JP2002245102A - 建物の環境制御方法及びそのシステム - Google Patents

建物の環境制御方法及びそのシステム

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JP2002245102A
JP2002245102A JP2001037616A JP2001037616A JP2002245102A JP 2002245102 A JP2002245102 A JP 2002245102A JP 2001037616 A JP2001037616 A JP 2001037616A JP 2001037616 A JP2001037616 A JP 2001037616A JP 2002245102 A JP2002245102 A JP 2002245102A
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JP2001037616A
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Satsuki Yoneda
さつき 米田
Minoru Yoshida
稔 吉田
Tomoya Sogo
知也 十河
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Panasonic Electric Works Co Ltd
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Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】建物内空間の何れの空間においても快適で、省
エネルギが図れる建物の環境制御方法及びそのシステム
を提供することにある。 【解決手段】制御サーバーＢは、クライアントＡ側から
各センサのセンシングデータとして、各センサ１０１〜
１０７のセンシング情報や各設備の状況情報をクライア
ントＡ側のデータサーバー１１とインターネットＮＴを
介して取り込むとともに、環境制御関連情報として当日
の天気予報の情報等を取り込み、これら情報と、複合デ
ータベース３に予め格納してあるクライアントＡ側の建
物固有情報を用いて制御パターンの決定と、クライアン
トＡの建物内の環境状態の診断をプログラミング言語に
より処理し、決定した制御パターンを示す制御情報及び
診断によって得られる仮想の制御結果をビジュアル情報
としてインターネットＮＴを介してクライアントＡ側に
送出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ビル等の建物の環
境制御を行うための環境制御方法及びそのシステムに関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】ビル等の建物の環境制御を行う環境制御
システムは、従来建物空間のフロア全体を一括管理する
ものが多く、部分的に快適であっても細かい制御におい
て全体的に快適空間にすることができなかった。また従
来のシステムでは建物内に設けられ空調設備、照明設
備、ブラインド設備等の環境設備の拡張・変更はコス
ト、時間、スペースといった問題から柔軟な対応はでき
なかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のように従来の環
境制御システムは、フロア全体を一括管理するため、上
述した問題点があるが、それに加え従来のシステムで
は、空調設備、照明設備、ブラインド設備を個別に制御
する制御方法をとっているため、省エネルギや快適性な
どに対するロスが多いという問題があった。
【０００４】また各設備の制御をセンサの検知に基づい
てリアルタイムにフィードバック制御を行うとともに、
建物から離れた場所に設けられた管理センターからの遠
隔制御を採用した場合、建物側と管理センター側との間
のフィードバック制御のための情報通信量が設備の数が
増加すればするほど非常に多くなり、しかもリアルタイ
ムによるフィードバック制御によるため、修正等の手順
を含めると制御目標値に達するまでの制御に要する時間
がかかり、時間的負荷や設備を動かす動力的負荷が大き
くなるという問題があった。
【０００５】本発明は、上記の点に鑑みて為されたもの
で、建物内空間の何れの空間においても快適で、省エネ
ルギが図れる建物の環境制御方法及びそのシステムを提
供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の建物の環境制御方法の発明では、環境制
御対象の建物内を複数ゾーンに分割し、各ゾーン毎に空
調を制御する空調設備、照明を制御する照明設備及び建
物の窓から建物内に入射する外光量を制御するブライン
ド設備を備えるとともに、上記各設備に対して制御情報
を送信して各設備を制御することにより当該建物内に快
適環境を創出する制御装置を備えた建物の環境制御シス
テムに用いられるもので、ゾーン毎の環境を個別に制御
することによりフロア全体の快適性や省エネルギ化を図
ることが可能となり、制御装置において上記各設備から
の運転状態情報と、上記建物内に設けられた環境状態を
検知するセンサ群からのセンシング情報とを受信してこ
れら受信した情報と、予め制御装置側のデータベースに
登録している上記建物の固有情報及び外的な環境情報を
含む環境関連情報とに基づいて上記各設備に対する制御
パターンをルールベースにより決定し、この決定した該
