JP4948079B2 - 建物運用状態最適化支援システム - Google Patents
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Description
System)等である。しかし、これらのシステムを用いて、建物の運用の最適化を図るには、経験と勘を有した設備管理者が必要であり、建物固有の特性を熟知した設備管理者が、経験と勘に基づいて、トライアンドエラーを繰り返しながら運用条件の微調整を行い、最適化を行っているのが現状である。
可能となる。
の割合を算出することで算出し、出力に係る評価指標であるエネルギー出力率を、前記建物に備えられた機器の定格容量に対する機器の入力負荷の割合を算出することで算出すること、を特徴としてもよい。
図2は、本実施形態に係る建物総合評価システムの構成の概略を示した図である。建物総合評価システムは、サーバ10と、ネットワーク30と、各種センサ40を備える。サーバ10は、CPU(Central Processing Unit)11、RAM(Random Access Memory)12、HDD(Hard Disk Drive)13、NIC(Network Interface Card)14、表示装置15、入力装置17等を有し、これらはバス16を介して接続されている。
することで、バス16に接続されたRAM12、HDD13、NIC14、表示装置15等を制御する。RAM12は、主記憶装置であり、CPU11によって制御され、各種命令やデータが書き込まれ、読み出される。HDD13は、補助記憶装置であり、主にサーバ10の電源を落としても保持したい情報が書き込まれ、読み出される。NIC14は、ネットワークインターフェースであり、ネットワーク30より信号を受信し、ネットワーク30へ信号を送信する。表示装置15は、出力装置であり、CPU11によって制御され、出力された表示データを表示する。入力装置17は、マウス、キーボード等の入力装置であり、ユーザによって操作される。入力装置17から入力された内容はRAM12に記録され、CPU11によって処理される。
次に、本実施形態で用いる評価項目と評価指標を説明する。表1は、本実施形態で用いる評価項目と評価指標、及びその関係を示した図である。本実施形態では、評価項目として、施設(設備)面の評価項目となる施設管理FM(Facility Management)、エネルギー消費面の評価項目となるエネルギー管理EM(Energy Management)及び建築(構造)面の評価項目となる建築物管理CM(Construction Management)の3つの評価項目を用いる。夫々の評価項目は、入力と出力の関係で対となる評価指標を有し、これらのバランスによって、最適な状態となっているか否かが判断される。本実施形態において、評価指標は、基本運用データに対する運用データの割合を0.0から1.0までの範囲(但し、基本運用データの精度不足や、機器の過負荷運転等により、1.0以上の値をとることもありうる)で表したものであり、入力と出力の関係で対となる評価指標が同一又は近い値となっていれば、バランスのよい状態となっていると判断できる。なお、本実施形態において評価指標は、0.0から1.0までの範囲で表されるが、基本運用データに対する運用データの割合を表す方法は、これに限定されない。例えば、百分率による表示を採用してもよい。
が必要と判断できる。
次に、表2及び表3を用いて、本実施形態において用いられる運用データの一例を説明する。表2は、エネルギー入力率、エネルギー出力率を算出するために用いられるデータを示した図である。エネルギー入力率を算出するための運用データとしては、電力計積算値、ガスメータ積算値、水道メータ積算値、油メータ積算値、及び電気、ガス、水道、油の契約量が挙げられる。電力計積算値、ガスメータ積算値、水道メータ積算値、油メータ積算値を計測するための各種センサ40は、電力計パルス、ガスメータパルス、水道メータパルス、油メータパルスを測定できる位置に備えられる。また、これらのデータが各種センサ40による計測では得られない場合は、請求書データから手入力してもよい。電気、ガス、水道、油の契約量は、供給会社との契約量から手入力される。
大数などを用いることが考えられる。これらの運用データは、各種センサ40によって計測することが難しいため、他のシステム(生産管理システム、売上管理システム、顧客管理システム等)からの取得や、手入力される。
