JP2015101912A - 日射遮蔽装置の開閉支援装置及び開閉支援プログラム - Google Patents

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Abstract

【課題】日射遮蔽装置を用いて実現することができる範囲で最適な住環境を実現するための支援をすることができる日射遮蔽装置の開閉支援装置、開閉支援プログラムを提供する。
【解決手段】建物への日射に係る環境に関する第1環境パラメータを取得する第1環境パラメータ取得部101と、建物における日射に係る室内環境に関する第2環境パラメータを取得する第2環境パラメータ取得部102と、日射遮蔽装置の種別を示す種別パラメータを取得する種別パラメータ取得部103と、日射遮蔽装置の開閉状態を段階的に設定した複数の開閉状態それぞれについて、開閉状態において第2環境パラメータを達成するために要するエネルギー量を、第1環境パラメータと種別パラメータとに基づいて算出するエネルギー量算出部104と、複数の開閉状態のうち、算出されたエネルギー量が最小である最適開閉状態を選択して表示する開閉状態表示部106とを備える。
【選択図】図3

Description

本発明は、日射遮蔽装置の開閉支援装置及び開閉支援プログラムに関する。
従来、ブラインド、カーテン、ロールスクリーンなどの日射遮蔽装置を取り付けた場合の熱負荷を算出する熱負荷算出技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。この熱負荷算出技術によれば、室内環境における窓などの開口部を日射遮蔽装置によってどのように遮蔽しているかを示す開口部遮蔽条件などに基づいて、室内環境の温度を制御する冷暖房装置に掛かる熱負荷が算出される。また、この熱負荷算出技術は、ユーザが複数の開口部遮蔽条件を入力でき、入力されたそれぞれの開口部遮蔽条件に基づいて算出された複数の熱負荷を、ユーザに比較可能に表示するようにしたものである。
特開2012−82991号公報
しかしながら、上述した熱負荷算出技術によれば、熱負荷を算出するためには、予めユーザが開口部遮蔽条件を入力しなければならないために、熱負荷を軽減する理想的な開口部遮蔽条件を表示することができず、結果として、ユーザに対して、日射遮蔽装置を用いて実現することができる範囲で最適な室内環境を実現するための支援をすることができない、という問題があった。
そこで、本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、日射遮蔽装置を用いて最適な室内環境を実現するための支援をすることができる日射遮蔽装置の開閉支援装置及び開閉支援プログラムを提供することにある。
上記課題を解決するために、本実施形態における日射遮蔽装置の開閉支援装置は、建物への日射に係る環境に関する少なくとも1つの第1環境パラメータを取得する第1環境パラメータ取得部と、ユーザにより入力された、建物における日射に係る室内環境に関する少なくとも1つの第2環境パラメータを取得する第2環境パラメータ取得部と、建物に入射する日射を遮蔽する日射遮蔽装置の種別を示す種別パラメータを取得する種別パラメータ取得部と、日射遮蔽装置の開閉状態を段階的に設定した複数の開閉状態それぞれについて、該開閉状態において第2環境パラメータを達成するために要するエネルギー量を、少なくとも1つの第1環境パラメータと種別パラメータとに基づいて算出するエネルギー量算出部と、複数の開閉状態のうち、算出されたエネルギー量が最小である最適開閉状態をユーザに表示する開閉状態表示部とを備える。
本発明によれば、日射遮蔽装置を用いた最適な室内環境を実現するための支援をすることができる。
本実施形態にかかる全体構成を示す概略図である。 携帯端末装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 開閉支援装置の機能構成を示すブロック図である。 ルックアップテーブルの各種パラメータを示す図である。 開閉支援装置の動作を示すフローチャートである。 最適な開閉状態の表示画面を示す図である。 他の開閉状態との比較及び複数のエネルギー量の表示画面を示す図である。 本実施形態を自動制御システムに適用した場合の構成を示す概略図である。