制御パターンを制御情報として上記各設備へ送信するの
で、建物の有る場所まで出向くことなく遠隔において制
御ができるとともに、ルールベースを用いて制御パター
ンを決定するためセンシング情報の値に基づいてリアル
タイム的なフィードバック制御を行う場合のように情報
通信量が多くならず、効率の良い遠隔制御ができる。
【０００７】請求項２の建物の環境制御システムの発明
では、環境制御対象の建物内を複数ゾーンに分割し、各
ゾーン毎に空調を制御する空調設備、照明を制御する照
明設備及び建物の窓から建物内に入射する外光量を制御
するブラインド設備を備えるとともに、上記各設備に対
して制御情報を送信して各設備を制御することにより当
該建物内に快適環境を創出する制御装置を備えた建物の
環境制御システムにおいて、上記制御装置は、上記各設
備からの運転状態情報と、上記建物内に設けられた環境
状態を検知するセンサ群からのセンシング情報とを受信
してこれら受信した情報と、予め制御装置側のデータベ
ースに登録している上記建物の固有情報及び外的な環境
情報を含む環境関連情報とに基づいて上記各設備に対す
る制御パターンを決定するためのルールベースを備え、
決定した該制御パターンを制御情報として上記各設備へ
送信するので、建物の有る場所まで出向くことなく遠隔
において制御ができるとともに、ルールベースを用いて
制御パターンを決定するためセンシング情報の値に基づ
いてリアルタイム的なフィードバック制御を行う場合の
ように情報通信量が多くならず、効率の良い遠隔制御が
可能な建物の環境制御システムを実現できる。
【０００８】請求項３の建物の環境制御システムの発明
では、請求項２の発明において、上記ルールベースを、
入力される上記建物の固有情報及びセンシング情報、環
境制御関連情報に基づいて、各設備に対応して予め複種
類にカテゴリー化してある制御パターンから代表的な制
御パターンを決定する１段目のルールベースと、該１段
目のルールベースにより決定された各設備の制御パター
ンと、建物の特徴情報、設備の経年変化情報、消費電力
量情報とを入力して上記制御パターンの内容を微調整し
て各設備の制御情報として出力する２段目のルールベー
スとにより構成しているので、ルールベースの内容が分
かり易く、ルール修正も簡易的に行うことができ、特に
制御の意味合いが明瞭となる。
【０００９】請求項４の建物の環境制御システムの発明
では、請求項２の発明において、上記２段目のルールベ
ースより出力される制御情報に基づいて、照明設備によ
る照明制御結果のビジュアルデータ、空調設備による空
調制御結果のビジュアルデータを夫々作成するツールを
上記制御装置に備え、これらビジュアルデータを建物側
に設けられたモニタ手段へ送信するので、クライアント
である建物側で制御結果をビジュアルにモニタすること
ができ、特にクライアント側にモニタのためのツールを
設ける必要もない。
【００１０】請求項５の建物の環境制御システムの発明
では、請求項２の発明において、上記ルールベースを自
己組織化写像を用いた学習アルゴリズムにより作成する
ので、環境制御に精通した人の知識をモデルとする必要
がある省エネルギや快適性を踏まえた多次元の環境制御
のルールベースを作成するのが容易となる。
【００１１】請求項６の建物の環境制御システムの発明
では、請求項２又は３の発明において、上記センシング
情報、上記環境関連情報をルールベースに入力する前に
夫々の情報に対して特徴付けたアルゴリズムより夫々の
情報に対して外乱含有判断を行う外乱判断機能を備えた
ので、外乱や曖昧性を含むデータの処理を回避すること
ができる。
【００１２】請求項７の建物の環境制御システムの発明
では、請求項２乃至６の何れかの発明において、上記制
御情報に基づいた上記各設備の制御動作後の夫々の設備
により創出される環境のセンシング情報の値と、制御目
標値との差を求め、該差と制御情報の内容とに基づい
て、次回の制御動作時に、センシング情報の値が制御目
標値により近くなるように上記制御パターンの内容を修
正するようにルールベースにフィードバックする学習機
能を備えたので、制御精度を高めることができる。
【００１３】請求項８の建物の環境制御システムの発明
では、請求項２乃至６の何れかの発明において、上記制
御情報に基づいた上記各設備の制御動作後の夫々の設備
により創出される環境のセンシング情報の値と、制御目
標値との差を求め、この差及び制御対象の建物の立地条
件、建物構造、設備の経年変化、季節と、制御情報の内
容とに基づいて、次回の制御動作時に、センシング情報
の値が制御目標値により近くなるように上記制御パター
ンの内容を修正するようにルールベースにフィードバッ
クする学習機能を備えたので、経年変化等の設備特有の
条件により制御する事ができ、制御精度をより高めるこ
とができる。
【００１４】請求項９の建物の環境制御システムでは発
明では、請求項２乃至８の何れかの発明において、在室
員の性別・年齢及び着衣量、季節、時間、建物空間の使
用用途に対応し、快適性を維持しながらエネルギ消費量
を最小に抑える快適環境送出用の制御パターンを登録し
たデータベースと、入力される在室員の性別・年齢及び
着衣量、季節、時間、建物空間の使用用途に基づいてエ
ネルギ消費量を最小とし且つ快適性を満足する制御パタ
ーンを決定するルールベースを備えているので、快適性
を維持しながらエネルギ消費を最小に抑える制御ができ
