JP2014523017A - 施設のエネルギー使用量を評価して最適化するためのシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

エネルギー使用量を評価するためのシステムは、施設のアーキテクチャに関連する少なくとも１つのコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）ファイルを読み取り、施設のアーキテクチャに対応する静的エネルギー特性を決定する際に使用するための情報をＣＡＤファイルから抽出し、施設の動的エネルギー特性を決定する際に使用するための情報を取得し、静的および動的エネルギー特性に少なくとも部分的に基づいて、施設の予測されるエネルギー使用量を計算する。さらに、システムは、リアルタイムで施設の実際のエネルギー使用量を測定するよう構成された少なくとも１つのセンサからデータを取得し、施設の実際のエネルギー使用量を計算する。実際のエネルギー使用量が予測されるエネルギー使用量を超える場合、システムは、ユーザに警告を送信し、エネルギー使用量を低減するための是正措置を決定する。

Description

本出願は、米国特許法第１１９（ｅ）条の下、２０１１年６月１５日に出願された「ＳＹＳＴＥＭ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲ ＴＨＥ ＩＮＴＥＧＲＡＴＥＤ ＡＮＤ
ＣＯＮＴＩＮＵＯＵＳ ＤＥＳＩＧＮ，ＳＩＭＵＬＡＴＩＯＮ，ＣＯＭＭＩＳＳＩＯＮＩＮＧ，ＲＥＡＬ ＴＩＭＥ ＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴ，ＥＶＡＬＵＡＴＩＯＮ，ＡＮＤ ＯＰＴＩＭＩＺＡＴＩＯＮ ＯＦ ＦＡＣＩＬＩＴＩＥＳ」と称する米国仮特許出願第６１／４９７，４２１号明細書、および、２０１１年１１月２８日に出願された「ＥＮＥＲＧＹ ＳＥＡＲＣＨ ＥＮＧＩＮＥ ＭＥＴＨＯＤＳ ＡＮＤ ＳＹＳＴＥＭＳ」と称する米国仮特許出願第６１／５６４，２１９号明細書からの優先権の利益を主張し、それらは、その全体が参照により本明細書に組み込まれ、本明細書の一部と見なされる。

２０１２年４月２０日に出願された「ＳＹＳＴＥＭＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲ ＡＮＡＬＹＺＩＮＧ ＥＮＥＲＧＹ ＵＳＡＧＥ」と称する米国特許出願第１３／４５２，６１８号明細書は、その全体が参照により本明細書に組み込まれ、本明細書の一部と見なされる。

本開示は、概して、建物管理システム、建物エネルギー管理システムおよび建物エネルギーシミュレーションシステムの設計、シミュレーション、コミッショニング（ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎｉｎｇ）およびオペレーションの分野に関する。

エネルギーおよび制限されたエネルギー供給に対する需要の増加を満たすという課題は、規制機関から、公益事業会社へ、そして消費者へと様々な形態で伝えられる。エネルギー供給チェーンの末端では、建物所有者および施設エネルギー管理者が、エネルギー価格の上昇、より複雑なエネルギー価格設定構成および動的エネルギー価格設定に直面している。連動して、エネルギー管理者が選ぶことができるエネルギー改善措置および再生可能エネルギー源の選択肢が増加している。

施設内のエネルギー使用の入念な管理により、オペレーション費用および設備投資資金の低減へと導くことができる。建物を土台から築き上げる場合、建築家および設計者は、電気、水道および冷暖房システムを含む、基本構造から構造的および内部構成要素特性まで、建物設計のエネルギー特性について認識し、エネルギー効率の良い構造を設計する必要がある。そのようなエネルギーに対する認識は、レトロフィッティング中またはコミッショニング中の既存の施設において見逃すことはできない。

しかし、認識だけでは十分とは言えない。施設のエネルギー特性が理解された時点で、建物所有者と施設管理者が、施設の性能を評価して、実際のエネルギー消費がエネルギー設計を満たしていない場合に是正処置を講じるための簡単な方法が必要とされる。エネルギー使用量をベンチマークまたは指標と比較することは、データ生成済みで施設に対するリアルタイムの負荷を考慮に入れないエネルギー調査に含まれる建物のタイプにのみ適用可能である。数値解析、計算流体力学または経験式を使用した特定の負荷条件の下における建物のエネルギー消費のシミュレーションソフトウェアモデリングは、正確であり得るが、本方法は、計算集約型であり、専門的な使用法を必要とする。本方法は、建物の性能のリアルタイムの継続的評価には適さない。

気象や占有状態などの環境因子を考慮に入れて、建物の設計、システムおよび建設資材に少なくとも部分的に基づいて、予測されるエネルギー消費を確立し、それを建物の性能のリアルタイムで継続的な評価と比較する必要がある。

実施形態は、施設の耐用期間を通じてエネルギー管理システムを動作するためのライフサイクルシステムに関する。設計管理要素は、エネルギー性能、定格エネルギーおよびエネルギー消費プロファイルなどの設計仕様を含み、工学設計要素は、コンピュータ支援製図、施設および施設関連エネルギー特徴を備えたシステムなどの建築設計仕様、ならびに、関連エネルギーパラメータを含む材料仕様を含む。コンピュータ支援モデリング要素は、建物設計の２Ｄおよび３Ｄモデルをレンダリングし、コンピュータ支援シミュレーション要素は、建物の構造、機械、電気、熱負荷をシミュレートし、建物管理建設要素は、建物の建設を管理する。建設完了後、建物コミッショニング要素は、建物性能エネルギー基準を使用して、測定エネルギー挙動およびエネルギー性能基準を予測されるエネルギー性能と比較する。その耐用期間中の建物内のエネルギー成分の変化は、建物管理および制御要素によってモニタされ、建物管理および制御要素は、例えば、ＨＶＡＣシステム、自動窓用ブラインド、占有レベルに基づく空気流の増減などの建物のエネルギー消費または節約コンポーネントへの制御も提供する。継続的なコミッショニング、検証および最適化要素は、建物の設計仕様をそのリアルタイムの実際のエネルギー使用量と比較する。

他の実施形態は、エネルギー管理システムによって使用される建物およびそのシステムのリアルタイムの継続的エネルギー評価の基準に関する。一実施形態では、方法は、測定データおよび計算情報の組合せを使用して、システムのエネルギー効率における傾向を正確に反映する性能基準を確立する。本方法は、建物の効率をそのコンポーネントの効率に分解し、コンポーネントの効率の加重集計である総合的な建物効率基準を計算する。結果として得られる基準により、継続的な建物エネルギー性能の評価が可能になり、建物のエネルギー性能および効率に対する改善措置、オペレーション変化、システム変化、設備の機能障害、挙動変化または気象現象のいずれの影響も定量化される。

ある実施形態は、施設の予測されるエネルギー使用量を計算するための方法に関する。本方法は、施設のアーキテクチャに関連する少なくとも１つのコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）ファイルを読み取る工程と、施設のアーキテクチャに対応するエネルギー特性を決定する際に使用するための情報をＣＡＤファイルから抽出する工程と、ＣＡＤファイルから抽出された情報に少なくとも部分的に基づいて、施設の予測されるエネルギー使用量を計算する工程とを含む。

様々な実施形態によれば、施設のエネルギー性能を評価するためのシステムが開示される。システムは、施設のアーキテクチャに関連する少なくとも１つのコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）ファイルを読み取るよう構成された少なくとも１つのプロセッサと、施設のアーキテクチャに対応するエネルギー特性を決定する際に使用するための情報をＣＡＤファイルから抽出するよう構成された少なくとも１つのプロセッサであって、ＣＡＤファイルから抽出された情報は、静的エネルギーデータを含み、施設の動的因子に対応するエネルギー特性を決定する際に使用するための情報を取得するよう構成された少なくとも１つのプロセッサを備える。施設の動的因子に対応する情報は、動的エネルギーデータを含む。システムは、静的エネルギーデータおよび動的エネルギーデータに少なくとも部分的に基づいて、施設の予測されるエネルギー使用量を計算するよう構成された少なくとも１つのプロセッサと、施設の実際のエネルギー使用量を測定するよう構成された少なくとも１つのセンサからデータを取得するよう構成された少なくとも１つのプロセッサと、少なくとも１つのセンサからのデータに少なくとも部分的に基づいて、施設の実際のエネルギー
使用量を計算するよう構成された少なくとも１つのプロセッサと、予測されるエネルギー使用量と実際のエネルギー使用量とを比較するよう構成された少なくとも１つのプロセッサと、実際のエネルギー使用量が予測されるエネルギー使用量をユーザが選択可能な量だけ超える場合に、ユーザに警告を送信するよう構成された少なくとも１つのプロセッサとをさらに備える。

他のある実施形態は、施設のエネルギー使用量を低減するための方法に関する。本方法は、施設用のビルディングインフォメーションモデルにおいて施設のアーキテクチャに対応するエネルギー特性を決定する際に使用するための情報を位置付ける工程を含む。施設のアーキテクチャに対応する情報は、静的エネルギーデータを含む。本方法は、施設の実際のエネルギー使用量を測定するよう構成された少なくとも１つのセンサから実際のエネルギー使用量データを取得する工程と、施設の動的因子に対応するエネルギー特性を決定する際に使用するための情報を取得する工程とをさらに含む。施設の動的因子に対応する情報は、動的エネルギーデータを含む。本方法は、静的エネルギーデータおよび動的エネルギーデータに少なくとも部分的に基づいて、施設の予測されるエネルギー使用量を計算する工程と、実際のエネルギー使用量データに少なくとも部分的に基づいて、施設の実際のエネルギー使用量を計算する工程と、予測されるエネルギー使用量と実際のエネルギー使用量とを比較する工程と、実際のエネルギー使用量が予測されるエネルギー使用量をユーザが選択可能な量だけ超える場合に、エネルギー使用量を低減するための是正措置を決定する工程とをさらに含む。

多くの実施形態によれば、本開示は、施設のエネルギー性能を評価するための方法に関する。本方法は、施設のアーキテクチャに関連する少なくとも１つのコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）ファイルを読み取る工程と、施設のアーキテクチャに対応するエネルギー特性を決定する際に使用するための情報をＣＡＤファイルから抽出する工程とを含む。ＣＡＤファイルから抽出された情報は、静的エネルギーデータを含む。本方法は、施設の動的因子に対応するエネルギー特性を決定する際に使用するための情報を取得する工程をさらに含む。施設の動的因子に対応する情報は、動的エネルギーデータを含む。本方法は、静的エネルギーデータおよび動的エネルギーデータに少なくとも部分的に基づいて、施設の予測されるエネルギー使用量を計算する工程と、施設の実際のエネルギー使用量を測定するよう構成された少なくとも１つのセンサからデータを取得する工程と、少なくとも１つのセンサからのデータに少なくとも部分的に基づいて、施設の実際のエネルギー使用量を計算する工程と、予測されるエネルギー使用量と実際のエネルギー使用量とを比較する工程と、実際のエネルギー使用量が予測されるエネルギー使用量をユーザが選択可能な量だけ超える場合に、ユーザに警告を送信する工程とをさらに含む。

ある実施形態は、施設のエネルギー使用量を評価するための方法に関する。本方法は、施設のアーキテクチャに関連する時間非依存情報と関連付けられた静的エネルギーデータを電子的に受信する工程と、施設のエネルギー使用量に関連する時間依存情報と関連付けられた動的エネルギーデータを電子的に受信する工程と、施設のエネルギー使用量を測定するよう構成された少なくとも１つのセンサからセンサデータを電子的に受信する工程と、１つまたは複数のコンピュータプロセッサを含むコンピュータハードウェアによる命令の実行を介して、静的エネルギーデータ、動的エネルギーデータおよびセンサデータに少なくとも部分的に基づいて、施設に対するエネルギー評価およびエネルギー指針データを計算する工程とを含む。

