JP3302800B2 - 建物省エネルギー制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、少くとも空調設備およ
び照明設備を備えた一般家庭，事務所および工場などの
建物に利用される建物省エネルギー制御装置に係わり、
特に空調設備および照明設備の統合制御によって省エネ
ルギー化を実現する統合化制御技術を設けた建物省エネ
ルギー制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、既設事務所などの建物において
は、建物全体の消費エネルギーのうち、約１／２が空調
設備で使われ、約１／３が照明設備で使われている。残
りはエレベータやオフィス・オートメション機器などに
よって使われている。

【０００３】ところで、消費エネルギーの最大の割合を
占める空調設備では、従来から種々の省エネルギーを実
現するための制御や施策がとられてきている。例えば空
調機最適起動・停止制御、最適な外気の取り入れ量を決
定して空調制御を実行するエンタルピー制御、ブライン
ドの開閉によって窓の日射透過率を制御するブラインド
制御などである。

【０００４】以下、従来の空調設備でのゾーン制御およ
びブラインド制御について説明する。建物全体の空調を
考えたとき、建物全体に一つの空調設備しかない場合に
は多少の温度むらが生じるが、その温度むらをなくそう
とする場合には建物全体をきめ細かく幾つかの区域（ゾ
ーン）に分け、各区域ごとに単独に空調制御するしかな
い。

【０００５】そこで、現在は，建物を区域分けして空調
制御を実施するゾーン制御方式が採用されている。それ
では、なぜ，区域分けによる空調制御が必要になるの
か、図１２を用いて説明する（参考文献…小原淳平編、
１００万人の空気調和、株式会社 オーム社）。今、建
物が図１２（ａ）に示すように東・西・南・北に面し、
各面にはそれぞれ窓が有る場合、夏の冷房時期の実際の
熱負荷計算を行ってみると、建物外周部の東ゾーン，西
ゾーン，南ゾーン，北ゾーンの顕熱負荷は時間とともに
図１２（ｂ）のような変化を示す。この顕熱負荷のう
ち、窓からの日射によって生ずる空調の負荷は外周負荷
全体のうちの大きな割合を占めるので、各ゾーンの最大
負荷全体の発生する時間はおおよそ決まる。大体，東ゾ
ーンは朝の８時頃，南ゾーンは１２時頃，西ゾーンは夕
方の４時頃，北ゾーンは午後３時頃になる。

【０００６】このように各ゾーンの負荷は、時間帯によ
ってバラバラであり、かつ、時間によって時々刻々変化
するので、窓からの日射の影響を考えたとき、各ゾーン
ごとに単独に空調制御できる空調装置が必要になってく
る。仮に、区域分けを無視し、建物全体に一つの空調設
備を設置した場合には、図１２（ｃ）に示すように例え
ば各ゾーンの最大負荷の生じる時間だけは適温にできて
も、その他の時間帯では冷え過ぎの状態となってしま
う。冷え過ぎの状態は人の健康に悪く、熱的にも不経済
である。

【０００７】従って、建物の外周部は、東・西・南・北
の方位別に区域分けを行ってゾーンニングすれば、建物
全体が効果的に空調制御することができる。ここで、ゾ
ーンニングとは、建物を幾つかの区域に分割し、それぞ
れ独立的に空調制御を実施することをいう。なお、建物
の内周部は、負荷変動が比較的少ないので、一つのゾー
ンにまとめてもそれほど影響が少ない。

【０００８】そこで、建物の最適な空調制御を実施する
場合、以上のようなゾーン制御方式が必要になってくる
が、それ以外に空調設備の省エネルギー化，ひいては冷
房負荷の面から考えたとき、窓の日射透過率を小さくす
ることにより、顕熱負荷を減少させることが望ましい。

【０００９】そのためには、各ゾーンの窓にブラインド
を取り付け、手動または自動によりブラインドを開閉
し、冷房負荷を低減化するブラインド制御が必要になっ
てくる。特に、図１２（ｂ）に示すように、東・西・南
・北の各ゾーンごとにピークとなる時間帯が異なるの
で、当該時間帯にブラインドを閉にすれば、空調設備の
最大負荷が抑えられ、省エネルギー効果が大きくなる。