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
まず、本実施の形態に係る全体構成について説明する。図1は、本実施の形態に係る全体構成を示す概略図である。
図1に示すように、本実施の形態の全体構成は、日射遮蔽装置の開閉支援装置100として機能する主体である携帯端末装置1もしくはパーソナルコンピュータ1a、気象サーバ2、基地局3を備える。携帯端末装置1は、例えば、スマートフォンなどの高機能携帯端末装置であり、パーソナルコンピュータ1aはネットワークに接続可能な情報処理装置である。気象サーバ2は、ネットワークを介してアクセス可能な気象情報を提供するサーバである。基地局3は携帯端末装置1がネットワークに接続するために携帯端末装置1と通信することにより、携帯端末装置1によるネットワーク接続を中継する。なお、以降の説明においては、開閉支援装置100として機能する主体を携帯端末装置1として説明するが、アプリケーションを実行可能な情報処理装置であればどのような装置であっても良い。
次に、携帯端末装置のハードウェア構成について説明する。図2は、携帯端末装置のハードウェア構成を示す図である。
図2に示すように、携帯端末装置1は、ハードウェアとして、CPU(Central Processing Unit)10、RAM(Random Access Memory)11、記憶部12、表示部13、入力部14、ネットワークIF(Interface)15、GPS(Global Positioning System)センサ16を備える。CPU10及びRAM11は、協働して各種機能を実行することにより、携帯端末装置1を開閉支援装置100として機能させる。記憶部12は、不揮発性のメモリである。表示部13は、各種情報を出力するディスプレイであり、入力部14は、表示部13に組み合わせられるタッチパッドであり、これらは協働してタッチスクリーンとして機能する。ネットワークIF15は、基地局3との通信における情報の入出力を行う。GPSセンサ16は、GPS衛星からの電波を受信して、現在位置を算出する。
携帯端末装置1は、上述のようなハードウェア、特にCPU10及びRAM11によって各種アプリケーションを機能させることができ、建物の開口部の室内側あるいは室外側に設置した日射遮蔽装置を用いた最適な室内環境の実現を支援する、開閉支援装置100として機能する。この開閉支援装置100は、具体的には、対象とする建物に係る環境について入力された各種パラメータに基づいて、最適な日射遮蔽装置の開閉状態の表示を行う。なお、本実施の形態において、最適な日射遮蔽装置の開閉状態とは、対象とする建物における所定の条件を日射遮蔽装置を用いて達成するにあたって、機器が消費するエネルギー量が最も低くなるような開閉状態を示す。また、エネルギーを消費する機器としては、日射遮蔽装置の開閉状態との関連性が高い、つまり建物への日射との関連性が高い冷暖房機器、照明機器を想定する。また、対象とする日射遮蔽装置は、例えば、横型ブラインドとロールスクリーンとの組み合わせなど、複数であっても良いが、本実施形態においては、日射遮蔽装置として横型ブラインドのみとする。また、この横型ブラインドの開閉状態としてはスラットの回転角度とブライドの昇降とが挙げられるが、以降の説明においてはブラインドの昇降として、ブラインドを全て畳み上げた状態である「全開」、スラットの回転角度として、スラットの上面が室外側を向いた状態で閉じる「全閉」、スラットの上面が室内側を向いた状態で閉じる「反全閉」、「+45°」、「水平」、「−45°」の6段階で示すものとする。以下、開閉支援装置の機能構成について説明する。図3は、開閉支援装置の機能構成を示すブロック図である。図4は、ルックアップテーブルにおける各種パラメータを示す図である。
図3に示すように、開閉支援装置100は、第1環境パラメータ取得部101、第2環境パラメータ取得部102、種別パラメータ取得部103、エネルギー量算出部104、ルックアップテーブル105、開閉状態表示部106、開閉状態通知部107を機能として備える。なお、これらの機能は、主にCPU10及びRAM11が協働することにより実現されるものとする。