る。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下本発明を実施形態により説明
する。
【００１６】図１は本発明の実施形態のシステム全体構
成を示しており、空調設備、照明設備、ブラインド設備
等環境制御のための設備を設けた建物側をクライアント
Ａとし、このクライアントＡ側との間でインターネット
（或いは専用線等からなる）ＮＴを介して接続され、ク
ライアントＡ側に設けた設備の運転状態情報や環境状態
のセンシング情報を受け取ったり、或いは各設備を制御
するための制御情報や後述する制御結果（診断結果）を
クライアントＡ側へ送出する制御装置たる制御サーバー
Ｂとで構成され、該制御サーバーＢは例えば管理センタ
ーＣに設置されるコンピュータにより構築される。
【００１７】制御サーバーＢは、ナレッジマネージメン
ト知能部１と、ツール２と、複合データベース（Ｍｕｌ
ｔｉｐｌｅ Ｄａｔａｂａｓｅｓ）３とで構成され、適
宜なコンピュータプログラミングにより演算・処理を行
うようになっている。
【００１８】ナレッジマネージメント知能部１は、自己
組織化マップ（ＳＯＭ）のアルゴリズムを用いてルール
ベースを作成するＳＯＭ−Ａｐｐ１ａと、脳の機能を模
した学習アルゴリズムであるＲＢＦネットワーク（Ｒａ
ｄｉａｌ Ｂａｓｉｓ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｎｅｔｗｏ
ｒｋｓ）により学習するＲＢＦ−Ａｐｐ１ｂからなる。
【００１９】一方ツール２はＨＡＶＣ（暖房，換気及び
空調）に関する情報をビジュアルに提示するためのツー
ル２ａ、照明（Ｌｉｇｈｔｉｎｇ）に関する情報をビジ
ュアルに提示するツール２ｂからなる。
【００２０】そして複合データベース３は、これらナレ
ッジマネージメント知能部１及びツール２が用いるもの
であって、マスターデータベース（Ｍａｓｔｅｒ Ｄａ
ｔａｂａｓｅｓ）、マスタールールベース（Ｍａｓｔｅ
ｒ Ｒｕｌｅｂａｓｅｓ）、ＨＶＡＣ用データベース
（ＨＶＡＣＤａｔａｂａｓｅｓ）、ＨＶＡＣ用ルールベ
ース（ＨＶＡＣ Ｒｕｌｅｂａｓｅｓ）、Ｌｉｇｈｔｉ
ｎｇ用データベース（Ｌｉｇｈｔｉｎｇ Ｄａｔａｂａ
ｓｅｓ）、Ｌｉｇｈｔｉｎｇ用ルールベース（Ｌｉｇｈ
ｔｉｎｇ Ｒｕｌｅｂａｓｅｓ）、そして採光のための
ブラインド用データベース（Ｂｌｉｎｄ Ｄａｔａｂａ
ｓｅｓ）及びブラインド用ルールベース（Ｂｌｉｎｄ
Ｒｕｌｅｂａｓｅｓ）、更に快適性に対応したデータベ
ース（Ｃｏｍｆｏｒｔａｂｌｅ Ｄａｔａｂａｓｅｓ）
及びそれ対応したルールベース（Ｃｏｍｆｏｒｔａｂｌ
ｅ Ｒｕｌｅｂａｓｅ）で構成される。
【００２１】一方クライアントＡ側では、図２に示すよ
うに建物内を区分して形成されるゾーンに対応して、各
設備やセンサが配置されており、図示例ではルータ５を
介してインターネットＮＴに接続してあるＬＡＮ４には
ゲートウェイ６１…を通じて照明設備を制御する照明制
御システム７、ブラインド設備を制御するブラインド制
御システム８，更に空調設備の各機器を接続し、また環
境制御のための各種センサを接続してある。
【００２２】詳細に説明すると、ゲートウェイ６１を介
してＬＡＮ４に接続される照明制御システム７は、建物
内に設置されている照明器具の点灯／消灯／調光を制御
するシステムであって、照明器具の点灯／消灯／調光を
行うために照明エリアの人の存否を検知する人存在検知
センサ７０と、照明エリアの照度を検知する照度センサ
７１が併設され、人存在が検知され且つ照明エリアの照
度が所定値以下のときに点灯が可能となるようになって
いる。
【００２３】またゲートウェイ６２を介してＬＡＮ４に
接続されるブラインド制御システム８は建物に設けられ
ている窓から建物内に入射する外光量を制御するために
設置された電動のブラインドの開閉を制御するシステム
を構成する。
【００２４】一方、ゲートウェイ６３を介してＬＡＮ４
に接続される空調設備の各機器としては、空調機の電動
機の制御に用いるインバータ・ダイレクトデータコント
ローラ（ＩＮＶ・ＤＤＣ）９１、エアハンドルユニット
（ＡＨＵ）９２，ＶＡＶユニット９３，ファンコイルユ
ニット（ＦＣＵ）９４等が備えられ、これらにより設置
ゾーン内の温熱管理を行うようになっている。
【００２５】また上記照明制御システム７側に設けられ
たセンサ７０，７１以外に、ゲートウェイ６４を介して
ＬＡＮ４に接続される人存在検知センサ１０１，温湿度
センサ１０２、日射・風向・風速センサ１０３、輻射温
度センサ１０４、ＣＯ2センサ１０５、照度センサ１０
６等のセンサ群や、ゲートウェイ６を介してＬＡＮ４に
接続され、建物内の人の分布を画像処理等を用いて検知
するＣＣＤカメラ等からなる人分布検知センサ１０７等
が設けられており、これら検知情報はＬＡＮ４に接続さ
れているデータサーバー１１に収集され、制御サーバー
Ｂ側にセンシング情報として送られる。
【００２６】またＬＡＮ４にはデータサーバー１１やル
ーター５の他に建物の内の各設備（システム）を制御す
るためのコントローラ１２やヒューマン・マシンインタ
ーフェース（ＨＭＩ）１３を接続しており、コントロー
ラ１２は制御サーバーＢ側からの制御情報に基づいて各
設備の制御を行い、またＨＭＩ１２では操作や設定の入
力や、制御サーバーＢ側からの制御結果に基づくビジュ
アル情報に基づいて環境状態の表示等を行う。
【００２７】複合データベース３のマスタデータベース
には、制御対象の建物固有情報を予め格納している。こ
の建物の固有情報としては、建物内を区分するゾーンの