【００１０】一方、照明設備の省エネルギー対策は、空
調設備に較べて非常に機械化が遅れており、その殆んど
が人間の入・切に頼っているのが現状である。しかし、
最近、前述したように建物の消費エネルギーのうち、空
調設備の次に照明設備の消費エネルギーが大きいことが
問題となり、ここに照明設備における省エネルギーの実
現を図るために、建物内の照明として、太陽光を有効に
利用した照明方法の実験が試みられてきており、少しづ
つ実用化されようとしている。この太陽光を利用した照
明方法は、建物の適宜な場所に光検出器を取り付け、照
明設備からの光量と太陽光からの光量との合計光量を検
出し、この合計光量が予め定めた目標照明レベルとなる
ように照明設備の明るさを制御し、電力消費を少なくす
る方法である。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従って、以上のように
空調設備、照明設備その他の設備などにおいては、それ
ぞれ個々独立に省エネルギー化制御を実施するだけであ
り、建物全体の消費エネルギーを最小にするような統合
化された最適制御は未だ実施されていない。

【００１２】その結果、空調設備におけるブラインド制
御は専ら冷房時期に行われるだけであるが、冷房負荷を
低減する観点からブラインドを降ろすことは、昼間の太
陽光を有効に利用して照明設備の消費エネルギーを減ら
す目的から照明制御を行う場合には逆に妨げとなる。

【００１３】今後、従来の空調設備でのブラインド制御
に、これから普及するであろう，太陽光を有効に利用し
た照明制御を取り入れる方向で推移するものと考えられ
る。このとき、冬の暖房時期であれば、ブラインドを開
にして太陽光を取り込めば部屋の暖房負荷を減らすこと
が可能であり、空調設備にとっても省エネルギー対策と
なるケースがほとんどあるので、特に問題はない。

【００１４】しかし、冷房時期の場合、前述のように空
調制御と照明制御との間に矛盾が生じるので、それぞれ
の制御を独立して別々に行っていたのでは、空調制御と
照明制御とのトータルの消費エネルギーを最小にするこ
とができない。つまり、最適な省エネルギー制御ができ
ない問題がある。

【００１５】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、空調制御と照明制御とのトータルの省エネルギー化
を実現する建物省エネルギー制御装置を提供することを
目的とする。

【００１６】また、本発明の他の目的は、種々の環境条
件を有効に生かしつつ空調制御と照明制御とのトータル
の省エネルギー化を実現する建物省エネルギー制御装置
を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に対応する発明は、空調設備、ブラインド
および照明設備が設置される建物において、前記空調設
備の空調消費エネルギーを検出する空調消費エネルギー
検出手段と、前記照明設備の照明消費エネルギーを検出
する照明エネルギー検出手段と、季節，天候およびゾー
ンごとに複数のブラインド状態を設定し、前記空調消費
エネルギーと前記照明消費エネルギーとの和が最小とな
る最適なブラインド状態を学習記憶するブラインド制御
パターン分類学習手段と、このブラインド制御パターン
分類学習手段による学習記憶後、季節，天候およびゾー
ンを引き数として記憶されたブラインド状態の中から最
適なブラインド状態を検索するブラインド制御パターン
検索手段とを備え、この検索されたブラインド状態に基
づいて前記ブラインドを制御する建物省エネルギー制御
装置である。

【００１８】

【００１９】次に、請求項２に対応する発明は、空調設
備、ブラインドおよび照明設備が設置される建物におい
て、前日または当日の早朝時、当日の日射量予想値、最
低・最高外気温度予想値およびゾーン毎に複数のブライ
ンド状態を設定してシミュレーションを実行し、前記空
調消費エネルギーと前記照明消費エネルギーとの和が最
小となる前記ブラインドの状態を決定するブラインド制
御パターン決定手段とを設けた建物省エネルギー制御装
置である。

【００２０】次に、請求項３に対応する発明は、空調設
備、ブラインドおよび照明設備が設置される建物におい
て、所定時間ごとに実際の日射量，外気温度およびゾー
ン毎に複数のブラインド状態を設定してシミュレーショ
ンを実行し、前記所定時間ごとの前記空調消費エネルギ
ーと前記照明消費エネルギーとの和が最小となる前記ブ
ラインドの状態を決定するブラインド制御パターン決定
手段とを設けた建物省エネルギー制御装置である。

