KR20170016336A - 착색가능한 창들 제어 방법 - Google Patents

Abstract

건물의 방에서의 거주자 편안함을 감안하기 위해 착색가능한 창의 색조를 제어하는 방법. 착색가능한 창이 건물의 내부 및 외부 사이에 있다. 방법은 장래 시간의 직사 일광의 착색가능한 창을 통한 방으로의 침투 깊이 및 방의 공간 유형에 기초하여 장래 시간의 착색가능한 창에 대한 색조 레벨을 예측한다. 방법은 또한 네트워크를 통해 착색가능한 창의 색조를 색조 레벨로 전환시키기 위한 명령들을 제공한다.

Description

틴트가능한 윈도우에 대한 제어 방법{CONTROL METHOD FOR TINTABLE WINDOWS}

본 출원은 2014년 5월 9일에 출원된, "착색가능한 창들 제어 방법"이라는 명칭의 미국 가 특허 출원 제61/991,375호의 혜택을 주장하며, 2013년 2월 21일에 출원된 "착색가능한 창들 제어 방법"이라는 명칭의 미국 특허 출원 제13/772,969호의 부분 계속 출원이며, 이 양자가 이에 의해 이들 전체가 그리고 어떠한 용도로든 참조로 원용된다.

본 출원에 개시된 실시예들은 일반적으로 착색가능한 창들(예를 들어, 전기변색 창들)의 색조 및 다른 기능들을 제어하는 방법을 구현하기 위한 창 제어기들 및 관련 예측 제어 로직에 관한 것이다.

전기변색은 물질이 통상적으로 전압이 변경됨으로써, 상이한 전자 상태에 놓일 때 광 속성의 가역적인 전기화학적 매개 변화를 보이는 현상이다. 광 속성은 통상적으로 색상, 투과도, 흡광도, 및 반사도 중 하나 이상이다. 잘 알려진 전기변색 물질 중 하나는 텅스텐 산화물(WO₃)이다. 텅스텐 산화물은 청색에 투명한, 채색 전환이 전기화학적 환원에 의해 발생하는 음극성 전기변색 물질이다.

전기변색 물질들은 예를 들어, 가정용, 산업용 및 다른 용도들을 위한 창들로 통합될 수 있다. 그러한 창들의 색상, 투과도, 흡광도, 및/또는 반사도는 전기변색 물질의 변화를 유도함으로써 변경될 수 있다, 즉, 전기변색 창들은 전기적으로 어두워지거나 밝아지는 창들이다. 창의 전기변색 소자에 인가되는 작은 전압은 그것들이 어두워지게 할 것이며; 전압을 반전시키면 그것들이 밝아지게 된다. 이러한 능력은 창들을 통과하는 광량의 제어를 가능하게 하며, 전기변색 창들이 에너지 절감 소자들로서 사용될 기회를 내놓는다.

전기변색이 1960년대에 발견되었지만, 전기변색 소자들을 제조 및/또는 사용하는 전기변색 기술, 장치 및 관련 방법들의 최근 많은 발전에 불구하고 전기변색 소자들, 그리고 특히 전기변색 창들은 여전히 다양한 문제를 겪으며 그것들의 충분한 상업성 실현은 시작하지 않았다.

전기변색 창들 및 다른 착색가능한 창들의 상이한 색조 레벨들을로의 전환들을 제어하기 위한 시스템들, 방법들, 및 장치가 제공된다. 일반적으로, 실시예들은 전기변색 창들 또는 다른 착색가능한 창들의 색조 레벨들을 제어하는 방법들을 구현하기 위한 예측 제어 로직을 포함한다. 통상적으로, 제어 로직은 건물의 내부 및 외부 사이에 위치된 하나 이상의 전기변색 창들을 갖는 건물 또는 다른 아키텍처에서 사용될 수 있다. 창들은 상이한 구성들을 가질 수 있다. 예를 들어, 어떤 것들은 사무실들 또는 로비들에서의 수직 창들일 수 있으며, 다른 것들은 복도들에서의 천창들일 수 있다. 보다 구체적으로, 개시된 실시예들은 거주자의 편안함을 직접 감안하기 위해 하나 이상의 착색가능한 창의 색조 레벨을 예측 및 변경하는 방법을 제공하는 예측 제어 로직을 포함한다. 방법은 예를 들어, 착색가능한 창들의 예측된 전환 시간을 고려하기 위해, 장래에 대비하여 색조 레벨을 결정할 수 있다.

편안함은 거주자 또는 거주자의 활동 영역으로 지향되는 직접 글레어 및/또는 전체 복사 에너지를 감소시키는 것과 관계가 있다. 몇몇 경우, 편안함은 또한 해당 영역에 충분한 자연 채광을 들어오게 하는 것과 관계가 있다. 제어 로직은 또한 에너지 보존을 위한 고려 사항을 이용할 수 있다. 특정 구현예들에서, 제어 로직은 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있으며 모듈들 중 적어도 하나는 거주자의 편안함 고려 사항과 연관된다. 모듈들 중 하나 이상은 또한 에너지 소모에 관계가 있을 수 있다.

일 측면에서, 제어 로직의 하나 이상의 모듈은 거주자 또는 그들의 활동 영역 이를테면 그들의 책상 위의 직사 일광 또는 글레어로부터의 거주자의 편안함에 기초하여 결정되는 색조 레벨을 결정할 수 있다. 이들 모듈은 특정 순간에 일광이 방 어디까지 침투할지를 결정할 수 있다. 그 다음 모듈들은 거주자가 편안할 광 레벨을 투과시킬 적절한 색조 레벨을 결정할 수 있다.

다른 측면에서, 제어 로직의 하나 이상의 모듈은 하늘이 맑은 상황에서 예측된 복사 조도로부터 에너지 고려 사항을 또한 고려하기 위해 거주자의 편안함에 기초하여 결정되는 색조 레벨을 수정할 수 있다. 이러한 측면에서, 색조 레벨은 그것이 적어도 지방 자치제 코드들 또는 규격들에 의해 지정된 대로 건물에 요구되는 기준 창처럼 수행함을 확실히 하기 위해 어두워질 수 있다. 수정된 색조 레벨은 기준 창 만큼 냉방시 에너지 절약을 제공할 것이다. 몇몇 경우, 색조 레벨은 대신 난방시 에너지 절약을 제공하기 위해 밝아질 수 있다.

또 다른 측면에서, 제어 로직의 하나 이상의 모듈은 실제 복사 조도를 감안하기 위해 거주자의 편안함 및 예측된 맑은 하늘의 복사 조도에 기초하여 결정되는 색조 레벨을 수정할 수 있다. 실제 복사 조도는 광의 차단 및 반사로 인해 예측된 복사 조도와 상이할 수 있다. 복사 레벨들을 측정할 수 있는 광센서 또는 다른 센서가 실제 복사 조도를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 이들 하나 이상의 모듈은 거주자의 편안함 및 예측된 맑은 하늘의 복사 조도에 기초하여 결정되는 색조 레벨보다 많거나 적은 광을 투과시키는 가장 밝은 색조 레벨을 결정할 수 있다.

일 실시예는 건물의 방에서의 거주자 편안함을 감안하기 위해 착색가능한 창의 색조를 제어하는 방법이다. 착색가능한 창이 건물의 내부 및 외부 사이에 위치된다. 방법은 장래 시간의 직사 일광의 착색가능한 창을 통한 방으로의 침투 깊이 및 방의 공간 유형에 기초하여 장래 시간의 착색가능한 창에 적절한 색조 레벨을 예측한다. 방법은 네트워크를 통해 착색가능한 창의 색조를 색조 레벨로 전환시키기 위한 명령들을 제공한다.

다른 실시예는 건물의 공간에서의 거주자 편안함을 감안하기 위해 착색가능한 창의 색조를 제어하기 위한 제어기이다. 착색가능한 창이 건물의 내부 및 외부 사이에 위치된다. 제어기는 직사 일광의 착색가능한 창을 통한 방으로의 침투 깊이 및 방의 공간 유형에 기초하여 착색가능한 창을 위한 색조 레벨을 결정하도록 구성된 프로세서를 포함한다. 제어기는 또한 네트워크를 통해 프로세서와 그리고 착색가능한 창과 통신하는 펄스 폭 변조기("PWM")를 포함한다. 펄스 폭 변조기는 프로세서로부터 색조 레벨을 수신하도록 네트워크를 통해 착색가능한 창의 색조를 결정된 색조 레벨로 전환시키기 위한 색조 명령들을 갖는 신호를 송신하도록 구성된다.

다른 실시예는 건물에서의 거주자 편안함을 감안하기 위해 착색가능한 창의 색조를 제어하기 위한 마스터 제어기이다. 착색가능한 창이 건물의 내부 및 외부 사이에 위치된다. 마스터 제어기는 컴퓨터 판독가능한 매체 및 컴퓨터 판독가능한 매체와 통신하는 그리고 착색가능한 창을 위한 로컬 창 제어기를 통신하는 프로세서를 포함한다. 컴퓨터 판독가능한 매체는 착색가능한 창과 연관된 공간 유형을 갖는 구성 파일을 갖는다. 프로세서는 컴퓨터 판독가능한 매체로부터 공간 유형을 수신하도록, 직사 일광의 착색가능한 창을 통한 방으로의 침투 깊이 및 공간 유형에 기초하여 착색가능한 창을 위한 색조 레벨을 결정하도록, 그리고 네트워크를 통해 착색가능한 창의 색조를 결정된 색조 레벨로 전환시키기 위한 명령들을 로컬 창 제어기로 송신하도록 구성된다.

다른 실시예는 거주자 편안함을 감안하기 위해 건물 구역에서 하나 이상의 착색가능한 창의 색조를 제어하는 방법이다. 방법은 현재 시간에 기초하여 그리고 구역의 대표적인 창의 예측된 전환 시간에 기초하여 장래 시간을 계산한다. 방법은 또한 장래 시간의 태양의 위치를 예측하고 사용자에 의해 스케줄에 지정된 프로그램 결정한다. 프로그램은 하나 이상의 독립 변수에 기초하여 색조 레벨을 결정하기 위한 로직을 포함한다. 방법은 또한 장래 시간의 태양의 예측된 위치 및 거주자 편안함에 기초하여 색조 레벨을 결정하도록 결정된 프로그램을 채용한다. 방법은 또한 색조를 결정된 색조 레벨로 전환시키기 위한 명령들을 하나 이상의 착색가능한 창으로 전달한다.

다른 실시예는 거주자 편안함을 감안하기 위해 건물 구역에서 하나 이상의 착색가능한 창의 색조를 제어하기 위한 창 제어기이다. 창 제어기는 예측 제어 로직을 갖는 컴퓨터 판독가능한 매체, 및 위치 데이터 및 구역과 연관된 구역/그룹 데이터를 포함한다. 창 제어기는 컴퓨터 판독가능한 매체와 통신하는 그리고 착색가능한 창과 통신하는 프로세서를 더 포함한다. 프로세서는 현재 시간에 기초하여 그리고 구역의 대표적인 창의 예측된 전환 시간에 기초하여 장래 시간을 계산하도록 구성된다. 프로세서는 또한 장래 시간의 태양의 위치를 예측하도록 사용자에 의해 스케줄에 지정된 프로그램 결정하도록 구성된다. 프로그램은 하나 이상의 독립 변수에 기초하여 색조 레벨을 결정하기 위한 로직을 포함한다. 프로세서는 또한 장래 시간의 태양의 예측된 위치를 사용하여 그리고 거주자 편안함에 기초하여 색조 레벨을 결정하도록 결정된 프로그램을 채용하도록 구성된다. 프로세서는 또한 색조를 결정된 색조 레벨로 전환시키기 위한 명령들을 구역에서의 하나 이상의 착색가능한 창으로 전달하도록 구성된다.

특정 측면들은 건물의 방에서의 거주자 편안함을 감안하기 위해 하나 이상의 착색가능한 창의 색조를 제어하는 방법을 포함한다. 하나의 방법은 거주 영역 및 하나 이상의 착색가능한 창을 통한 광의 3-차원 투영 간 교점을 결정하는 단계 하나 이상의 착색가능한 창의 색조 레벨을 결정하기 위해 교점을 사용하는 단계; 및 하나 이상의 착색가능한 창의 색조를 결정된 색조 레벨로 전환시키기 위한 명령들을 제공하는 단계를 포함한다. 몇몇 경우, 3-차원 투영은 하나 이상의 착색가능한 창의 태양 광선으로부터 방으로의 투영이다. 투영 방향은 몇몇 경우 태양의 방위각 및 고도에 기초하여 결정될 수 있다. 몇몇 경우, 관심 평면과 광의 3-차원 투영의 교점은 P-상(P-imgae)이고 색조 레벨은 거주 영역과 P-상의 겹친 양에 기초하여 결정되며 겹친 양에 기초하여 색조 레벨을 결정한다. 몇몇 경우, 색조 레벨은 거주 영역과 P-상의 겹친 백분율에 기초하여 결정된다.

특정 측면들은 방에서의 거주자 편안함을 감안하기 위해 하나 이상의 착색가능한 창의 색조를 제어하기 위한 제어기들을 포함한다. 몇몇 경우, 제어기는 관심 평면과 하나 이상의 착색가능한 창을 통한 광의 3-차원 투영의 교점을 결정하도록, 거주 영역과 교점의 겹침을 결정하도록, 하나 이상의 착색가능한 창의 색조 레벨을 결정하기 위해 결정된 겸칩을 사용하도록, 그리고 하나 이상의 착색가능한 창의 색조를 결정된 색조 레벨로 전환시키기 위한 명령들을 제공하도록 구성된 프로세서를 포함한다. 몇몇 경우, 제어기는 네트워크를 통해 프로세서와 그리고 착색가능한 창과 통신하는 펄스 폭 변조기를 더 포함한다. 펄스 폭 변조기는 프로세서로부터 결정된 색조 레벨을 수신하도록 그리고 네트워크를 통해 하나 이상의 착색가능한 창의 색조를 결정된 색조 레벨로 전환시키기 위한 색조 명령들을 갖는 신호를 송신하도록 구성된다. 몇몇 측면에서, 관심 평면과 광의 3-차원 투영의 교점은 P-상이되, P-상을 결정하는 것은 하나 이상의 착색가능한 창의 유효 개구 및 유효 개구의 기하학적 중심을 결정하는 것, 태양 방위각 및 고도에 기초하여 기하학적 중심과의 P-상 오프셋을 결정하는 것, 및 관심 평면에서 P-상 오프셋 주위로 유효 개구 영역을 생성함으로써 P-상을 결정하는 것을 포함한다.

특정 측면들은 건물의 방에서의 거주자 편안함을 감안하기 위해 하나 이상의 착색가능한 창의 색조를 제어하는 방법을 포함한다. 몇몇 경우, 방법들은 하나 이상의 타이머가 현재 시간에 설정되는지를 결정하는 단계; 및 하나 이상의 타이머가 설정되지 않은 경우, 필터링된 색조 레벨을 결정하는 단계 및 하나 이상의 착색가능한 창의 색조를 필터링된 색조 레벨로 전환시키기 위한 명령들을 제공하는 단계를 포함한다. 몇몇 경우, 필터링된 색조 레벨을 결정하는 단계는 하나 이상의 센서 판독치에 기초하여 단 박스 카(short box car)의 단 박스 카 값을 결정하는 단계, 하나 이상의 센서 판독치에 기초하여 제1 장 박스 카의 제1 장 박스 카 값을 결정하는 단계, 단 박스 카 값 및 장 박스 카 값의 차가 양이고 양의 임계 값보다 큰 경우 조도 값을 단 박스 카 값으로 설정하는 단계 제1 타이머를 설정하는 단계, 및 단 박스 카 값 및 장 박스 카 값의 차가 양이고 양의 임계 값보다 적은 경우 또는 음이고 음의 임계 값보다 더 음인 경우 조도 값을 제1 장 박스 카 값으로 설정하는 단계를 포함한다.