他の様々な実施形態によれば、施設のエネルギー使用量を評価するための方法が開示される。本方法は、施設のアーキテクチャに関連する時間非依存情報と関連付けられた静的エネルギーデータを電子的に受信する工程と、施設のエネルギー使用量に関連する時間依存情報と関連付けられた動的エネルギーデータを電子的に受信する工程と、施設のエネル
ギー使用量を測定するよう構成された少なくとも１つのセンサからセンサデータを電子的に受信する工程と、１つまたは複数のコンピュータプロセッサを含むコンピュータハードウェアによる命令の実行を介して、静的エネルギーデータ、動的エネルギーデータおよびセンサデータに少なくとも部分的に基づいて、施設のエネルギー使用量と関連付けられたサブシステムを制御する工程とを含む。

他のある実施形態は、施設設計およびエネルギー管理を最適化するための方法に関する。本方法は、エネルギー仕様に少なくとも部分的に基づいて、施設の建設用の設計ベースの機械と電気との図面およびレイアウトを電子的に生成する工程と、設計ベースの機械および電気製図およびレイアウトに少なくとも部分的に基づいて、施設のコンピュータ支援モデルを生成する工程と、エネルギー仕様、設計ベースの機械と電気との図面およびレイアウトに少なくとも部分的に基づいて、施設のコミッショニングを電子的に管理する工程と、１つまたは複数のコンピュータプロセッサを含むコンピュータハードウェアによる命令の実行を介して、エネルギー仕様、設計ベースの機械と電気との図面およびレイアウト、ならびに、施設のエネルギー使用量を測定するよう構成された少なくとも１つのセンサからのセンサデータに少なくとも部分的に基づいて、エネルギー使用量に対して施設内のエネルギーサブシステムを継続的に管理および制御する工程とを含む。

本開示を要約する目的のため、本発明のある態様、利点および新規の特徴について本明細書で説明してきた。本発明の特定の実施形態に従うことで、必ずしもそのような利点のすべてを達成できるとは限らないことを理解されたい。したがって、本発明は、本明細書で教示または推奨され得る他の利点を達成する必要なく、本明細書で教示されるように、１つの利点または多くの利点を達成または最適化する方法で、具体化することも、実行することもできる。

ある実施形態による、施設のエネルギー使用量を評価して最適化するためのシステムの概略図を示す。 ある実施形態による、エネルギー管理システムの例示的な概略図を示す。 施設の統合された継続的な設計、シミュレーション、コミッショニング、リアルタイム管理、評価および最適化のためのシステムのブロック図を示す。 一実施形態による、建物のエネルギー平衡の例示的な概略図を示す。 一実施形態による、建物エンベロープの周りの制御ボリュームの例示的な概略図を示す。 ある実施形態による、施設のエネルギー使用量を低減するための例示的なプロセスのフローチャートである。

ここで、上記で要約された図面を参照して、システムおよび方法の特徴について説明する。図面全体を通して、参照番号を再利用して、参照要素間の対応関係を示す。図面、関連記述および特定の実装形態を提供することで、本発明の実施形態を示すが、本開示の範囲は限定しない。

図１は、施設または建物１０４のエネルギー使用量を評価して最適化するためのシステム１００の例示的な概略図を示す。施設１０４は、１つもしくは複数の建物、住居、工場、店、商業施設、産業施設、１つもしくは複数の部屋、１つもしくは複数のオフィス、施設の１つもしくは複数の区分領域、１つもしくは複数のサブシステム（電気、機械、電気機械、電子、化学もしくは同様のものなど）、建物の１つもしくは複数の階層、駐車場構造、スタジアム、劇場または同様のものを含み得る。施設１０４および／または建物１０４は、以下の論考における施設、そのシステムおよびそのサブシステムを指す。

施設１０４に入るエネルギーは、例えば、熱、機械、電気、化学、光および同様のものなどの多くの形態であり得る。最も一般的な形態は、通常、電気または電力、ガス、熱質量（熱気または冷気、人）および太陽照射である。電気エネルギーは、従来の化石燃料または代替の形態の電力生成（太陽電池、風力タービン、燃料電池、任意のタイプの電気エネルギージェネレータおよび同様のものなど）から生成することができる。曇りの日などの大気気象状態または夜間などの時刻は、放射エネルギーの移動（損益）に関与している可能性がある。

施設１０４は、リアルタイムで実際のエネルギー使用量を測定するよう構成されたセンサを備える。例えば、センサは、照明システムへの給電を行うため、冷却システムの空気圧縮器への給電を行うため、洗面所用の水を加熱するために使用される電気エネルギーのキロワット時およびエネルギースパイク、加熱またはＨＶＡＣシステムによって消費されるガスの立方フィート、冷却またはＨＶＡＣシステムの圧縮器からの空気流量ならびに同様のものを測定することができる。センサは、電流センサ、電圧センサ、ＥＭＦセンサ、触覚センサ、接点閉鎖、容量センサ、トリップセンサ、機械スイッチ、トルクセンサ、温度センサ、気流センサ、ガス流センサ、水流センサ、水センサ、加速度計、振動センサ、ＧＰＳ、風センサ、太陽センサ、圧力センサ、光センサ、張力計、マイクロホン、湿度センサ、占有センサ、運動センサ、レーザセンサ、ガスセンサ（ＣＯ２、ＣＯ）、速度センサ（回転速度、角速度）、パルスカウンタおよび同様のものを含み得る。

施設１０４は、施設１０４のエネルギー消費およびエネルギー節約コンポーネントを制御するための制御システムをさらに備える。例えば、１つまたは複数のコントローラは、自動ブラインドを上げ下げしたり、施設１０４の全体にわたってまたは１つの部屋のみでＨＶＡＣシステムの加熱または冷却を遮断／低減したり、従来の生成による電気の使用状況から、風または太陽などの代替の形態によって生成される電気の使用状況へ切り替えたり、同様のことを行ったりすることができる。

システム１００は、エネルギー管理システム１０２と、ビルディングインフォメーションモデリングデータベース１０６と、動的情報データベース１０７と、ユーザインターフェース１０８とを備える。一実施形態では、エネルギー管理システム１０２は、図１に示されるように、インターネット１１０などのネットワーク１１０に基づくクラウドコンピューティングシステムである。他の実施形態では、エネルギー管理システム１０２は、クラウドコンピューティングシステムではないが、インターネット１１０などのネットワーク１１０、ワイヤレスローカルネットワークまたは他の任意の通信ネットワークを通じて情報を受信および送信する。

ユーザインターフェース１０８により、ユーザは、エネルギー管理システム１０２に情報を送信したり、エネルギー管理システム１０２から情報を受信したりすることができる。一実施形態では、ユーザインターフェース１０６は、インターネット１１０内でまたはインターネット１１０を通じてエネルギー管理システム１０２と通信するためのウェブブラウザおよび／またはアプリケーションを含む。

ユーザインターフェース１０８は、例示として、パーソナルコンピュータ、ディスプレイ、キーボード、ＱＷＥＲＴＹキーボード、８、１６またはそれ以上のセグメントＬＥＤ、ＬＣＤパネル、ディスプレイ、スマートフォン、モバイル通信デバイス、マイクロホン、キーパッド、スピーカ、ポインティングデバイス、ユーザインターフェース制御要素、同じものの組合せ、および、ユーザが入力を提供したり、エネルギー管理システム１０２からの出力を受信したりすることができる他の任意のデバイスまたはシステムをさらに含み得る。

ビルディングインフォメーションデータベース１０６は、施設１０４を構築するための製図、仕様および地理情報を含む。例えば、ビルディングインフォメーションデータベース１０６は、施設１０４を創造するために使用される、設計要件、コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）製図などの建築製図、システム概略図、材料仕様、ビルディングインフォメーションモデリング（ＢＩＭ）データ、ＧＩＳ（地理情報システム）データおよび同様のものを含む。この情報またはデータは、変化せず、静的データと見なすことができる。

動的情報データベース１０７は、例えば、気象、現在の気象および予報情報を提供する気象データベース、資産評価情報を提供する不動産データベース、施設１０４の人占有情報を提供するスケジューリングデータベース、ならびに、他の時間依存情報からのデータを含む。動的情報データベースは、静的データとは異なり、変化が可能な情報を含む。例えば、施設１０４内の部屋の占有状態は、スケジュールされた指定の期間の間に、０から４００まで変化し得る。これは、施設１０４の実際のおよび予測されるエネルギー使用に影響を及ぼすことになるが、それは、空き部屋の場合よりも、部屋が占有されている場合の方が参加者の快適性を維持するための空調をより必要とするためである。動的データの例は、周囲の気象、環境データ、気象予報、エネルギー比率、エネルギー調査、グリッド負荷、施設占有スケジュールおよび同様のものである。

エネルギー管理システム１０２は、施設１０４の実際のエネルギー使用量データを含むセンサ情報を施設から受信する。それに加えて、エネルギー管理システム１０２は、ビルディングインフォメーションモデリングデータベース１０６から、施設１０４の建設および設計に関係する静的データを探し当てる（ｌｏｃａｔｅ）かまたは回収（ｒｅｔｒｉｅｖｅ）する。さらに、エネルギー管理システム１０２は、ユーザインターフェース１０８を通じてユーザから動的データを、施設１０４センサデータを、動的情報データベース１０７を、他の動的データを受信する。

エネルギー管理システム１０２は、センサ、静的および動的データを分析し、受信したセンサ、静的および動的データに少なくとも部分的に基づいて、施設１０４の予測されるエネルギー使用量および施設１０４の実際のエネルギー使用量を計算する。

一実施形態では、エネルギー管理システム１０２は、エネルギー負荷の計算、エネルギー低減の可能性の決定、システム故障の特定、二酸化炭素排出量の決定、位相不均衡の計算、電力品質の計算、電力容量の計算、エネルギー効率基準の計算、設備デューティサイクルの計算、エネルギー負荷プロファイルの計算、ピークエネルギーの特定、廃エネルギーの決定、廃エネルギーの根本的原因の分析、同時加熱および冷却による損失の特定、過冷却の計算、過熱の計算、スケジュール損失の計算、レート分析の計算、エネルギー改善策の見返りの計算、占有効率の計算、代替のエネルギー源の最適容量および最大回収の計算、需要削減の可能性の計算、エネルギー予測の計算および同様のことを行うためにデータを分析する。

さらに、エネルギー管理システム１０２は、予測されるエネルギー使用量と実際のエネルギー使用量とを比較する。一実施形態では、施設１０４の実際のエネルギー使用量が予測されるエネルギー使用量をある一定の量超える際、エネルギー管理システム１０２は、ユーザインターフェース１０８に警告を送信する。別の実施形態では、実際のエネルギー使用量が予測されるエネルギー使用量をある一定の量超える際、エネルギー管理システム１０２は、可能な是正措置の推奨事項またはエネルギー指針データをユーザインターフェース１０８に送信する。一実施形態では、エネルギー管理データまたはエネルギー評価データは、エネルギー指針データを含む。

さらなる実施形態では、実際のエネルギー使用量が予測されるエネルギー使用量をある一定の量超える際、エネルギー管理システム１０２は、施設１０４のエネルギー消費およびエネルギー節約コンポーネントを制御するため、施設１０４の制御システムに制御信号を送信する。例えば、制御信号は、電気回路の負荷を制御するためのパルス幅変調（ＰＷＭ）信号を生成したり、リレー割り込みをトリガしたり、ソフトウェア割り込みをトリガしたり、周波数変調信号を生成したり、電圧変調信号を生成したり、電流固定をトリガしたり、同様のことを行ったりすることができる。