構成データ、建物の包囲、隣接する建物の状況、季節毎
の在室員着衣料（着衣熱抵抗ｃｌｏ値）、所在都市気象
データ（外気温、連続照射時間）更に、各ゾーン毎の情
報がある。各ゾーン毎の情報としては、ゾーンの床面
積、天井高、部屋形状、容積、窓位置等、更にゾーンを
構成する部材、例えば外壁（屋根、外床、ドア）として
は材料名、熱伝導率、厚さ、壁タイプ（外表面熱伝導
率、日照吸収率）の各情報が、また内壁（内壁、内床、
ドア）としては、材料名、熱伝導率、厚さの各データ
が、更にガラス窓（ガラス窓、ガラス内窓）として、材
料名、熱伝導率、厚さ、熱通過率へのブラインド効果
（乗数）、サッシュ部分の面積率、ブラインド遮蔽係
数、開口（仮想壁）として侵入熱負荷（夏、冬の各場
合）の各情報がある。
【００２８】而して、制御サーバーＢでは、クライアン
トＡ側から各センサ１０１〜１０７のセンシング情報や
各設備の状況情報をクライアントＡ側のデータサーバー
１１とインターネットＮＴを介して受信するとともに、
インターネットＮＴを介してクライアントＡ以外から得
られた、外部環境を示す例えば当日の天気予報の情報等
を環境関連情報として取り込み、これら情報と、複合デ
ータベース３に予め格納してあるクライアントＡ側の建
物の固有情報を用いて制御パターンの決定と、クライア
ントＡの建物内の環境状態の診断をプログラミング言語
により処理し、決定した制御パターンを示す制御情報及
び診断結果をインターネットＮＴを介してクライアント
Ａ側に送出する。
【００２９】ここで制御パターンの決定は、ナレッジマ
ネージメント知能部１により次のように決定される。
【００３０】この制御パターンの決定は、ＨＶＡＣ用ル
ールベース、Ｌｉｇｈｔｉｎｇ用ルールベース、Ｂｌｉ
ｎｄ用ルールベースを用いて行う。これらルールベース
は２段のルールベースにより構成されており、図３に示
すようにまず１段階目のルールベースＲＢ１において、
制御対象となるゾーン特性（部屋形状、窓位置）ブライ
ンド制御システム８の運転状態情報であるブラインド開
閉率、照度センサ１０６の検知照度、温湿度センサ１０
２の検知温度、人存在検知センサ１０７によって検知さ
れる在室員数、また制御サーバーＢ側で入力される季節
情報、時刻（時間）情報に基づき、照明設備、空調設
備、ブラインド設備に対して予め複数種類（例えば２０
種類）にカテゴリー化してある制御パターンより代表的
な制御パターンを決定する。尚これら制御パターンは、
ＨＶＡＣ用データベース、Ｌｉｇｈｔｉｎｇデータベー
ス、Ｂｌｉｎｄデータベースに登録してある。
【００３１】次に２段階目のルールベースＲＢ２におい
て、１段階目のルールベースＲＢ２で決定された照明設
備、空調設備、ブラインド設備の各制御パターンと、制
御サーバーＢ側で入力される建物の特徴情報（建物固有
情報の方位、隣接状況など）、設備の機器の経年変化の
情報、消費電力量の情報とに基づいて制御パターンの内
容を微調整し、この微調整された制御パターンを制御情
報として、インターネットＮＴを介してクライアントＡ
側へ送信する。
【００３２】一方Ｌｉｇｈｔｉｎｇ用ビジュアルツール
２ｂ及びＨＶＡＣ用ビジュアルツール２ａにより制御パ
ターンに基づいて制御結果を仮想的に求め、求めた制御
結果を図４に示すように制御対象のゾーン（部屋）にお
ける照度分布の画像（ＣＧ）や、図５に示す照明状態を
示す画像（ＣＧ）、更に図６のように温度分布を示す室
内の平面図を示す画像（ＣＧ）を生成してこれら画像情
報を制御結果、つまり診断結果のビジュアル情報として
インターネットＮＴを介してクライアントＡ側に送信す
る。
【００３３】クライアントＡ側に送信された制御情報及
び診断結果のビジュアル情報は一旦データサーバ１１に
より格納された後、制御情報はコントローラ１２により
取り込まれ、コントローラ１２の制御下で照明設備の制
御情報は照明制御システム７に、また空調設備の制御情
報は、ＩＮＶ・ＤＤＣ９１，ＡＨＵ９２，ＶＡＶユニッ
ト９３，ＦＣＵ９４の各機器に、またブラインド設備の
制御情報はブラインド制御システム８に夫々送られて夫
々において制御情報に基づいた制御が為される。
【００３４】一方診断結果のビジュアル情報はＨＭＩ１
３によってモニタすることができ、クライアントＡの管
理者はゾーン毎の空調状態や照明状態などを視覚的に知
ることができるのである。
【００３５】ここで本実施形態に用いるルールベースＲ
Ｂ１、ＲＢ２は自己組織化写像（Ｓｅｌｆ−Ｏｒｇａｎ
ｉｓｉｎｇ Ｍａｐｓ＝ＳＯＭ）を適用して作成する。
ここでＳＯＭは、周知の通り脳の機能を模した学習アル
ゴリズムであって、多次元事象ベクトルを平面にマッピ
ングし、視覚的処理を行うことを可能とするものであ
り、ＳＯＭにより様々な事象をその特徴に応じてグルー
プ化することができる。
【００３６】つまり比較的低次元（２次元及び３次元）
のルールに対するルールベース作成は試行錯誤よって可
能であったが、本発明のように省エネルギと快適性とを
連携させてビルの環境制御を行う場合のように、環境制
御に精通した人の知識をモデルとした多次元のルールを
用いるルールベース作成には最適な作成手法と言える。
【００３７】而して、本発明のナレッジマネジメント知
能部１ではＳＯＭ−Ａｐｐにより図７に示す如く多次元
の入力層（ゾーン特性、ブラインド開閉率、照度、湿
度、在室員数、季節、時刻）＜○で示す＞を、２次元の
出力層（ＳＯＭ）としてマッピングして上述のように制
御パターンＰ１…を得、この結果を基にルールベースを