이들 및 다른 특징들 및 실시예들이 다음 도면들을 참조하여 보다 상세하게 설명될 것이다:

도 1a 내지 도 1c는 유리 기판들, 즉, 전기변색 라이트들 상에 형성되는 전기변색 소자들의 개략도들을 도시한다.
도 2a 및 도 2b는 IGU로 통합되는 도 1a 내지 도 1c에 관해 설명된 바와 같은 전기변색 라이트들의 단면 개락도들을 도시한다.
도 3a는 전기변색 소자의 개략적인 단면을 도시한다.
도 3b는 표백 상태의(또는 표백 상태로 전환하는) 전기변색 소자의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 3c는 도 3b에 도시된, 그러나 착색 상태의(또는 착색 상태로 전환하는) 전기변색 소자의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 4는 창 제어기의 구성요소들의 간략화된 블록도를 도시한다.
도 5는 개시된 실시예들에 따라, 착색가능한 창 및 적어도 하나의 센서를 포함하는 방의 개략도를 도시한다.
도 6a 내지 도 6c는 개시된 실시예들에 따라, 대표적인 제어 로직의 세 개의 모듈 A, B, 및 C의 각각에 의해 제어되는 정보를 도시하는 도해들을 포함한다.
도 7은 개시된 실시예들에 따라, 건물에서의 하나 이상의 전기변색 창을 제어하는 방법을 위한 예측 제어 로직의 일부 단계를 도시하는 흐름도이다.
도 8은 도 7에 도시된 제어 로직의 부분의 특정 구현예를 도시하는 흐름도이다.
도 9는 개시된 실시예들에 따른 모듈 A의 세부 사항을 도시하는 흐름도이다.
도 10은 개시된 실시예들에 따른 거주 색인표의 예이다.
도 11a는 개시된 실시예들에 따라, 창 가까이에 위치되는 책상 1에 기초한 공간 유형과 함께 전기변색 창을 포함하는 방의 개략도를 도시한다.
도 11b는 개시된 실시예들에 따라, 도 11a에서 보다 창에서 더 멀리 떨어져 위치되는 책상 2에 기초한 공간 유형과 함께 전기변색 창을 포함하는 방의 개략도를 도시한다.
도 12는 개시된 실시예들에 따른 모듈 B의 세부 사항을 도시하는 흐름도이다.
도 13은 개시된 실시예들에 따른 모듈 C의 세부 사항을 도시하는 흐름도이다.
도 14는 도 7에 도시된 제어 로직의 부분의 다른 구현예를 도시하는 도해이다.
도 15는 건물 관리 시스템의 실시예의 개략도를 도시한다.
도 16은 건물 네트워크의 실시예의 블록도를 도시한다.
도 17은 건물의 하나 이상의 착색가능한 창의 기능들을 제어하기 위한 시스템의 구성요소들의 블록도이다.
도 18은 건물에서의 하나 이상의 착색가능한 창(예를 들어, 전기변색 창)의 색조 레벨들의 전환을 제어하는 방법을 위한 예측 제어 로직을 도시하는 블록도이다.
도 19는 실시예들에 따라, 창 제어기에 의해 채용되는 스케줄을 생성하기 위한 스케줄 정보를 입력하기 위해 사용되는 사용자 인터페이스의 스크린샷이다.
도 20은 실시예들에 따라, 수광각, 태양각, 및 침투 깊이 간 관계를 도시하는 책상 및 창을 갖는 방의 거주 색인표및 개략도의 예이다.
도 21a, 도 21b, 및 도 21c는 실시예에 따라, 세 개의 상이한 공간 유형을 갖는 건물의 부분의 평면도의 개략도들이다.
도 22는 실시예들에 따라, 색조 레벨 또는 보다 착색가능한 창들을 제어하기 위해 사용되는 창 제어기들에 존재할 수 있는 서브시스템들의 블록도이다.
도 23은 오후에 햇빛으로 빠르게 걷히는 안개로 시작되는 날에 취해지는 센서 조도 판독치들의 그래프이다.
도 24a는 도 7에 도시된 제어 로직의 부분의 특정 구현예를 도시하는 흐름도이다.
도 24b는 아침에 흐린 후 오후에 맑은 날 동안 조도 판독치들 및 대응하는 상한 및 하한의 그래프이다.
도 25a는 실시예들에 따라, 착색 결정을 내리기 위해 박스 카 값들을 이용하는 제어 방법의 흐름도이다.
도 25b는 책상을 갖는 방 및 태양이 책상에 앉아 있는 거주자 위로 빛나는 방의 임계각을 도시한다
도 26a는 실시예들에 따라, 보통 날 동안의 센서 판독치들 및 박스 카 필터들을 이용하는 제어 방법으로 결정되는 관련 결정된 색조 상태들과 연관된 두 개의 그래프를 도시한다.
도 26b는 실시예들에 따라, 간간이 번개가 치는 흐린 날 동안의 센서 판독치들 및 박스 카 필터들을 이용하는 제어 방법으로 결정되는 관련 결정된 색조 상태들과 연관된 두 개의 그래프를 도시한다.
도 27a는 낮 동안의, 시간 t 동안 결정되는 센서 판독치들, 단 박스 카 값들, 및 장 박스 카 값들을 포함하는 조도 값들의 제도이다.
도 27b는 낮 동안, 도 27a의 센서 판독치들 및 모듈 B에 의해 결정되는 관련 색조 레벨, 및 모듈 C에 의해 결정되는 색조 레벨의 제도이다.
도 28a는 실시예들에 따라, 착색 결정을 내리기 위해 박스 카 값들을 이용하는 제어 방법의 흐름도이다.
도 28b는 낮 동안의, 시간 t 동안 결정되는 센서 판독치들, 단 박스 카 값들, 및 장 박스 카 값들을 포함하는 조도 값들의 제도이다.
도 29a는 실시예들에 따라, 착색 결정을 내리기 위해 박스 카 값들을 이용하는 제어 방법의 흐름도이다.
도 29b는 낮 동안의, 시간 t 동안 결정되는 센서 판독치들, 단 박스 카 값들, 및 장 박스 카 값들을 포함하는 조도 값들의 제도이다.
도 30은 실시예들에 따라, 광의 방을 통한 바닥으로의 3-차원 투영을 예시하기 위한 천창 형태의 수평 원형 개구를 갖는 방의 측면도의 개략도이다.
도 31은 실시예에 따라, 방에서의 책상에 투영하는 도 30의 방의 측면도 및 상면도의 개략도이다.
도 32는 실시예에 따라, 천창 형태의 단일 수평 원형 개구를 갖는 방의 측면도 및 상면도의 개략도이다.
도 33은 실시예에 따라, 제1 개구 및 제2 개구를 포함하는 다면 천창을 갖는 방의 측면도의 개략도이다.
도 34는 실시예에 따라, 제1 개구 및 제2 개구를 포함하는 다면 천창을 갖는, 그리고 책상을 갖는 방의 측면도의 개략도이다.
도 35는 실시예에 따라, 광을 차단하는 면을 포함하는 다면 천창을 갖는 방의 측면도의 개략도이다.
도 36은 실시예에 따라, 글레어 영역에 의해 커버되는 거주 영역의 상대 부분에 대응하는 최종 색조 상태를 제공하는 방법을 도시하는 개략도이다.
도 37은 도 8의 단계(700)의 세부 사항이 3차원 광 투영을 이용하는 모듈 A의 실시예들에 대응하는 흐름도이다.
도 38은 실시예들에 따라, 수 개의 다면 천창 및 투영을 갖는 방의 측면도의 개략도이다.

다음 설명에서, 많은 구체적 사항이 제공된 실시예들의 완전한 이해를 제공하기 위해 제시된다. 개시된 실시예들은 이들 구체적 사항의 일부 또는 전부 없이도 실시될 수 있다. 다른 인스턴스들에서, 잘 알려진 프로세스 동작들은 개시된 실시예들을 불필요하게 모호하게 하지 않기 위해 상세하게 설명하지 않았다. 개시된 실시예들이 구체적 실시예들과 함께 설명될 것이지만, 개시된 실시예들을 제한하도록 의도되지 않음이 이해될 것이다.

I. 전기변색 소자들의 개요

개시된 실시예들이 전기변색 창들(또한 스마트 창들로도 불리우는)에 중점을 두지만, 본 출원에 개시되는 개념들은 다른 유형들의 착색가능한 창들에 적용될 수 있음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 전기변색 디바이스 대신 액정 소자 또는 부유 입자 소자를 통합하는 착색가능한 창이 개시된 실시예들 중 임의의 실시예에 통합될 수 있다.

독자를 본 출원에 개시되는 시스템들, 창 제어기들, 및 방법들의 실시예들을 지향하게 하기 위해, 전기변색 소자들에 대한 간단한 논의가 제공된다. 전기변색 소자들에 대한 이러한 초기 논의는 단지 상황에 맞게 제공되며, 시스템들, 창 제어기들, 및 방법들에 대한 후속적으로 설명되는 실시예들은 초기 논의의 구체적 특징들 및 제조 프로세스들로 제한되지 않는다.

전기변색 라이트의 특정 예가 본 출원에 개시되는 실시예들을 예시하기 위해, 도 1a 내지 도 1c를 참조하여 설명된다. 도 1a는 전기변색 라이트(100)의 단면도(도 1c의 단면 절단부 X'-X' 참조)이며, 이는 유리판(105)으로 시작하여 제조된다. 도 1b는 전기변색 라이트(100)의 단면도(도 1c의 관찰 시점 Y-Y' 참조)이며, 도 1c는 전기변색 라이트(100)의 하향식 도면을 도시한다. 도 1a는 유리판(105) 상에, 라이트의 둘레를 감싸는, 영역(140)을 생성하기 위해 에지가 제거된, 제조 후 전기변색 라이트를 도시한다. 전기변색 라이트는 또한 레이저 스크라이빙되었으며, 버스 바들(bus bars)이 부착되었다. 유리 라이트(105)는 확산 장벽(110)을, 그리고 확산 장벽 상에, 제1 투명 전도 산화물 층(TCO)(115)을 갖는다. 본 예에서, 에지 제거 프로세스는 TCO(115) 및 확산 장벽(110) 양자를 제거하나, 다른 실시예들에서는 단지 TCO가 제거되어, 확산 장벽을 그대로 둔다. TCO(115)는 유리판 상에 제조된 전기변색 소자의 전극들을 형성하기 위해 사용되는 두 개의 전도성 층들의 제1 전도성 층이다. 본 예에서, 유리판은 기저 유리 및 확산 장벽 층을 포함한다. 그에 따라, 본 예에서, 확산 장벽이 형성되고, 그 다음 제1 TCO, 전기변색 스택(125),(예를 들어, 전기변색, 이온 도체, 및 상대 전극 층들), 및 제2 TCO(130)가 형성된다. 일 실시예에서, 전기변색 소자(전기변색 스택 및 제2 TCO)는 통합 적층 시스템에서 제조되며 여기서 유리판은 스택의 제조 동안 언제라도 통합 적층 시스템을 떠나지 않는다. 일 실시예에서, 제1 TCO 층이 또한 통합 적층 시스템에서 제조되며 여기서 유리판은 전기변색 스택 및 (제2) TCO 층의 적층 동안 통합 적층 시스템을 떠나지 않는다. 일 실시예에서, 모든 층(확산 장벽, 제1 TCO, 전기변색 스택, 및 제2 TCO)이 통합 적층 시스템에서 제조되며 여기서 유리판은 적층 동안 통합 적층 시스템을 떠나지 않는다. 본 예에서, 전기변색 스택(125)의 적층 이전에, 격리 도랑(120)이 TCO(115) 및 확산 장벽(110)을 가로질러 절단된다. 도랑(120)은 제조가 완료된 이후 버스 바 1 아래에 귀착할 TCO(115)의 영역을 전기적으로 격리하는 것을 예상하여 만들어진다(도 1a 참조). 이는 바람직하지 않을 수 있는, 버스 바 아래 전기변색 소자의 전하 축적 및 채색을 회피하기 위해 이루어진다.

전기변색 소자의 형성 이후, 에지 제거 프로세스 및 추가 레이저 스크라이빙이 수행된다. 도 1a는 소자가 본 예에서, 레이저 스크라이브 도랑들 주위 둘레 영역(150, 155, 160, 및 165)에서 제거된 영역들(140)을 도시한다. 도랑들(150, 160 및 165)은 전기변색 스택을 그리고 또한 제1 TCO 및 확산 장벽을 관통한다. 도랑(155)은 제2 TCO(130) 및 전기변색 스택을 관통하나, 제1 TCO(115)는 관통하지 않는다. 레이저 스크라이브 도랑들(150, 155, 160, 및 165)은 에지 제거 프로세스들 동안 동작가능한 전기변색 소자에 의해 손상을 입을 수 있는, 전기변색 소자의 부분들(135, 145, 170, 및 175)을 격리하기 위해 만들어진다. 본 예에서, 레이저 스크라이브 도랑들(150, 160, 및 165)은 소자의 격리를 돕기 위해 제1 TCO를 관통한다(레이저 스크라이브 도랑(155)은 제1 TCO를 관통하지 않는다, 그렇지 않으면 그것은 제1 TCO 그리고 그에 따라 전기변색 스택과 버스 바 2의 전기 통신을 차단할 수 있다). 레이저 스크라이브 프로세스를 위해 사용되는 레이저 또는 레이저들은 필수적으로는 아니나, 통상적으로, 펄스-형 레이저들, 예를 들어, 다이오드-펌핑 고체 상태 레이저들(diode-pumped solid state lasers)이다. 예를 들어, 레이저 스크라이브 프로세스들은 IPG Photonics(매사추세츠, 옥스포드의)로부터, 또는 Ekspla(리투아니아, 빌뉴스의)로부터 적절한 레이저를 이용하여 수행될 수 있다. 스크라이빙은 또한 기계적으로, 예를 들어, 다이아몬드 날붙이 스크라이브에 의해 수행될 수 있다. 해당 기술분야에서의 통상의 기술자는 레이저 스크라이빙 프로세스들이 상이한 깊이들로 수행되고/되거나 단일 프로세스로 수행되며 이에 의해 전기변색 소자의 둘레를 감싸는 연속 경로 동안 레이저 절단 깊이가 다양하거나, 또는 그렇지 않음을 이해할 수 있다. 일 실시예에서, 에지 제거는 제1 TCO의 깊이로 수행된다.

레이저 스크라이빙이 완료된 이후, 버스 바들이 부착된다. 비-관통 버스 바(1)가 제2 TCO에 적용된다. 비-관통 버스 바(2)는 제1 TCO와 접촉하는, 소자가 적층되지 않은(예를 들어, 제1 TCO를 소자 적층으로부터 보호하는 마스크로부터), 또는 본 예에서, 에지 제거 프로세스(예를 들어, XY 또는 XYZ 검류계를 갖는 장치를 이용하는 레이저 절제)가 제1 TCO에 이르기까지 물질을 제거하기 위해 사용된 영역에 적용된다. 본 예에서, 버스 바 1 및 버스 바 2 양자는 비-관통 버스 바들이다. 관통 버스 바는 통상적으로 스택 밑 TCO와 접촉하기 위해 전기변색 스택 안으로 그리고 이를 가로 질러 눌러 넣어지는 것이다. 비-관통 버스 바는 전기변색 스택 층에 관통하는 것이 아니라, 전도성 층, 예를 들어, TCO의 표면 상에 전기 및 물리 접촉하는 것이다.

TCO 층들은 비-전통적인 버스 바, 예를 들어, 스크린 및 리소그래피 패터닝 방법들로 제조되는 버스 바를 이용하여 전기적으로 연결될 수 있다. 일 실시예에서, 전도성 잉크를 실크 스크린하는 것(또는 다른 패터닝 방법을 이용하는 것)에 뒤이어 잉크를 열 경화 또는 소결하는 것을 통해 소자의 투명 전도성 층들과의 전기 통신이 수립된다. 상술된 소자 구성을 이용하는 것에 대한 이점들은 관통 버스 바들을 이용하는 종래 기술들보다 예를 들어, 보다 간단한 제조, 그리고 보다 적은 레이저 스크라이빙을 포함한다.

버스 바들이 연결된 이후, 소자는 절연 유리 장치(IGU)로 통합되며, 이는 예를 들어, 버스 바들 기타 같은 종류의 것에 전선을 연결하는 것을 포함한다. 몇몇 실시예에서, 버스 바들 중 하나 또는 양자가 완성된 IGU 안에 있으나, 일 실시예에서 하나의 버스 바가 IGU의 시일(seal) 바깥에 있으며 하나의 버스 바는 IGU 안에 있다. 전자의 실시예에서, 영역(140)이 IGU를 형성하기 위해 사용되는 스페이서의 하나의 면과 밀봉하기 위해 사용된다. 그에 따라, 버스 바들에 대한 전선들 또는 다른 연결이 스페이서 및 유리 사이에 이어진다. 많은 스페이서가 전도성인 금속, 예를 들어, 스테인리스 강으로 만들어지기 때문에, 버스 바 및 그것에 대한 연결기 및 금속 스페이서 간 전기 통신으로 인한 단락을 회피하기 위한 단계들을 취하는 것이 바람직하다.

상술된 바와 같이, 버스 바들이 연결된 이후, 전기변색 라이트는 IGU로 통합되며, 이는 예를 들어, 버스 바들 기타 같은 종류의 것을 위한 배선을 포함한다. 본 출원에 설명된 실시예들에서, 버스 바들 양자는 완성된 IGU의 주요 시일 안에 있다.

도 2a는 IGU(200)로 통합되는 도 1a 내지 도 1c에 관해 설명된 바와 같은 전기변색 창의 단면 개략도를 도시한다. 스페이서(205)는 전기변색 라이트를 제2 라이트(210)와 분리하기 위해 사용된다. IGU(200)에서의 제2 라이트(210)는 비-전기변색 라이트가나, 본 출원에 개시된 실시예들은 그렇게 제한되지 않는다. 예를 들어, 라이트(210)는 그것 위에 전기변색 소자를 그리고/또는 하나 이상의 코팅 이를테면 저-E 코팅 기타 같은 종류의 것을 가질 수 있다. 라이트(201)는 또한 이를테면 도 2b에 도시된 성층 유리일 수 있다(라이트(201)는 수지(235)를 통해 페인(230)을 보강하기 위해 성층된다). 전기변색 라이트의 스페이서(205) 및 제1 TCO 사이에 주요 시일 물질(215)이 있다. 이러한 주요 시일 물질은 또한 스페이서(205) 및 제2 라이트(210) 사이에도 있다. 보조 시일(220)이 스페이서(205)의 둘레를 감싼다. 버스 바 배선/도선들은 제어기에 연결하기 위해 시일들을 가로지른다. 보조 시일(220)은 도시된 것보다 두꺼울 수 있다. 이들 시일들은 IGU의 내부 공간(225) 밖의 수분을 유지하는 것을 돕는다. 그것들은 방지 IGU의 내부에서의 아르곤 또는 다른 가스가 새어 나가는 것을 방지하는 역할을 한다.