【００２１】

【００２２】

【作用】従って、請求項１に対応する発明は、以上のよ
うな手段を講じたことにより、ブラインド制御パターン
分類学習手段では、例えば春，夏，秋，冬等の季節，例
えば晴，曇，雨等の天候および東・西・南・北ゾーンご
とに複数のブラインド状態を設定し、空調消費エネルギ
ー検出手段および照明消費エネルギー検出手段によって
空調消費エネルギーおよび照明消費エネルギーを取り込
み、その両エネルギーの和の一番小さいブラインド状態
をを学習し記憶する。この学習記憶後、季節、天候およ
びゾーンに基づいて学習記憶されたブラインド状態の中
から最適なブラインド状態を検索してブラインドを制御
するようにすれば、空調消費エネルギーと照明消費エネ
ルギーとの和が最も少ない状態で空調制御及び照明制御
を実行できる。

【００２３】

【００２４】次に、請求項２に対応する発明は、ブライ
ンド制御パターン決定手段では、前日または当日の早朝
時、当日の日射量予想値，最低・最高外気温度予想値お
よびゾーンごとに複数のブラインド状態を設定しながら
シミュレーションを実行し、空調消費エネルギーと照明
消費エネルギーを算出し、その両エネルギーの和の一番
小さいブラインド状態を決定するので、その当日の気象
条件予想に基づいて決定されたブラインド状態でブライ
ンドを制御すれば、空調消費エネルギーと照明消費エネ
ルギーとの和が最も少ない状態で空調制御および照明制
御を実行できる。

【００２５】さらに、請求項３に対応する発明は、ブラ
インド制御パターン決定手段では、所定時間ごとに実際
の日射量，外気温度およびソーン毎に複数のブラインド
状態を設定しながらシミュレーションを実行して、空調
消費エネルギーと照明消費エネルギーとを算出し、その
両エネルギーの和の一番小さいブラインド状態を決定す
るので、所定時間ごとに空調消費エネルギーと照明消費
エネルギーとの和が最も少ない状態で空調制御および照
明制御を実行できる。

【００２６】

【００２７】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は本発明の基本的な構成を示す図であ
る。同図において１は事務所や工場などの建物であっ
て、この建物１内には空調設備２の他、この空調設備２
のトータルの消費エネルギーを検出するための空調消費
エネルギー検出手段等３が設けられ、また建物１の各窓
にはブラインド４が取付けられ、さらに建物１の所要と
する天井部分などに照明および太陽光の合計光量を検出
する光検出器５ａ，…を含む照明器具などの照明設備５
およびこの照明設備５の消費エネルギーを検出する照明
消費エネルギー検出手段６が設けられ、また日射量検出
器が設けられている。

【００２８】前記空調設備２、ブラインド４および照明
設備５にはそれぞれ空調制御部７、ブラインド制御部８
および照明制御部９が設けられ、さらにこれら制御部７
〜９を統合制御するために統合省エネ制御部１０Ａが設
けられている。

【００２９】なお、空調設備２は、東ゾーン・西ゾーン
・南ゾーン・北ゾーンおよび内周部ゾーンごとに設置さ
れている。ブラインド４は、東・西・南・北に面する窓
に取り付けられ、自動的に開（日射透過率最大）、中間
（日射透過率中間）および閉（日射透過率最小）の状態
に設定可能となっている。

【００３０】前記統合省エネ制御部１０Ａは、所定のプ
ログラムに基づいて空調消費エネルギーと照明消費エネ
ルギーとの和が常に最小となるように、ブラインド４の
動作状態を可変にする機能をもっている。また、目標空
調設定値、目標照明レベルを各制御部に送出する機能な
どをもっている。

【００３１】前記空調制御部７は目標空調値と温度・湿
度その他の対象検出値とに基づいて空調操作信号を求め
て空調設備を制御する機能をもっており、ブラインド制
御部８は統合省エネ制御部１０Ａからのブラインド状態
指令に基づいてブラインド４を開，中間および閉とする
操作信号を出力する。照明制御部９は、目標照明レベル
と照明設備５の構成要素である光検出器５ａ，…の光量
検出信号とに基づいて照明設備５である照明器具のコア
コイルの安定抵抗を変えたりして照明光量を可変する機
能をもっている。

【００３２】次に、以上のような建物省エネルギー制御
装置の動作について説明する。今、統合省エネ制御部１
０Ａがプログラムに基づいて１時間（１Ｈ）周期で起動
しながらブラインド制御を行う場合について説明する。