作成するのである。
【００３８】ところで上記のように本実施形態では複数
のセンサ１０１…のセンシング情報を処理して制御を行
うのであるが、センシング情報をそのままルールベース
に入力すると、外乱を含んでいたり、曖昧な情報を処理
することになる。そこで本発明においては、対象となる
センサの特徴に併せたアルゴリズムにより外乱含有判断
を行って、その判断結果をルールベースに入力するよう
になっている。
【００３９】つまり例えば焦電センサを用いた人存在検
知センサ１０１のセンシング情報はつぎのように処理さ
れる。
【００４０】まず検知エリアの人存在検知センサ１０１
の時系列データが”１”→”０”に変化した時（以降退
出反応とする）、この時間から例えば６０秒間、周辺の
検知エリアの人体検知センサ１０１の反応有無をチェッ
クする（ステップ１）。
【００４１】このチェックにおいて当該検知エリア以外
の周辺の検知エリアの人存在検知センサ１０１の反応が
無い場合は、検知した退出反応は、実際に退出したので
はなく、在室状態のまま静止したと判定する（ステップ
２）。
【００４２】また上記チェックにおいて周辺の検知エリ
アの人存在検知センサ１０１で反応がある場合で、その
反応時間が当該検知エリアの退出反応から例えば３０秒
以内の場合は、その周辺の検知エリアへの移動は行われ
なかったと見なす（ステップ３）。
【００４３】更に上記チェックにおいて周辺の検知エリ
アの人存在検知センサ１０１で反応がある場合で、その
反応時間が当該検知エリアの退出反応から例えば３０秒
より長い場合は、その周辺の検知エリアへの移動があっ
た可能性があると判断する（ステップ４）。
【００４４】次に照度センサ１０６のセンシング情報に
ついては次のような処理を行う。
【００４５】まずペリメータゾーン等昼光の影響が大き
いゾーンを対象とする照度センサ１０６において、初期
設定データとして、ａ）建物の所在都市の気象データ、
ｂ）日照持続時間、ｃ）例えば月により識別される季節
（夏、冬、中間季節）及び時刻によって識別される（昼
・夜）の夫々の昼光平均照度、ｄ）窓の位置により設定
された照明状態から照度センサ１０６により設定を変更
する場合、例えば次の基準により判断する（例執務室の
机上面の照度１０００ｌｘ、廊下等の共用部、５００ｌ
ｘという基準を設ける）。
【００４６】例えば照度センサ１０６の検知照度が設定
照度から例えば２００ｌｘ以上変化した状態が２０分以
上継続して続いた場合は、設定照度になるようにフィー
ドバックをかける。また設定照度から１５０ｌｘ以上２
００ｌｘ未満変化した状態が３０分以上継続して続いた
場合は、設定照度になるようにフィードバックをかけ
る。
【００４７】季節情報については例えば、理科年表より
所在都市の夏、冬、中間季節及び昼・夜の夫々の平均気
温を設定する。初期設定データとしては夏季（６月〜９
月）、（冬季１１月〜３月）、中間季（上記以外）の夫
々に対応させて設定する。
【００４８】そして外気温を検知する温湿度センサ１０
２の検知温度が２０日間の移動平均記憶が初期設定値よ
り例えば５℃以上変化する場合は２０日間の移動平均記
憶に最も近い季節情報に設定する。
【００４９】このようにルールベースに入力する前に夫
々のセンサセンシング情報に基づいた判断処理を行った
後ルールベースに入力することで、外乱や曖昧な情報を
含まれるのを防ぐことができる。
【００５０】さて上述のように制御情報をクライアント
Ａ側に送って制御された後、クライアントＡ側からのセ
ンシング情報の値に基づいて、制御目標値（期待値）に
対するチューニングを行うために、特に本実施形態で
は、照明制御システム７に対して設定する設定照度及び
照度センサ１０６（又は７２）のセンシング情報の値、
空調設備に対して設定する空調設定温度と、温湿センサ
１０２の温度に対するセンシング情報の値とを図８のよ
うに、脳の機能を模した学習アルゴリズムである、ＲＢ
Ｆ（Ｒａｄｉａｌ Ｂａｓｉｓ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ ）
ネットワークを利用することで、設定条件（制御目標
値）と絶対条件（センシング情報の値）を学習し、診断
結果としてＨＶＡＣ用ルールベース及びＬｉｇｈｔｉｎ
ｇ用ルールベースにフィードバックするようになってい
る。
【００５１】つまり制御目標値と実際の制御によって得
られたセンシング情報の値との差を求め、制御パターン
内容を考慮して次の制御時にはセンシング情報の値が制
御目標値に近くなって制御精度が改善されるように各ル
ールベースにフィードバックし、制御パターンの内容を
修正する。
【００５２】尚クライアントＡ側の建物の立地条件、構
造、設備の機器特性を学習して、各ルールベースにフィ
ードバックするようにしても良い。つまり建物の立地条
件、構造、経年劣化などにより、当日、更に１年におけ
る制御パターンの内容を変化させるために、図９のよう
に上述と同様にＲＦＢネットワークを用いて建物の立地
条件、構造、設備の機器特性を学習し、診断結果として
各ルールベースにフィードバックすることで、制御パタ
ーンの内容を修正しても良い。
【００５３】また本実施形態では、快適性に対応したデ
ータベース（Ｃｏｍｆｏｒｔａｂｌｅ Ｄａｔａｂａｓ
ｅｓ）及びそれ対応したルールベース（Ｃｏｍｆｏｒｔ
ａｂｌｅ Ｒｕｌｅｂａｓｅ）を適用し、快適性を維持
しながらエネルギー消費量を最小に押さえる。具体的に
は着衣量、季節、時間、建物空間の使用用途、性別、年