도 3a는 전기변색 소자(300)를 단면도로 개략적으로 도시한다. 전기변색 소자(300)는 기판(302), 제1 전도성 층(CL)(304), 전기변색 층(EC)(306), 이온 전도성 층(IC)(308), 상대 전극 층(CE)(310), 및 제2 전도성 층(CL)(314)을 포함한다. 층들(304, 306, 308, 310, 및 314)은 전기변색 스택(320)으로 총칭된다. 전기변색 스택(320)에 걸쳐 전위를 인가하도록 동작가능한 전압원(316)은 전기변색 소자의 예를 들어, 표백 상태로부터 착색 상태(도시됨)로의 전환을 가져온다. 층들의 순서는 기판에 대하여 역전될 수 있다.

설명된 바와 같이 별개의 층들을 갖는 전기변색 소자들은 결점이 적은 모든 고체 상태 소자 및/또는 모든 무기물 소자로 제조될 수 있다. 그러한 소자들 및 그것들을 제조하는 방법들이 2009년 12월 22일에 출원되고 발명자들로서 Mark Kozlowski 외가 명명된, "저-결함 전기변색 소자들의 제조"라는 명칭의 미국 특허 출원 제12/645,111호, 및 2009년 12월 22일에 출원되고 발명자들로서 Zhongchun Wang 외가 명명된, "전기변색 소자들"이라는 명칭의 미국 특허 출원 제12/645,159호에 상세하게 설명되며, 이들 양자는 이에 의해 그것들 전체가 참조로 원용된다. 그러나, 스택에서의 층들 중 임의의 하나 이상의 층이 상당량의 유기 물질을 함유할 수 있음이 이해되어야 한다. 하나 이상의 층에 소량으로 존재할 수 있는 액체들에 대해서도 마찬가지라고 할 수 있다. 또한 고체 상태 물질이 적층되거나 그 외 액체 성분들을 채용하는 프로세스들 이를테면 졸-겔을 채용하는 특정 프로세스들 또는 화학 기상 증착에 의해 형성될 수 있음이 이해되어야 한다.

추가적으로, 표백 상태 및 착색 상태 간 전환에 대한 언급은 비-제한적이고 구현될 수 있는 다수의 전기변색 전환 중 단지 일례를 제시하는 것임이 이해되어야 한다. 본 출원에 다르게 명시되지 않는 한(앞서 말한 논의를 포함하여), 표백-착색 전환이 언급될 때는 언제나, 대응하는 소자 또는 프로세스는 다른 광학 상태 전환들 이를테면 비-반사-반사, 투명-불투명 등을 포함한다. 나아가, 용어 "표백"은 광학적으로 중간 상태, 예를 들어, 비착색, 투명, 또는 반투명을 나타낸다. 더 나아가, 본 출원에 다르게 명시되지 않는 한, 전기변색 전환의 "색"은 특정 파장 또는 파장 범위로 제한되지 않는다. 해당 기술분야에서의 통상의 기술자들에 이해될 바와 같이, 적절한 전기변색 및 상대 전극 물질들에 대한 선택은 관련 광학 전환을 좌우한다.

본 출원에 설명된 실시예들에서, 전기변색 소자는 표백 상태 및 착색 상태를 가역적으로 사이클링한다. 몇몇 경우에서, 소자가 표백 상태에 있을 때, 퍼텐셜이 스택에서의 이용가능한 이온이 상대 전극(310)에 주로 존재하도록 전기변색 스택(320)에 인가된다. 전기변색 스택 상의 퍼텐셜이 역전될 때, 이온은 이온 전도성 층(308)을 가로질러 전기변색 물질(306)로 수송되며 물질이 착색 상태로 전환되게 한다. 유사한 방식으로, 본 출원에 설명된 실시예들의 전기변색 소자는 상이한 색조 레벨들(예를 들어, 표백 상태, 가장 어두운 착색 상태, 및 표백 상태 및 가장 어두운 착색 상태 사이 중간 레벨들) 사이에서 가역적으로 사이클링될 수 있다.

다시 도 3a를 참조하여, 전압원(316)은 복사 및 다른 환경 센서들과 함께 동작하도록 구성될 수 있다. 본 출원에 설명된 바와 같이, 전압원(316)은 소자 제어기(본 도면에 미도시됨)와 인터페이싱한다. 추가적으로, 전압원(316)은 다양한 기준 이를테면 연중 시각, 일중 시각, 및 측정된 환경 상황에 따라 전기변색 소자를 제어하는 에너지 관리 시스템과 인터페이싱할 수 있다. 광역 전기변색 소자들(예를 들어, 전기변색 창)과 함께, 그러한 에너지 관리 시스템은 건물의 에너지 소비를 극적으로 낮출 수 있다.

적절한 광학, 전기적, 열적, 및 기계적 속성들을 갖는 임의의 물질이 기판(302)으로 사용될 수 있다. 적절한 기판들은 예를 들어, 유리, 플라스틱, 및 거울 물질들을 포함한다. 적절한 유리들은 소다 석회 부유 유리를 포함하여, 맑은 또는 착색된 소다 라임 유리 중 어느 하나를 포함한다. 유리는 템퍼링되거나 템퍼링되지 않을 수 있다.

많은 경우, 기판은 주거용 창 적용예들을 위해 사이징되는 유리 페인이다. 그러한 유리 페인의 크기는 거주의 특정 필요에 따라 폭넓게 달라질 수 있다. 다른 경우들에서, 기판은 건축용 유리이다. 건축용 유리는 통상적으로 상업용 건물들에 사용되나, 또한 주거용 건물들에 사용될 수도 있으며, 필수적으로는 아니나, 통상적으로 실내 환경을 실외 환경과 분리한다. 특정 실시예들에서, 건축용 유리는 적어도 20 인치 x 20 인치이며, 더 클, 예를 들어, 약 80 인치 x 120 인치만큼 클 수 있다. 건축용 유리는 통상적으로 적어도 약 2 mm 두께, 통상적으로 약 3 mm 내지 약 6 mm 두께이다. 물론, 전기변색 소자들은 건축용 유리보다 작거나 큰 기판들로 가변될 수 있다. 나아가, 전기변색 소자는 임의의 크기 및 형상의 거울 상에 제공될 수 있다.

전도성 층(304)이 기판(302) 위에 있다. 특정 실시예들에서, 전도성 층들(304 및 314) 중 하나 또는 양자는 무기물 및/또는 고체이다. 전도성 층들(304 및 314)은 전도성 산화물들, 얇은 금속성 코팅들, 전도성 질화 물질들, 및 복합 도체들을 포함하여, 다수의 상이한 물질로 만들어질 수 있다. 통상적으로, 전도성 층들(304 및 314)은 적어도 전기변색이 전기변색 층에 의해 보이는 파장 범위에서 투명하다. 투명한 전도성 산화물들은 금속 산화물들 및 하나 이상의 금속으로 도핑된 금속 산화물들을 포함한다. 그러한 금속 산화물들 및 도핑된 금속 산화물들의 예들은 인듐 산화물, 인듐 주석 산화물, 도핑된 인듐 산화물, 주석 산화물, 도핑된 주석 산화물, 알루미늄 아연 산화물, 도핑된 아연 산화물, 루테늄 산화물, 도핑된 루테늄 산화물 기타 같은 종류의 것을 포함한다. 산화물들이 보통 이들 층을 위해 사용되기 때문에, 그것들은 때때로 "투명 전도성 산화물"(TCO) 층들로 불리운다. 실질적으로 투명한 얇은 금속성 코팅들이 또한 TCO의 그리고 금속성 코팅들의 조합들에 더하여, 사용될 수 있다.

전도성 층들의 기능은 전기변색 스택(320)의 표면들 위의 전압원(316)에 의해 상대적으로 작은 저항 퍼텐셜이 강하하는, 스택의 내부 영역들에 제공되는 전위를 분산시키는 것이다. 전위는 전도성 층들에 대한 전기 연결들을 통해 전도성 층들로 전달된다. 몇몇 실시예에서, 하나가 전도성 층(304)과 접촉하고 하나는 전도성 층(314)과 접촉하는, 버스 바들은 전압원(316) 및 전도성 층들(304 및 314) 사이에 전기 연결을 제공한다. 전도성 층들(304 및 314)은 또한 다른 종래 수단을 이용하여 전압원(316)에 연결될 수도 있다.

중첩된 전도성 층(304)은 전기변색 층(306)이다. 몇몇 실시예에서, 전기변색 층(306)은 무기물 및/또는 고체이다. 전기변색 층은 금속 산화물들을 포함하여, 다수의 상이한 전기변색 물질 중 임의의 하나 이상의 전기변색 물질을 함유할 수 있다. 이러한 금속 산화물들은 텅스텐 산화물(WO3), 몰리브덴 산화물(MoO3), 니오븀 산화물(Nb2O5), 타이타늄 산화물(TiO2), 구리 산화물(CuO), 이리듐 산화물(Ir2O3), 크롬 산화물(Cr2O3), 망간 산화물(Mn2O3), 바나듐 산화물(V2O5), 니켈 산화물(Ni2O3), 코발트 산화물(Co2O3) 기타 같은 종류의 것을 포함한다. 동작 동안, 전기변색 층(306)은 광학 전환들을 야기하기 위해 이온을 상대 전극 층(310)으로 전달 그리고 그로부터 수용한다.

일반적으로, 전기변색 물질의 전자 채색(또는 임의의 광학 속성 - 예를 들어, 흡광도, 반사도, 및 투과도의 변화)은 물질로의 가역 이온 삽입(예를 들어, 인터칼레이션) 및 대응하는 전하 균형 전자의 주입에 의해 야기된다. 통상적으로 광학 전환에 책임이 있는 이온의 일부가 전기변색 물질에 비가역적으로 구속된다. 비가역적으로 구속된 이온의 일부 또는 전부는 물질에 "블라인드 전하(blind charge)"를 보상하기 위해 사용된다. 대부분의 전기변색 물질들에서, 적절한 이온은 리튬 이온(Li+) 및 수소 이온(H+)(즉, 양성자)을 포함한다. 그러나, 몇몇 경우, 다른 이온이 적절할 것이다. 다양한 실시예에서, 리튬 이온이 전기변색 현상들을 일으키기 위해 사용된다. 리튬 이온의 텅스텐 산화물(WO3-y (0 < y ≤ ~0.3))로의 인터칼레이션은 텅스텐 산화물이 투명색(표백 상태)으로부터 청색(착색 상태)으로 변하게 한다.

다시 도 3a를 참조하여, 전기변색 스택(320)에서, 이온 전도 층(308)은 전기변색 층(306) 및 상대 전극 층(310) 사이에 개재된다. 몇몇 실시예에서, 상대 전극 층(310)은 무기물 및/또는 고체이다. 상대 전극 층은 전기변색 소자가 표백 상태에 있을 때 이온 저장소로서의 역할을 하는 다수의 상이한 전기변색 물질 중 하나 이상의 전기변색 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 적절한 전위의 인가에 의해 개시되는 전기변색 전환 동안, 상대 전극 층은 그것이 보유하는 이온의 일부 또는 전부를 전기변색 층으로 전달하여, 전기변색 층을 착색 상태로 변화시킨다. 동시에, NiWO의 경우, 상대 전극 층은 이온 손실로 채색된다.

몇몇 실시예에서, WO3에 상보적인 상대 전극에 적절한 물질들은 니켈 산화물(NiO), 니켈 텅스텐 산화물(NiWO), 니켈 바나듐 산화물, 니켈 크롬 산화물, 니켈 알루미늄 산화물, 니켈 망간 산화물, 니켈 마그네슘 산화물, 크롬 산화물(Cr2O3), 망간 산화물(MnO2), 및 프러시안 블루(Prussian blue)이다.

전하가 니켈 텅스텐 산화물로 만들어진 상대 전극(310)에서 제거될 때(즉, 이온이 상대 전극(310)으로부터 전기변색 층(306)으로 수송될 때, 상대 전극 층은 투명 상태로부터 착색 상태로 전환할 것이다.

도시된 전기변색 소자에서, 전기변색 층(306) 및 상대 전극 층(310) 사이에, 이온 전도 층(308)이 존재한다. 이온 전도 층(308)은 전기변색 소자가 표백 상태 및 착색 상태 사이를 전환할 때 이온이 수송되는 매질로서의 역할을 한다(전해질 방식으로). 바람직하게는, 이온 전도 층(308)은 전기변색 및 상대 전극 층들과 관련된 이온에 대해 전도성이 높으나, 정상 동작 동안 무시가능한 전자 이동이 발생하는 충분히 낮은 전자 전도성을 갖는다. 높은 이온 전도성을 갖는 얇은 이온 전도 층은 고성능 전기변색 소자들을 위해 빠른 이온 전도 및 그에 따른 빠른 스위칭을 가능하게 한다. 특정 실시예들에서, 이온 전도 층(308)은 무기물 및/또는 고체이다.

(별개의 IC 층을 갖는 전기변색 소자들에) 적절한 이온 전도 층들의 예들은 규산염들, 실리콘 산화물들, 텅스텐 산화물들, 탄탈륨 산화물들, 니오븀 산화물들, 및 붕산염들을 포함한다. 이들 물질은 리튬을 포함하여, 상이한 도펀트들로 도핑될 수 있다. 리튬 도핑된 실리콘 산화물들은 리튬 실리콘-알루미늄-산화물을 포함한다. 몇몇 실시예에서, 이온 전도 층은 규산염-기반 구조를 포함한다. 특정 실시예들에서, 실리콘-알루미늄-산화물(SiAlO)이 이온 전도 층(308)을 위해 사용된다.

전기변색 소자(300)는 하나 이상의 추가 층(미도시), 이를테면 하나 이상의 부동태 층을 포함할 수 있다. 특정 광학 속성들을 개선하기 위해 사용되는 부동태 층들은 전기변색 소자(300)에 포함될 수 있다. 수분 또는 긁힘 저항성을 제공하기 위한 부동태 층들이 또한 전기변색 소자(300)에 포함될 수 있다. 예를 들어, 전도성 층들은 반사 방지 또는 보호용 산화물 또는 질화물 층들로 처리될 수 있다. 다른 부동태 층들은 전기변색 소자(300)를 밀폐하여 밀봉하는 역할을 할 수 있다.

도 3b는 표백 상태의(또는 표백 상태로 전환하는) 전기변색 소자의 개략적인 단면도이다. 구체적 실시예들에 따르면, 전기변색 소자(400)는 텅스텐 산화물 전기변색 층(EC)(406) 및 니켈-텅스텐 산화물 상대 전극 층(CE)(410)을 포함한다. 전기변색 소자(400)는 또한 기판(402), 전도성 층(CL)(404), 이온 전도성 층(IC)(408), 및 전도성 층(CL)(414)을 포함한다.

전력원(416)이 전도성 층들(404 및 414)에 적절한 연결들(예를 들어, 버스 바들)을 통해 전기변색 스택(420)에 퍼텐셜 및/또는 전류를 인가하도록 구성된다. 몇몇 실시예에서, 전압원이 디바이스의 하나의 광학 상태로부터 다른 광학 상태로의 전환을 유도하기 위해 작은 볼트의 퍼텐션을 인가하도록 구성된다. 도 3a에 도시된 바와 같은 퍼텐셜의 극성은 이온(본 예에서 리튬 이온)이 니켈-텅스텐 산화물 상대 전극 층(410)에 주로 존재하도록(점선 화살표에 의해 표시된 바와 같이) 하는 것이다.

도 3c는 도 3b에 도시된, 그러나 착색 상태의(또는 착색 상태로 전환하는) 전기변색 소자(400)의 개략적인 단면도이다. 도 3c에서, 전압원(416)의 극성은 역전되며, 따라서 전기변색 층은 추가 리튬 이온을 수용하기 위해 보다 음으로 만들어지게 되고, 그렇게 함으로써 착색 상태로 전환하게 된다. 점선 화살표에 의해 표시된 바와 같이, 리튬 이온은 이온 전도성 층(408)을 가로질러 텅스텐 산화물 전기변색 층(406)으로 수송된다. 텅스텐 산화물 전기변색 층(406)은 착색 상태로 도시된다. 니켈-텅스텐 산화물 상대 전극(410)이 또한 착색 상태로 도시된다. 설명된 바와 같이, 니켈-텅스텐 산화물은 그것이 리튬 이온을 내줄 때(방출할 때) 계속해서 보다 불투명하게 된다. 본예에서, 층들(406 및 410) 양자에 대한 착색 상태로의 전환이 스택 및 기판을 통해 투과되는 광량을 감소시키는 쪽으로 부가되는 시너지 효과가 존재한다.

상술한 바와 같이, 전기변색 소자는 이온에 대한 전도성이 높고 전자에 대한 저항성이 높은 이온 전도성(IC) 층에 의해 분리되는 전기변색(EC) 전극 층 및 상대 전극(CE) 층을 포함할 수 있다. 종래에 이해된 바와 같이, 이온 전도성 층이 그에 따라 전기변색 층 및 상대 전극 층 간 단락을 방지한다. 이온 전도성 층은 전기변색 층 및 상대 전극 층이 전하를 보유하고 그렇게 함으로써 그것들의 표백 또는 착색 상태를 유지할 수 있게 한다. 별개의 층들을 갖는 전기변색 소자들에서, 구성요소들은 전기변색 전극 층 및 상대 전극 층 사이에 개재되는 이온 전도 층을 포함하는 스택을 형성한다. 이들 세 개의 스택 구성요소 간 경계들은 구성 및/또는 마이크로구조의 급변에 의해 획정된다. 그에 따라, 소자들은 두 개의 급격한 계면들을 갖는 세 개의 별개의 층을 갖는다.