【００３３】図２は１時間前のブラインド制御によるブ
ラインド開状態時から所定周期で起動したときの処理例
を示す図である。つまり、ブラインド開時の状態から起
動すると、日射量検出器からの信号に基づいて前回の日
射量と比較し（ＳＴ１）、日射量が増加していないと判
断したときにはブラインド開の状態で終了する。このと
き、例えば１Ｈの間ブラインド開の状態が継続する。ス
テップＳＴ１において日射量が増加していると判断した
場合には、ブラインド４を中間に設定するための指令を
ブラインド制御部８に送出する（ＳＴ２）。ここで、ブ
ラインド制御部８はブラインド４を中間状態に操作す
る。

【００３４】しかる後、所要とする時間を経過した後
（ＳＴ３）、空調消費エネルギーおよび照明消費エネル
ギーの前回和と、同じく空調消費エネルギーおよび照明
消費エネルギーの今回和とを比較し（ＳＴ４）、今回の
消費エネルギーが前回値よりも減少していない場合には
ブラインド中間指令からブラインド開指令に変更してブ
ラインド制御部８に送出する（ＳＴ５）。

【００３５】なお、前記消費エネルギーの比較は単位時
間当りに換算して行う（以下、同じ）。ステップＳＴ４
において今回の消費エネルギーが前回値よりも減少して
いると判断したとき、ブラインド４を閉に設定するため
の指令をブラインド制御部８に送出する（ＳＴ６）。そ
の後、所要とする時間を経過した後（ＳＴ７）、空調消
費エネルギーおよび照明消費エネルギーの前回和と、同
じく空調消費エネルギーおよび照明消費エネルギーの今
回和とを比較し（ＳＴ８）、今回の消費エネルギーが前
回値よりも減少していない場合にはブラインド閉指令か
らブラインド中間指令に変更してブラインド制御部８に
送出し（ＳＴ９）、ブラインド制御の処理を終了する。
ステップＳＴ８において今回の消費エネルギーが前回値
よりも減少していると判断したときには、ブラインド閉
のまま終了する。

【００３６】図３は１時間前のブラインド制御によるブ
ラインド中間状態時から所定周期で起動したときの処理
例を示す図である。ブラインド中間状態から起動する
と、日射量検出器からの信号に基づいて、前回の日射量
と比較し（ＳＴ１１）、変化なしの場合には前回と同じ
ブラインド中間の状態で終了する。このとき、例えば１
Ｈの間ブラインド中間状態が継続する。ステップＳＴ１
１において日射量に変化があれば、ブラインド４を開に
設定するための指令をブラインド制御部８に送出する
（ＳＴ１２）。ここで、ブラインド制御部８はブライン
ド４を開状態に操作する。

【００３７】しかる後、所要とする時間を経過した後
（ＳＴ１３）、空調消費エネルギーおよび照明消費エネ
ルギーの前回和と、同じく空調消費エネルギーおよび照
明消費エネルギーの今回和とを比較し（ＳＴ１４）、今
回の消費エネルギーが前回値よりも増加しているか否か
を判断する。今回の消費エネルギーが前回値よりも増加
していない場合には終了し、増加している場合にはブラ
インド４を閉に設定するための指令をブラインド制御部
８に送出する（ＳＴ１５）。その後、所要とする時間を
経過した後（ＳＴ１６）、空調消費エネルギーおよび照
明消費エネルギーの前回和と、同じく空調消費エネルギ
ーおよび照明消費エネルギーの今回和とを比較し（ＳＴ
１７）、今回の消費エネルギーが前回値よりも減少して
いない場合にはブラインド閉指令からブラインド中間指
令に変更してブラインド制御部８に送出し（ＳＴ１
８）、ブラインド制御の処理を終了する。ステップＳＴ
１７において今回の消費エネルギーが前回値よりも減少
していると判断したときには、ブラインド閉のまま終了
する。

【００３８】図４は１時間前のブラインド制御によるブ
ラインド閉状態時から所定周期で起動したときの処理例
を示す図であり、その動作処理手順はＳＴ２１〜ＳＴ２
９に示す通りである。

【００３９】従って、以上のような実施例の構成によれ
ば、前回のブラインド制御による日射量と今回の日射量
との間に変化が生じたとき、ブラインド４の状態を可変
しつつ常に空調と照明との消費エネルギーの和が最小と
なるようにブラインド制御するので、最適なブラインド
４の状態，ひいては日射量を有効に利用しながら省エネ
ルギー化を実現できる。