齢に対応した快適温度を上記データベース（Ｃｏｍｆｏ
ｒｔａｂｌｅ Ｄａｔａｂａｓｅｓ）に格納しておき、
実際に着衣量、季節、時間、建物空間の使用用途、性
別、年齢等値をルールベース（Ｃｏｍｆｏｒｔａｂｌｅ
Ｒｕｌｅｂａｓｅ）に入力することによって、ナレッ
ジマネージメント知能部１は入力値に対応し、快適性を
満足する温度が得られ且つをエネルギ消費量（各設備に
必要な電力やガス等のエネルギ源の消費量）が最小とな
る制御内容の制御パターンを採用するようにもなってい
る。
【００５４】以上のように本実施形態では、建物内を複
数のゾーンに分割して各ゾーン毎に個別に環境を制御す
ることにより、フロア全体の快適性の追求と省エネルギ
化を図ることができる。例えば、窓際においては、直接
光の照射を照度センサ１０６や輻射温度センサ１０４で
センシングし、季節や天候を考慮した、照明制御、空調
制御、ブラインド制御をすることにより、グレアや空調
負荷の増大を防止することができる。
【００５５】更に複数ゾーンを一括管理することから、
建物内の各設備の拡張・変更への柔軟な対応が可能なシ
ステムを構築することができる。
【００５６】またクライアントＡ側からのセンシング情
報の取り込みと、制御情報のクライアントＡ側への送信
とをインターネットＮＴを介して行うことで、省人化が
図れる。
【００５７】また更に、ナレッジマネージメント知能部
１、ツール２、複合データベース３を適用することによ
り、熟練者と同じような制御が自動で実現できる。
【００５８】更に照明の点灯及び消灯、空調の稼動及び
停止だけでなく、多機能できめ細かな制御を自動的に行
うことも可能であり、特に空調設備や照明設備を構成す
る機器の総消費エネルギ（消費電力量やガス消費量）を
低減し、トータルの消費エネルギを大幅に低減すること
ができる。
【００５９】
【発明の効果】請求項１の建物の環境制御方法の発明
は、環境制御対象の建物内を複数ゾーンに分割し、各ゾ
ーン毎に空調を制御する空調設備、照明を制御する照明
設備及び建物の窓から建物内に入射する外光量を制御す
るブラインド設備を備えるとともに、上記各設備に対し
て制御情報を送信して各設備を制御することにより当該
建物内に快適環境を創出する制御装置を備えた建物の環
境制御システムに用いられるもので、ゾーン毎の環境を
個別に制御することによりフロア全体の快適性や省エネ
ルギ化を図ることが可能となり、制御装置において上記
各設備からの運転状態情報と、上記建物内に設けられた
環境状態を検知するセンサ群からのセンシング情報とを
受信してこれら受信した情報と、予め制御装置側のデー
タベースに登録している上記建物の固有情報及び外的な
環境情報を含む環境関連情報とに基づいて上記各設備に
対する制御パターンをルールベースにより決定し、この
決定した該制御パターンを制御情報として上記各設備へ
送信するので、建物の有る場所まで出向くことなく遠隔
において制御ができるとともに、ルールベースを用いて
制御パターンを決定するためセンシング情報の値に基づ
いてリアルタイム的なフィードバック制御を行う場合の
ように情報通信量が多くならず、効率の良い遠隔制御が
できるという効果がある。
【００６０】請求項２の建物の環境制御システムの発明
は、環境制御対象の建物内を複数ゾーンに分割し、各ゾ
ーン毎に空調を制御する空調設備、照明を制御する照明
設備及び建物の窓から建物内に入射する外光量を制御す
るブラインド設備を備えるとともに、上記各設備に対し
て制御情報を送信して各設備を制御することにより当該
建物内に快適環境を創出する制御装置を備えた建物の環
境制御システムにおいて、上記制御装置は、上記各設備
からの運転状態情報と、上記建物内に設けられた環境状
態を検知するセンサ群からのセンシング情報とを受信し
てこれら受信した情報と、予め制御装置側のデータベー
スに登録している上記建物の固有情報及び外的な環境情
報を含む環境関連情報とに基づいて上記各設備に対する
制御パターンを決定するためのルールベースを備え、決
定した該制御パターンを制御情報として上記各設備へ送
信するので、建物の有る場所まで出向くことなく遠隔に
おいて制御ができるとともに、ルールベースを用いて制
御パターンを決定するためセンシング情報の値に基づい
てリアルタイム的なフィードバック制御を行う場合のよ
うに情報通信量が多くならず、効率の良い遠隔制御が可
能な建物の環境制御システムを実現できるという効果が
ある。
【００６１】請求項３の建物の環境制御システムの発明
は、請求項２の発明において、上記ルールベースを、入
力される上記建物の固有情報及びセンシング情報、環境
制御関連情報に基づいて、各設備に対応して予め複種類
にカテゴリー化してある制御パターンから代表的な制御
パターンを決定する１段目のルールベースと、該１段目
のルールベースにより決定された各設備の制御パターン
と、建物の特徴情報、設備の経年変化情報、消費電力量
情報とを入力して上記制御パターンの内容を微調整して
各設備の制御情報として出力する２段目のルールベース
とにより構成しているので、ルールベースの内容が分か
り易く、ルール修正も簡易的に行うことができ、特に制
御の意味合いが明瞭となるという効果がある。
【００６２】請求項４の建物の環境制御システムの発明
は、請求項２の発明において、上記２段目のルールベー
スより出力される制御情報に基づいて、照明設備による
照明制御結果のビジュアルデータ、空調設備による空調
制御結果のビジュアルデータを夫々作成するツールを上