一実施形態では、クラウドベースのエネルギー管理システム１０２は、静的データ１０６、動的データ１０７、施設１０４のエネルギー管理システム、施設１０４のセンサおよびユーザインターフェース１０８とインターフェースをとって、エネルギー情報、エネルギー使用量評価およびエネルギー低減指針を提供するエネルギー情報システムである。

図２は、エネルギー管理システム１０２の実施形態の例示的なブロック図を示す。エネルギー管理システム１０２は、１つまたは複数のコンピュータ２０２と、メモリ２０４とを備える。メモリ２０４は、システム要件および工学設計パラメータを位置付けし、三次元モデリングを実行し、コンピュータ支援エネルギーシミュレーションを実行し、建物建設エネルギーモデリングを実行し、建物コミッショニングエネルギーモデリングを実行し、エネルギー使用量を管理し、施設１０４およびそのシステムに対する継続的なコミッショニング、検証および最適化を実現するよう構成されたモジュール２０６を備える。メモリ２０４は、静的データを格納するための静的データベース２１０および動的データを格納するための動的データベース２１２を含むデータ格納装置２０８をさらに備える。

一実施形態では、エネルギー管理システム１０２は、施設１０４および／またはユーザインターフェース１０８からリモート設置され、インターネット１１０を通じて、施設１０４、ビルディングインフォメーションモデリングデータベース１０６およびユーザインターフェース１０８と通信する。コンピュータ２０２は、例示として、プロセッサ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、システムオンチップ（ＳＯＣ）、プログラム論理、または、データおよび命令を表す他の基板構成を備え、これらは、本明細書に記載されるように動作する。他の実施形態では、プロセッサは、コントローラ回路、プロセッサ回路、プロセッサ、一般用途シングルチップまたはマルチチップマイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、内蔵マイクロプロセッサ、マイクロコントローラおよび同様のものを備え得る。メモリ２０４は、プロセッサ２０２によって使用されるデータおよびアプリケーションを格納するための１つまたは複数の論理的および／または物理的なデータ格納システムを備え得る。メモリ２０４は、ユーザインターフェース１０８とインターフェースをとるため、グラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）などのインターフェースモジュールまたは同様のものをさらに備え得る。

クラウドベースのエネルギー管理システム
図１に示される実施形態では、エネルギー管理システム１０２は、１つまたは複数のサーバと、１つまたは複数のデータ格納装置とを含むクラウドコンピューティング環境の制御下にあり得る。エネルギー管理コンピューティングサービスの「クラウド」を作成する様々なコンピュータ／サーバおよびデータ格納システムはそれぞれ、コンピュータ２０２およびメモリ２０４を備える。

そのような実施形態では、エネルギー管理システム１０２は、イーサネット（登録商標）対応のセンサとのダイレクトイーサネット（登録商標）通信を通じて、エネルギー管理システム１０２と施設１０４のセンサとの間の通信インターフェースとして機能するイーサネット（登録商標）対応のゲートウェイを介して、または、他の通信システムを通じて、施設１０４に位置するセンサからセンサデータを受信する。

一実施形態では、エネルギー管理システム１０２は、ダイレクトイーサネット（登録商標）通信を通じて、または、他の通信プロトコルを通じて、または、エネルギー管理システム１０２と施設１０４のシステムとの間の通信インターフェースとして機能するイーサネット（登録商標）対応のゲートウェイを介して、施設のサブシステムおよび施設１０４に位置する設備に制御信号を送信する。制御信号は、静的エネルギーデータ、動的エネルギーデータおよび各施設１０４のセンサデータの分析に少なくとも部分的に基づく。

一実施形態では、エネルギー管理システム１０２は、ウェブサービスを通じて他のクラウドベースのシステムと通信し、これらに限定されないが、気象データ、公共料金メータデータ、公共料金設定情報、セキュリティデータ、占有データ、スケジュールデータ、資産データ、エネルギー調査、太陽光発電パネル出力、ジェネレータ出力、分散型発電出力、施設内の発電出力、エネルギー警告、セキュリティ警告、緊急警告、保守記録、イベント記録、活動記録、警告記録、環境データ、棚卸データ、生産記録、出荷記録、参加データ、グーグルマップ、グーグルアースおよび同様のものを含む動的データを入手する。

一実施形態では、エネルギー管理システム１０２は、ユーザインターフェース１０８を通じて、動的、静的およびセンサデータを入手する。

エネルギー管理システム１０２は、他のシステムと通信し、これらに限定されないが、施設１０４のアーキテクチャと関連付けられたまたは同アーキテクチャに関連するＣＡＤ製図、ＢＩＭデータ、不動産データ、地理情報システム（ＧＩＳ）データ、地図データ、画像データ、公開情報データ、仕様固定資産データ、ベンダ仕様シート、オペレーションマニュアル、医療データ、レファレンスマニュアルおよび同様のものを含む静的データを入手することができる。

一実施形態では、エネルギー管理システム１０２は、ユーザインターフェース１０８を通じてユーザと通信する。ユーザインターフェース１０８は、クラウドベースのソフトウェア、モバイルアプリケーション、デスクトップアプリケーション、デスクトップウィジェット、ソーシャルメディアポータル、壁掛け式デバイス、デスク取り付け式デバイス、パーソナルデバイスまたは同様のものであり得る。

一実施形態では、エネルギー管理システム１０２は、自動需要応答サービス、エネルギー（電気、水道、ガス）ブローカーサービス、エネルギー設備保守サービスおよび同様のものを含み得るクラウドベースの管理されたエネルギーサービスを施設１０４に提供するために使用される。

一実施形態では、エネルギー管理システム１０２は、静的エネルギーデータ、動的エネルギーデータおよび各施設のセンサデータに少なくとも部分的に基づいて、管理されたエネルギーサービス、施設管理サービス、管理されたセキュリティサービス、資産管理サービス、棚卸管理サービス、管理された個人の医療サービスを含むバンドルサービスを提供するために使用される。

一実施形態では、エネルギー管理システム１０２は、静的エネルギーデータ、動的エネルギーデータおよび各施設のセンサデータに少なくとも部分的に基づいて、マーケティング材料、ベンダ情報、製品価格設定情報、設備仕様シート、広告、サービスプロバイダ情報、サービス価格設定情報、規格および規則に関する情報、デジタル刊行物、デジタル参考文献などを含む情報をエンドユーザに伝達するために使用される。

一実施形態では、エネルギー管理システム１０２は、静的エネルギーデータ、動的エネ
ルギーデータおよび各施設のセンサデータに少なくとも部分的に基づいて、複数の施設にわたるエネルギー需要応答および負荷制限を電子的に集計して電子的に制御するために使用される。

一実施形態では、エネルギー管理システム１０２から入手された情報は、エンドユーザへの電力供給および／またはエネルギー調達管理を目的として、公益事業会社とエンドユーザとの買電契約を実行するために使用される。

一実施形態では、施設１０４へのサービスを行うクラウドベースのエネルギー管理システム１０２は、静的エネルギーデータ、動的エネルギーデータおよび各施設のセンサデータに少なくとも部分的に基づいて、別の施設１０４と通信し、最善の実施例を共有する。

一実施形態では、クラウドベースのエネルギー管理システム１０２は、静的エネルギーデータ、動的エネルギーデータおよび各施設のセンサデータに少なくとも部分的に基づいて、施設のエネルギー使用量に対するベンチマークを作成する。

一実施形態では、クラウドベースのエネルギー管理システム１０２は、ユーザ、施設管理者、会社役員、ベンダ、サービスプロバイダおよび／または一般人がアクセス可能な、ウェブベースのディスカッションフォーラム、ウェブベースのポータル、ウェブベースの電子掲示板、ソーシャルメディアサイト、ツィッターフィード、リアリーシンプルシンジケーション（ＲＳＳ）フィード、グーグルマップ（登録商標）、グーグルアース（登録商標）、サードパーティのユーザインターフェース、ウェブベースのブログサイト、ウェブベースのよくある質問、ウェブベースのトラブルシューティングガイド、ウェブベースの最善の実施例ガイドおよび同様のもののいずれかまたはすべてを含むユーザインターフェース１０８を有する。アクセス性は制限され得、ユーザ特権が有効であり得る。

一実施形態では、クラウドベースのエネルギー管理システム１０２は、静的エネルギーデータ、動的エネルギーデータおよび各施設のセンサデータに少なくとも部分的に基づいて、ベンダ、製造業者、消費者団体、マーケティング代理店、規制機関およびエンドユーザに製品性能データを提供する。

一実施形態では、クラウドベースのエネルギー管理システム１０２は、静的エネルギーデータ、動的エネルギーデータおよび各施設のセンサデータに少なくとも部分的に基づいて、施設に提供されるエネルギーサービスを評価する。サービス評価情報は、サービスプロバイダ、ベンダ、製造業者、消費者団体、マーケティング代理店、規制機関、エンドユーザおよび他者に提供することができる。

図３は、施設１０４のエネルギー管理の統合された継続的な設計、シミュレーション、コミッショニング、リアルタイム管理、評価および最適化を提供するエネルギー管理システム３００のブロック図を示す。一実施形態では、システム３００は、設計管理要素３０２、工学設計要素３０４、コンピュータ支援モデリング要素３０６、コンピュータ支援シミュレーション要素３０８、建物建設管理要素３１０、建物コミッショニング管理要素３１２、建物エネルギー管理および制御要素３１４、継続的なコミッショニング、検証および最適化要素３１６を備える。

設計管理要素
設計管理要素３０２は、新しい建物１０４に対する要件の定義およびフローダウンのため、ならびに、既存の建物１０４のレトロコミッショニングのための機能を提供する。要件は、建設材料、建築設計、構造設計、電気設計、機械設計、施設システム、エネルギー性能、定格エネルギー、エネルギー消費プロファイル、ピーク需要、負荷プロファイル、
負荷因子の仕様および建物管理システムの仕様を含み得る。これらの仕様は、システム３００の他の要素に途切れることなく伝えられる。設計管理要素３０２は、建築家、プロジェクト管理者、プロジェクト技術者および所有者が新しい建物１０４の要件または既存の建物１０４のレトロコミッショニングを定義して文書化するために使用することができる。

工学設計要素
工学設計要素３０４は、建物１０４の構造、機械および電気工学設計のための機能を提供する。工学設計要素３０４は、設計管理要素３０２において指定される要件との設計の適合を検証し、要件におけるいかなる違反や逸脱もユーザに警告する。要素３０４は、建物建築家および技術者が使用することができる。

さらに、工学設計要素３０４は、設計管理要素３０２からのエネルギー仕様に少なくとも部分的に基づいて、建物１０４の建設またはレトロコミッショニングに必要とされる設計ベースの機械および電気の図面とレイアウトとを生成することができる。

またさらに、工学設計要素３０４は、メモリ２０４に格納される構造材料の規格（商用で利用可能）のライブラリを備え、建物１０４の設計またはレトロコミッショニングにおいて使用する構造コンポーネントをユーザが選択できるようにする。構造コンポーネントの例は、これらに限定されないが、金属ビーム、木製スタッド、乾式壁、セメント壁、窓、ドア、床タイル、天井タイル、屋根瓦、絶縁体、事前に定義された標準壁タイプ、斜面、階段、エレベータシャフトおよび同様のものである。構造コンポーネントのライブラリは、構造コンポーネントと関連付けられた設計および性能属性を含む。これらの属性は、寸法、密度、質量、絶縁性能、引張および剪断強度係数、膨張係数、熱係数、色、材料、費用、放射照度、屈折率ならびに同様のものを含み得る。構造コンポーネントのライブラリは、ユーザが修正して、新しいまたはカスタム設計の構造コンポーネント（それらの設計および性能属性を含む）を追加することができる。施設１０４の予測されるエネルギー使用量、最適化されたエネルギー性能に対する推奨事項および是正措置の性能は、選択された構造コンポーネントおよびそれらの関連属性に少なくとも部分的に基づき得る。