【００４０】図５は請求項１に係わる発明の一実施例を
示す全体構成図である。この装置の設備関係は図１とほ
ぼ同じ構成であり、特に異なる部分は統合省エネルギー
制御部１０Ｂの構成である。従って、同図において図１
と同一部分には同一符号を付して説明し、専ら統合省エ
ネルギー制御部１０Ｂについて説明する。

【００４１】この統合省エネ制御部１０Ｂは、実際のブ
ラインド制御に先立ち、気象条件などを考慮しながら消
費エネルギーの最も小さくなるブラインド状態を学習記
憶し、この学習結果のデータを用いて実際のブラインド
制御を実行することにある。

【００４２】この統合省エネ制御部１０Ｂは、具体的に
は、予め設備導入の最初の冷房時期のある一定期間、東
・西・南・北の何れのゾーンかを表すゾーン情報、晴，
曇，雨等の天候（照度）情報および春・夏・秋・冬など
の季節情報を入力条件とし、ブラインドの状態例えば開
・中間・閉の可変し、そのブラインド４の各状態時の実
際の空調消費エネルギーと照明消費エネルギーとを収集
記憶するエネルギー収集記憶手段２１と、このエネルギ
ー収集記憶手段２１によって収集されたブラインド４の
各状態における空調消費エネルギーと照明消費エネルギ
ーとの和の中から最も小さい消費エネルギーのブライン
ド状態のものを取り出して制御パターン分類記憶手段２
２に記憶するブラインド制御パターン分類学習手段２３
と、このブラインド制御パターン分類学習手段２３によ
る学習後に実際の入力条件，ゾーン情報，天候（照度）
情報および季節情報等を引き数として、制御パターン分
類記憶手段２２からブラインド４の最適な状態を検索す
るブラインド制御パターン検索手段２４とによって構成
されている。

【００４３】従って、以上のような構成を設けることに
より、統合省エネ制御部１０Ｂでは、建物１に設備を取
り付けた後の一定期間にわたって学習処理を行うが、こ
の設備の設置時の季節しか学習できないので、各季節ご
とに学習を行うことになる。

【００４４】今、夏期の晴れの天候情報のとき、東ゾー
ン・西ゾーン・南ゾーン・北ゾーンの情報ごとに開指令
・中間指令・閉指令をブラインド制御部８に送出し、ブ
ラインド４を開・中間・閉操作し、そのときの空調消費
エネルギーと照明消費エネルギーとを取り込んでエネル
ギー収集記憶手段２１に順次記憶する。

【００４５】引き続き、曇の天気情報、雨の天気情報の
ときに同じくブラインド４を開・中間・閉操作し、同様
に空調消費エネルギーおよび照明消費エネルギーを取り
込んで記憶する。従って、エネルギー収集記憶手段２１
には例えば図６に示すような形式で各種の情報が記憶さ
れる。

【００４６】このとき、ブラインド制御パターン分類学
習手段２３は、各季節，各天候，各ゾーンごとに、或い
は図６に示すようにある程度の情報がまとまった時点
で、各入力条件ごとに空調消費エネルギーと照明消費エ
ネルギーとの和の最も小さい消費エネルギーとなるブラ
インド状態を取り出し、例えば図７に示すように分類分
けしていく。

【００４７】以上のように各季節ごとの入力条件による
ブラインド状態を学習記憶し、或いはそれ以外にも適宜
な時期に学習記憶を積み重ねることにより、多数の制御
パターンの分類分けを行って制御パターン分類記憶手段
２２に記憶する。

【００４８】この学習後、実際のブラインド制御時、ブ
ラインド制御パターン検索手段２４では、季節，天候お
よびゾーンなどの入力条件を引き数として制御パターン
分類記憶手段２２から最適なブラインド状態を検索し、
当該ブラインド指令をブラインド制御部８に送出してブ
ラインド４を制御すれば、空調消費エネルギーと照明消
費エネルギーとの和の最も小さい状態を作り出すことが
でき、省エネルギー化を実現できる。

【００４９】次に、図８は請求項２に係わる発明の一実
施例を示す全体構成図である。この実施例は図５と同様
に統合省エネ制御部１０Ｃを変えたものである。この統
合省エネ制御部１０Ｃは、プログラムモデルとしてのビ
ルシュレータ３１と、ブラインド制御パターン決定手段
３２と、エネルギー算出記憶手段３３と、制御パターン
記憶手段３３とによって構成されている。