특정 실시예들에 따르면, 상대 전극 및 전기변색 전극들이 이온 전도 층을 별도로 적층하지 않고, 때때로 직접 접촉하여, 서로 바로 인접하게 형성된다. 몇몇 실시예에서, 별개의 IC 층이 아니라 계면 영역을 갖는 전기변색 소자들이 채용된다. 그러한 소자들, 및 그것들을 제조하는 방법들이 미국 특허 제 8,300,298호 및 2010년 4월 30일에 출원된 미국 특허 출원 제12/772, 075호, 및 2010년 6월 11일에 출원된, 미국 특허 출원 제12/814,277호 및 제12/814,279호- 세 개의 특허 출원 및 특허의 각각은 명칭이 "전기변색 소자들"이고, 각각 발명자들로서 Zhongchun Wang 외가 명명되며, 각각 그 전체가 본 출원에 참조로 원용된다-에 설명된다.

II. 창 제어기들

창 제어기는 전기변색 창의 전기변색 소자의 색조 레벨을 제어하기 위해 사용된다. 몇몇 실시예에서, 창 제어기는 전기변색 창을 두 개의 색조 상태(레벨), 즉 표백 상태 및 착색 상태 사이에서 전환시킬 수 있다. 다른 실시예들에서, 제어기는 추가적으로 전기변색 창(예를 들어, 단일 전기변색 소자를 갖는)을 중간 색조 레벨들로 전환시킬 수 있다. 몇몇 개시된 실시예에서, 창 제어기는 전기변색 창을 네 개 이상의 색조 레벨로 전환시킬 수 있다. 특정 전기변색 창들은 단일 IGU에 각 라이트가 2-상태 라이트인, 두 개(또는 그 이상)의 전기변색 라이트를 사용함으로써 중간 색조 레벨들을 가능하게 한다. 이는 본 섹션에서 도 2a 및도 2b를 참조하여 설명된다.

도 2a 및도 2b에 대하여 위에서 언급된 바와 같이, 몇몇 실시예에서, 전기변색 창은 IGU (200)의 하나의 라이트 상에 전기변색 소자(400)를 그리고 IGU (200)의 다른 라이트 상에 다른 전기변색 소자(400)를 포함할 수 있다. 창 제어기가 각 전기변색 소자를 두 개의 상태, 표백 상태 및 착색 상태에서 전환시킬 수 있는 경우, 전기변색 창은 네 개의 상이한 상태(색조 레벨), 즉 전기변색 소자 양자가 착색되는 착색 상태, 하나의 전기변색 소자가 착색되는 제1 중간 상태, 다른 전기변색 소자가 착색되는 제2 중간 상태, 및 전기변색 소자 양자가 표백되는 표백 상태를 이룰 수 있다. 다중-페인 전기변색 창들의 실시예들은 발명자들로서 Robin Friedman 외가 명명되고, "다중-페인 전기변색 창들"이라는 명칭의, 미국 특허 8,270,059호에 더 설명되며, 이는 이에 의해 그 전체가 참조로 원용된다.

몇몇 실시예에서, 창 제어기는 두 개 이상의 색조 레벨 사이에서 전환할 수 있는 전기변색 소자를 갖는 전기변색 창을 전환시킬 수 있다. 예를 들어, 창 제어기는 전기변색 창을 표백 상태, 하나 이상의 중간 레벨, 및 착색 상태로 전환시킬 수 있을 수 있다. 몇몇 다른 실시예에서, 창 제어기는 임의의 수의 색조 레벨 사이의 전기변색 소자를 통합하는 전기변색 창을 표백 상태 및 착색 상태 사이에서 전환시킬 수 있다. 전기변색 창을 중간 색조 레벨 또는 레벨들로 전환시키기 위한 방법들 및 제어기들의 실시예들이 발명자들로서 Disha Mehtani 외가 명명되고, "광학적으로 스위칭가능한 소자들에서의 전환들을 제어"라는 명칭의, 미국 특허 제8,254,013호에 더 설명되며, 이는 이에 의해 그 전체가 참조로 원용된다.

몇몇 실시예에서, 창 제어기는 전기변색 창에서의 하나 이상의 전기변색 소자에 전력을 공급할 수 있다. 통상적으로, 창 제어기의 이러한 기능은 아래에서 보다 상세하게 설명될 하나 이상의 다른 기능과 함께 강화된다. 본 출원에 설명된 창 제어기들은 그것이 제어를 위해 연관된 전기변색 소자에 전력을 공급하는 기능을 갖는 것들로 제한되지 않는다. 즉, 전기변색 창을 위한 전력원은 창 제어기와 별도일 수 있으며, 여기서 제어기는 그 자체의 전력원을 가지며 창 전력원으로부터의 전력의 인가를 창으로 지향시킨다. 그러나, 전력원을 창 제어기에 포함하는 것 및 제어기를 창에 전력을 공급하도록 구성하는 것이 편리한데, 이는 그것이 전기변색 창에 전력을 공급하기 위한 배선을 분리할 필요를 배제하기 때문이다.

나아가, 본 섹션에 설명된 창 제어기들은 창 제어기를 건물 제어 네트워크 또는 건물 관리 시스템(BMS)로 통합하지 않고 단일 창 또는 복수의 전기변색 창의 기능들을 제어하도록 구성될 수 있는 독립형 제어기들로서 설명된다. 그러나, 창 제어기는 본 발명의 건물 관리 시스템 섹션에서 더 설명될 바와 같이, 건물 제어 네트워크 또는 BMS로 통합될 수 있다.

도 4는 개시된 실시예들의 창 제어기 시스템의 창 제어기(450)의 몇몇 구성요소 및 다른 구성요소들의 블록도를 도시한다. 도 4는 창 제어기의 간략화된 블록도이며, 창 제어기들에 관한 보다 세부 사항이 양자 모두 발명자로서 Stephen Brown이 명명되고, 양자 모두 명칭이 "광학적으로 스위칭가능한 창들을 위한 제어기"이며, 양자 모두 2012년 4월 17일에 출원된, 미국 출원 제13/449,248호 및 제13/449,251호에서, 그리고 2012년 4월 17일에 출원되고 발명자들로서 Stephen Brown이 명명된, "광학적으로 스위칭가능한 소자들에서의 전환들을 제어"라는 명칭의 미국 특허 출원 제13/449,235호에서 발견될 수 있으며, 이들 모두는 이에 의해 그것들 전체가 참조로 원용된다.

도 4에서, 창 제어기(450)의 예시된 구성요소들은 마이크로프로세서(455) 또는 다른 프로세서를 갖는 창 제어기(450), 펄스 폭 변조기(460), 신호 조정 모듈(465), 및 구성 파일(475)을 갖는 컴퓨터 판독가능한 매체(예를 들어, 메모리)를 포함한다. 창 제어기(450)는 네트워크(480)(유선 또는 무선)를 통해 명령들을 하나 이상의 전기변색 소자(400)로 송신하기 위해 전기변색 창에서의 하나 이상의 전기변색 소자(400)와 전기 통신한다. 몇몇 실시예에서, 창 제어기(450)는 네트워크(유선 또는 무선)를 통해 마스터 창 제어기와 통신하는 로컬 창 제어기일 수 있다.

개시된 실시예들에서, 건물은 건물의 외부 및 내부 사이에 전기변색 창을 갖는 적어도 하나의 방을 가질 수 있다. 하나 이상의 센서는 건물의 외부에 그리고/또는 방의 내부에 위치될 수 있다. 실시예들에서, 하나 이상의 센서로부터의 출력은 창 제어기(450)의 신호 조정 모듈(465)에 입력될 수 있다. 몇몇 경우, 하나 이상의 센서로부터의 출력은 건물 관리 시스템 섹션에 더 설명될 바와 같이, BMS로 입력될 수 있다. 도시된 실시예들의 센서들이 건물의 외부 수직 벽 상에 위치되는 것으로 도시되지만, 이는 간략함을 위함이며, 센서들은 또한 다른 위치들, 이를테면 방 내부에 또는 외부에 대한 다른 표면들 상에 있을 수 있다. 몇몇 경우, 두 개 이상의 센서는 동일한 입력을 평가하기 위해 사용될 수 있으며, 이는 하나의 센서가 실패하거나 그 외 잘못된 판독치를 갖는 경우 리던던시를 제공할 수 있다.

도 5는 적어도 하나의 전기변색 소자를 갖는 전기변색 창(505)을 갖는 방(500)의 개략적인 (측면도) 도해를 도시한다. 전기변색 창(505)은 방(500)을 포함하는, 건물의 외부 및 내부 사이에 위치된다. 방(500)은 또한 전기변색 창(505)에 연결되고 이의 색조 레벨을 제어하도록 구성된 창 제어기(450)를 포함한다. 외부 센서(510)는 건물의 외부에서의 수직 표면 상에 위치된다. 다른 실시예들에서, 내부 센서가 또한 방(500)에서 주변 광을 측정하기 위해 사용될 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 거주자 센서가 또한 거주자가 방(500)에 있을 때를 결정하기 위해 사용될 수 있다.

외부 센서(510)는 광원 이를테면 태에서 또는 지면, 대기 중 입자들, 구름들 등으로부터 센서로 반사되는 광에서 나오는 소자 위에 입사되는 복사 광을 검출할 수 있는, 소자, 이를테면 광센서이다. 외부 센서(510)는 광전자 효과로부터 기인하는 전류 형태의 신호를 생성할 수 있으며, 신호는 센서(510) 상에 입사되는 광의 함수일 수 있다. 몇몇 경우, 소자는 watts/m² 단위들 또는 다른 유사한 단위들의 복사 조도의 면에서 복사 광을 검출할 수 있다. 다른 경우들에서, 소자는 촉광 단위들 또는 유사한 단위들로 가시 파장 범위의 광을 검출할 수 있다. 많은 경우, 복사 조도 및 가시 광의 이들 값 사이에 선형 관계가 존재한다.

일광으로부터의 복사 조도 값들은 일광이 지구를 치는 각도가 변함에 따라 일중 시간 및 연중 시간에 기초하여 예측될 수 있다. 외부 센서(510)는 복사 광을 실시간으로 검출할 수 있으며, 이는 건물들, 날씨(예를 들어, 구름들) 변화들 등으로 인해 반사된 및 차단된 광을 감안한다. 예를 들어, 흐린 날들에, 일광은 구름들에 의해 차단될 수 있으며, 외부 센서(510)에 의해 검출되는 복사 광은 구름이 없는 날들에 보다 더 낮을 수 있다.

몇몇 실시예에서, 단일 전기변색 창(505)과 연관된 하나 이상의 외부 센서(510)가 존재할 수 있다. 하나 이상의 센서(510)로부터의 출력은 예를 들어, 외부 센서들(510) 중 하나가 물체에 의해, 이를테면 외부 센서(510) 상에 올라선 새에 의해 가리는지를 결정하기 위해 서로 비교될 수 있다. 몇몇 경우, 센서들은 신뢰할 수 없고/없거나 값비쌀 수 있기 때문에 건물에 상대적으로 적은 센서를 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 특정 구현예들에서, 단일 센서 또는 적은 센서가 선물 또는 아마도 건물의 하나의 측면에 충돌하는 태양으로부터의 복사 광의 현재 레벨을 결정하기 위해 채용될 수 있다. 구름이 태양 앞을 지날 수 있거나 건설 중기가 석양 앞에 주차할 수 있다. 이들은 보통 건물에 충돌하도록 계산되는 태양으로부터의 복사 광량으로부터의 편차를 야기할 것이다.

외부 센서(510)는 광센서의 유형일 수 있다. 예를 들어, 외부 센서(510)는 전하 결합 소자(CCD), 광다이오드, 광저항체, 또는 광전지 셀일 수 있다. 해당 기술분야에서의 통상의 기술자는 그것들이 광 세기를 측정하고 광 레벨을 나타내는 전기 출력을 제공할 때, 광센서 및 다른 센서 기술의 장래의 발전들이 또한 작용할 것임을 인식할 것이다.

몇몇 실시예에서, 외부 센서(510)로부터의 출력은 신호 조정 모듈(465)로 입력될 수 있다. 신호 조정 모듈(465)로의 입력을 전압 신호 형태일 수 있다. 신호 조정 모듈(465)은 외부 신호를 창 제어기(450)로 전달한다. 창 제어기(450)는 구성 파일(475)로부터의 다양한 정보, 신호 조정 모듈(465)로부터의 출력, 오버라이드 값들에 기초하여, 전기변색 창(505)의 색조 레벨을 결정한다. 그 다음 창 제어기(450)는 PWM(460)에, 바람직한 색조 레벨로 전환시키기 위해 전기변색 창(505)에 전압 및/또는 전류를 인가하도록 명령한다.

개시된 실시예들에서, 창 제어기(450)는 PWM(460)에, 전기변색 창(505)을 네 개 이상의 상이한 색조 레벨 중 임의의 하나로 전환시키기 위해 그것에 전압 및/또는 전류를 인가하도록 명령한다. 개시된 실시예들에서, 전기변색 창(505)은 다음으로서 설명되는 적어도 8개의 상이한 색조 레벨로 전환될 수 있다: 0 (가장 밝음), 5, 10, 15, 20, 25, 30, 및 35 (가장 어두움). 색조 레벨들은 전기변색 창(505)을 통해 투과되는 광의 시각 투과도 값들 및 일사 열 획득 계수(SHGC; solar heat gain coefficient) 값들에 선형적으로 대응할 수 있다. 예를 들어, 상기 8개의 색조 레벨을 사용하여, 가장 밝은 색조 레벨 0은 0.80의 SHGC 값에 대응할 수 있고, 색조 레벨 5는 0.70의 SHGC 값에 대응할 수 있고, 색조 레벨 10은 0.60의 SHGC 값에 대응할 수 있고, 색조 레벨 15는 0.50의 SHGC 값에 대응할 수 있고, 색조 레벨 20은 0.40의 SHGC 값에 대응할 수 있고, 색조 레벨 25는 0.30의 SHGC 값에 대응할 수 있고, 색조 레벨 30은 0.20의 SHGC 값에 대응할 수 있으며, 색조 레벨 35(가장 어두움)는 0.10의 SHGC 값에 대응할 수 있다.

창 제어기(450) 또는 창 제어기(450)와 통신하는 마스터 제어기는 외부 센서(510)로부터의 신호들 및/또는 다른 입력에 기초하여 바람직한 색조 레벨을 결정하기 위해 임의의 하나 이상의 예측 제어 로직 구성요소를 채용할 수 있다. 창 제어기(450)는 PWM(460)에, 전기변색 창(505)을 바람직한 색조 레벨로 전환시키기 위해 그것에 전압 및/또는 전류를 인가하도록 명령할 수 있다.

III. 예측 제어 로직의 예

개시된 실시예들에서, 예측 제어 로직은 거주자의 편안함 및/또는 에너지 보존 고려 사항을 감안하는 전기변색 창(505) 또는 다른 착색가능한 창에 대해 바람직한 색조 레벨을 결정 및 제어하는 방법들을 구현하기 위해 사용된다. 예측 제어 로직은 하나 이상의 로직 모듈을 채용할 수 있다. 도 6a 내지 도 6c는 개시된 실시예들의 대표적인 제오 로직의 세 개의 모듈 A, B, 및 C의 각각에 의해 제어되는 몇몇 정보를 도시하는 도해들을 포함한다.

도 6a는 직사 일광의 방(500)을 포함하는, 건물의 외부 및 내부 사이의 전기변색 창(505) 을 통한 방(500)으로의 침투 깊이를 도시한다. 침투 깊이는 직사 일광이 방(500) 어디까지 침투할지에 대한 측정이다. 도시된 바와 같이, 침투 깊이는 창(505)의 문틀(맨 아래)로부터 떨어져 수평 방향으로 측정된다. 일반적으로, 창은 직사 일광에 수광각을 제공하는 개구를 획정한다. 침투 깊이는 창의 기하학적 구조(예를 들어, 창 치수들), 이의 방에서의 위치 및 배향, 창 바깥의 임의의 핀들(fins) 또는 다른 외부 차양, 및 태양의 위치(예를 들어 날 및 일중 특정 시간 동안 직사 일광의 각도)에 기초하여 계산된다. 전기변색 창(505)에 대한 외부 차양은 창을 가릴 수 있는 임의의 유형의 구조 이를테면 내물림, 핀 등으로 인한 것일 수 있다. 도 6a에, 방(500)으로 들어가는 직사 일광의 부분을 차단하고 그에 따라 침투 깊이를 단축시키는 전기변색 창(505) 위 오버행(520)이 존재한다. 방(500)은 또한 전기변색 창(505)에 연결되고 이의 색조 레벨을 제어하도록 구성된 로컬 창 제어기(450)를 포함한다. 외부 센서(510)는 건물의 외부에서의 수직 표면 상에 위치된다.