工学設計要素３０４は、メモリ２０４に格納される機械および電気コンポーネント／システムの規格（商用で利用可能）のライブラリをさらに備え、建物１０４の設計またはレトロコミッショニングに組み込まれる機械および電気コンポーネントをユーザが選択できるようにする。構造コンポーネントの例は、これらに限定されないが、ＨＶＡＣ、配管、スプリンクラ、照明、ポンプ、エレベータ、エスカレータ、シャッタ、ジェネレータ、ＰＶパネルおよび同様のものである。機械および電気コンポーネント／システムのライブラリは、機械および電気コンポーネントと関連付けられた設計および性能属性を含む。これらの属性は、定格圧力、エネルギー消費、エネルギー生成、電力品質、デューティサイクル、負荷容量、熱放射、雑音放射、電磁波放射、流速、動作流体特性、寸法、密度、質量、絶縁性能、引張および剪断強度係数、膨張係数、熱係数、色、材料、費用、放射照度、屈折率ならびに同様のものを含み得る。機械および電気コンポーネント／システムのライブラリは、ユーザが修正して、新しいまたはカスタム設計の機械および電気コンポーネント（それらの設計および性能属性を含む）を追加することができる。施設１０４の予測されるエネルギー使用量、最適化されたエネルギー性能に対する推奨事項および是正措置の性能は、選択された機械および電気コンポーネント／システムおよびそれらの関連属性に少なくとも部分的に基づき得る。

工学設計要素３０４は、メモリ２０４に格納される負荷のライブラリをさらに備え、施設１０４の予想されるまたは実際の建物機械、電気および人員負荷をユーザが選択できるようにする。負荷の例は、これらに限定されないが、人間、植物、動物、コンピュータ、
機械、オフィス用設備、台所用品および家具ならびに同様のものである。負荷のライブラリは、負荷と関連付けられた設計および性能属性を含む。これらの設計および性能属性は、定格圧力、エネルギー消費、エネルギー生成、電力品質、デューティサイクル、負荷容量、熱放射、雑音放射、電磁波放射、流速、動作流体特性、寸法、密度、質量、絶縁性能、引張および剪断強度係数、膨張係数、熱係数、色、材料、費用、放射照度、屈折率ならびに同様のものを含み得る。負荷のライブラリは、ユーザまたは第三者が修正して、新しいコンポーネント（それらの設計および性能属性とともに）を追加することができる。施設１０４の予測されるエネルギー使用量、最適化されたエネルギー性能に対する推奨事項および是正措置の性能は、選択された負荷およびそれらの関連属性に少なくとも部分的に基づき得る。

それに加えて、工学設計要素３０４は、建物１０４の地理的位置および建物の向きをユーザが選択できるようにする。要素３０４は、地理情報を使用して、ローカルのエネルギー源と関連付けられた気象パターン、太陽光パターン、風パターン、公共料金およびスケジュールならびに二酸化炭素排出量データを回収する。施設１０４の予測されるエネルギー使用量、最適化されたエネルギー性能に対する推奨事項および是正措置の性能は、選択された地理情報に少なくとも部分的に基づき得る。

コンピュータ支援モデリング要素
コンピュータ支援モデリング要素３０６は、設計管理要素３０２および工学設計要素３０４において選択され入力された情報に少なくとも部分的に基づいて、建物１０４およびそのコンポーネントのコンピュータ支援の二次元および三次元の幾何学モデリングのための機能を提供する。

一実施形態では、コンピュータ支援モデリング要素３０６は、建物１０４および関連コンポーネントの幾何学モデルを回転したり分割したりすること、建物１０４および関連コンポーネントの仮想ツアーを行うこと、三次元の幾何学モデルおよび関連コンポーネントを示すビデオクリップを作成することをユーザができるようにする。

さらに、コンピュータ支援モデリング要素３０６は、設計のインテグリティを検証し、設計を設計管理要素３０２および工学設計要素３０４において選択され入力されたものと比較し、建物１０４の設計または任意の関連コンポーネントのレイアウトおよび設計におけるいかなる違反やコンフリクトもユーザに警告する。

コンピュータ支援シミュレーション要素
コンピュータ支援シミュレーション要素３０８は、予期される環境因子、気象パターン、予想される建物機械コンポーネントおよびシステム、予想される建物電気コンポーネントおよびシステム、予想される建物占有状態および使用状況から生じる施設の構造、機械、電気および熱負荷のコンピュータ支援シミュレーションのための機能を提供する。シミュレーション結果は、ライフサイクル応力分析、ライフサイクル熱分析、建物のエネルギー消費のライフサイクルシミュレーション、建物のエネルギー費用のライフサイクルシミュレーション、建物１０４の二酸化炭素排出量のライフサイクルシミュレーションおよび同様のものを含み得る。

コンピュータ支援シミュレーションは、設計管理要素３０２および工学設計要素３０４において入力された情報に少なくとも部分的に基づき、コンピュータ支援モデリング要素３０６において生成されたモデルを使用する。情報は、追加の入力または人間の介入を必要とすることなく、他の要素３０８、３１０、３１２および３１６に途切れることなく伝えられる。

建物建設管理要素
建物建設管理要素３１０は、これらに限定されないが、建設進展、工学変更、コンポーネント選択または変更、予算超過、スケジュール超過および同様のもののトラッキングを含む建設プロセスをユーザが管理できるようにする。

建物建設管理要素３１０は、要素３０２、３０４、３０６、３０８において利用可能ないかなる情報もユーザが閲覧できるようにし（アクセス権に基づいて）、初期の建物計画に対して行われるいかなる変更もユーザが記録できるようにし、建設段階で行われたいかなる変更もエネルギー設計要件や建物１０４の設計またはレイアウトのいかなる態様のインテグリティにも違反しないことを検証し、いかなる違反もユーザに警告する。

さらに、建物建設管理要素３１０は、例えば、建設請負業者またはプロジェクト技術者が、これらに限定されないが、ＨＶＡＣ設備、エレベータ、ポンプ、ジェネレータ、トランス、照明システムおよび同様のものを含む市販の設備の設備ライブラリから建物１０４に設置される個々の設備を検証および／または選択できるようにする。またさらに、建物建設管理要素３１０は、例えば、建設請負業者、システムインテグレータまたはプロジェクト技術者が、例えば、建物１０４に設置された温度センサ、占有センサ、光センサ、運動センサ、ガスセンサ、熱センサ、水センサ、湿度センサ、気流センサ、水流センサ、負荷センサ、応力センサおよび同様のものなどのセンサを検証および／または選択し、センサの位置を指定できるようにする。

それに加えて、建物建設管理要素３１０は、建物１０４の建設またはレトロコミッショニングおよび設備の設置に関する進展情報をユーザが入力できるようにし、建物１０４の建設またはレトロコミッショニングに関連する費用およびスケジュール情報をユーザが入力できるようにする。

建物コミッショニング管理要素
建物コミッショニング管理要素３１２は、設計要件および設置されるシステムに基づいて、新しい建物１０４のコミッショニングまたは既存の建物１０４のレトロコミッショニングのための機能を提供する。建物コミッショニング管理要素３１２は、設置されるシステムのリストおよび建設進展を設計要件と比較する。

コミッショニングは、一実施形態では、新しい建設または既存の建物１０４のレトロフィッティングにおいて、ＨＶＡＣ、配管、電気、火災／生命の安全、建物エンベロープ、実験ユニットなどの内部システム、例えば、熱電併給、用役設備、持続可能なシステム、照明、廃水、制御、建物セキュリティおよび同様のもののためのすべてのサブシステムが、建物所有者が意図するように、そして、建物建築家および技術者が設計するように、所有者のプロジェクト要件を満たすことを検証するプロセスである。

一実施形態では、建物コミッショニング管理要素３１２は、建物制御システム、建物管理システムおよびエネルギー管理システム１０２の態様を含む。建物コミッショニング管理要素３０２に埋め込まれた建物制御システムは、例えば、セキュリティ、ＨＶＡＣ、照明、標識、シャッタ、ドア、プログラマブル論理制御装置、リレー、モジュール、コントローラ、電流、電圧および同様のものなどのリモート制御が可能な設置された設備を制御することができる。建物コミッショニング管理要素３１２に埋め込まれた建物管理システムは、建物１０４に設置されたセンサおよび検知モジュールから、情報またはセンサデータを取得することができる。

エネルギー管理システム１０２は、設計管理要素３０２、工学設計要素３０４、コンピュータ支援モデリング要素３０６、コンピュータ支援シミュレーション要素３０８および
建物建設管理要素３１０の１つまたは複数に埋め込まれるかまたは入力されたアルゴリズムおよび情報を使用して、建物、パネル、回路遮断器、コンセントおよび個々の設備に対する、予測されるおよび消費された電力、需要、電気負荷プロファイル、電気負荷因子および同様のものを計算して分析することができる。それに加えて、建物コミッショニング管理要素３１２は、予測されるおよび消費された電力の計算において使用することができる気象情報および気象予報情報を取得することができる。予測されるおよび消費されたエネルギーを計算して分析するためのアルゴリズムおよび基準の例は、図４および５に関連して、以下でより詳細に説明される。

建物コミッショニング管理要素３１２は、占有状態、使用状況、不測の負荷および環境負荷の異なるシナリオの下で、建物１０４およびそのシステムのエネルギー挙動をシミュレートする制御シーケンスを開始し、それを周期的に繰り返し、測定挙動および性能基準を設計管理要素３０２および工学設計要素３０４の仕様および選択と比較する。性能基準は、エネルギー消費、エネルギー生成、エネルギー効率および同様のものを含み得る。挙動は、例えば、ＨＶＡＣ、ジェネレータ、エレベータ、ポンプ、スプリンクラおよび同様のものなどの設置された設備の機器の特定の性能およびデューティサイクルを含み得る。

建物エネルギー管理および制御要素
建物エネルギー管理および制御要素３１４は、建物管理システム、建物制御システムおよびエネルギー管理システム１０２の態様を含み、例えば、施設管理者、建物所有者および同様の者が建物１０４のシステムを管理するために使用することができる。

建物エネルギー管理および制御要素３１４は、例えば、窓、ドア、窓用ブラインドもしくはシャッタ、カーペット、絶縁体の追加または交換、設備の交換、新しい設備の設置および同様のことなど、建物１０４に対してまたは建物１０４の任意の部分に対して行われた、いかなる変更もユーザが記録できるようにする。建物エネルギー管理および制御要素３１４は、建物１０４のコミッショニングまたはレトロコミッショニングの後に設置される追加の設備およびセンサをユーザが選択できるようにする。アイテムは、商用で利用可能かまたは以前の要素３１０、３１２、３１４、３１６のいずれかにおいて指定されている設備およびセンサのライブラリから選択される。要素３１４は、新しいアイテムを、それらの性能仕様および属性とともに、設備およびセンサのライブラリにユーザが追加できるようにする。要素３１４は、変更または新しい設置と建物１０４の初期の要件および仕様との適合性、ならびに、構造、機械および電気設計に対するこれらの変更の影響を検証する。

ユーザは、施設１０４のスケジュールおよび占有情報を入力することができる。さらに、建物エネルギー管理および制御要素３１４は、システム３００の他の要素３０２、３０４、３０６、３０８、３１０、３１２に入力された設備およびセンサのリストを管理する。一実施形態では、建物エネルギー管理および制御要素３１４は、グラフィカルユーザインターフェースを備え、コンピュータ支援モデリング要素３０６からの建物１０４の二次元および三次元モデルを使用して、エネルギー計算および是正処置の視覚化をユーザに提供する。