【００５０】このブラインド制御パターン決定手段３２
は、前日または当日の早朝などに当日の月・日から得ら
れる日射量予想値と例えば前日の天気予報などから得ら
れる最低・最高外気温度予想値とを用いて、ゾーン毎の
各ブラインド状態（例えば開・中間・閉）ごとに空調ビ
ルシミュレーションのプログラムモデルを実行して空調
負荷を計算し、この空調負荷の下に空調消費エネルギー
を算出し、図６と同様な記憶機能をもつエネルギー算出
記憶手段３３に記憶する。同様に、同一入力条件および
ゾーン毎の各ブラインド状態（例えば開・中間・閉）ご
とにビル照明シミュレーションのプログラムモデルを実
行して所定の光量レベルを補償する照明設備５の照明消
費エネルギーを算出し、同様にエネルギー算出記憶手段
３３に記憶する。

【００５１】しかる後、エネルギー算出記憶手段３３に
記憶されるブラインドの開時・中間時・閉時における空
調消費エネルギーと照明消費エネルギーとの和の一番小
さいブラインド状態を探し出し、制御パターン記憶手段
３４に記憶する。これは、各ゾーンごとに当日の最適な
ブラインド状態を決定し、順次に制御パターン記憶手段
３４に記憶していく。

【００５２】そして、当日の実際の空調設備２の空調制
御および照明設備５の照明制御に際し、制御パターン記
憶手段３４に記憶される当日の最適なブラインド状態に
基づいてブラインド指令をブラインド制御部８に送出
し、ブラインド４を制御する。

【００５３】従って、この実施例の構成によれば、前日
または当日の早朝時、日射量予想値および最低・最高外
気温度予想値とに基づいて当日の最適なブラインド状
態、つまり空調消費エネルギーおよび照明消費エネルギ
ーとの和の一番小さい消費エネルギーとなるブラインド
状態を決定でき、これにより空調のブラインド制御およ
び太陽光を有効に利用した照明制御を行いながら、空調
設備２および照明設備５の省エネルギー化を実現でき
る。

【００５４】次に、請求項３に係わる発明の一実施例を
示す全体構成図である。この実施例も統合省エネ制御部
１０Ｄを改良したものである。図８は前日または当日の
早朝の予想気象条件に基づいて空調設備２および照明設
備５の消費エネルギーを算出したものであるが、図９は
ｎ時間毎に実際の日射量および外気温度等の入力条件を
用いてプログラム的にビルシュミレーションを実行し、
空調設備２および照明設備５の消費エネルギーを算出す
ることにある。

【００５５】この統合省エネ制御部１０Ｄは、具体的に
は、図８と同様にビルシミュレーション４１と、ブライ
ンド制御パターン決定手段４２と、エネルギー算出記憶
手段４３と、制御パターン記憶手段４４とを設けた構成
である。

【００５６】そして、このブラインド制御パターン決定
手段４２は、ｎ時間毎に実際の日射量および外気温度等
の入力条件を用いて、ゾーン毎の各ブラインド状態（例
えば開・中間・閉）ごとに空調ビルシミュレーションの
プログラムモデルを実行して空調負荷を計算し、この空
調負荷の下に空調消費エネルギーを算出し、図６と同様
な記憶機能をもつエネルギー算出記憶手段４３に記憶す
る。同様に、同一入力条件およびゾーン毎の各ブライン
ド状態（例えば開・中間・閉）ごとにビル照明シミュレ
ーションのプログラムモデルを実行して所定の光量レベ
ルを補償する照明設備５の照明消費エネルギーを算出
し、同様にエネルギー算出記憶手段４３に記憶する。

【００５７】しかる後、エネルギー算出記憶手段４３に
記憶されるブラインドの開時・中間時・閉時における空
調消費エネルギーと照明消費エネルギーとの和の一番小
さいブラインド状態を探し出し、制御パターン記憶手段
４４に記憶する。これは、各ゾーンごとにブラインド状
態を決定し、順次に制御パターン記憶手段４４に記憶し
ていく。

【００５８】このようにして最適なブラインド状態が得
られたならば、例えばｎ時間にわたって当該ブラインド
状態でブラインド制御を実行する。しかる後、ｎ時間が
経過したとき、再び、実際の日射量および外気温度等の
入力条件を用いて、ゾーン毎の各ブラインド状態（例え
ば開・中間・閉）ごとに、空調消費エネルギーおよび照
明消費エネルギーを算出し、その中から空調消費エネル
ギーと照明消費エネルギーとの和の一番小さい消費エネ
ルギーとなるブラインド状態を決定する。