図3は、本実施形態における評価指標の算出処理の概要を示したフローチャートである。図3に示された処理は、建物総合評価システムにおいて、RAM12等に展開されたプログラムをCPU11が解釈及び実行することで行われる。CPU11は、所定のタイミング、又はユーザより入力された指示に基づいて図3に示された処理を実行する。また、以下の各処理の処理単位及び処理順序は、本実施形態に示されている処理単位、処理順序に限定されるものではなく、適宜変更してもよい。ここで、算出する評価指標の一例として、エネルギー供給率の算出処理を示しているが、その他の評価指標、即ちエネルギー入力率、エネルギー出力率、エネルギー消費過剰率、建物稼働率及び部分負荷率の算出処理も、用いる運用データが異なるのみで、算出方法は同様である。
エネルギー供給率 = Σ(製造エネルギー)/Σ(エネルギー製造能力)
算出されたエネルギー供給率はRAM12に記録され、必要であればHDD13に蓄積される。その後、本チャートに示された処理は終了する。
エネルギー消費過剰率 = Σ(消費実態負荷)/Σ(消費想定負荷)
エネルギー入力率 = Σ(エネルギー消費量)/Σ(エネルギー契約量)
エネルギー出力率 = Σ(機器の入力負荷)/Σ(機器の定格容量)
建物稼働率 = Σ(生産能力)/Σ(生産目標)
部分負荷率 = Σ(機器の出力負荷)/Σ(機器の定格能力)
なお、部分負荷率の算出にあたっては、機器の出力負荷に代えて、機器の製造エネルギー量を使用することとしてもよい。
CPU11は、所定の時間内に建物で消費する電気、ガス、油等のエネルギーの総量をメガジュール換算し、所定の時間及び建物の有効床面積で割ることでエネルギー消費原単位を算出する。
次に、シミュレーションによる最適運用条件算出処理を説明する。図5は、最適運用条件算出処理の全体の流れを示したフローチャートである。最適運用条件算出処理は、建物総合評価システムにおいて、RAM12等に展開されたプログラムをCPU11が解釈及び実行することで行われる。CPU11は、所定のタイミング、又はユーザより入力された指示に基づいて図5に示された処理を実行する。また、以下の各処理の処理単位及び処理順序は、本実施形態に示されている処理単位、処理順序に限定されるものではなく、適宜変更してもよい。
ログ値又はこれまでの運用実績に基づいた運用データが出力されるシミュレーションモジュールが用意され、このシミュレーションモジュールに第一の運用条件が入力されることでシミュレーションが行われる。その後、処理はS203へ進む。
て取り入れ外気量を適正化(削減)する方法、機器運転モードが混在している場合(例えば、暖房時期にペリメータ(窓側)暖房、インテリア(室内)側冷房などの混合が発生している場合がある。これは、温度設定値によって生じることがある)に、機器の設定を変更して運転モードの混在による熱ロスを低減させる方法、機器の設定温度を変更して過冷、過熱を抑制する方法、使用されていない電灯を消灯することで内部負荷を減らす方法、高効率または調光器付き照明器具へ変更する事で内部負荷を減らす方法、建築的な改造を行って断熱性能を向上させ、外皮負荷を低減させる方法、等がある。CPU11は、上記した方法に基づいてエネルギー消費過剰率を変更可能な運転条件を判定し、設定値の限界を考慮しつつ、第二の運用条件を算出する。なお、建築的な改造を行って断熱性能を向上させ、外皮負荷を低減させる方法や、高効率または調光器付き照明器具へ変更する事で内部負荷を減らす方法については、運用条件の変更に建築的な改造を伴い、変更にかかるコストが大きいため、第二の運用条件として算出される対象としての優先度を低くすることが好ましい。
ネルギー入力率を小さくする方法、等がある。CPU11は、上記した方法に基づいてエネルギー入力率を変更可能な運転条件を判定し、設定値の限界を考慮しつつ、第二の運用条件を算出する。
仮定運用データ = 運用データ×(第二の模擬運用データ/第一の模擬運用データ)
その後、処理はS206へ進む。
12 RAM
13 HDD
14 NIC
15 表示装置
16 バス
17 入力装置
30 ネットワーク
40 各種センサ
50 バランスチャート
51 中心点
52 指標点
53 重心円
FM 施設管理
EM エネルギー管理
CM 建築物管理
Claims (7)
- 運用されている建物の運用状態から得られた数値情報である運用データ、前記建物の運用において基準となる運用状態に係る数値情報である基準運用データ、および前記建物の運用を最適化する場合において目標となる評価指標である目標評価指標を記憶する記憶装置に接続されるコンピュータを備える建物運用状態最適化支援システムであって、前記コンピュータが、
前記運用データを、前記記憶装置から取得する運用データ取得手段と、
前記建物の運用状態に影響する運用条件であって、前記運用データが取得された際の運用条件である第一の運用条件を保持する第一の運用条件保持手段と、
前記記憶装置から取得された前記基準運用データに対する前記運用データの割合を算出することで、前記建物の運用状態を評価する際の指標である建物の評価指標を算出する評価指標算出手段と、