建物エネルギー管理および制御要素３１４は、設計管理要素３０２、工学設計要素３０４、コンピュータ支援モデリング要素３０６、コンピュータ支援シミュレーション要素３０８、建物建設管理要素３１０、建物コミッショニング管理要素３１２からの、例えば、センサデータ、占有スケジュール、使用量スケジュール、周囲の気象、気象予報、公共料金、顧客の優先傾向および同様のものなどのアルゴリズムおよび情報を使用して、様々な建物管理および制御タスクを実行する。例えば、建物エネルギー管理および制御要素３１４は、リアルタイムでの建物１０４の重要システムの管理、重要システムの管理の最適化
、システム保守リストの識別および優先順位付け、重要システムの予防保守のスケジューリング、建物１０４のエネルギー消費の測定、建物１０４のエネルギー効率の計算、建物１０４の二酸化炭素排出量の計算、リアルタイムでの負荷制限措置の最適化、建物１０４の重要な電気および機械システムおよびコンポーネントのデフォルト設定の管理ならびに同様のものの１つまたは複数を実行することができる。

建物エネルギー管理および制御要素３１４は、設計管理要素３０２および工学設計要素３０４の設計要件ならびに入力された地理的位置情報および公共料金構成を使用して、リアルタイムの自動需要応答に対するおよび／またはインテリジェントな需要応答に対するデフォルト設定および制御アルゴリズムを設定し、実装される需要応答および負荷制限措置の有効性を検証する。要素３１４は、最適な需要応答および負荷制限のリアルタイム計算に対するアルゴリズムを用いる需要応答プログラムへの参加を可能にする。

他の実施形態では、建物エネルギー管理および制御要素３１４は、デスクトップ、モバイルまたはウェブベースのアプリケーションおよび他の形式の通信を使用して、占有者の快適性レベルを調査し、モバイル、デスクトップまたはウェブベースのアプリケーションを使用して、例えば、建築家、技術者、施設管理者、建物管理者、占有者、技師、会計士、管理者および他者からフィードバックを求め、モバイル、デスクトップまたはウェブベースのアプリケーションを使用して、例えば、建築家、技術者、施設管理者、建物管理者、占有者、技師、会計士、管理者および他者からリアルタイムで報告される問題を受け入れる。

エネルギー使用量および費用情報は、プラグインモジュールまたは上記で言及されるソフトウェアに埋め込まれたリンクの使用を通じて、製造資源計画ソフトウェア、物的資源計画ソフトウェア、企業資源計画ソフトウェア、財務会計ソフトウェア、ならびに、他の任意の企業の財務会計または施設管理ソフトウェアおよび／またはデータベースに送信することも、中継することも、利用可能にすることもできる。

建物エネルギー管理および制御要素３１４は、様々なアーキテクチャにおいて実装することができる。一実施形態では、要素３１４は、中央処理装置（マスタ）ならびに分散型センサおよびアクチュエータ（スレーブ）を使用して、マスタ／スレーブアーキテクチャにおいて実装される。別の実施形態では、要素３１４は、サーバなどの中央処理装置、ならびに、サーバとの通信を開始したりサーバからの要求に応答したりすることが可能な分散型センサおよびクライアントを使用して、クライアント／サーバアーキテクチャにおいて実装される。クライアントは、処理、通信および格納能力が埋め込まれたアクチュエータ、コントローラ、プロセッサ、ＩＣ、電気設備、電気機械設備および同様のものの１つまたは複数を備え得る。

さらなる実施形態では、建物エネルギー管理および制御要素３１４は、処理、通信および格納能力が埋め込まれたセンサ、アクチュエータ、コントローラ、プロセッサ、ＩＣ、電気設備、電気機械設備および同様のものの１つまたは複数からなる分散ノードを使用して、ピアツーピアアーキテクチャにおいて実装される。さらに、別の実施形態では、要素３１４は、図１に示されるように、建物の電気および電気機械設備および器具に埋め込まれたインテリジェンスを使用して、クラウドアーキテクチャにおいて実装される。

一実施形態では、建物エネルギー管理および制御要素３１４は、ソフトウェアの２Ｄおよび３Ｄ表示機能を使用してエネルギー使用量情報を表示するためのＣＡＤソフトウェアならびに建物シミュレーションおよびモデリングソフトウェアへのプラグインである。エネルギー情報は、カラーオーバーレイ、デジタルオーバーレイ、チャート、ゲージまたは同様のものとして表示することができる。別の実施形態では、建物エネルギー管理および
制御要素３１４は、ソフトウェアの２Ｄおよび３Ｄ表示機能を使用してエネルギー使用量を制御するためのＣＡＤソフトウェアならびに建物シミュレーションおよびモデリングソフトウェアへのプラグインである。さらなる実施形態では、建物エネルギー管理および制御要素３１４は、ＣＡＤおよびＢＩＭデータをＥＭＳおよびＥＩＳソフトウェアへインポートするためのエネルギー管理システム（ＥＭＳ）およびエネルギー情報システム（ＥＩＳ）ソフトウェアへのプラグインである。

継続的なコミッショニング、検証および最適化要素
継続的なコミッショニング、検証および最適化要素３１６は、建物１０４および関連システムの継続的なコミッショニング、検証および最適化のための機能を提供する。

継続的なコミッショニング、検証および最適化要素３１６は、設計管理要素３０２、工学設計要素３０４、コンピュータ支援モデリング要素３０６、コンピュータ支援シミュレーション要素３０８、建物建設管理要素３１０、建物コミッショニング管理要素３１２、建物エネルギー管理および制御要素３１４のアルゴリズムおよび情報を使用して、様々なコミッショニング、検証および最適化タスクを実行する。例えば、継続的なコミッショニング、検証および最適化要素３１６は、その予測されるおよび実際のエネルギー使用量に対する建物の挙動と設計要件との比較または継続的な比較、その予測されるおよび実際のエネルギー使用量に対する建物の挙動とコミッショニングを行う時点でのその挙動との比較または継続的な比較、シミュレートされた建物挙動および負荷（構造、機械および電気負荷など）と測定された挙動および負荷とのリアルタイムでの継続的な比較、これらに限定されないが、構造基準、機械基準、エネルギーおよびエネルギー効率基準、二酸化炭素排出量基準ならびに同様のものを含む建物性能基準のリアルタイムでの継続的な計算の１つまたは複数を実行することができる。

さらに、継続的なコミッショニング、検証および最適化要素３１６は、測定された性能と予期されるおよびシミュレートされた性能とを比較して、設計管理要素３０２、工学設計要素３０４、コンピュータ支援モデリング要素３０６、コンピュータ支援シミュレーション要素３０８、建物建設管理要素３１０、建物コミッショニング管理要素３１２、建物エネルギー管理および制御要素３１４において使用されるアルゴリズムを評価、検証および／または改善する。

継続的なコミッショニング、検証および最適化要素３１６は、建物１０４の集合体、特定の建物もしくは施設１０４に対するおよび／または施設１０４内部の重要設備に対する１つまたは複数のエネルギー効率基準をリアルタイムで計算する。エネルギー効率基準は、建物１０４全体にわたって分散されたセンサからの温度、流れ、圧力、占有、湿度、光、ガスおよび同様のものなどのセンサデータ／情報に加えて、リアルタイムで測定されたエネルギー情報、占有情報、使用量情報、設備負荷、気象情報、気象予報、熱負荷、シミュレートされたまたは予測されるエネルギー情報、計算されたエネルギー情報を使用して、キャンパス、建物、階層、作業空間、設備または施設１０４と関連付けられた上記のものの任意の組合せに対するリアルタイムのエネルギー効率基準を決定する。時間平均された定格効率は、任意の期間のリアルタイムデータを使用して計算することができる。絶対エネルギー効率（システムの最大理論効率に基づく）、相対的なエネルギー効率（システムの定格効率に対する）、実際のエネルギー効率（システムの測定効率）、二酸化炭素排出量効率（使用される複数のエネルギー源に対する総合的な二酸化炭素排出量効率）、エネルギー費用効率（使用される複数のエネルギー源に対する総合的な費用効率）、エネルギー源および負荷照合効率（エネルギー源と関連負荷の有効性）ならびに同様のものを測定するため、複数のエネルギー効率基準が定義される。一実施形態では、エネルギー管理データまたはエネルギー評価データは、エネルギー効率基準の少なくとも１つを含む。

一実施形態では、継続的な通信、検証および最適化要素３１６は、ソフトウェアの２Ｄおよび３Ｄ表示機能を使用してエネルギー使用量情報を表示するためのＣＡＤソフトウェアならびに建物シミュレーションおよびモデリングソフトウェアへのプラグインである。エネルギー情報は、カラーオーバーレイ、デジタルオーバーレイ、チャート、ゲージまたは他のものとして表示することができる。別の実施形態では、継続的な通信、検証および最適化要素３１６は、ソフトウェアの２Ｄおよび３Ｄ表示機能を使用してエネルギー使用量を制御するためのＣＡＤソフトウェアならびに建物シミュレーションおよびモデリングソフトウェアへのプラグインである。さらなる実施形態では、継続的な通信、検証および最適化要素３１６は、ＣＡＤおよびＢＩＭデータをＥＭＳおよびＥＩＳソフトウェアへインポートするためのＥＭＳおよびＥＩＳソフトウェアへのプラグインである。

一実施形態では、設計管理要素３０２、工学設計要素３０４、コンピュータ支援モデリング要素３０６、コンピュータ支援シミュレーション要素３０８、建物建設管理要素３１０、建物コミッショニング管理要素３１２、建物管理および制御要素３１４ならびに継続的な通信、検証および最適化要素３１６の１つまたは複数は、設計に始まりオペレーションおよびデコミッショニングに通じる建物のライフサイクルの１つまたは複数の段階で使用される統合ソフトウェアの一部である。この実施形態では、統合ソフトウェアは、施設のエネルギー管理システム１０２を備える。

エネルギー基準
方法は、建物１０４およびそのシステムのリアルタイムの継続的なエネルギー評価を可能にする。本方法は、測定データおよび計算情報の組合せを使用して、システムのエネルギー効率における傾向を正確に反映する性能基準を確立する。本方法は、建物１０４の効率をそのコンポーネントの効率に分解し、エネルギー管理システム１０２は、コンポーネントの効率の加重集計である総合的な建物効率基準を計算する。

建物１０４のエネルギー消費は、これらに限定されないが、いくつかの因子の関数である。
− 周囲の気象条件
− 建物の位置および向き
− 建物エンベロープ設計、材料および建設
− ＨＶＡＣ設計およびコンポーネント
− 照明設計およびコンポーネント
− 建物活動の組合せ
− 占有レベルおよびスケジュール
− 設備負荷

上記の因子の大部分は、本来は動的であり、したがって、建物１０４のエネルギー性能は時間の関数であることになる。正確な性能基準を得るには、リアルタイムで上記の因子を考慮しなければならないことになる。

図４は、建物１０４のエネルギー平衡の例示的な概略図を示す。閉鎖システムの内部エネルギーにおける変化は、システムに供給された熱の量から、その環境に対してシステムが行った作業の量を減じたものに等しい。建物１０４は、その環境と継続的にエネルギーを交換している。建物１０４に入るエネルギーは、例えば、熱、機械、電気、化学および光などの多くの形態であり得る。建物に入るエネルギーの最も一般的な形態は、電気および放射エネルギー（太陽光、体温）、熱エネルギー（壁を通じて、気流、水流）および化学エネルギー（ガス管）である。建物１０４に入るエネルギーの大部分は、熱エネルギーの形態で終わる、すなわち、熱に変換される。これは、窓を通過する太陽光線、電球から放射される光線、電子デバイスによって消費される有効電力、コンベヤベルトおよびモー
タの駆動に使用される有効電力、ＨＶＡＣシステムにおいて使用される水を加熱するために燃焼されるガスならびに同様のものの場合に当てはまる。