第1環境パラメータ取得部101は、図4に示す都市データ、外気温データ、季節データ、時刻データ、天候データ、窓面方角データ、ガラス種別データを第1環境パラメータとして取得する。第2環境パラメータ取得部102は、室内温度データ、室内照度データを第2環境パラメータとして取得する。種別パラメータ取得部103は、製品種別データ、製品色データを種別パラメータとして取得する。エネルギー量算出部104は、取得された第1環境パラメータ、第2環境パラメータ、種別パラメータに基づいて、ルックアップテーブル105を用いてエネルギー量を算出する。ルックアップテーブル105は、6段階で示されるブラインドの開閉状態それぞれについて、図4に示す各種データの全ての組み合わせ毎に予め算出されたエネルギー量を、各種パラメータの組み合わせ全てに対応させて記憶する。開閉状態表示部106は、表示部13を用いて、携帯端末装置1のユーザに対して最適な開閉状態を表示する。開閉状態通知部107は、開閉状態が駆動制御される日射遮蔽装置に対して、最適な開閉状態を通知する。
なお、ルックアップテーブル105に記憶されるエネルギー量は、第1環境パラメータにより示される環境下において、種別パラメータにより示されるブラインドを6段階で示される開閉状態のそれぞれで用いた場合に、第2環境パラメータにより示される室内環境を達成するために要するエネルギー量である。また、エネルギー量算出部104は、第1環境パラメータ、第2環境パラメータ、種別パラメータにおける各種データを用いて、ルックアップテーブル105を参照し、各種データの組み合わせに対応するエネルギー量を取得することにより、高速にエネルギー量を算出するものである。第1環境パラメータ、第2環境パラメータ、種別パラメータにおける各種データのそれぞれは、いずれも少なくとも1つ以上の値をとり得るものであり、ルックアップテーブル105には、この各種データ同士の組み合わせ全てについて予め演算されたエネルギー量が、各種データ同士の組み合わせに対応して記憶される。なお、CPU10の計算リソースに余裕がある場合は、ルックアップテーブル105を用いずにその都度算出する構成としても良い。また、CGI(Common Gateway interface)などの仕組みを用いて、携帯端末装置1とネットワーク接続されたサーバなどによってエネルギー量を算出する構成としても良い。
ルックアップテーブル105を用いる場合、各種データの組み合わせの総数は少ない方がより高速に結果を得ることができるため、上述した各種データは、算出結果に影響が少ないもの程、より大きな区分により表現するのが望ましい。ここで、各種パラメータにおける各種データについて、その詳細を説明する。
まず、第1環境パラメータにおける各種データについて説明する。都市データは、9つに区分された全国の都市のうちいずれかを示し、GPSセンサ16による位置情報に基づいて決定されて取得されるものとする。外気温データは、都市データにより示される都市における1℃刻みの外気温を示す。天候データは、都市データにより示される都市における天候を示し、晴れ、曇り、雨、雪のいずれかで示される。これらの外気温データ及び天候データは、都市データにより示される都市に対応する天候として、ネットワークを介して気象サーバ2より取得されるものとする。季節データは、冬、夏、これらの中間期のいずれかを示すが、より詳細な季節データとして月日を示すこととしても良い。時刻データは、2時間刻みの時刻を示す。これらの季節データ及び時刻データは、携帯端末装置1に設定された日時及び時刻に基づくものとする。窓面方角データは、対象とする建物(あるいは部屋)において窓がある方角を示す。ガラス種別データは、窓に用いられるガラスの種別とその板厚を示し、具体的にはガラスの種別3パターンと板厚5パターンとの組み合わせにより示される。これらの窓面方角データ及びガラス種別データは、ユーザに選択可能にリスト表示することにより取得されるものとする。なお、都市データ、外気温データ、天候データ、季節データ、時刻データについても、窓面方角データ及びガラス種別データと同様に、ユーザに選択可能にリスト表示することにより取得されても良い。また、第1環境パラメータとして、建物への日射によって環境に変化を与える少なくとも1つのデータが取得されれば良く、上記に例示したもの以外では、例えば建物の開口部の室内側あるいは室外側のうち少なくも一方に設置した日射計により測定された日射量を取得するようにしても良い。