記制御装置に備え、これらビジュアルデータを建物側に
設けられたモニタ手段へ送信するので、クライアントで
ある建物側で制御結果をビジュアルにモニタすることが
でき、特にクライアント側にモニタのためのツールを設
ける必要もないという効果がある。
【００６３】請求項５の建物の環境制御システムの発明
は、請求項２の発明において、上記ルールベースを自己
組織化写像を用いた学習アルゴリズムにより作成するの
で、環境制御に精通した人の知識をモデルとする必要が
ある省エネルギや快適性を踏まえた多次元の環境制御の
ルールベースを作成するのが容易となるという効果があ
る。
【００６４】請求項６の建物の環境制御システムの発明
は、請求項２又は３の発明において、上記センシング情
報、上記環境関連情報をルールベースに入力する前に夫
々の情報に対して特徴付けたアルゴリズムより夫々の情
報に対して外乱含有判断を行う外乱判断機能を備えたの
で、外乱や曖昧性を含むデータの処理を回避することが
できるという効果がある。
【００６５】請求項７の建物の環境制御システムの発明
は、請求項２乃至６の何れかの発明において、上記制御
情報に基づいた上記各設備の制御動作後の夫々の設備に
より創出される環境のセンシング情報の値と、制御目標
値との差を求め、該差と制御情報の内容とに基づいて、
次回の制御動作時に、センシング情報の値が制御目標値
により近くなるように上記制御パターンの内容を修正す
るようにルールベースにフィードバックする学習機能を
備えたので、制御精度を高めることができる。
【００６６】請求項８の建物の環境制御システムの発明
は、請求項２乃至６の何れかの発明において、上記制御
情報に基づいた上記各設備の制御動作後の夫々の設備に
より創出される環境のセンシング情報の値と、制御目標
値との差を求め、この差及び制御対象の建物の立地条
件、建物構造、設備の経年変化、季節と、制御情報の内
容とに基づいて、次回の制御動作時に、センシング情報
の値が制御目標値により近くなるように上記制御パター
ンの内容を修正するようにルールベースにフィードバッ
クする学習機能を備えたので、経年変化等の設備特有の
条件により制御する事ができ、制御精度をより高めるこ
とができるという効果がある。
【００６７】請求項９の建物の環境制御システムでは発
明は、請求項２乃至８の何れかの発明において、在室員
の性別・年齢及び着衣量、季節、時間、建物空間の使用
用途に対応し、快適性を維持しながらエネルギ消費量を
最小に抑える快適環境送出用の制御パターンを登録した
データベースと、入力される在室員の性別・年齢及び着
衣量、季節、時間、建物空間の使用用途に基づいてエネ
ルギ消費量を最小とし且つ快適性を満足する制御パター
ンを決定するルールベースを備えているので、快適性を
維持しながらエネルギ消費を最小に抑える制御ができる
という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の全体システム構成図であ
る。
【図２】同上のクライアント側のシステム構成図であ
る。
【図３】同上に用いる２段ルールベースの説明図であ
る。
【図４】同上の制御結果のビジュアル情報による室内の
照度分布を示す平面図である。
【図５】同上の照明状態を示すビジュアルツールの出力
例図である。
【図６】同上の温熱状態を示すビジュアルツールの出力
例図である。
【図７】同上に用いるＳＯＭによるルールベース作成説
明図である。
【図８】同上に用いる制御内容のチューニングの説明図
である。
【図９】同上に用いる制御内容の別のチューニングの説
明図である。
【符号の説明】
Ａ クライアント Ｂ 制御サーバー Ｃ 管理センター ＮＴ インターネット １ ナレッジマネージメント知能部 ２ ツール ３ 複合データベース
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｑ 9/00 ３０１ Ｈ０４Ｑ 9/00 ３０１Ｃ ５Ｈ２１５ Ｈ０５Ｂ 37/02 Ｈ０５Ｂ 37/02 Ｄ ５Ｋ０４８ Ｅ // Ｇ０５Ｂ 13/02 Ｇ０５Ｂ 13/02 Ｍ (72)発明者 十河 知也 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 Ｆターム(参考） 3K073 AA02 AA03 AA13 AA14 AA16 AA62 BA25 BA27 CB01 CC11 CC12 CC22 CC25 CE13 CE17 CF13 CG06 CG15 CG44 CJ22 CM05 CM07 3L060 AA03 AA05 CC01 CC06 CC10 CC11 CC19 DD08 EE01 3L061 BA05 5B046 AA03 CA06 CA08 GA01 KA05 5H004 GA15 GA25 GA26 GB20 HA01 HA20 HB01 HB02 HB04 HB15 HB20 JA03 JB07 JB08 JB09 KA80 KC03 KC12 KD52 KD56 KD61 LA15 LA18 MA38 MA55 5H215 AA20 BB16 BB18 CC09 CX01 CX08 KK01 KK04 KK07 5K048 BA07 BA08 BA51 DA08 DC07 EB02 HA01 HA02

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】環境制御対象の建物内を複数ゾーンに分割
    し、各ゾーン毎に空調を制御する空調設備、照明を制御