より多くのエネルギーが建物１０４内部で熱に変換されると、建物１０４内部で快適な温度を維持するため、過度の熱を除去しなければならない。熱の除去自体が、エネルギーを必要とし得るプロセスである。

建物１０４へのおよび建物１０４からの熱移動用の主経路は、４つのカテゴリに分類することができる。
１．表面（壁または窓のいずれか）を伝導（ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ）する熱。この熱は、その表面（ｓｕｒｆａｃｅ）の表面材料特性、内部表面温度および外部表面温度の関数である。所定の外部および内部表面温度の場合、表面を伝導する熱は、建物エンベロープの絶縁特性の関数である。

式中、ｋは、表面の熱伝導率であり、Ａは、表面の面積である。壁の熱伝導率は、壁の材料および建設の関数である。壁の熱伝導率は、壁ごとに異なり得、同じ壁面内で異なる場合もある。
２．表面を透過する熱。これは、窓および開放表面（開放ドア、開放窓）を透過する放射線（光）の形態で建物を出入りする熱である。この熱は、建物エンベロープの表面透過率特性の関数である。
３．物質移動によって建物の内外に輸送される熱。これは、物質移動（空気（ａｉｒ）または水（ｗａｔｅｒ））を通じて建物を出入りする熱である。追加（除去）される正味の熱量は、建物を出る物質のエンタルピーから、建物に入る物質のエンタルピーを減じた、エンタルピーの差である。この物質は、意図的に移動させることも（例えば、ＨＶＡＣシステムによって）、建物エンベロープにおける漏出を通じて非意図的に移動させることもできる。
４．建物内でエネルギーの他の形態から生成される熱。これは、照明システム、プラグ負荷（ｐｌｕｇ ｌｏａｄ）または占有者から生成される熱である。

建物のエネルギー効率の尺度
建物１０４の効率は、ここでは、建物１０４で消費された実際のエネルギーが、適正なオペレーションに必要とされるエネルギーの最小量にどれほど近いかを示す尺度として定義される。建物１０４で消費されるエネルギーは、建物１０４内部でのプロセスの実行、建物１０４の照明（ｌｉｇｈｔｉｎｇ）、または、建物１０４内の換気および空調のいずれかに使用される。したがって、建物１０４のエネルギー効率について論考する場合、効率が、建物１０４内部でのプロセスに当てはまるか、建物１０４の照明に当てはまるか、建物１０４内部の換気および空調に当てはまるかについてさらに見極めなければならない。

建物エネルギー効率：

上記の方程式では、建物１０４によって消費された実際のエネルギーを測定することができる。しかし、建物１０４によって必要とされる最小エネルギーは、計算がより困難なものであり、定義することがより難しい。建物１０４に対して必要とされる最小エネルギーの定義は、換気、冷却快適レベル、ならびに、建物１０４内部で起こる活動およびプロセスに対してどの規格が適用されているかの関数であることになる。

個々の建物システム効率も、以下のように、同様に定義することができる。
ＨＶＡＣエネルギー効率：

照明エネルギー効率：

プラグ負荷エネルギー効率：

この場合もやはり、各システムによって消費された実際のエネルギーを直接測定することができるが、適正なオペレーションに対して各システムで必要とされる最小エネルギーの定義および計算において制限があるという課題を伴う。

建物エンベロープ効率
ここで導入される新しい基準である建物エンベロープ効率は、建物内部の環境を維持する際の建物設計、材料および建設の効率を反映する。建物エンベロープ効率は、建物１０４の冷却に使用されるＨＶＡＣシステムの効率、または、建物１０４内部の設備およびプロセスによって消費されるエネルギーとは無関係に、建物がいかに良く周囲条件から絶縁されているかを反映する。例えば、２つの建物が同一の幾何学、位置、向き、ＨＶＡＣシステム、照明システム、プロセスおよび占有状態で存在する場合、２つの建物は、同一のエネルギー消費を有するはずである。両方の建物における同等のシステムが同じエネルギー効率を有する場合、冬の間の保温または夏の間の容易な熱発散において一方の建物が他方の建物より良い形でまたはより劣る形で役目を果たすという状態での、建物のエネルギー消費におけるいかなる違いも、エンベロープ材料および建設の違いに起因する。そのような事例では、建物エンベロープの効率は異なることになる。現実的には、２つの建物がこのように同一であることはないが、この例は、ＨＶＡＣの効率とは無関係のエンベロー
プ効率の必要性を示す。

図５は、建物１０４の建物エンベロープ５０４の周りの制御ボリューム５０２の例示的な概略図を示す。

エンベロープ効率を計算する際、制御ボリューム５０２は、図５に示されるように、建物エンベロープ５０４（建物１０４のボリューム）の周りに描かれるが、ＨＶＡＣシステムを除く。建物内部で消費されるエネルギーは、計算に含まれる。ＨＶＡＣシステムが屋根の上に含まれる場合、ＨＶＡＣシステムの効率は、建物のエンベロープ効率を計算する上で問題とはならない。ＨＶＡＣシステムが建物１０４内に含まれる場合、これらのシステムによって生成される熱を建物の内部熱負荷に加えなければならない。

図２に示される制御ボリュームに対するエネルギー平衡方程式は、以下によって得られる。

式中、Ｑ_conductedは、壁を伝導する熱（放射熱と対流熱との和）であり、Ｑ_transmittedは、窓および開放表面を光によって透過する熱であり、Ｑ_generatedは、建物内部で生成される熱であり、Ｑ_transportedは、物質移動を通じて追加または除去される熱である。

理想的な事例では、建物のエネルギー変化は常にゼロであり、建物１０４から除去される熱は、建物１０４内部で生成される熱と建物に入る熱との和に等しい。

大抵の事例では、建物へまたは建物から（強制的に）輸送される熱ΔＱ_transportedを測定することができる。建物１０４内部で生成される熱は、照明システムおよびプラグ負荷によって生成される熱の実際の測定値ならびに占有者によって生成される熱の推定値を使用して計算することができる。方程式の難しい部分は、壁を通して出入りする熱の推定である。

建物エンベロープ５０４を通しての漏出が無視される場合、ΔＱ_transportedは、建物を出入りするＨＶＡＣ流体のエンタルピーの差に等しい。したがって、建物エンベロープ５０４の効率が良いほど、建物１０４内から除去しなければならない熱量は低くなる。したがって、建物エンベロープ効率は、以下のように定義することができ、リアルタイムで測定することができる。

参照事例：暑い周囲の気象における理想的な建物
最適なエンベロープ効率を有する建物１０４は、暑い周囲の気象や強い太陽放射にさらされる際に熱伝導率がゼロのまたは断熱性が無限の（ΔＱ_conducted＝０にする）壁および窓を有する。理想的な建物は、必要なときに１００％の透過率を有し、必要のないときに０％の透過率を有することができる窓および開放表面を有する。日当たりが良く暑い周囲条件の場合、窓は０％の透過率を有することになり、すべての開放表面を閉じて、ΔＱ_transmitted＝０にする。

したがって、理想的な建物の場合、ΔＱ_transportedの最小値は、以下の通りである。

制御ボリュームの効率は、以下の値まで低減する。

この基準の値がより１に近づくほど、建物１０４は、壁および窓が完全に絶縁された、すなわち、完璧なエンベロープの理想的な事例に近づく。この基準の値がより０に近づくほど、最適なエンベロープ絶縁からかけ離れる。

この基準は、建物エンベロープ５０４の性能の尺度であるが、エンベロープ効率に対する周囲の気象の影響については説明しない。この影響を示すため、暑くて太陽が照っている２日間における建物１０４について考慮する。建物１０４は、２日とも、同レベルのΔＱ_generatedを有すると仮定する。より暑い方の日には、より高い周囲温度および太陽放射照度に起因するΔＱ_transmittedおよびΔＱ_conductedの増加値を埋め合わせるため、実際のΔＱ_transportedは大きくなる。これにより、一見したところ、エンベロープは同じであるが、より暑い方の日には、建物１０４はより低いエンベロープ効率を有するという結果がもたらされる。気象が暑く、絶縁が不十分であるほど、この基準は０に近づく。この基準は、同じ気象パターンにさらされる建物１０４の比較において有効に働く。この基準は、それぞれの建物１０４のエンベロープ効率に比例する。より良いエンベロープ効率を有する建物１０４は、より大きな割合を有する。しかし、建物１０４が異なる気候ゾーンにある場合、リアルタイムの周囲の気象を考慮に入れる異なる基準が必要とされる。

建物エンベロープ熱除去割合
以下の割合を考慮する。

式中、除去された実際の熱は、建物エンベロープ５０４を出入りする空調流体（ＨＶＡＣシステムの下流）のエンタルピーの差である。建物１０４に入ることができる絶対最大熱量は、建物１０４内で生成される熱と、エンベロープがゼロ絶縁の場合、すなわち、すべての照射熱および対流熱が瞬時に建物に入る場合に建物１０４に入ることになる熱との和である。

周囲の気象の影響：周囲温度および太陽放射照度が増加すると、建物１０４に入ることができる可能性のある絶対最大熱量が増加し、一定の内部温度を維持するために建物１０４から除去する必要がある熱の量も増加する。したがって、周囲の気象からの熱の増加とともに、上記の方程式における分子と分母はともに増加する。

内部負荷の増加の影響：内部負荷（照明、プラグ負荷、占有者）によって生成される熱が増加すると、建物１０４がさらされる最大熱量が増加し、一定の内部温度を維持するために建物１０４から除去する必要がある熱の量も増加する。この場合もやはり、内部負荷からの熱の増加とともに、上記の方程式における分子と分母はともに増加する。

不十分な絶縁の影響：不十分な絶縁により、より多くの熱が建物エンベロープ５０４に入り、したがって、建物１０４内部で一定の温度を維持するためにより多くの熱を除去しなければならなくなる。上記の割合では、絶縁が不十分であるほど、ゼロ絶縁と仮定するため、分母は変化せず、分子のみが変化する。したがって、他のすべてが同じならば、絶縁が不十分であるほど、建物１０４から除去される熱は多く、上記の割合の値は大きくなる。

上記の割合は、建物エンベロープ５０４の絶縁に比例し、建物エンベロープ５０４の効率を測定するための基準として使用される。基準は、リアルタイムで計算することができる。分子は、ＨＶＡＣの給気および還気温度ならびに給水および還水温度を知った上で計算される値であり、分母は、建物の位置、その向きおよび周囲の気象条件を知った上で計算することができる値である。

図６は、施設１０４（施設システムおよび施設サブシステムを含む）のエネルギー使用量を低減または最適化するためのエネルギー管理システム１０２の例示的なプロセス６００のフローチャートである。施設１０４および／または建物１０４は、以下の論考において、施設、そのシステムおよびそのサブシステムを指す。ブロック６０２に始まり、プロセス６００は、施設１０４の静的エネルギー特性を決定する際に使用するための情報を探し当てる。一実施形態では、施設１０４の静的エネルギー特性は、時間の経過とともに変化しない施設１０４のエネルギー関連特徴である。静的エネルギーデータの例は、床面積（平方フィート）および床数、壁断熱特性、窓のサイズおよび向き、ＨＶＡＣシステムの仕様、照明システムの仕様、統合設備および機械のリスト、ＨＶＡＣシステムの効率、方位、施設ＢＩＭデータ、ＣＡＤ製図、パネルスケジュール、電気設備単線結線図、ならびに、変化しないかまたはまれに変化する、設計、建設、設備および材料に関連する他の任意の情報である。一実施形態では、静的エネルギーデータは、工学設計要素３０４と関連付けられたコンポーネント／システム／負荷ライブラリに格納される。