모듈 A는 전기변색 창(505)을 통한 거주자 또는 그들의 활동 영역으로의 직사 일광으로부터의 거주자 편안함을 고려하는 색조 레벨을 결정하기 위해 사용될 수 있다. 색조 레벨은 특정 수간 직사 일광의 방으로의 계산된 침투 깊이 및 방의 공간 유형(예를 들어, 창에 가까운 책상, 로비 등)에 기초하여 결정된다. 몇몇 경우, 색조 레벨은 또한 방으로 충분한 자연 채광을 제공하는 것에 기초할 수 있다. 많은 경우, 침투 깊이는 유리 전환 시간(창을 예를 들어 80%, 90% 또는 100%의 바람직한 색조 레벨로 착색하기 위해 요구되는 시간)을 감안하기 위해 장래 시간에 계산되는 값이다. 모듈 A에서 처리되는 이슈는 직사 일광이 책상에서 일하고 있는 거주자 또는 방의 다른 작업 표면 상에 바로 들게 할만큼 방(500)으로 깊게 침투할 수 있다는 것이다. 공중이 이용가능한 프로그램들은 태양 위치의 계산을 제공하고 침투 깊이의 용이한 계산을 가능하게 할 수 있다.

도 6a는 또한 활동 영역(즉 책상) 및 활동 영역의 위치(즉 책상의 위치)과 연관된 공간 유형의 예로서 방(500)에서의 책상을 도시한다. 각 공간 유형은 거주자 편안함을 위해 상이한 색조 레벨들과 연관된다. 예를 들어, 활동이 주요한 활동 이를테면 책상 또는 컴퓨터에서 이루어지는 사무실에서의 작업이며, 책상이 창 가까이에 위치되는 경우, 바람직한 색조 레벨은 책상이 창에서 더 멀리 떨어진 경우보다 더 높을 수 있다. 다른 예로서, 활동이 주요하지 않은 경우, 이를테면 로비에서의 활동인 경우, 바람직한 색조 레벨은 책상을 갖는 동일한 공간에 대해서보다 더 낮을 수 있다.

도 6b는 하늘이 맑은 상황에서 전기변색 창(505)을 통해 방(500)으로 들어가는 직사 일광 및 복사선을 도시한다. 복사선은 대기 중 분자들 및 입자들에 의해 산란되는 일광으로부터 올 수 있다. 모듈 B는 하늘이 맑은 상황에서 고려 중인 전기변색 창(505)을 통해 나오는 예측된 복사 조도 값들에 기초하여 색조 레벨을 결정한다. 다양한 소프트웨어, 이를테면 공개 소스 RADIANCE 프로그램이 특정 위도, 경도, 연중 시간, 및 일중 시간에, 그리고 주어진 창 배향에 대해 맑은 하늘의 복사 조도를 예측하기 위해 사용될 수 있다.

도 6c는 물체들 이를테면 건물들에 의해 차단되거나 이들로부터 반사될 수 있는 광 또는 맑은 하늘 예측에서 감안되지 않는 기상 상황(예를 들어, 구름들)을 감안하기 위해 외부 센서(510)에 의해 실시간으로 측정되는 하늘로부터의 복사 광을 도시한다. 모듈 C에 의해 결정되는 색조 레벨은 외부 센서(510)에 의해 취해지는 측정치들에 기초한 실시간 복사 조도에 기초한다.

예측 제어 로직은 건물에서의 각 전기변색 창(505)에 대해 별도로 로직 모듈 A, B 및 C 중 하나 이상을 구현할 수 있다. 각 전기변색 창(505)은 치수들, 배향(예를 들어, 수직, 수평, 비스듬히 기울어진), 위치, 관련 공간 유형 등의 고유의 세트를 가질 수 있다. 이러한 정보 및 다른 정보를 갖는 구성 파일은 각 전기변색 창(505)에 대해 유지될 수 있다. 구성 파일(475)(도 4 참조)은 전기변색 창(505)의 로컬 창 제어기(450)의 컴퓨터 판독가능한 매체(470)에 또는 본 발명에서 나중에 설명될 건물 관리 시스템("BMS")에 저장될 수 있다. 구성 파일(475)은 정보 이를테면 창 구성, 거주 색인표, 관련 기준 유리에 대한 정보, 및/또는 예측 제어 로직에 의해 사용되는 다른 데이터를 포함할 수 있다. 창 구성은 정보 이를테면 전기변색 창(505)의 치수들, 전기변색 창(505)의 배향, 전기변색 창(505)의 위치 등을 포함할 수 있다.

색인표는 특정 공간 유형들 및 침투 깊이들에 대해 거주자 편안함을 제공하는 색조 레벨들을 설명한다. 즉, 거주 색인표에서의 색조 레벨들은 직사 일광으로부터 거주자(들) 또는 그들의 작업 공간 상에 방(500)에 있을 수 있는 거주자(들)에 편안함을 제공하도록 설계된다. 거주 색인표의 예는 도 10에 도시된다.

공간 유형은 주어진 침투 깊이에 대해 거주자 편안함 문제를 해결하는데 그리고/또는 방에 편안한 자연 채광을 제공하는데 얼마나 많은 착색이 요구될지를 결정하기 위한 척도이다. 공간 유형 파라미터는 많은 요인을 고려할 수 있다. 이들 요인 중 하나는 특정 방 및 활동 장소에서 수행되는 작업 또는 다른 활동의 유형이다. 고도의 주의를 필요로 하는 세부 연구와 밀접하게 연관된 작업은 하나의 공간 유형에서 있을 수 있는 한편, 라운지 또는 회의실은 상이한 공간 유형을 가질 수 있다. 추가적으로, 방에서의 창에 대한 책상 또는 다른 작업대의 위치는 공간 유형을 정의하는 데 있어서 고려 사항이다. 예를 들어, 공간은 전기변색 창(505) 가까이에 위치되는 책상 또는 다른 작업 공간을 갖는 단일 거주자의 사무실과 연관될 수 있다. 다른 예로서, 공간 유형은 로비일 수 있다.

특정 실시예들에서, 예측 제어 로직의 하나 이상의 모듈은 거주자 편안함에 대하여 에너지 보존을 감안하면서 바람직한 색조 레벨들을 결정할 수 있다. 이들 모듈은 해당 색조 레벨에서의 전기변색 창(505)의 성능을 기준 유리 또는 다른 표준 기준 창과 비교함으로써 특정 색조 레벨과 연관된 에너지 절감을 결정할 수 있다. 이러한 기준 창을 사용하는 목적은 예측 제어 로직이 지자체 건물 코드의 요건들 또는 건물의 현장에서 사용되는 기준 창들에 대한 다른 요건에 따름을 보장하기 위함일 수 있다. 보통 자치제들은 공조 부하량을 제어하기 위해 종래의 저방사 유리를 이용하는 기준 창들을 정의한다. 기준 창(505)이 예측 제어 로직에 어떻게 적응하는지의 예로서, 로직은 주어진 전기변색 창(505)을 통해 들어오는 복사 조도가 각각의 지자체에 의해 지정된 대로 기준 창을 통해 들어오는 최대 복사 조도보다 절대 크지 않도록 설계될 수 있다. 개시된 실시예들에서, 예측 제어 로직은 색조 레벨을 사용하는 것의 에너지 절감을 결정하기 위해 특정 색조 레벨의 전기변색 창(505)의 일사 열 획득 계수(SHGC) 값 및 기준 창의 SHGC를 사용할 수 있다. 일반적으로, SHGC의 값은 창을 통해 투과되는 모든 파장에 대한 입사 광의 비율이다. 기준 유리가 많은 실시예에서 설명되지만, 다른 표준 기준 창들이 사용될 수 있다. 일반적으로, 기준 창(예를 들어, 기준 유리)의 SHGC는 지리적 장소들에 따라 상이할 수 있는 변수이며, 각각의 지자체에 의해 지정되는 코드 요건들에 기초한다.

일반적으로, 건물들은 임의의 주어진 인스턴스에 요구되는 최대 예상 난방 및/또는 공조 부하들을 이행하기 위한 용량을 갖는 난방, 환기, 및 공조 시스템("HVAC")을 갖도록 설계된다. 필수 용량의 계산은 건물이 건설되고 있는 특정 장소에서의 건물에 요구되는 기준 유리 또는 기준 창을 고려할 수 있다. 따라서, 예측 제어 로직은 건물 설계자들이 확신을 갖고 얼마나 많은 HVAC 용량이 특정 빌딩에 부여되는지를 결정할 수 있게 하기 위해 기준 유리의 기능적 요건을 충족 또는 초과하는 것이 중요하다. 예측 제어 로직이 기준 유리에 비해 추가 에너지 절감을 제공하기 위해 창을 착색시키기 위해 사용될 수 있기 때문에, 예측 제어 로직은 건물 설계자들이 코드들 및 표준들에 의해 지정되는 기준 유리를 사용하여 요구됐을 것보다 낮은 HVAC 용량을 가질 수 있게 하는데 유용할 수 있다.

본 출원에 설명된 특정 실시예들은 건물에서의 공조 부하를 감소시킴으로써 에너지 보존이 달성되는 것을 가정한다. 따라서, 많은 구현예가 고려 중인 창을 방에서의 거주자 편안함 레벨 및 어쩌면 전등 부하를 감안하면서, 가능한 최대 착색을 달성하도록 시도한다. 그러나, 몇몇 기후, 이를테면 극에 가까운 북반구 및 남반구 지역에서, 난방이 공조보다 더 큰 문제일 수 있다. 따라서, 예측 제어 로직은 건물의 난방 부하가 감소됨을 보장하기 위해 보다 적은 착색이 발생하도록, 변경, 구체적으로 몇몇 사안에서 길이 역전될 수 있다.

특정 구현예들에서, 예측 제어 로직은 거주자(최종 사용자), 건물 설계자, 또는 건물 운영자에 의해 제어될 수 있는 단지 두 개의 독립 변수를 갖는다. 주어진 창 및 주어진 창과 연관된 기준 유리에 대한 공간 유형들이 존재한다. 보통 기준 유리는 예측 제어 로직이 주어진 건물에 대해 구현될 때 지정된다. 공간 유형은 달라질 수 있으나, 통상적으로 고정적이다. 특정 구현예들에서, 공간 유형은 건물에 의해 유지되거나 로컬 창 제어기(450)에 저장된 구성 파일의 부분일 수 있다. 몇몇 경우, 구성 파일은 건물의 다양한 변화를 감안하기 위해 업데이트될 수 있다. 예를 들어, 건물에서의 공간 유형의 변화(예를 들어, 사무실 내 책상 이동, 책상 추가, 로비의 사무 공간으로의 변경, 벽 이동 등)가 존재하는 경우, 수정된 거주 색인표와 업데이트된 구성 파일이 컴퓨터 판독가능한 매체(470)에 저장될 수 있다. 다른 예로서, 거주자가 반복적으로 수동 오버라이드를 작동시키고 있는 경우, 구성 파일은 수동 오버라이드를 반영하기 위해 업데이트될 수 있다.

도 7은 실시예들에 따라, 건물에서의 하나 이상의 전기변색 창(505)을 제어하는 방법을 위한 예측 제어 로직을 도시하는 흐름도이다. 예측 제어 로직은 창(들)에 대한 색조 레벨들을 계산하기 위해 모듈들 A, B, 및 C 중 하나 이상을 이용하며, 창(들)을 전환시키기 위한 명령들을 송신한다. 제어 로직에서의 계산들은 단계(610)에서 타이머에 의해 맞춰진 시간 간격을 두고 1회 내지 n회 실행된다. 예를 들어, 색조 레벨은 모듈들 A, B, 및 C 중 하나 이상에 의해 1회 내지 n회 재계산되며, 시간(t _i = t ₁ , t _2… t _n )에 맞춰 인스턴스들에 대해 계산될 수 있다. n은 수행되는 재계산들의 수이며, n은 적어도 1일 수 있다. 로직 계산들은 몇몇 경우 일정한 시간 간격을 두고 수행될 수 있다. 하나의 경우에서, 로직 계산들은 매 2분 내지 5분마다 수행될 수 있다. 그러나, 전기변색 유리의 큰 조각들(예를 들어 6' x 10 피트까지의)에 대한 색조 전환은 30분 이상까지 걸릴 수 있다. 이들 큰 창에 대해, 계산들은 보다 적은 빈도수 예를 들면 매 30분을 기초로 수행될 수 있다.

단계(620)에서, 로직 모듈들 A, B, 및 C는 한 순간(t _i ) 각 전기변색 창(505)에 대한 색조 레벨을 결정하기 위해 계산들을 수행한다. 이들 계산은 창 제어기(450)에 의해 수행될 수 있다. 특정 실시예들에서, 예측 제어 로직은 창이 실제 전환에 앞서 어떻게 전환해야 할지를 예견하여 계산한다. 이들 경우에서, 모듈들 A, B, 및 C에서의 계산들은 전환이 완료될 즈음 또는 그 이후의 장래 시간에 기초할 수 있다. 이들 경우에서, 계산들에 사용되는 장래 시간은 색조 명령들을 수신한 이후 전환이 완료될 수 있게 하기에 충분한 장래 시간일 수 있다. 이들 경우에서, 제어기는 실제 전환에 앞서 현재 시간에 색조 명령들을 송신할 수 있다. 전환의 완료되면, 창은 해당 시간에 바람직한 색조 레벨로 전환되었을 것이다.

단계(630)에서, 예측 제어 로직은 모듈들 A, B, 및 C에서의 알고리즘을 중지시키는 특정 유형들의 오버라이드들을 허용하며, 몇몇 다른 고려 사항에 기초하여 단계(640)에서 오버라이드 색조 레벨들을 정의한다. 오버라이드의 하나의 유형은 수동 오버라이드이다. 이는 방에 거주하고 있으며 특정 색조 레벨(오버라이드 값)이 바람직하다는 것을 결정하는 최종 사용자에 의해 구현되는 오버라이드이다. 사용자의 수동 오버라이드가 그 자체로 오버라이딩되는 상황들이 존재할 수 있다. 오버라이드의 예는 수요가 많은(또는 피크 부하) 오버라이드이며, 이는 건물에서의 에너지 소모가 감소될 설비의 요건과 연관된다. 예를 들어, 특히 더운 날 대도시권에서, 지자체의 에너지 발생 및 전달 시스템들을 혹사시키지 않기 위해 지자체 도처에 에너지 소모를 감소시키는 것이 필요할 수 있다. 그러한 경우들에서, 건물은 모든 창이 특히 높은 레벨의 착색을 가짐을 보장하기 위해 본 출원에 설명된 예측 제어 로직으로부터의 색조 레벨을 오버라이드할 수 있다. 오버라이드의 다른 예는 방에 거주자가 존재하지 않는 경우 예를 들어 상업용 사무실 건물의 주말마다일 수 있다. 이들 경우에서, 건물은 거주자 편안함과 관련되는 하나 이상의 모듈을 중지시킬 수 있으며, 모든 창은 추운 날씨에 높은 착색 레벨을 그리고 따뜻한 날씨에 낮은 착색 레벨을 가질 수 있다.

단계(650)에서, 색조 레벨들이 네트워크를 통해 건물에서의 하나 이상의 전기변색 창(505)에서의 전기변색 소자(들)로 전송된다. 특정 실시예들에서, 색조 레벨들의 건물의 모든 창으로의 전송이 계획하여 효율적으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 색조 레벨의 재계산이 현재 색조 레벨로부터 어떠한 색조의 변화도 요구되지 않음을 제시하는 경우, 업데이트된 색조 레벨을 갖는 명령들의 어떠한 전송도 존재하지 않는다. 다른 예로서, 건물은 창 크기에 기초한 구역들로 구분될 수 있다. 예측 제어 로직은 보다 큰 창들을 갖는 구역들에 대해서보다 빈번하게 보다 작은 창들을 갖는 구역들에 대해 색조 레벨들을 재계산할 수 있다.

몇몇 실시예에서, 전체 건물에서의 다수의 전기변색 창(505)에 대해 제어 방법들을 구현하기 위한 도 7에서의 로직은 단일 소자, 예를 들어, 단밀 마스터 창 제어기 상에 있을 수 있다. 이러한 소자는 건물에서의 각 그리고 매 착색가능한 창에 대해 계산들을 수행하며 또한 각각의 전기변색 창들(505)에서의 예를 들어, 다-구역 창들에서의 또는 절연 유리 장치의 다수의 EC 라이트 상에서의 하나 이상의 전기변색 소자에 색조 레벨들을 전송하기 위한 인터페이스를 제공할 수 있다. 다-구역 창들의 몇몇 예는 "다-구역 EC 창들"이라는 명칭의 PCT 출원 제PCT/US14/71314호에서 발견될 수 있으며, 이는 이에 의해 그 전체가 참조로 원용된다.

또한, 실시예들의 예측 제어 로직의 특정 적응적 구성요소들일이 존재할 수 있다. 예를 들어, 예측 제어 로직은 최종 사용자(예를 들어 거주자)가 일중 특정 시간에 알고리즘을 어떻게 오버라이드하도록 시도하는지 그리고 바람직한 색조 레벨들을 결정하기 위해 이러한 정보를 어떻게 보다 예측적인 방식으로 이용하는지를 결정할 수 있다. 하나의 경우에서, 최종 사용자는 매일 특정 시간에 예측 로직에 의해 제공되는 색조 레벨을 오버라이드 값으로 오버라이드하기 위해 벽 스위치를 이용하고 있을 수 있다. 예측 제어 로직은 이들 인스턴스에 대한 정보를 수신하며 일중 해당 시간에 색조 레벨을 오버라이드 값으로 변경하기 위해 예측 제어 로직을 변경할 수 있다.