次に、第2環境パラメータにおける各種データについて説明する。室内温度データは、ユーザが所望する建物内の室内温度、または冷暖房機器の設定温度を示し、1℃刻みで表示される。室内照度データは、ユーザが所望する建物内の室内照度を示すものであるが、本実施の形態においては一般的に理想とされている照度である750ルクスに固定される。この室内照度データは、例えば、100000ルクス、10000ルクス、1000ルクスというように、多段に区分され、ユーザに選択可能にリスト表示することにより取得されても良い。また、第2環境パラメータとして、室内温度データ、または室内照度データの少なくともいずれかのデータが取得されれば良い。
次に、種別パラメータにおける各種データについて説明する。製品種別データは、日射遮蔽装置の製品の種別を例えば型番などにより示し、本実施の形態においては3種類のブラインドのいずれかを示す。製品色データは、日射遮蔽装置の製品の色、特に遮蔽部の色を示す。ここで遮蔽部とは、日射遮蔽装置が本実施形態のように横型ブラインドであればスラット、縦型ブラインドであればルーバー、ロールスクリーンであればスクリーンを示す。
次に、開閉支援装置の動作について説明する。図5は、開閉支援装置の動作を示すフローチャートである。図6は、最適な開閉状態の表示画面を示す図である。図7は、他の開閉状態との比較及び複数のエネルギー量の表示画面を示す図である。
図5に示すように、まず、第1環境パラメータ取得部101は、第1環境パラメータとして、都市データ、外気温データ、季節データ、時刻データ、天候データ、窓面方角データ、ガラス種別データのうち、少なくともいずれか1つを取得する(ステップS101)。また、第2環境パラメータ取得部102は、第2環境パラメータとして、室内温度データ、室内照度データのうち、少なくともいずれか1つを取得する(ステップS102)。また、種別パラメータ取得部103は、製品種別データ及び製品色データを取得する(ステップS103)。
第1環境パラメータ、第2環境パラメータ、種別パラメータが取得されると、エネルギー量算出部104は、取得したパラメータの組み合わせに基づいてルックアップテーブル105を参照することによって、ブラインドの開閉状態として「全閉」、「全開」、「反全閉」、「+45°」、「水平」、「−45°」の6段階の開閉状態それぞれについて、エネルギー量を算出する(ステップS104)。ここで、より具体的に例示すると、都市データとして“東京”、外気温データとして“30℃”、季節データとして“夏”、時刻データとして“14:00”、天候データとして“曇り”、窓面方角データとして“南”、ガラス種別データとして“単板ガラス:10mm”、室内温度データとして“25℃”、製品種別データとして“ベネシアンブラインド”、製品色として“ライトグレー”が取得された場合、エネルギー量算出部104は、これらと対応付けられた、単位時間当たりの各開閉状態のエネルギー量として、“全開:300(MJ),全閉:100(MJ),反全閉:120(MJ),45°190(MJ),水平:240(MJ),−45°:260(MJ)”をルックアップテーブル105より取得することによって、エネルギー量を算出する。
エネルギー量が算出されると、開閉状態表示部106は、算出された全ての開閉状態についてのエネルギー量から、最適な開閉状態を選択する(ステップS105)。ここで最適な開閉状態とは、算出されたエネルギー量が最小となる開閉状態を示し、より具体的には、第1環境パラメータにおいて示される環境下において、第2環境パラメータにより示されるユーザが所望する室内環境、または照度については一般的に理想とされる室内照度を達成するにあたって、冷暖房機器、または照明器具などが用いるエネルギー量が最も少なくなるようなブラインドの開閉状態を示す。最適な開閉状態が選択されると、開閉状態表示部106は、図6に示すように、携帯端末装置1の表示部13に表示させることによって、ユーザに対して最適な開閉状態を表示する(S106)。この際、第1環境パラメータ、第2環境パラメータにおける各種データのうち、外気温、室内温度、天候などのいくつかのデータを同時に示すようにしても良い。