ブロック６０４では、プロセス６００は、施設１０４の動的エネルギー特性を決定する際に使用するための情報を取得する。一実施形態では、施設１０４の動的エネルギー特性は、時間の経過とともに変化する施設１０４のエネルギー関連特徴である。動的エネルギーデータの例は、占有スケジュール、使用量スケジュール、周囲の気象、気象予報、公共料金、顧客の優先傾向、エネルギー調査データベース、公共料金メータデータ、サードパーティのソフトウェアデータ、建物活動の程度（生産出力、実行されたサービス、実行されたプロセス、処理された患者、学生の数など）、設備デューティサイクル、保守記録、イベント記録、関連警告、および、時間依存性であるかまたは時間の経過とともに変化する施設のエネルギー消費に関連する他の任意のデータである。一実施形態では、動的エネルギーデータは、設計管理要素３０２、工学設計要素３０４、コンピュータ支援モデリング要素３０６、コンピュータ支援シミュレーション要素３０８、建物建設管理要素３１０、建物コミッショニング管理要素３１２と関連付けられたデータベースに格納される。

ブロック６０６では、プロセス６００は、静的エネルギー情報および動的エネルギー情報に少なくとも部分的に基づいて、施設１０４の予測されるエネルギー使用量を計算する。一実施形態では、継続的なコミッショニング、検証および最適化要素３１６は、静的および動的エネルギーデータを使用して、施設１０４の予測されるエネルギー使用量を計算する。

ブロック６０８では、プロセス６００は、施設１０４の実際のエネルギー使用量を測定するよう構成された少なくとも１つのセンサから実際のエネルギー使用量データを取得する。一実施形態では、建物コミッショニング管理要素３１２に埋め込まれた建物管理システムは、建物１０４に設置されたセンサおよび検知モジュールから、情報またはセンサデータを取得する。

ブロック６１０では、プロセス６００は、実際のエネルギー使用量データに少なくとも部分的に基づいて、施設１０４の実際のエネルギー使用量を計算する。一実施形態では、建物コミッショニング管理要素３１２が、実際のエネルギー使用量を計算する。別の実施形態では、継続的なコミッショニング、検証および最適化要素３１６が、施設１０４の実際のエネルギー使用量を計算する。

ブロック６１２では、プロセス６００は、施設１０４の予測または推定されるエネルギー使用量を施設１０４の実際のエネルギー使用量と比較する。一実施形態では、プロセス６００は、建物エネルギー効率、ＨＶＡＣエネルギー効率、照明エネルギー効率、プラグ負荷エネルギー効率および建物エンベロープ効率の１つまたは複数を計算する。

ブロック６１４では、プロセス６００は、施設１０４またはそのサブシステムのいずれかの実際のエネルギー使用量が施設１０４またはそれぞれのサブシステムの予測されるエネルギー使用量をユーザが決定した量超える場合に、警告を送信する。一実施形態では、警告は、実際のエネルギー使用量が予測されるエネルギー使用量を少なくとも１０％超える場合に送信される。別の実施形態では、警告は、実際のエネルギー使用量が予測されるエネルギー使用量を少なくとも２％、または、ユーザが選択したもしくは決定した他の任意の量超える場合に送信される。別の実施形態では、プロセス６００は、建物エネルギー効率、ＨＶＡＣエネルギー効率、照明エネルギー効率、プラグ負荷エネルギー効率および建物エンベロープ効率の１つまたは複数がユーザ指定の割合を超えない場合に、警告を送信する。さらに、別の実施形態では、警告は、建物コミッショニング管理要素３１２、建物エネルギー管理および制御要素３１４ならびに継続的なコミッショニング、検証および最適化要素３１６のうちの１つによって送信される。

別の実施形態では、ブロック６１４では、実際のエネルギーが予測されるエネルギー使用量を超える際、プロセス６００は、設備のエネルギー消費および測定性能に基づいて、設備故障を特定することができる。例えば、プロセスが施設と関連付けられたポンプの上流および下流の圧力を測定する場合である。そのエネルギー消費に少なくとも部分的に基づいて、プロセス６００は、ポンプが故障していると決定する。したがって、プロセス６００は、施設１０４と関連付けられたシステム故障の優先警告を送信する。

ブロック６１６では、プロセス６００は、施設１０４の実際のエネルギー使用量が施設１０４の予測されるエネルギー使用量をユーザが決定した量超える場合に、施設１０４のエネルギー使用量を低減するための是正措置を決定する。一実施形態では、是正措置は、実際のエネルギー使用量が予測されるエネルギー使用量を少なくとも１０％超える場合に決定される。別の実施形態では、是正措置は、実際のエネルギー使用量が予測されるエネルギー使用量を少なくとも２％超える場合に決定される。別の実施形態では、是正措置は、建物コミッショニング管理要素３１２、建物エネルギー管理および制御要素３１４ならびに継続的なコミッショニング、検証および最適化要素３１６のうちの１つによって決定される。

ブロック６１８では、プロセス６００は、施設１０４の実際のエネルギー使用量が施設１０４の予測されるエネルギー使用量をユーザが決定した量超える場合に、施設のエネルギー使用量を低減するための是正措置を実行する。一実施形態では、是正措置は、実際のエネルギー使用量が予測されるエネルギー使用量を少なくとも１０％超える場合に実行される。別の実施形態では、是正措置は、実際のエネルギー使用量が予測されるエネルギー使用量を少なくとも２％超える場合に実行される。別の実施形態では、是正措置は、ネットワーク１１０を通じて施設１０４に制御信号を送信する、建物コミッショニング管理要素３１２、建物エネルギー管理および制御要素３１４ならびに継続的なコミッショニング、検証および最適化要素３１６のうちの１つによって実行される。

実施形態に応じて、本明細書に記載される任意のアルゴリズムのある動作、事象または機能は、異なる順番で実行することも、まとめて追加したり、マージしたり、省略したりすることもできる（例えば、記載される動作または事象のすべてがアルゴリズムの実践に必要であるとは限らない）。その上、ある実施形態では、動作または事象は、例えば、マルチスレッド処理、割り込み処理、複数のプロセッサもしくはプロセッサコアを通じて、または、他の並列アーキテクチャ上で、順次によりもむしろ同時に、実行することができる。

本明細書で開示される実施形態に関連して説明される様々な例示的な論理ブロック、モジュールおよびアルゴリズム工程は、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェアまたは両方の組合せとして実装することができる。ハードウェアとソフトウェアのこの互換性を明確に例示するため、様々な例示的なコンポーネント、ブロック、モジュールおよび工程を、一般に、それらの機能性の観点から上記で説明してきた。そのような機能性がハードウェアとして実装されるか、または、ソフトウェアとして実装されるかは、全システムに課される特定のアプリケーションおよび設計制約に依存する。説明される機能性は、特定の各アプリケーションに対して様々な方法で実装することができるが、そのような実装決定は、本開示の範囲からの逸脱を引き起こすものと解釈してはならない。

本明細書で開示される実施形態に関連して説明される様々な例示的な論理ブロックおよびモジュールは、一般用途プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡもしくは他のプログラマブル論理デバイス、個別のゲートもしくはトランジスタ論理、個別のハードウェアコンポーネント、または、本明細書に記載される機能を実行するように設計されたそれらの任意の組合せなどの機械によって実装することも、実行する
こともできる。一般用途プロセッサは、マイクロプロセッサであり得るが、代替形態では、プロセッサは、コントローラ、マイクロコントローラ、状態機械、同じものの組合せまたは同様のものであり得る。また、プロセッサは、例えば、ＤＳＰとマイクロプロセッサとの組合せ、多数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと併せた１つもしくは複数のマイクロプロセッサ、または、他の任意のそのような構成などのコンピューティングデバイスの組合せとしても実装することができる。

本明細書で開示される実施形態に関連して説明される方法、プロセスまたはアルゴリズムの工程は、ハードウェアで、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールで、または、その２つの組合せで、直接具体化することができる。ソフトウェアモジュールは、ＲＡＭメモリ、フラッシュメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭまたは当技術分野で知られる他の任意の形式のコンピュータ可読記憶媒体に存在し得る。例示的な記憶媒体は、プロセッサが記憶媒体から情報を読み取ったり、記憶媒体に情報を書き込んだりすることができるように、プロセッサと結合することができる。代替形態では、記憶媒体は、プロセッサに内蔵することができる。プロセッサと記憶媒体は、ＡＳＩＣに存在し得る。

ある実施形態の上記の詳述は、網羅的であることも、上記で開示される正確な形態に本発明を限定することも意図しない。本発明の特定の実施形態および実施例は例示を目的として上記で説明されるが、当業者であれば理解されるように、様々な同等の変更形態が本発明の範囲内で可能である。例えば、プロセスまたはブロックは所定の順番で提示されているが、代替の実施形態は、異なる順番で、工程を有するルーチンを実行することも、ブロックを有するシステムを使用することもでき、いくつかのプロセスまたはブロックの削除、移動、追加、細分、組合せおよび／または修正が可能である。これらのプロセスまたはブロックの各々は、様々な異なる方法で実装することができる。また、プロセスまたはブロックは、時折、連続して実行するものとして示されているが、これらのプロセスまたはブロックは、代わりに、並行して実行することも、異なる時間に実行することもできる。

文脈上明白に他の意味に解釈すべき場合を除いて、説明および請求項全体を通じて、用語「備える、含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」、「備える、含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」および同様のものは、排他的または網羅的な意味とは対照的に、包括的な意味、すなわち、「これらに限定されないが、〜を含む」の意味で解釈すべきである。用語「結合された」または「接続された」は、本明細書で一般的に使用される場合、直接接続することができるか、または、１つもしくは複数の中間要素を通じて接続することができる２つ以上の要素を指す。それに加えて、用語「本明細書に」、「上記に」、「以下に」および同様の用語の含みは、この出願で使用される場合、この出願の任意の特定の部分ではなく、この出願全体を指すものとする。文脈上許される限り、単数形または複数形を使用する上記の発明を実施するための形態の用語はそれぞれ、複数形または単数形も含み得る。２つ以上のアイテムのリストに関連する用語「もしくは、または、あるいは」の場合、その用語は、次の用語解釈のすべて、すなわち、リストのアイテムのいずれか、リストのアイテムのすべて、および、リストのアイテムの任意の組合せを包含する。

その上、特に、「〜することができる（ｃａｎ）」、「する場合がある（ｃｏｕｌｄ）」、「する可能性がある（ｍｉｇｈｔ）」、「〜し得る（ｍａｙ）」、「例えば（ｅ．ｇ．）」、「例えば（ｆｏｒ ｅｘａｍｐｌｅ）」、「〜など（ｓｕｃｈ ａｓ）」および同様のものなど、本明細書で使用される条件語句は、他で具体的に述べられていない限り、または、使用されるように文脈上理解されていない限り、一般に、ある実施形態はある特徴、要素および／または状態を含むが、他の実施形態はそれらを含まないことを伝える
ことを意図する。したがって、そのような条件語句は、一般に、特徴、要素および／または状態が１つまたは複数の実施形態にいかなる方法でも必要とされることを示唆することも、作者の入力または指示の有無にかかわらず、これらの特徴、要素および／または状態を含めるかどうか、あるいは、任意の特定の実施形態で実行すべきかどうかを決定するための論理を１つまたは複数の実施形態が必ず含まなければならないことを示唆することも意図しない。

本明細書で提供される本発明の教示は、必ずしも上記で説明されるシステムに限らず、他のシステムにも適用することができる。上記で説明される様々な実施形態の要素および動作を組み合わせて、さらなる実施形態を提供することができる。

