的调整以获得所述房间中的期望的光颜色，其中基于所述一个或多个可着色窗户的当前色调状态来确定所述调整；并且
通过所述通信网络发送控制信号以调整所述人造室内照明。
31.一种在具有一个或多个可着色窗户的工作场所中控制场景的环境因素的方法，所述方法包括：
确定工作场所的类型和占用类型；
基于对建筑系统的控制的可用性定义所述场景中的一组环境因素；
基于所述工作场所的所述类型和所述占用类型计算所述场景的所述环境因素的目标水平；
确定对所述建筑系统的调整以获得所述环境因素的所述目标水平，其中
基于所述一个或多个可着色窗户的当前色调等级来确定所述调整；以及
通过通信网络发送控制信号以调整所述建筑系统。
32.根据权利要求31所述的方法，其进一步包括通过通信网络从所述建筑系统接收反馈，其中所述反馈包含以下中的一个或多个：声学数据、温度读数、湿度读数、空气质量读数、照度和颜色测量结果、映射数据以及所述一个或多个可着色窗户中的每个窗户的所述当前色调等级。
33.根据权利要求31所述的方法，其中所述占用者类型包含以下中的一个或多个：年龄、性别、职业、昼夜节律、活动和生命体征。
34.根据权利要求31所述的方法，其进一步包括通过确定所述工作场所中一个或多个占用者的存在来确定所述工作场所中的占用。
35.根据权利要求34所述的方法，其中根据通过通信网络从映射系统接收的数据确定所述工作场所中的存在，其中所述映射系统包含用于传送电磁波的接收器和发射器。
36.根据权利要求31所述的方法，其中所述一组环境因素与一个或多个视觉舒适度、声学舒适度、热舒适度和空气质量相关联。
37.根据权利要求31所述的方法，其中所述一组环境因素包含光水平、色温、声级、隐私指数和空气质量。
38.根据权利要求31所述的方法，其中计算所述场景的所述环境因素的所述目标水平包括将所确定的所述工作场所的所述类型和所述占用类型与具有目标水平的所存储的场景相匹配。
39.根据权利要求31所述的方法，其中确定对所述建筑系统的调整包含使用与环境水平相对应的建筑系统的设置的查找表。
40.根据权利要求31所述的方法，其中所述一个或多个可着色窗户中的每个窗户是电致变色窗户。
41.根据权利要求40所述的方法，其中所述电致变色窗户仅包含固态和无机电致变色装置。
42.根据权利要求31所述的方法，其中确定对所述建筑系统的调整以获得所述环境因素的所述目标水平包含确定所述工作场所中的人造室内照明的调整以获得期望的光颜色。
43.根据权利要求42所述的方法，其中所述工作场所中的所述期望的光颜色与在占用区域中产生可接受范围内或低于最大对比度的对比度相关联。
44.根据权利要求42所述的方法，其中对所述人造室内照明的所述调整产生具有第一波长范围的照明，所述第一波长范围与投射穿过处于所述当前色调状态的所述可着色窗户之一的光的第二波长范围互补。
45.根据权利要求42所述的方法，其中所述人造室内照明的所述调整用于减小所述工作场所的占用区域中的对比度。
46.根据权利要求42所述的方法，其中对所述人造室内照明的所述调整产生照明，所述照明与来自投射穿过处于所述当前色调状态的所述可着色窗户之一的所述光的照明组合产生具有红光、蓝光和绿光的光谱内容。
47.根据权利要求42所述的方法，其中对所述人造室内照明的所述调整产生照明，所述照明与来自投射穿过处于所述当前色调状态的所述可着色窗户之一的所述光的照明组合产生与自然光相关联的光谱内容。
48.根据权利要求42所述的方法，其进一步包括：
确定所述一个或多个可着色窗户的新色调状态；以及
通过所述通信网络发送控制信号以将所述一个或多个可着色窗户调整到所述新色调状态；
其中对所述人造室内照明的所述调整以及所述将所述一个或多个可着色窗户调整到所述新色调状态产生照射占用区域中的表面的组合照明，所述组合照明具有与自然光相关联的光谱内容。
49.一种用于在具有一个或多个可着色窗户的工作场所中自动控制场景的环境因素的控制器，所述控制器包括：
计算机可读介质，所述计算机可读介质具有控制逻辑；以及
处理器，所述处理器通过通信网络与所述计算机可读介质通信并且与所述一个或多个可着色窗户通信，
其中所述控制逻辑被配置成：
确定所述工作场所中的占用；
确定工作场所的类型和占用类型；
基于对建筑系统的控制的可用性定义所述场景中的一组环境因素；
基于所述工作场所的所述类型和所述占用类型计算所述场景的所述环境因素的目标水平；
确定对所述建筑系统的调整以获得所述环境因素的所述目标水平，其中
基于所述一个或多个可着色窗户的当前色调等级来确定所述调整；并且
通过通信网络发送控制信号以调整所述建筑系统。
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