도 8은 도 7로부터의 블록(620)의 특정 구현예를 도시하는 도해이다. 이러한 도해는 한 순간(t _i )에 대한 특정 전기변색 창(505)의 최종 색조 레벨을 계산하기 위해 차례로 모든 세 개의 모듈 A, B, 및 C를 수행하는 방법을 도시한다. 최종 색조 레벨은 고려 중인 창의 최대 허용가능한 투과율일 수 있다. 도 8은 또한 모듈들 A, B, 및 C의 몇몇 대표적인 입력들 및 출력들을 포함한다. 모듈들 A, B, 및 C에서의 계산들은 실시예들에서 로컬 창 제어기(450)에서의 창 제어기(450)에 의해 수행된다. 다른 실시예들에서, 모듈들 중 하나 이상은 다른 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 예시된 실시예들이 모든 세 개의 모듈 A, B, 및 C이 이용되고 있는 것으로 도시하지만, 다른 실시예들은 모듈들 A, B, 및 C 중 하나 이상을 이용할 수 있거나 추가 모듈들을 이용할 수 있다.

단계(700)에서, 창 제어기(450)는 거주자 편안함을 위해 일광으로부터의 직접 글레어가 방(500)에 침투하는 것을 방지하기 위한 색조 레벨을 결정하기 위해 모듈 A를 이용한다. 창 제어기(450)는 하늘에서의 태양 위치 및 구성 파일로부터의 창 구성에 기초하여 방(500)으로의 직사 일광의 침투 깊이를 계산하기 위해 모듈 A를 이용한다. 태양의 위치는 건물의 위도 및 경도 및 일중 시간 및 날짜에 기초하여 계산된다. 거주 색인표 및 공간 유형은 특정 창에 대한 구성 파일로부터의 입력이다. 모듈 A는 색조 레벨을 A로부터 모듈 B로 출력한다.

모듈 A의 목적은 직사 일관 또는 글레어가 거주자 또는 그 또는 그녀의 작업 공간을 치지 않음을 보장하는 것이다. 모듈 A로부터의 색조 레벨은 이러한 목적을 실현하도록 결정된다. 모듈들 B 및 C에서의 색조 레벨의 후속 계산들은 에너지 소모를 감소시킬 수 있으며, 훨씬 더 큰 색조를 필요로 할 수 있다. 그러나, 에너지 소모에 기초한 색조 레벨의 후속 계산들이 거주자에 지장을 주는 것을 회피하는 데 요구되는 것보다 적은 착색을 제시하는 경우, 예측 로직은 거주자 편안함을 보장하기 위해 계산된 보다 큰 레벨의 투과율이 실행되는 것을 방지한다.

단계(800)에서, 모듈 A에 계산되는 색조 레벨이 모듈 B로 입력된다. 색조 레벨은 하늘이 깨끗한 상황(맑은 하늘의 복사 조도)에서 복사 조도의 예측들에 기초하여 계산된다. 창 제어기(450)는 구성 파일로부터의 창 배향에 기초하여 그리고 건물의 경도 및 위도에 기초하여 전기변색 창(505)에 대한 맑은 하늘의 복사 조도를 예측하기 위해 모듈 B를 이용한다. 이들 예측은 또한 일중 시간 및 날짜에 기초할 수 있다. 개방-소스 프로그램인, 공중이 이용가능한 소프트웨어 이를테면 RADIANCE 프로그램이 맑은 하늘의 복사 조도를 예측하기 위한 계산들을 제공할 수 있다. 구성 파일로부터의 기준 유리의 SHGC가 또한 모듈 B로 입력된다. 창 제어기(450)는 A에서의 색조 레벨보다 어둡고 기준 유리가 맑은 하늘의 최대 복사 조도에서 투과하도록 예측되는 것보다 적은 열을 투과하는 색조 레벨을 결정하기 위해 모듈 B를 이용한다. 맑은 하늘의 최대 복사 조도는 하늘이 맑은 상황에 대해 예측되는 모든 시간 동안 최고 레벨의 복사 조도이다.

단계(900)에서, B로부터의 색조 레벨 및 예측된 맑은 하늘의 복사 조도이 모듈 C로 입력된다. 실시간 복사 조도 값들이 외부 센서(510)로부터의 측정치들에 기초하여 모듈 C로 입력된다. 창 제어기(450)는 하늘이 깨끗한 상황에서 창이 모듈 B로부터의 색조 레벨로 착색된 경우 방으로 투과되는 복사 조도를 계산하기 위해 모듈 C를 이용한다. 창 제어기(450)는 이러한 색조 레벨을 갖는 창을 통한 실제 복사 조도가 모듈 B로부터의 색조 레벨을 갖는 창을 통한 복사 조도 이하인 적절한 색조 레벨을 찾기 위해 모듈 C를 이용한다. 모듈 C에서 결정된 색조 레벨이 최종 색조 레벨이다.

예측 제어 로직으로 입력된 정보 중 많은 것은 위도 및 경도, 시간 및 날짜에 대한 고정 정보로부터 결정된다. 이러한 정보는 태양이 건물에 대한 것임을, 그리고 보다 구체적으로는 예측 제어 로직이 구현되고 있는 창에 대한 것임을 설명한다. 창에 대한 태양의 위치는 정보 이를테면 직사 광의 창이 원조된 방으로의 침투 깊이를 제공한다. 그것은 또한 창을 통해 들어오는 최대 복사 조도 또는 태양 복사 에너지 플럭스의 표시를 제공한다. 이러한 계산된 복사 조도 레벨은 최대 복사 조도량으로부터 감소가 존재함을 표시할 수 있는 센서 입력에 의해 수정될 수 있다. 다시, 그러한 감소는 창 및 태양 사이 구름 또는 다른 차단물에 의해 야기될 수 있다.

도 9는 도 8의 단계(700)의 세부 사항을 도시하는 흐름도이다. 단계(705)에서, 모듈 A가 시작된다. 단계(710)에서, 창 제어기(450)는 특정 순간, t _i 의 건물의 위도 및 경도 좌표들 및 날짜 및 일중 시간에 대한 태양의 위치를 계산하기 위해 모듈 A를 이용한다. 위도 및 경도 좌표들은 구성 파일로부터의 입력일 수 있다. 날짜 및 일중 시간은 타이머에 의해 제공되는 현재 시간에 기초할 수 있다. 태양 위치는 몇몇 경우 장래일 수 있는 특정 순간, t _i, 에 계산된다. 다른 실시예들에서, 태양의 위치는 예측 제어 로직의 다른 구성요소(예를 들어, 모듈)에서 계산된다.

단계(720)에서, 창 제어기(450)는 단계(710)에서 사용된 특정 수간에 직사 일광의 방(500)으로의 침투 깊이를 계산하기 위해 모듈 A를 이용한다. 모듈 A는 태양의 계산된 위치 및 창의 위치, 창의 치수들, 창의 배향(즉 면하는 방향), 및 임의의 외부 차양의 세부 사항을 포함하는 창 구성 정보에 기초하여 침투 깊이를 계산한다. 창 구성 정보는 전기변색 창(505)과 연관된 구성 파일로부터의 입력이다. 예를 들어, 모듈 A는 먼저 특정 순간에 계산된 태양의 위치에 기초한 직사 일광의 각도(θ)를 계산함으로써 도 6a에 도시된 수직 창의 침투 깊이를 계산하기 위해 사용될 수 있다. 침투 깊이는 계산된 각도(θ) 및 상인방(창의 상부)의 위치에 기초하여 결정될 수 있다.

단계(730)에서, 단계(720)에서 계산된 침투 깊이에 대한 거주자 편안함을 제공할 색조 레벨이 결정된다. 거주 색인표는 창과 연관된 공간 유형에 대한, 계산된 침투 깊이에 대한, 그리고 창의 수광각에 대한 바람직한 색조 레벨을 찾기 위해 사용된다. 거주 색인표 및 공간 유형은 특정 창에 대한 구성 파일로부터의 입력으로서 제공된다.

거주 색인표의 예는 도 10에 제공된다. 표에서의 값들은 색조 레벨 및 괄호 안의 관련 SHGC 값들에 관한다. 도 10은 계산된 침투 값들 및 공간 유형들의 조합들에 따라 상이한 색조 레벨들(SHGC 값들)을 도시한다. 표는 0(가장 밝음), 5, 10, 15, 20, 25, 30, 및 35(가장 밝음)를 포함하는 8개의 색조 레벨에 기초한다. 가장 밝은 색조 레벨 0은 0.80의 SHGC 값에 대응하고, 색조 레벨 5는 0.70의 SHGC 값에 대응하고, 색조 레벨 10은 0.60의 SHGC 값에 대응하고, 색조 레벨 15는 0.50의 SHGC 값에 대응하고, 색조 레벨 20은 0.40의 SHGC 값에 대응하고, 색조 레벨 25는 0.30의 SHGC 값에 대응하고, 색조 레벨 30은 0.20의 SHGC 값에 대응하며, 색조 레벨 35(가장 어두움)는 0.10의 SHGC 값에 대응한다. 예시된 예는 세 개의 공간 유형을 포함한다. 책상 1, 책상 2, 및 로비 및 6개의 침투 깊이. 도 11a는 방(500)에서의 책상 1의 위치를 도시한다. 도 11b는 방(500)에서의 책상 2의 위치를 도시한다. 도 10의 거주 색인표에 도시된 바와 같이, 창에 가까운 책상 1에 대한 색조 레벨들은 책상이 창에 더 가까울 때 글레어를 방지하기 위해 창에서 더 먼 책상 2에 대한 색조 레벨들보다 높다. 다른 다른들 갖는 거주 색인표들이 다른 실시예들에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 하나의 다른 거주 색인표는 침투 값들과 연관된 단지 네 개의 색조 레벨을 포함할 수 있다. 네 개의 침투 깊이와 연관된 네 개의 색조 레벨을 갖는 거주 표의 다른 예가 도 20에 도시된다.

도 12는 도 8의 단계(800)의 보다 세부 사항을 도시하는 도해이다. 단계(805)에서, 모듈 B가 시작된다. 단계(810)에서, 모듈 B는 하늘이 깨끗한 상황에서 t _i 에 창에서의 복사 조도를 예측하기 위해 사용될 수 있다. t _i 에서의 맑은 하늘의 복사 조도는 건물의 위도 및 경도 좌표들 및 창 배향(즉 창이 면하는 방향)에 기초하여 예측된다. 단계(820)에서, 모든 시간에 창에 입사되는 맑은 하늘의 최대 복사 조도가 예측된다. 이들 맑은 하늘의 복사 조도의 예측된 값은 개방 소스 소프트웨어, 이를테면 Radiance를 이용하여 계산될 수 있다.

단계(830)에서, 창 제어기(450)는 해당 시간에 기준 유리를 통해 방(500)으로 투과될 수 있는 최대 복사 조도량을 결정하기 위해 모듈 B를 이용한다(즉 최대 기준 내부 복사 조도를 결정한다). 단계(820)로부터 계산된 맑은 하늘의 최대 복사 조도 및 구성 파일로부터의 기준 유리 SHGC 값이 다음 식을 사용하여 공간 내부의 최대 복사 조도를 계산하기 위해 사용될 수 있다: 최대 기준 내부 복사 조도 = 기준 유리 SHGC x 맑은 하늘의 최대 복사 조도.

단계(840)에서, 창 제어기(450)는 식에 기초하여 현재 색조 레벨을 갖는 창을 갖는 방(500)으로의 내부 복사 조도를 결정하기 위해 모듈 B를 이용한다. 단계(810)로부터 계산된 맑은 하늘의 복사 조도 및 현재 색조 레벨과 연관된 SHGC 값은 다음 식을 이용하여 내부 복사 조도의 값을 계산하기 위해 사용될 수 있다. 색조 레벨 복사 조도 = 색조 레벨 SHGC x 맑은 하늘의 복사 조도.

일 실시예에서, 하나 이상의 단계(705, 810 및 820)는 모듈들 A 및 B와 별도의 태양 위치 계산기에 의해 수행될 수 있다. 태양 위치 계산기는 특정 장래 시간에 태양의 위치를 결정하고 해당 장래 시간에 태양의 위치에 기초하여 예측 결정하는(예를 들어, 맑은 하늘의 복사 조도를 예측하는) 로직을 나타낸다. 태양 위치 계산기는 본 출원에 개시된 방법들의 하나 이상의 단계를 수행할 수 있다. 태양 위치 계산기는 마스터 창 제어기(예를 들어, 도 17에 도시된 마스터 창 제어기(1402))의 구성요소들 중 하나 이상에 의해 수행되는 예측 제어 로직의 부분일 수 있다. 예를 들어, 태양 위치 계산기는 창 제어기(1410)(도 17에 도시됨)에 의해 구현되는 도 18에 도시된 예측 제어 로직의 부분일 수 있다.

단계(850)에서, 창 제어기(450)는 현재 색조 레벨에 기초한 내부 복사 조도가 최대 기준 내부 복사 조도 이하인지 그리고 색조 레벨이 A로부터의 색조 레벨보다 어두운지를 결정하기 위해 모듈 B를 이용한다. 결정이 아니오인 경우, 단계(860)에서 현재 색조 레벨이 증분적으로 증가되며(어두워지며), 단계(840)에서 내부 복사 조도가 재계산된다. 결정이 예인 경우, 단계(850)에서 모듈 B가 종료된다.

도 13은 도 8의 단계(900) 보다 세부 사항을 도시하는 도해이다. 단계(905)에서, 모듈 C가 시작된다. B로부터의 색조 레벨 및 순간(t _i )에서의 예측된 맑은 하늘의 복사 조도가 모듈 B로 입력된다. 실시간 복사 조도 값들이 외부 센서(510)로부터의 측정치들에 기초하여 모듈 C로 입력된다.

단계(910)에서, 창 제어기(450)는 하늘이 깨끗한 상황에서 B로부터의 색조 레벨로 착색되는 전기변색 창(505)을 통해 방으로 투과되는 복사 조도를 계산하기 위해 모듈 C를 이용한다. 이러한 계산된 내부 복사 조도는 다음 식을 이용하여 결정될 수 있다: 계산된 내부 복사 조도 = B로부터의 색조 레벨의 SHGC x B로부터의 예측된 맑은 하늘의 복사 조도

단계(920)에서, 창 제어기(450)는 이러한 색조 레벨을 갖는 창을 통한 실제 복사 조도(= SR x 색조 레벨 SHGC)가 B로부터의 색조 레벨을 갖는 창을 통한 복사 조도 이하인(즉 실제 내부 복사 조도 < 계산된 내부 복사 조도) 적절한 색조 레벨을 찾기 위해 모듈 C를 이용한다. 몇몇 경우, 모듈 로직은 B로부터의 색조 레벨을 갖고 시작되며 실제 내부 복사 조도 < 계산된 내부 복사 조도일 때까지 색조 레벨을 증분적으로 증가시킨다. 모듈 C에서 결정된 색조 레벨이 최종 색조 레벨이다. 이러한 최종 색조 레벨은 네트워크를 통해 전기변색 창(505)에서의 전기변색 소자(들)로 색조 명령들로 전송될 수 있다.

도 14는 도 7로부터의 블록(620)의 다른 구현예를 포함하는 도해이다. 이러한 도해는 실시예들의 모듈들 A, B, 및 C를 수행하는 방법을 도시한다. 이러한 방법에서, 태양의 위치는 한 순간(t _i )에 건물의 위도 및 경도 좌표들에 기초하여 계산된다. 침투 깊이는 창의 위치, 창의 치수들, 창의 배향, 및 임의의 외부 차양에 대한 정보를 포함하는 창 구성에 기초하여 모듈 A에서 계산된다. 모듈 A는 계산된 침투 및 공간 유형에 기초하여 A로부터의 색조 레벨을 결정하기 위해 색인표를 이용한다. 그 다음 A로부터의 색조 레벨은 모듈 B로 입력된다.

프로그램 이를테면 개방 소스 프로그램 Radiance는 한 순간(t _i ) 및 모든 시간 동안의 최대 값에 대한 창 배향 및 건물의 위도 및 경도 좌표들에 기초하여 맑은 하늘의 복사 조도를 결정하기 위해 사용된다. 기준 유리 SHGC 및 계산된 맑은 하늘의 최대 복사 조도가 모듈 B로 입력된다. 모듈 B는 단계들로 모듈 A에서 계산된 색조 레벨을 증가시키며 다음의 경우 내부 복사 조도가 기준 내부 복사 조도 이하인 색조 레벨을 선택한다: 내부 복사 조도= 색조 레벨 SHGC x 맑은 하늘의 복사 조도 그리고 기준 내부 복사 조도 = 기준 SHGC x 맑은 하늘의 최대 복사 조도. 그러나, 모듈 A가 유리의 최대 색조를 계산할 때, 모듈 B는 그것을 더 밝게 만들도록 색조를 변경하지 않는다. 그 다음 B에서 계산된 색조 레벨은 모듈 C로 입력된다. 예측된 맑은 하늘 조도가 또한 모듈 C로 입력된다.

모듈 C는 다음 식을 이용하여 B로부터의 색조 레벨을 갖는 전기변색 창(505)을 갖는 방에서의 내부 복사 조도를 계산한다: 계산된 내부 복사 조도 = B로부터의 색조 레벨의 SHGC x B로부터의 예측된 맑은 하늘의 복사 조도 그 다음 모듈 C는 실제 내부 복사 조도가 계산된 내부 복사 조도 이하인 조건을 충족하는 적절한 색조 레벨을 찾는다. 실제 복사 조도는 다음 식을 이용하여 결정된다: 실제 복사 조도 = SR x 색조 레벨 SHGC. 모듈 C에 의해 결정된 색조 레벨은 전기변색 창(505)으로 송신되는 색조 명령들에서의 최종 색조 레벨이다.