また、開閉状態表示部106は、図7に示すように、ユーザに対して、他の開閉状態とのエネルギー量の差異と、最適な開閉状態に次ぐ開閉状態とを表示する(S107)。ここで他の開閉状態とのエネルギー量の差異とは、最適な開閉状態とそれ以外の開閉状態とについて算出されたエネルギー量の差異を示し、最適な開閉状態に次ぐ開閉状態とは、最適な開閉状態に次いでエネルギー量が少なくなるような開閉状態を示す。例えば、比較対象とする開閉状態について算出されたエネルギー量に対する、開閉状態について算出されたエネルギー量の割合を、最適な開閉状態とすることで得られる節電効果としてユーザに表示し、さらに、ユーザに対し、これらの開閉状態それぞれについて算出されたエネルギー量を表示することによって、ユーザが状況に応じて開閉状態を選択可能となるように複数の開閉状態を表示する。
上述したように、第1環境パラメータ、第2環境パラメータ、種別パラメータに基づいて、第2環境パラメータに示される室内環境を達成するためのエネルギー量が最小となる日射遮蔽装置の開閉状態を表示することにより、ユーザは、容易に最適な開閉状態を把握することができる。また、このように、表示部13に日射遮蔽装置の最適な開閉状態を表示し、ユーザに日射遮蔽装置が最適な開閉状態となるよう操作を促すことによって、室内空間に最適な熱環境あるいは光環境をもたらすことができる。また、他の開閉状態とのエネルギー量の差異をユーザに表示することにより、ユーザは、最適な開閉状態とすることで、最適ではない開閉状態に比べてどの程度の効果が得られるのかを把握することができる。また、最適な開閉状態に次ぐ開閉状態を表示することにより、例えば、第2環境パラメータとして室内温度のみを入力し、その結果として選択された開閉状態が全閉であり、室内温度のみを考慮すると日射を取り入れることができなくなるような状況において、ユーザに対し、室内温度と室内照度とを考慮した場合の開閉状態を決定するための判断材料を提供することができる。
なお、最適な開閉状態は、ユーザに表示するだけでなく、日射遮蔽装置の自動制御に用いても良い。以下、このような自動制御について説明する。図8は、本実施形態を自動制御システムに適用した場合の構成を示す概略図である。
図8に示すように、自動制御システム4は、制御装置41と、制御装置41の制御対象である日射遮蔽装置としてのブラインド42とを備える。ブラインド42は、例えばモータなどの、遮蔽部を開閉させる動力機構を有し、制御装置41はこの動力機構を制御することにより、ブラインド42の昇降及びスラットの回転角度を制御する。また、制御装置41は、携帯端末装置1と無線通信する機能を有し、携帯端末装置1が最適な開閉状態を通知することによって、この通知情報に従い、ブラインド42を通知された開閉状態に制御する。このように最適な開閉状態を制御装置41に通知することにより、特定の日射遮蔽装置によってユーザが所望する室内環境を実現するにあたって、環境に応じた開閉状態に自動的に制御することが可能となる。
上述した機能をハードウェアと協働して実現する開閉支援プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納されていても良い。このコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、ディスク、半導体メモリを含む。その形態は、開閉支援装置100として機能する携帯端末装置1の内部に設けられた記憶部12、携帯端末装置1の外部に設けられた記憶装置、可搬型記録媒体、他のコンピュータの記憶装置を含む。例えば、可搬型記録媒体が開閉支援プログラムを格納し、携帯端末装置1がこの可搬型記録媒体の読み取り装置を有する場合、携帯端末装置1はこの記録媒体から開閉支援プログラムを読み取っても良い。あるいは、他のコンピュータが開閉支援プログラムを格納し、携帯端末装置1のネットワークIF15が他のコンピュータに接続されている場合、携帯端末装置1は他のコンピュータから開閉支援プログラムを受信しても良い。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