【００５９】従って、この実施例の構成によれば、当日
のｎ時間毎に実際の気象条件に基づいてここｎ時間後の
最適なブラインド状態を決定でき、これにより空調のブ
ラインド制御および太陽光を有効に利用した照明制御を
行いながら、空調設備２および照明設備５の省エネルギ
ー化を実現できる。

【００６０】次に、本発明の他の実施例について図１０
および図１１を参照して説明する。図１０は照明設備と
光検出器とを配置した図である。照明設備は……でもっ
て表し、光検出器は○でもって表している。この照明設
備は、南北方向に所定間隔を有して東西方向にそってＡ
列〜Ｅ列（５列）にわたって配置され、その各列の照明
設備の両端部および中央部にそれぞれ光検出器が配置さ
れている。通常、太陽光の照明によって作り出されるパ
ターンは、部屋の奥行方向によって異なるが、図１０に
示す照明設備の列方向には比較的一定である。その結
果、各列の照明設備の照明光量が同じ場合には太陽光の
照明によって部屋の照明レベル（光量）が異なってしま
う。

【００６１】そこで、各列の照明設備は、それぞれ異な
る太陽光の照明レベルを補償するために独立に制御する
構成とする。つまり、各列の照明設備は、太陽光の日射
光量によって設計上の目標照明レベルに達しないとき、
不足の光量を供給するために用いるものである。

【００６２】従って、照明制御部９は、各列ごとに配列
される光検出器５ａの光量検出信号と統合省エネ制御部
１０Ａ（１０Ｂ〜１０Ｄ）から送られてくる目標照明レ
ベルとを比較しその偏差が零となるように、つまり光量
検出信号レベルが目標照明レベルを維持するように制御
する。この照明設備としては、例えば照明設備を構成す
るコアコイルの安定抵抗を可変し、適宜に光量を調整可
能なものを使用する。

【００６３】因みに、図１１はある晴れた１日の建物１
の奥行方向での太陽光による照明レベル（白い部分）を
示す図である。そのうち、同図（ａ）は図１０のＡ列に
おける太陽光による照明レベルを示したものであり、白
部分が１００％を満たす時刻では太陽光だけで目標照明
レベルとなっている。図の両角部の斜線部分が目標照明
レベルを得るために、照明設備により日光照明を補うの
に必要な量を示している。そこで、当該時間帯のときに
光検出器５ａからの光量検出信号に基づいて照明設備５
による電気照明により太陽光の照明レベルを補償するこ
とになる。

【００６４】同図（ｂ）は図１０のＢ列における太陽光
による照明レベルを示したものであり、この場合にはＡ
列よりも少し奥にあるので、同図（ａ）よりも少し広い
時間帯にわたって両角部の斜線部分が増えており、この
時間帯には照明設備５による電気照明により太陽光の照
明レベルを補償することになる。

【００６５】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではない。上記実施例では、ブラインドの状態として
例えば開・中間・閉の３段階としたが、それ以上の多段
階状態の場合でもよく、或いは２段階の状態であっても
よい。また、ブラインド４の制御方式として、開閉方式
だけでなく、日射透過率を変化させるものであれば、通
常の窓の内側に遮蔽を設けるもの以外，例えば電気的に
ガラスの性質，つまりガラスの色を変えることなどであ
る。

【００６６】また、請求項１に係わる発明の実施例で
は、季節，天候（照度），ゾーンなどを入力条件として
種々のブラインドの状態を作り出し、消費エネルギーの
小さい最適なブラインド状態を学習し分類記憶し、実際
のブラインド制御時および照明制御時に検索するように
したが、これら一連の機能を実現するものであれば、例
えばニューラルネットワークその他の従来周知の種々の
手段であってもよい。

【００６７】また、請求項１〜３に係わる発明において
は、種々の入力条件項目として、例えば日射量予想値，
最低・最高外気温度予想値，実際の日射量，実際の外気
温度等を例示的に上げたが、適宜に代替，追加または削
除してもよいことは言うまでもない。