    する照明設備及び建物の窓から建物内に入射する外光量
    を制御するブラインド設備を備えるとともに、上記各設
    備に対して制御情報を送信して各設備を制御することに
    より当該建物内に快適環境を創出する制御装置を備えた
    建物の環境制御システムに用いられ、上記制御装置にお
    いて上記各設備からの運転状態情報と、上記建物内に設
    けられた環境状態を検知するセンサ群からのセンシング
    情報とを受信してこれら受信した情報と、予め制御装置
    側のデータベースに登録している上記建物の固有情報及
    び外的な環境情報を含む環境関連情報とに基づいて上記
    各設備に対する制御パターンをルールベースにより決定
    し、この決定した該制御パターンを制御情報として上記
    各設備へ送信することを特徴とする建物の環境制御方
    法。
  2. 【請求項２】環境制御対象の建物内を複数ゾーンに分割
    し、各ゾーン毎に空調を制御する空調設備、照明を制御
    する照明設備及び建物の窓から建物内に入射する外光量
    を制御するブラインド設備を備えるとともに、上記各設
    備に対して制御情報を送信して各設備を制御することに
    より当該建物内に快適環境を創出する制御装置を備えた
    建物の環境制御システムにおいて、 上記制御装置は、上記各設備からの運転状態情報と、上
    記建物内に設けられた環境状態を検知するセンサ群から
    のセンシング情報とを受信してこれら受信した情報と、
    予め制御装置側のデータベースに登録している上記建物
    の固有情報及び外的な環境情報を含む環境関連情報とに
    基づいて上記各設備に対する制御パターンを決定するた
    めのルールベースを備え、決定した該制御パターンを制
    御情報として上記各設備へ送信することを特徴とする建
    物の環境制御システム。
  3. 【請求項３】上記ルールベースを、入力される上記建物
    の固有情報及びセンシング情報、環境制御関連情報に基
    づいて、各設備に対応して予め複種類にカテゴリー化し
    てある制御パターンから代表的な制御パターンを決定す
    る１段目のルールベースと、該１段目のルールベースに
    より決定された各設備の制御パターンと、建物の特徴情
    報、設備の経年変化情報、消費電力量情報とを入力して
    上記制御パターンの内容を微調整して各設備の制御情報
    として出力する２段目のルールベースとにより構成して
    いることを特徴とする請求項２記載の建物の環境制御シ
    ステム。
  4. 【請求項４】上記２段目のルールベースより出力される
    制御情報に基づいて照明制御結果及び空調制御結果を求
    めるとともに、求めた制御結果のビジュアルデータを夫
    々作成するツールを上記制御装置に備え、これらビジュ
    アルデータを建物側に設けられたモニタ手段へ送信する
    ことを特徴とする請求項２記載の建物の環境制御システ
    ム。
  5. 【請求項５】上記ルールベースを自己組織化写像を用い
    た学習アルゴリズムにより作成することを特徴とする請
    求項２記載の建物の環境制御システム。
  6. 【請求項６】上記センシング情報、上記環境関連情報を
    ルールベースに入力する前に夫々の情報に対して特徴付
    けたアルゴリズムより夫々の情報に対して外乱含有判断
    を行う外乱判断機能を備えたことを特徴とする請求項２
    又は３記載の建物の環境制御システム。
  7. 【請求項７】上記制御情報に基づいた上記各設備の制御
    動作後の夫々の設備により創出される環境のセンシング
    情報の値と、制御目標値との差を求め、該差と制御情報
    の内容とに基づいて、次回の制御動作時に、センシング
    情報の値が制御目標値により近くなるように上記制御パ
    ターンの内容を修正するようにルールベースにフィード
    バックする学習機能を備えたことを特徴とする請求項２
    乃至６の何れか記載の建物の環境制御システム。
  8. 【請求項８】上記制御情報に基づいた上記各設備の制御
    動作後の夫々の設備により創出される環境のセンシング
    情報の値と、制御目標値との差を求め、この差及び制御
    対象の建物の立地条件、建物構造、設備の経年変化、季
    節と、制御情報の内容とに基づいて、次回の制御動作時
    に、センシング情報の値が制御目標値により近くなるよ
    うに上記制御パターンの内容を修正するようにルールベ
    ースにフィードバックする学習機能を備えたことを特徴
    とする請求項２乃至６の何れか記載の建物の環境制御シ
    ステム。
  9. 【請求項９】在室員の性別・年齢及び着衣量、季節、時
    間、建物空間の使用用途に対応し、快適性を維持しなが
    らエネルギ消費量を最小に抑える快適環境送出用の制御
    パターンを登録したデータベースと、入力される在室員
    の性別・年齢及び着衣量、季節、時間、建物空間の使用
    用途に基づいてエネルギ消費量を最小とし且つ快適性を
    満足する制御パターンを決定するルールベースを備えて
    いることを特徴とする請求項２乃至８の何れか記載の建
    物の環境制御システム。
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