100 開閉支援装置
101 第1環境パラメータ取得部
102 第2環境パラメータ取得部
103 種別パラメータ取得部
104 エネルギー量算出部
106 開閉状態表示部
107 開閉状態通知部

Claims (8)

  1. 建物への日射に係る環境に関する少なくとも1つの第1環境パラメータを取得する第1環境パラメータ取得部と、
    ユーザにより入力された、前記建物における日射に係る室内環境に関する少なくとも1つの第2環境パラメータを取得する第2環境パラメータ取得部と、
    前記建物に入射する日射を遮蔽する日射遮蔽装置の種別を示す種別パラメータを取得する種別パラメータ取得部と、
    前記日射遮蔽装置の開閉状態を段階的に設定した複数の開閉状態それぞれについて、該開閉状態において前記第2環境パラメータを達成するために要するエネルギー量を、前記少なくとも1つの第1環境パラメータと前記種別パラメータとに基づいて算出するエネルギー量算出部と、
    前記複数の開閉状態のうち、前記算出されたエネルギー量が最小である最適開閉状態を選択して表示する開閉状態表示部と
    を備えることを特徴とする日射遮蔽装置の開閉支援装置。
  2. 前記第2環境パラメータは、少なくとも、前記建物の室内温度を含むことを特徴とする請求項1記載の日射遮蔽装置の開閉支援装置。
  3. 前記第2環境パラメータは、少なくとも、前記建物の室内照度を含むことを特徴とする請求項1または請求項2記載の日射遮蔽装置の開閉支援装置。
  4. 前記開閉状態表示部は、さらに、前記最適開閉状態について算出されたエネルギー量と、他の開閉状態の少なくともいずれか1つについて算出されたエネルギー量との差異を表示することを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の日射遮蔽装置の開閉支援装置。
  5. 前記開閉状態表示部は、さらに、算出されたエネルギー量が、前記最適開閉状態について算出されたエネルギー量に次いで小さい開閉状態を表示すると共に、該開閉状態について算出されたエネルギー量と、前記最適開閉状態について算出されたエネルギー量とをそれぞれ表示することを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の日射遮蔽装置の開閉支援装置。
  6. 前記開閉支援装置は、前記日射遮蔽装置の開閉状態を制御する制御装置と通信可能に接続され、
    さらに、制御装置に対して、前記最適開閉状態を通知する通知部を備え、
    前記制御装置は、前記通知部による通知に基づいて、前記日射遮蔽装置の開閉状態を制御することを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の開閉支援装置。
  7. 前記第1環境パラメータは、少なくとも、前記建物がある地域、所定の時期、所定の時間帯、前記建物の開口部を塞ぐガラスの種別、前記建物において前記開口部がある方角、前記建物がある地域の天候のうち、いずれか1つを含むことを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の開閉支援装置。
  8. 建物への日射に係る環境に関する少なくとも1つの第1環境パラメータを取得し、
    ユーザにより入力された、前記建物における日射に係る室内環境に関する少なくとも1つの第2環境パラメータを取得し、
    前記建物に入射する日射を遮蔽する日射遮蔽装置の種別を示す種別パラメータを取得し、
    前記日射遮蔽装置の開閉状態を段階的に設定した複数の開閉状態それぞれについて、該開閉状態において前記第2環境パラメータを達成するために要するエネルギー量を、前記少なくとも1つの第1環境パラメータと前記種別パラメータとに基づいて算出し、
    前記複数の開閉状態のうち、前記算出されたエネルギー量が最小である最適開閉状態を選択して表示する
    処理をコンピュータに実行させるための日射遮蔽装置の開閉支援プログラム。
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