本発明のある実施形態について説明してきたが、これらの実施形態は、単なる一例として提示され、本開示の範囲を限定することを意図しない。実際に、本明細書に記載される新規の方法およびシステムは、他の様々な形態で具体化することができ、その上、本明細書に記載される方法およびシステムの形態における様々な省略、置換および変更は、本開示の精神から逸脱することなく行うことができる。本開示の範囲および精神内に収まることになるため、添付の請求項およびそれらの均等物は、そのような形態または変更形態を包含することを意図する。

ユーザインターフェース１０８により、ユーザは、エネルギー管理システム１０２に情報を送信したり、エネルギー管理システム１０２から情報を受信したりすることができる。一実施形態では、ユーザインターフェース１０８は、インターネット１１０内でまたはインターネット１１０を通じてエネルギー管理システム１０２と通信するためのウェブブラウザおよび／またはアプリケーションを含む。

一実施形態では、建物コミッショニング管理要素３１２は、建物制御システム、建物管理システムおよびエネルギー管理システム１０２の態様を含む。建物コミッショニング管理要素３１２に埋め込まれた建物制御システムは、例えば、セキュリティ、ＨＶＡＣ、照明、標識、シャッタ、ドア、プログラマブル論理制御装置、リレー、モジュール、コントローラ、電流、電圧および同様のものなどのリモート制御が可能な設置された設備を制御することができる。建物コミッショニング管理要素３１２に埋め込まれた建物管理システムは、建物１０４に設置されたセンサおよび検知モジュールから、情報またはセンサデータを取得することができる。

Claims (30)

1. 施設のエネルギー使用量を評価するための方法であって、
   施設のアーキテクチャに関連する時間非依存情報と関連付けられた静的エネルギーデータを電子的に受信する工程と、
   前記施設のエネルギー使用量に関連する時間依存情報と関連付けられた動的エネルギーデータを電子的に受信する工程と、
   前記施設の前記エネルギー使用量を測定するよう構成された少なくとも１つのセンサからセンサデータを電子的に受信する工程と、
   １つまたは複数のコンピュータプロセッサを含むコンピュータハードウェアによる命令の実行を介して、前記静的エネルギーデータ、前記動的エネルギーデータおよび前記センサデータに少なくとも部分的に基づいて、前記施設に対するエネルギー評価データおよびエネルギー指針データを計算する工程と
   を含む、方法。
2. 前記施設のためのエネルギー管理システムに前記静的エネルギーデータを電子的に伝達する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. コンピュータ支援設計モジュールに前記エネルギー評価および前記エネルギー指針データを電子的に伝達する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記コンピュータ支援設計モジュールによって前記エネルギー評価データおよび前記エネルギー指針データが視覚化されるように、前記エネルギー評価データおよび前記エネルギー指針データを前記コンピュータ支援設計モジュールと関連付けられたグラフィカルユーザインターフェース上に表示する工程をさらに含む、請求項３に記載の方法。
5. 前記施設のエネルギー管理において使用するためのビルディングインフォメーションデータベースに前記エネルギー評価および前記エネルギー指針データを電子的に伝達する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
6. 前記静的エネルギーデータ、前記動的エネルギーデータおよび前記センサデータに少なくとも部分的に基づいて、警告を電子的に伝達する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
7. 前記静的エネルギーデータを電子的に受信する工程、前記動的エネルギーデータを電子的に受信する工程、前記センサデータを電子的に受信する工程および前記計算する工程は、インターネットを通じて電子的に実行され、サブシステムを制御するためのコマンドは、前記インターネットを通じて前記施設に電子的に伝達される、請求項１に記載の方法。
8. １つまたは複数のサーバと、１つまたは複数のデータ格納装置とを含むクラウドコンピューティング環境の制御下で実行される、請求項１に記載の方法。
9. 前記クラウドコンピューティング環境は、ネットワーク上でユーザの静的エネルギー、動的エネルギーおよびセンサデータ、エネルギー管理ソフトウェア、ならびに、エネルギー基準計算をエネルギー管理サービスに委託することを含む、請求項８に記載の方法。
10. 前記静的エネルギーデータは、コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）ファイルから抽出される、請求項１に記載の方法。
11. 施設のエネルギー使用量を評価するための方法であって、
    施設のアーキテクチャに関連する時間非依存情報と関連付けられた静的エネルギーデータを電子的に受信する工程と、
    前記施設のエネルギー使用量に関連する時間依存情報と関連付けられた動的エネルギーデータを電子的に受信する工程と、
    前記施設の前記エネルギー使用量を測定するよう構成された少なくとも１つのセンサからセンサデータを電子的に受信する工程と、
    １つまたは複数のコンピュータプロセッサを含むコンピュータハードウェアによる命令の実行を介して、前記静的エネルギーデータ、前記動的エネルギーデータおよび前記センサデータに少なくとも部分的に基づいて、前記施設の前記エネルギー使用量と関連付けられたサブシステムを制御する工程と
    を含む、方法。
12. 前記サブシステムを制御するためのコマンドを提供するため、前記静的エネルギーデータ、前記動的エネルギーデータおよび前記センサデータに少なくとも部分的に基づいて、前記施設の前記エネルギー使用量を電子的に計算する工程をさらに含む、請求項１１に記載の方法。
13. 前記静的エネルギーデータを電子的に受信する工程、前記動的エネルギーデータを電子的に受信する工程、前記センサデータを電子的に受信する工程および前記制御する工程は、インターネットを通じて電子的に実行される、請求項１１に記載の方法。
14. １つまたは複数のサーバと、１つまたは複数のデータ格納装置とを含むクラウドコンピューティング環境の制御下で実行される、請求項１３に記載の方法。
15. 前記クラウドコンピューティング環境は、ネットワーク上でユーザの静的エネルギー、動的エネルギーおよびセンサデータ、エネルギー管理ソフトウェア、ならびに、エネルギー基準計算をエネルギー管理サービスに委託することを含む、請求項１４に記載の方法。
16. 前記静的エネルギーデータ、前記動的エネルギーデータおよび各施設の前記センサデータに少なくとも部分的に基づいて、複数の施設にわたるエネルギー需要応答を電子的に集計して電子的に制御する工程をさらに含む、請求項１３に記載の方法。
17. 前記静的エネルギーデータ、前記動的エネルギーデータおよび各施設の前記センサデータに少なくとも部分的に基づいて、複数の施設にわたる電力購入を電子的に集計して電子的に制御する工程をさらに含む、請求項１３に記載の方法。
18. 前記静的エネルギーデータ、前記動的エネルギーデータおよび前記センサデータに少なくとも部分的に基づいて、前記施設にエネルギーサービスを電子的に提供する工程をさらに含む、請求項１３に記載の方法。
19. 前記静的エネルギーデータおよび前記動的エネルギーデータに少なくとも部分的に基づいて、前記施設の予測されるエネルギー使用量を電子的に計算する工程と、
    前記センサデータに少なくとも部分的に基づいて、前記施設の前記実際のエネルギー使用量を電子的に計算する工程と、
    前記予測されるエネルギー使用量と前記実際のエネルギー使用量とを電子的に比較する工程と、
    １つまたは複数のコンピュータプロセッサを含むコンピュータハードウェアによる命令の実行を介して、前記実際のエネルギー使用量が前記予測されるエネルギー使用量をある一定の量超える場合に、ユーザに警告を伝達する工程と
    をさらに含む、請求項１１に記載の方法。
20. 前記静的エネルギーデータは、コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）ファイルから抽出される、請求項１１に記載の方法。
21. 施設設計およびエネルギー管理を最適化するための方法であって、
    エネルギー仕様に少なくとも部分的に基づいて、施設の建設用の設計ベースの機械と電気との図面およびレイアウトを電子的に生成する工程と、
    前記設計ベースの機械と電気との図面レイアウトとに少なくとも部分的に基づいて、前記施設のコンピュータ支援モデルを生成する工程と、
    前記エネルギー仕様、前記設計ベースの機械と電気との図面およびレイアウトに少なくとも部分的に基づいて、前記施設のコミッショニングを電子的に管理する工程と、
    １つまたは複数のコンピュータプロセッサを含むコンピュータハードウェアによる命令の実行を介して、前記エネルギー仕様、前記設計ベースの機械と電気の図面及びレイアウト、ならびに、前記施設のエネルギー使用量を測定するよう構成された少なくとも１つのセンサからのセンサデータに少なくとも部分的に基づいて、エネルギー使用量に対して前記施設内のエネルギーサブシステムを継続的に管理および制御する工程と
    を含む、方法。
22. 前記施設の設計仕様および前記エネルギー仕様を電子的に取得する工程であって、前記エネルギー仕様は、エネルギー性能、定格エネルギー、エネルギー消費プロファイル、ピーク需要、負荷プロファイルおよび負荷係数の少なくとも１つを含む、工程をさらに含む、請求項２１に記載の方法。
23. 前記エネルギー仕様、前記設計ベースの機械と電気との図面およびレイアウト、ならびに、前記コンピュータ支援モデルに少なくとも部分的に基づいて、前記施設の構造、電気および熱負荷を電子的にシミュレートする工程をさらに含む、請求項２１に記載の方法。
24. 前記エネルギー仕様、前記設計ベースの機械と電気との図面およびレイアウト、前記コンピュータ支援モデル、ならびに、前記シミュレートされた構造と電気と熱との負荷に少なくとも部分的に基づいて、前記施設の建設を電子的に管理する工程をさらに含む、請求項２３に記載の方法。
25. 前記エネルギー仕様、前記設計ベースの機械と電気との図面およびレイアウト、ならびに、前記施設のエネルギー使用量を測定するよう構成された少なくとも１つのセンサからのセンサデータに少なくとも部分的に基づいて、前記コミッショニングを継続的に電子的に最適化して継続的に電子的に検証する工程をさらに含む、請求項２４に記載の方法。
26. 前記静的エネルギーデータおよび前記動的エネルギーデータに少なくとも部分的に基づいて、前記施設の予測されるエネルギー使用量を電子的に計算する工程であって、前記静的エネルギーデータは、前記エネルギー仕様、ならびに、前記設計ベースの機械と電気との図面およびレイアウトを含む、工程と、
    前記センサデータに少なくとも部分的に基づいて、前記施設の前記実際のエネルギー使用量を電子的に計算する工程と、
    前記予測されるエネルギー使用量と前記実際のエネルギー使用量とを電子的に比較する工程と、
    １つまたは複数のコンピュータプロセッサを含むコンピュータハードウェアによる命令の実行を介して、前記実際のエネルギー使用量が前記予測されるエネルギー使用量をある一定の量超える場合に、ユーザに警告を伝達する工程と
    をさらに含む、請求項２１に記載の方法。
27. 前記静的エネルギーデータを電子的に受信する工程、前記動的エネルギーデータを電子的に受信する工程、前記センサデータを電子的に受信する工程および前記計算する工程は、インターネットを通じて電子的に実行され、前記サブシステムを制御するためのコマンドは、前記インターネットを通じて前記施設に電子的に伝達される、請求項２１に記載の方法。
28. １つまたは複数のサーバと、１つまたは複数のデータ格納装置とを含むクラウドコンピューティング環境の制御下で実行される、請求項２１に記載の方法。
29. 前記クラウドコンピューティング環境は、ユーザのエネルギー仕様、設計ベースの機械と電気との図面およびレイアウト、ならびに、前記施設のエネルギー使用量を測定するよう構成された少なくとも１つのセンサからのセンサデータをエネルギー管理サービスに委託することを含む、請求項２８に記載の方法。
30. 前記エネルギー仕様は、コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）ファイルから抽出される、請求項２１に記載の方法。

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