IV. 건물 관리 시스템들( BMS들 )

본 출원에 설명된 창 제어기들은 또한 BMS과의 통합에 적합하다. BMS는 건물의 기계적 및 전기적 장비 이를테면 환기, 전등, 전력 시스템들, 엘레베이터들, 화재 시스템들, 및 보안 시스템들을 모니터링 및 제어하는 건물에 설치된 컴퓨터-기반 제어 시스템이다. BMS는 컴퓨터 또는 컴퓨터들로 통신 채널들에 의한 상호 접속부들을 포함하는 하드웨어, 및 거주자들에 의해 그리고/또는 건물 관리인에 의해 설정된 선호도들에 따라 건물의 상황을 유지시키기 위한 관련 소프트웨어로 구성된다. 예를 들어, BMS는 근거리 통신망, 이를테면 이더넷을 이용하여 구현될 수 있다. 소프트웨어는 예를 들어, 인터넷 프로토콜 및/또는 개방형 표준들에 기초할 수 있다. 일례는 Tridium, Inc. (버지니아, 리치몬드의) 로부터의 소프트웨어이다. BMS와 통상적으로 사용되는 하나의 통신 프로토콜은 BACnet(건물 자동화 및 제어 네트워크들)이다.

BMS는 대형 건물에 가장 흔하며, 통상적으로 적어도 건물 내 환경을 제어하도록 기능한다. 예를 들어, BMS는 건물 내 온도, 이산화탄소 레벨들, 및 습도를 제어할 수 있다. 통상적으로, BMS에 의해 제어되는 많은 기계적 디바이스 이를테면 난방기들, 공조기들, 송풍기들, 통기들 기타 같은 종류의 것이 존재한다. 건물 환경을 제어하기 위해, BMS는 정의된 조건들 하에서 이들 다양한 디바이스를 턴 온 및 오프할 수 있다. 통상적인 현대 BMS의 핵심 기능은 난방 및 냉방 비용/수요를 최소화하면서 건물의 거주자들을 위해 편안한 환경을 유지시키는 것이다. 그에 따라, 현대 BMS는 다양한 시스템 간 시너지를 모니터링 및 제어할 뿐만 아니라 이를 최적화하기 위해, 예를 들어, 에너지를 보존하고 건물 운영 비용을 낮추기 위해 사용된다.

몇몇 실시예에서, 창 제어기는 BMS와 통합되며, 여기서 창 제어기는 하나 이상의 전기변색 창(505) 또는 다른 착색가능한 창을 제어하도록 구성된다. 일 실시예에서, 하나 이상의 전기변색 창은 적어도 하나의 모든 고체 상태 무기물 전기변색 소자를 포함하나, 하나 보다 많은 전기변색 소자는 포함하지 않을 수 있으며, 예를 들어 여기서 각 IGU의 페인 또는 라이트가 착색가능하다. 일 실시예에서, 하나 이상의 전기변색 창은 단지 모든 고체 상태 및 무기물 전기변색 소자를 포함한다. 일 실시예에서, 전기변색 창은 2010년 8월 5일에 출원되고, "다중 페인 전기변색 창들"이라는 명칭의, 미국 특허 출원 제12/851,514호에 설명된 바와 같이, 다중상태 전기변색 창들이다.

도 15는 보안 시스템들, 난방/환기/공조(HVAC), 건물의 전등, 전력 시스템들, 엘레베이터들, 화재 시스템들 기타 같은 종류의 것을 포함하여, 건물(1101)의 다수의 시스템을 관리하는, BMS(1100)의 실시예의 개략도를 도시한다. 보안 시스템들은 자기 카드 접근, 회전식 문들, 솔레노이드 구동 도어 록들, 감시 카메라들, 도난 경보들, 금속 검출기들 기타 같은 종류의 것을 포함할 수 있다. 화재 시스템들은 화재 경보들 및 물 배관 제어를 포함하는 화재 진압 시스템들을 포함할 수 있다. 전등 시스템들은 내부 전등, 외부 전등, 비상 경고등, 비상 유도등, 및 비상 바닥 출구 전등을 포함할 수 있다. 전력 시스템들은 주요 전력, 백업 전력 발생기들, 및 무정전 전력원(UPS) 격자들을 포함할 수 있다.

또한, BMS(1100)는 마스터 창 제어기(1102)를 관리한다. 본 예에서, 마스터 창 제어기(1102)는 마스터 네트워크 제어기(1103), 중간 네트워크 제어기들(1105a 및 1105b), 및 말단 또는 리프 제어기들(1110)을 포함하는 창 제어기들의 분산 네트워크로서 도시된다. 말단 또는 리프 제어기들(1110)은 도 4에 대하여 설명된 창 제어기(450)와 유사할 수 있다. 예를 들어, 마스터 네트워크 제어기(1103)는 BMS(1100)에 근접하여 있을 수 있으며, 건물(1101)의 각 층은 하나 이상의 중간 네트워크 제어기(1105a 및 1105b)를 가질 수 있는 한편, 건물의 각 창은 그 자체의 말단 제어기(1110)를 갖는다. 본 예에서, 제어기들(1110)의 각각은 건물(1101)의 특정 전기변색 창을 제어한다.

제어기들(1110)의 각각은 그것이 제어하는 전기변색 창과 별도의 장소에 있거나, 또는 전기변색 창으로 통합될 수 있다. 간략함을 위해, 건물(1101)의 단지 10개의 전기변색 창이 마스터 창 제어기(1102)에 의해 제어되는 것으로 도시된다. 통상적인 설정에서, 마스터 창 제어기(1102)에 의해 제어되는 건물에서 다수의 전기변색 창이 존재할 수 있다. 마스터 창 제어기(1102)는 창 제어기들의 분산 네트워크일 필요는 없다. 예를 들어, 단일 전기변색 창의 기능들을 제어하는 단일 단부 제어기가 또한 상술된 바와 같이, 본 출원에 개시된 실시예들의 범위 내에 들어간다. BMS들과 본 출원에 설명된 바와 같은 전기변색 창 제어기들을 통합하는 것의 이점들 및 특징들은 보다 상세하게 그리고 적절한 경우, 도 15에 관해 아래에서 설명된다.

개시된 실시예들의 일 측면은 본 출원에 설명된 바와 같이 다목적 전기변색 창 제어기를 포함하는 BMS이다. 전기변색 창 제어기로부터의 피드백을 통합함으로써, BMS는 예를 들어, 향상된: 1) 환경 제어, 2) 에너지 절감, 3) 보안, 4) 제어 옵션들의 유연성, 5) 다른 시스템들에 대한 보다 적은 의존성 및 그에 따른 그것들의 유지보수로 인한 다른 시스템들의 개선된 신뢰성 및 사용가능한 수명, 6) 정보 이용가능성 및 진단, 7) 스태프의 효율적 이용, 및 이로부터의 보다 높은 생산성을 제공할 수 있는데, 이는 전기변색 창들이 자동적으로 제어될 수 있기 때문이다. 몇몇 실시예에서, BMS는 존재하지 않을 수 있거나 BMS는 존재할 수 있으나 마스터 네트워크 제어기와 통신하지 않거나 마스터 네트워크 제어기와 높은 레벨로 통신하지 않을 수 있다. 특정 실시예들에서, BMS에 대한 유지보수는 전기변색 창들의 제어를 중단시킬 수 있다.

도 16은 건물을 위한 건물 네트워크(1200)의 실시예의 블록도를 도시한다. 위에서 언급된 바와 같이, 네트워크(1200)는 BACnet을 포함하여, 임의의 수의 상이한 통신 프로토콜을 채용할 수 있다. 도시된 바와 같이, 건물 네트워크(1200)는 마스터 네트워크 제어기(1205), 전등 제어 패널(1210), 건물 관리 시스템(BMS)(1215), 보안 제어 시스템(1220), 및 사용자 콘솔(1225)을 포함한다. 건물에서의 이들 상이한 제어기 및 시스템은 건물의 HVAC 시스템(1230), 광(1235), 보안 센서들(1240), 도어 록들(1245), 카메라들(1250), 및 착색가능한 창들(1255)로부터 입력을 수신하고/하거나 이들을 제어하기 위해 사용될 수 있다.

마스터 네트워크 제어기(1205)는 도 15에 대하여 설명된 마스터 네트워크 제어기(1103)와 유사한 방식으로 기능할 수 있다. 전등 제어 패널(1210)은 내부 전등, 외부 전등, 비상 경고등, 비상 유도등, 및 비상 바닥 출구 전등을 제어하기 위한 회로들을 포함할 수 있다. 전등 제어 패널(1210)은 또한 건물의 방들에서의 거주자 센서들을 포함할 수 있다. BMS(1215)는 다른 시스템들 및 네트워크(1200)의 제어기들로로부터 데이터를 수신하고 이들에 명령들을 발행하는 컴퓨터 서버를 포함할 수 있다. 예를 들어, BMS(1215)는 마스터 네트워크 제어기(1205), 전등 제어 패널(1210), 및 보안 제어 시스템(1220)의 각각으로부터 데이터를 수신하고 이들에 명령들을 발생할 수 있다. 보안 제어 시스템(1220)은 자기 카드 접근, 회전식 문들, 솔레노이드 구동 도어 록들, 감시 카메라들, 도난 경보들, 금속 검출기들 기타 같은 종류의 것을 포함할 수 있다. 사용자 콘솔(1225)은 건물의 상이한 시스템들의 동작들을 스케줄링, 그러한 시스템들을 제어, 모니터링, 최적화, 및 수리하기 위해 건물 관리인에 의해 이용될 수 있는 컴퓨터 단말일 수 있다. Tridium, Inc.로부터의 소프트웨어는 사용자 콘솔(1225)에 따라 상이한 시스템들로부터의 데이터의 시각적 표현들을 생성할 수 있다.

상이한 제어들의 각각은 각각의 디바이스들/장치를 제어할 수 있다. 마스터 네트워크 제어기(1205)는 창들(1255)를 제어한다. 전등 제어 패널(1210)은 광(1235)을 제어한다. BMS(1215)는 HVAC(1230)를 제어한다. 보안 제어 시스템(1220)은 보안 센서들(1240), 도어 록들(1245), 및 카메라들(1250)을 제어한다. 데이터는 건물 네트워크(1200)의 부분인 제어기들 및 모든 상이한 디바이스/장치 사이에서 교환 및/또는 공유될 수 있다.

몇몇 경우, BMS(1100) 또는 건물 네트워크(1200)의 시스템들은 매일, 매달, 분기마다, 또는 매년 스케줄들에 따라 실행될 수 있다. 예를 들어, 전등 제어 시스템, 창 제어 시스템, HVAC, 및 보안 시스템은 사람들이 작업하는 낮 동안 건물에 있을 때를 감안한 24 시간 스케줄대로 동작할 수 있다. 밤에, 건물은 에너지 절감 모드로 진입할 수 있으며, 낮 동안, 시스템들은 거주자 편안함을 제공하면서 건물의 에너지 소모를 최소화하는 방식으로 동작할 수 있다. 다른 예로서, 시스템들은 휴가 기간 동안 정지되거나 에너지 절감 모드로 진입할 수 있다.

스케줄링 정보는 지리적 정보와 조합될 수 있다. 지리적 정보는 건물의 위도 및 경보를 포함할 수 있다. 지리적 정보는 또한 건물의 각 측면이 면하는 방향에 대한 정보를 포함할 수 있다. 그러한 정보를 이용하여, 건물의 상이한 측면들 상의 상이한 방들이 상이한 방식들로 제어될 수 있다. 예를 들어, 겨울에 건물의 동향 방들에 대해, 창 제어기는 방이 방에의 일광 비춤으로 인해 데워지도록 아침에 색조를 가지지 않도록 창들에 명령할 수 있으며, 전등 제어 패널은 일광으로부터의 조명으로 인해 흐릿해도록 광에 명령할 수 있다. 서향 창들은 서쪽 측면 상의 창들이 에너지 절감에 어떠한 영향도 미치지 않을 수 있기 때문에 아침에 방의 거주자들에 의해 제어가능할 수 있다. 그러나, 동향 창들 및 서향 창들의 동작 모드들은 저녁에 스위칭할 수 있다(예를 들어, 태양이 질 때, 서향 창들은 일광이 난방 및 조명 양자에 처할 수 있게 하기 위헤 착색되지 않는다).

건물, 예를 들어, 이를테면 건물 네트워크 또는 BMS, 건물의 외부 창들에 대한 착색가능한 창들(즉, 건물의 내부를 건물의 외부와 분리하는 창들), 및 다수의 상이한 센서를 포함하여, 도 15에서의 건물(1101)의 예가 아래에 설명된다 . 건물의 외부 창들로부터의 광은 창들로부터 약 20 피트 또는 약 30 피트인 건물에서의 내부 전등에 영향을 미친다. 즉, 외부 창으로부터 약 20 피트 또는 약 30 피트 초과인 건물에서의 공간은 외부 창으로부터 거의 광을 수용하지 않는다. 건물에서의 외부 창들에서 떨어진 그러한 공간은 건물의 전등 시스템들에 의해 비춰진다.

나아가, 건물 내 온도는 외부 광 및/또는 외부 온도에 의해 영향을 받을 수 있다. 예를 들어, 추운 날에 그리고 난방 시스템에 의해 난방되는 건물에서, 문들에 보다 가까운 방들 및/또는 창들은 건물의 내부 영역들보다 빠르게 열을 잃을 것이며 내부 영역들과 비교하여 보다 추울 것이다.

외부 센서들에 대해, 건물은 건물의 지붕 상에 외부 센서들을 포함할 수 있다. 대안적으로, 건물은 각 외부 창(도 5에 관해 설명된 바와 같이, 방(500)) 또는 건물의 각 측면 상의 외부 센서를 포함할 수 있다. 건물의 각 측면 상의 외부 센서는 태양이 낮 동안 죽 위치를 바꿀 때 건물의 측면 상의 복사 조도를 추적할 수 있다.

도 7, 도 8, 도 9, 도 12, 도 13, 및 도 14에 대하여 설명된 방법들에 관하여, 창 제어기가 건물 네트워크 또는 BMS로 통합될 때, 외부 센서들(510)로부터의 출력들은 BMS의 네트워크로 입력되고 로컬 창 제어기(450)에 입력으로 제공될 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서, 임의의 두 개 이상의 센서로부터의 출력 신호들이 수신된다. 몇몇 실시예에서, 단지 하나의 출력 신호가 수신되며, 몇몇 다른 실시예에서, 3, 4, 5, 또는 그 이상의 출력이 수신된다. 이들 출력 신호는 건물 네트워크 또는 BMS를 통해 수신될 수 있다.

몇몇 실시예에서, 수신된 출력 신호들은 건물 내 난방 시스템, 냉방 시스템, 및/또는 전등에 의한 에너지 또는 전력 소모를 표시하는 신호를 포함한다. 예를 들어, 건물의 난방 시스템, 냉방 시스템, 및/또는 전등에 의한 에너지 또는 전력 소모가 에너지 또는 전력 소모를 표시하는 신호를 제공하기 위해 모니터링될 수 있다. 디바이스들은 이러한 모니터링을 가능하게 하기 위해 건물의 회로들 및/또는 배선과 인터페이싱 또는 이에 부착될 수 있다. 대안적으로, 건물에서의 전력 시스템들은 건물 내 난방 시스템, 냉방 시스템, 및/또는 전등 또는 건물 내 방들의 그룹에 의해 소모되는 전력이 모니터링될 수 있도록 설치될 수 있다.

색조 명령들은 결정된 색조 레벨로 착색가능한 창의 색조를 변경하기 위해 제공될 수 있다. 예를 들어, 도 15를 참조하여, 이는 하나 이상의 중간 네트워크 제어기(1105a 및 1105b)에 명령들을 발행하는 마스터 네트워크 제어기(1103)를 포함할 수 있으며, 이들은 차례로 건물의 각 창을 제어하는 말단 제어기들(1110)에 명령들을 발행한다. 말단 제어기들(1100)은 명령들에 의한 색조의 변화를 유도하기 위해 창으로 전압 및/또는 전류를 인가할 수 있다.

몇몇 실시예에서, 전기변색 창들 및 BMS를 포함하는 건물은 건물에 전력을 제공하는 설비 또는 설비들에 의해 실행되는 수요 반응 프로그램에 등록되거나 참여될 수 있다. 프로그램은 피크 부하가 예상될 때 건물의 에너지 소모가 감소되는 프로그램일 수 있다. 설비는 예상 피크 부하 발생 이전에 경고 신호를 발송할 수 있다. 예를 들어, 경고는 예상 피크 부하 발생 전날에, 그의 아침에, 또는 그 약 한 시간 전에 송신될 수 있다. 피크 부하 발생은 예를 들어, 냉방 시스템들/공조기들이 설비로부터 많은 전력량을 인출하고 있는 더운 여름 날에 발생하는 것으로 예상될 수 있다. 경고 신호는 건물의 BMS에 의해 또는 건물에서의 전기변색 창들을 제어하도록 구성된 창 제어기들에 의해 수신될 수 있다. 이러한 경고 신호는 도 7에 도시된 바와 같은 모듈들 A, B, 및 C를 중지시키는 오버라이드 메커니즘일 수 있다. 그 다음 BMS는 창 제어기(들)에 전기변색 창들(505)에서의 적절한 전기변색 소자를 피크 부하가 예상되는 시간에 건물에서의 냉방 시스템들의 전력 인출을 감소시키는 것을 돕는 어두운 색조 레벨로 전환시키도록 명령할 수 있다.