【００６８】さらに、他の実施例の発明においては、従
来どおり個々の照明光源につき、予め定めたエリアごと
に人がいなくなったときには電源を切り設定できるよう
にするとか、或いは赤外線センサーなどのごとき人の存
在を検知できるセンサーを設置し、人がいなくなったと
き自動的に個々の電源を入・切してもよい。但し、光検
出器５ａのある部分の照明光源においては、各列に人が
１人でもいるときは電源を切りにしない。その他、本発
明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施でき
る。

【００６９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、空
調制御と照明制御との統合制御によって空調設備および
照明設備のトータルの消費エネルギーを大幅に低減化で
きる。また、種々の環境条件を有効に生かしながら最適
なブラインド状態を学習し、最も消費エネルギーの少な
い状態で空調制御および照明制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる建物省エネルギー制御装置の基
本的な構成を示す図。

【図２】図１に示す装置においてブラインド開起動時の
動作手順例を説明する図。

【図３】図１に示す装置においてブラインド中間起動時
の動作手順例を説明する図。

【図４】図１に示す装置においてブラインド閉起動時の
動作手順例を説明する図。

【図５】請求項１に係わる発明の一実施例を示す全体構
成図。

【図６】図５に示すエネルギー収集記憶手段の情報格納
例を示す図。

【図７】図５に示す制御パターン分類記憶手段の情報格
納例を示す図。

【図８】請求項２に係わる発明の一実施例を示す全体構
成図。

【図９】請求項３に係わる発明の一実施例を示す全体構
成図。

【図１０】本発明の他の実施例を示す照明設備と光検出
器との配列図。

【図１１】図１０に示すＡ列およびＢ列の各時間におけ
る太陽光による照明レベルを示す図。

【図１２】建物外周部各ゾーンの顕熱負荷の変化例と、
ゾーンニングを無視した単一コントロールの場合の各ゾ
ーンにおける時間ごとの空調設備による冷房状態を説明
する図。

【符号の説明】

１…建物、２…空調設備、３…空調消費エネルギー検出
手段、５…照明設備、５ａ…光検出器、６…照明消費エ
ネルギー検出手段、７…空調制御部、８…ブラインド制
御部、９…照明制御部、１０Ａ〜１０Ｄ…統合省エネ制
御部、２３…ブラインド制御パターン分類学習手段、２
４…ブラインド制御パターン検索手段、３１，４１…ビ
ルシュミレータ、３２，４２…ブラインド制御パターン
決定手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−47141（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−80812（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−264086（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−66392（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−83839（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F24F 12/00 F24F 11/02 102 F24F 11/02

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空調設備、ブラインドおよび照明設備が
   設置される建物において、 前記空調設備の空調消費エネルギーを検出する空調消費
   エネルギー検出手段と、前記照明設備の照明消費エネル
   ギーを検出する照明エネルギー検出手段と、季節，天候
   およびゾーンごとに複数のブラインド状態を設定し、前
   記空調消費エネルギーと前記照明消費エネルギーとの和
   が最小となる最適なブラインド状態を学習記憶するブラ
   インド制御パターン分類学習手段と、このブラインド制
   御パターン分類学習手段による学習記憶後、季節，天候
   およびゾーンを引き数として記憶されたブラインド状態
   の中から最適なブラインド状態を検索するブラインド制
   御パターン検索手段とを備え、この検索されたブライン
   ド状態に基づいて前記ブラインドを制御することを特徴
   とする建物省エネルギー制御装置。
2. 【請求項２】 空調設備、ブラインドおよび照明設備が
   設置される建物において、 前日または当日の早朝時、当日の日射量予想値、最低・
   最高外気温度予想値およびゾーン毎に複数のブラインド
   状態を設定してシミュレーションを実行し、前記空調消
   費エネルギーと前記照明消費エネルギーとの和が最小と
   なる前記ブラインドの状態を決定するブラインド制御パ
   ターン決定手段とを備えたことを特徴とする建物省エネ
   ルギー制御装置。
3. 【請求項３】 空調設備、ブラインドおよび照明設備が
   設置される建物において、 所定時間ごとに実際の日射量，外気温度およびゾーン毎
   に複数のブラインド状態を設定してシミュレーションを
   実行し、前記所定時間ごとの前記空調消費エネルギーと
   前記照明消費エネルギーとの和が最小となる前記ブライ
   ンドの状態を決定するブラインド制御パターン決定手段
   とを備えたことを特徴とする建物省エネルギー制御装
   置。