前記記憶装置から取得された前記目標評価指標に到達するための運用条件である第二の運用条件を、前記評価指標算出手段によって算出された評価指標よりも前記目標評価指標に近い評価指標が得られる運用条件を得ることで取得する第二の運用条件取得手段と、
入力された運用条件に対する演算結果として模擬的な運用データを出力するシミュレーションモジュールを用いて建物の運用シミュレーションを行う運用シミュレーション手段であって、前記第一の運用条件に基づいた前記運用シミュレーションを行うことで第一の模擬運用データを算出し、前記第二の運用条件に基づいた前記運用シミュレーションを行うことで第二の模擬運用データを算出する運用シミュレーション手段と、
前記運用データ取得手段によって取得された運用データに、前記第一の模擬運用データに対する前記第二の模擬運用データの割合を乗算することで、前記第二の運用条件で前記建物を運用したと仮定した場合の仮定運用データを算出する仮定運用データ算出手段と、
前記基準運用データに対する前記仮定運用データの割合を算出することで、前記第二の運用条件で前記建物を運用したと仮定した場合の建物の評価指標である仮定評価指標を算出する仮定評価指標算出手段と、
前記評価指標算出手段によって算出された前記評価指標、前記仮定評価指標算出手段によって算出された前記仮定評価指標、及び前記第二の運用条件を出力する出力手段と、
を備えることを特徴とする建物運用状態最適化支援システム。 - ユーザによる前記目標評価指標の入力を受け付ける入力受付手段を更に備え、
前記第二の運用条件取得手段は、前記入力受付手段によって受け付けられて前記記憶装置に記憶された前記目標評価指標に到達するための運用条件である前記第二の運用条件を、前記第一の運用条件から運用条件が変更された場合の評価指標を算出して、前記評価指標算出手段によって算出された評価指標よりも前記目標評価指標に近い評価指標が得られた場合に、この運用条件を前記第二の運用条件として取得することを特徴とする請求項1に記載の建物運用状態最適化支援システム。 - 前記仮定評価指標算出手段によって算出された前記仮定評価指標が、前記目標評価指標を基準とした所定の範囲内に属するか否かを判定する目標到達判定手段を更に備えることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の建物運用状態最適化支援システム。
- 前記評価指標算出手段は、建物を評価する際の観点を定めた所定の評価項目について、入力に係る前記基準運用データに対する前記運用データの割合を算出し、出力に係る前記基準運用データに対する前記運用データの割合を算出することで、前記所定の評価項目について入力と出力の関係で対となる評価指標を算出し、
前記仮定評価指標算出手段は、前記所定の評価項目について、入力に係る前記基準運用データに対する前記仮定運用データの割合を算出し、出力に係る前記基準運用データに対する前記仮定運用データの割合を算出することで、前記所定の評価項目について入力と出力の関係で対となる仮定評価指標を算出することを特徴とする請求項1から請求項3の何れかに記載の建物運用状態最適化支援システム。 - 前記評価指標算出手段は、前記評価項目である設備管理について入力と出力の関係で対となる評価指標として、
入力に係る評価指標であるエネルギー入力率を、前記建物において消費されるエネルギーのエネルギー契約量に対するエネルギー消費量の割合を算出することで算出し、
出力に係る評価指標であるエネルギー出力率を、前記建物に備えられた機器の定格容量に対する機器の入力負荷の割合を算出することで算出すること、
を特徴とする請求項4に記載の建物運用状態最適化支援システム。 - 前記評価指標算出手段は、前記評価項目であるエネルギー管理について入力と出力の関係で対となる評価指標として、
入力に係る評価指標であるエネルギー供給率を、前記建物におけるエネルギー製造能力に対する製造エネルギーの割合を算出することで算出し、
出力に係る評価指標であるエネルギー消費過剰率を、前記建物でのエネルギー消費による消費想定負荷に対する消費実態負荷の割合を算出することで算出すること、
を特徴とする請求項4に記載の建物運用状態最適化支援システム。 - 前記評価指標算出手段は、前記評価項目である建築物管理について入力と出力の関係で対となる評価指標として、
入力に係る評価指標である建物稼働率を、前記建物における建物稼動の目標に対する建物稼動の割合を算出することで算出し、
出力に係る評価指標である部分負荷率を、前記建物に備えられた機器の定格能力に対する機器の運転時の出力負荷又は製造エネルギー量の割合を算出することで算出すること、
を特徴とする請求項4に記載の建物運用状態最適化支援システム。
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