몇몇 실시예에서, 건물의 외부 창들에 대한 착색가능한 창들(즉, 건물의 내부를 건물의 외부와 분리하는 창들)이 구역에서의 착색가능한 창들이 유사한 방식으로 명령되는, 구역들로 그룹핑될 수 있다. 예를 들어, 건물의 상이한 층들 또는 건물의 상이한 측면들 상의 전기변색 창들의 그룹들이 상이한 구역들에 있을 수 있다. 예를 들어, 건물의 제1 층 상에, 모든 동향 전기변색 창은 구역 1에 있을 수 있고, 모든 남향 전기변색 창은 구역 2에 있을 수 있고, 모든 서향 전기변색 창은 구역 3에 있을 수 있으며, 모든 북향 전기변색 창은 구역 4에 있을 수 있다. 다른 예로서, 건물의 제1 층 상의 모든 전기변색 창이 구역 1에 있을 수 있고, 건물의 제2 층 상의 모든 전기변색 창이 구역 2에 있을 수 있으며, 건물의 제3 층 상의 모든 전기변색 창이 구역 3에 있을 수 있다. 또 다른 예로서, 모든 동향 전기변색 창은 구역 1에 있을 수 있고, 모든 남향 전기변색 창은 구역 2에 있을 수 있고, 모든 서향 전기변색 창은 구역 3에 있을 수 있으며, 모든 북향 전기변색 창은 구역 4에 있을 수 있다. 또 다른 예로서, 1층 상의 동향 전기변색 창들은 상이한 구역들로 구분될 수 있다. 건물의 동일한 측면 및/또는 상이한 측면들 및/또는 상이한 층들 상의 임의의 수의 착색가능한 창이 구역에 할당될 수 있다. 각각의 착색가능한 창들이 독립적으로 제어가능한 구역들을 갖는 실시예들에서, 착색 구역들은 각각의 창들의 구역들의 조합들을 이용하여 건물 정면 상에 생성될 수 있으며, 예를 들어 여기서 각각의 창들은 모든 그것들의 구역이 착색되게 할 수 있거나 그렇지 않을 수 있다.

몇몇 실시예에서, 구역에서의 전기변색 창들은 동일한 창 제어기에 의해 제어될 수 있다. 몇몇 다른 실시예에서, 구역에서의 전기변색 창은 상이한 창 제어기들에 의해 제어될 수 있으나, 창 제어기들은 모두 센서들로부터의 동일한 출력 신호들을 수신하며 구역에서의 창들에 대한 색조 레벨을 결정하기 위해 동일한 함수 또는 색인표를 이용할 수 있다.

몇몇 실시예에서, 구역에서의 전기변색 창들은 투과율 센서로부터 출력 신호를 수신하는 창 제어기 또는 제어기들에 의해 제어될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 투과율 센서는 구역에서의 창들에 근접하게 장착될 수 있다. 예를 들어, 투과율 센서는 구역에 포함되는 IGU를 함유하는 프레임에 또는 그것 상에 장착(예를 들어, 프레임의 중간 문설주, 수평 내리닫이창에 또는 그것 상에 장착) 될 수 있다. 몇몇 다른 실시예에서, 건물의 단일 측면 상에 창들을 포함하는 구역에서의 전기변색 창들은 투과율 센서로부터 출력 신호를 수신하는 창 제어기 또는 제어기들에 의해 제어될 수 있다.

몇몇 실시예에서, 센서(예를 들어, 광 센서)는 출력 신호를 제1 구역(예를 들어, 마스터 제어 구역)의 전기변색 창들(505)을 제어하기 위한 창 제어기로 제공할 수 있다. 창 제어기는 또한 제1 구역과 동일한 방식으로 제2 구역(예를 들어, 슬레이브 제어 구역)에서의 전기변색 창들(505)을 제어할 수 있다. 몇몇 다른 실시예에서, 다른 창 제어기가 제1 구역과 동일한 방식으로 제2 구역에서의 전기변색 창들(505)을 제어할 수 있다.

몇몇 실시예에서, 건물 관리인, 제2 구역에서의 방들의 거주자들, 또는 다른 개인은 제2 구역(즉, 슬레이브 제어 구역)에서의 전기변색 창들에 (예를 들어, 색조 또는 맑은 명령 또는 BMS의 사용자 콘솔로부터의 명령을 이용하여) 색조 레벨 이를테면 착색 상태(레벨) 또는 맑은 상태로 진입하도록 수동으로 명령할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제2 구역에서의 창들의 색조 레벨이 그러한 수동 명령으로 오버라이드될 때, 제1 구역(즉, 마스터 제어 구역)에서의 전기변색 창들은 계속 투과율 센서로부터 출력을 수신하는 창 제어기의 제어를 받는다. 제2 구역은 시간 기간 동안 계속 수동 명령 모드에 있고 그 다음 투과율 센서로부터 출력을 수신하는 창 제어기의 제어를 받도록 다시 되돌아갈 수 있다. 예를 들어, 제2 구역은 오버라이드 명령을 수신한 이후 1시간 동안 수동 명령 모드에 남아 있으며, 그 다음 투과율 센서로부터 출력을 수신하는 창 제어기의 제어를 받도록 다시 되돌아갈 수 있다.

몇몇 실시예에서, 건물 관리인, 제1 구역에서의 방들의 거주자들, 또는 다른 개인은 제1 구역(즉, 마스터, 제어 구역)에서의 창들에 (예를 들어, 색조 명령 또는 BMS의 사용자 콘솔로부터의 명령을 이용하여) 색조 레벨 이를테면 착색 상태 또는 맑은 상태로 진입하도록 수동으로 명령할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제1 구역에서의 창들의 색조 레벨이 그러한 수동 명령으로 오버라이드될 때, 제2 구역(즉, 슬레이브 제어 구역)에서의 전기변색 창들은 계속 외부 센서로부터 출력들을 수신하는 창 제어기의 제어를 받는다. 제1 구역은 시간 기간 동안 계속 수동 명령 모드에 있고 그 다음 투과율 센서로부터 출력을 수신하는 창 제어기의 제어를 받도록 다시 되돌아갈 수 있다. 예를 들어, 제1 구역은 오버라이드 명령을 수신한 이후 1시간 동안 수동 명령 모드에 남아 있으며, 그 다음 투과율 센서로부터 출력을 수신하는 창 제어기의 제어를 받도록 다시 되돌아갈 수 있다. 몇몇 다른 실시예에서, 제2 구역에서의 전기 변색 창들은 제1 구역에 대한 수동 오버라이드가 수신될 때 계속 그것들이 있는 색조 레벨에 있을 수 있다. 제1 구역은 시간 기간 동안 계속 수동 명령 모드에 있고 그 다음 제1 구역 및 제2 구역 양자가 투과율 센서로부터 출력을 수신하는 창 제어기의 제어를 받도록 다시 되돌아갈 수 있다.

본 출원에 설명된 착색가능한 창의 제어 방법들 중 임의의 방법은, 창 제어기가 독립형 창 제어기인지 또는 건물 네트워크와 인터페이싱되는지에 관계 없이, 착색가능한 창의 색조를 제어하기 위해 사용될 수 있다.

무선 또는 유선 통신

몇몇 실시예에서, 본 출원에 설명된 창 제어기들은 창 제어기, 센서들, 및 별도의 통신 노드들 간 유선 또는 무선 통신을 위한 구성요소들을 포함한다. 무선 또는 유선 통신은 창 제어기와 직접 인터페이싱하는 통신 인터페이스로 실현될 수 있다. 그러한 인터페이스는 마이크로프로세서에 고유하거나 이들 기능을 가능하게 하는 추가 회로를 통해 제공될 수 있다.

무선 통신을 위한 별도의 통신 노드는 예를 들어, 다른 무선 창 제어기, 말단, 중간, 또는 마스터 창 제어기, 원격 제어 디바이스, 또는 BMS일 수 있다. 무선 통신은 다음 동작들 중 적어도 하나를 위해 창 제어기에서 이용된다: 전기변색 창(505)을 프로그래밍 및/또는 동작시키는 동작, 본 출원에 설명된 다양한 센서 및 프로토콜로부터 EC 창(505)으로부터의 데이터를 수집하는 동작, 및 무선 통신을 위한 중계점으로서 전기변색 창(505)을 이용하는 동작. 전기변색 창들(505)로부터 수집된 데이터는 또한 카운트 데이터 이를테면 EC 소자가 활성화된 수, 시간이 흐름에 따른 EC 소자의 효율 기타 같은 종류의 것을 포함할 수 있다. 무선 통신 특징들은 아래에서 보다 상세하게 설명된다.

일 실시예에서, 무선 통신이 예를 들어, 적외선(IR), 무선 주파수(RF) 신호를 통해, 관련 전기변색 창들(505)을 동작시키기 위해 사용된다. 특정 실시예들에서, 제어기는 무선 프로토콜 칩, 이를테면 블루투스, 엔오션(EnOcean), 와이파이, 지그비 기타 같은 종류의 것을 포함할 것이다. 창 제어기들은 또한 네트워크를 통해 무선 통신할 수 있다. 창 제어기로의 입력은 직접 또는 무선 통신을 통해, 벽 스위치의 최종 사용자에 의해 수동으로 입력될 수 있거나, 또는 입력은 전자변색 창이 구성요소인 건물의 BMS로부터 올 수 있다.

일 실시예에서, 창 제어기가 제어기들의 분산 네트워크의 부분일 때, 무선 통신은 각각이 무선 통신 구성요소들을 갖는, 제어기들의 분산 네트워크를 통해 복수의 전기변색 창의 각각으로 그리고 각각으로부터 데이터를 전달하기 위해 사용된다. 예를 들어, 다시 도 15를 참조하여, 마스터 네트워크 제어기(1103)는 중간 네트워크 제어기들(1105a 및 1105b)의 각각과 무선으로 통신하며, 이들은 차례로 각각이 전기변색 창과 연관된, 말단 제어기들(1110)과 무선으로 통신한다. 마스터 네트워크 제어기(1103)는 또한 BMS(1100)와 무선으로 통신할 수 있다. 일 실시예에서, 창 제어기에서의 통신의 적어도 하나의 레벨이 무선으로 수행된다.

몇몇 실시예에서, 무선 통신의 하나보다 많은 노드는 창 제어기 분산 네트워크에서 이용된다. 예를 들어, 마스터 창 제어기는 와이파이 또는 지그비를 통해 중간 제어기들과 무선으로 통신할 수 있는 한편, 중간 제어기들은 블루투스, 지그비, 엔오션, 또는 다른 프로토콜을 통해 말단 제어기들과 통신한다. 다른 예에서, 창 제어기들은 무선 통신에 대한 종단 사용자 선택들에서의 유연성을 위해 리던던트 무선 통신 시스템들을 갖는다.

예를 들어, 마스터 및/또는 중간 창 제어기들 및 말단 창 제어기들 간 무선 통신은 하드 통신 선들의 설치를 배제하는 이점을 제공한다. 이는 또한 창 제어기들 및 BMS 간 무선 통신에 해당된다. 일 측면에서, 이들 역할에 부합하는 무선 통신은 창을 동작시키고 예를 들어, 건물에서의 환경 및 에너지 절감을 최적화하기 위한 BMS에 데이터를 제공하기 위한 전기변색 창으로의 그리고 그로부터의 데이터 전달에 유용하다. 창 장소 데이터 뿐만 아니라 센서들로부터의 피드백도 그러한 최적화를 위해 협력 작용된다. 예를 들어, 세밀한 레벨(윈도우마다) 미기후 정보가 건물의 다양한 환경을 최적화하기 위해 BMS로 공급된다.

VI. 착색가능한 창들의 기능들을 제어하기 위한 시스템의 예

도 17은 실시예들에 따라, 건물(예를 들어, 도 15에 도시된 건물(1101)의 하나 이상의 착색가능한 창의 기능들(예를 들어, 상이한 색조 레벨들로 전환하는)을 제어하기 위한 시스템(1400)의 구성요소들의 블록도이다. 시스템(1400)은 BMS(예를 들어, 도 15에 도시된 BMS(100))에 의해 관리되는 시스템들 중 하나일 수 있거나 BMS와 독립적으로 동작할 수 있다.

시스템(1400)은 착색가능한 창들로 그의 기능들을 제어하기 위한 제어 신호들을 송신할 수 있는 마스터 창 제어기(1402)를 포함한다. 시스템(1400)은 또한 마스터 창 제어기(1402)와 전기 통신하는 네트워크(1410)를 포함한다. 예측 제어 로직, 다른 제어 로직 및 착색가능한 창(들)의 기능들을 제어하기 위한 명령들, 및/또는 센서 데이터는 네트워크(1410)를 통해 마스터 창 제어기(1402)에 전달될 수 있다. 네트워크(1410)는 유선 또는 무선 네트워크(예를 들어 클라우드 네트워크)일 수 있다. 일 실시예에서, 네트워크(1410)는 BMS가 네트워크(1410)를 통해 건물에서의 착색가능한 창(들)로 착색가능한 창(들)을 제어하기 위한 명령들을 송신할 수 있게 하기 위해 BMS와 통신할 수 있다.

시스템(1400)은 또한 착색가능한 창들(미도시)의 EC 소자들(400) 및 벽 스위치들(1490)을 포함하며, 이들 양자는 마스터 창 제어기(1402)와 전기 통신한다. 예시된 예에서, 마스터 창 제어기(1402)는 EC 소자(들)(400)로 EC 소자(들)(400)을 갖는 착색가능한 창들의 색조 레벨을 제어하기 위한 제어 신호들을 송신할 수 있다. 각 벽 스위치(1490)는 또한 EC 소자들(400) 및 마스터 창 제어기(1402)와 통신한다. 최종 사용자(착색가능한 창을 갖는 방의 거주자)는 EC 소자(들)(400)을 갖는 착색가능한 창의 색조 레벨 및 다른 기능들을 제어하기 위해 벽 스위치(1490)를 이용할 수 있다.

도 17에서, 마스터 창 제어기(1402)는 마스터 네트워크 제어기(1403), 마스터 네트워크 제어기(1403)와 통신하는 복수의 중간 네트워크 제어기(1405), 및 다수 복수의 말단 또는 리프 창 제어기(1410)를 포함하는 창 제어기들의 분산 네트워크로 도시된다. 각 복수의 말단 또는 리프 창 제어기(1410)는 단일 중간 네트워크 제어기(1405)와 통신한다. 창 제어기(1402)가 창 제어기들의 분산 네트워크로 예시되지만, 창 제어기(1402)는 또한 다른 실시예들에서 다른 착색가능한 창의 기능들을 제어하는 단일 창 제어기일 수 있다. 도 17에서의 시스템(1400)의 구성요소들은 도 15에 대하여 설명된 구성요소들과 몇몇 측면에서 유사할 수 있다. 예를 들어, 마스터 네트워크 제어기(1403)는 마스터 네트워크 제어기(1103)와 유사할 수 있으며, 중간 네트워크 제어기들(1405)은 중간 네트워크 제어기들(1105)과 유사할 수 있다. 도 17의 분산 네트워크에서의 창 제어기들의 각각은 프로세서(예를 들어, 마이크로프로세서) 및 프로세서와 전기 통신하는 컴퓨터 판독가능한 매체를 포함할 수 있다.

도 17에서, 리프 또는 말단 창 제어기(1410)는 건물에서의 착색가능한 창의 색조 레벨을 제어하기 위해 단일 착색가능한 창의 EC 소자(들)(400)과 통신한다. IGU의 경우, 리프 또는 말단 창 제어기(1410)는 IGU의 색조 레벨을 제어하기 위해 IGU의 다수의 라이트 상의 EC 소자들(400)과 통신할 수 있다. 다른 실시예들에서, 각 리프 또는 말단 창 제어기(1410)는 복수의 착색가능한 창과 통신할 수 있다. 리프 또는 말단 창 제어기(1410)는 착색가능한 창으로 통합될 수 있거나 그것이 제어하는 착색가능한 창과 별개일 수 있다. 도 17에서의 리프 및 말단 창 제어기(1410)는 도 15에서의 말단 또는 리프 제어기들(1110)과 유사할 수 있고/있거나 또한 도 4에 대하여 설명된 창 제어기(450)와 유사할 수 있다.

각 벽 스위치(1490)는 각 벽 스위치(1490)와 통신하는 착색가능한 창의 색조 레벨 및 다른 기능들을 제어하기 위해 최종 사용자(예를 들어, 방의 거주자)에 의해 동작될 수 있다. 최종 사용자는 관련 착색가능한 창에서의 EC 소자들(400)로 제어 신호들을 전달하도록 벽 스위치(1490)를 동작시킬 수 있다. 벽 스위치(1490)로부터의 이들 신호는 몇몇 경우 마스터 창 제어기(1402)로부터의 신호들을 오버라이드할 수 있다. 다른 경우들(예를 들어, 수요가 많은 경우들)에서, 마스터 창 제어기(1402)로부터의 제어 신호들은 벽 스위치(1490)로부터의 제어 신호들을 오버라이드할 수 있다. 각 벽 스위치(1490)는 또한 벽 스위치(1490)로부터 다시 마스터 창 제어기(1402)로 송신되는 제어 신호들에 대한 정보(예를 들어 시간, 날짜, 요청된 색조 레벨 등)을 송신하기 위해 리프 또는 말단 창 제어기(1410)와 통신한다. 몇몇 경우, 벽 스위치들(1490)은 수동으로 동작될 수 있다. 다른 경우들에서, 벽 스위치들(1490)은 예를 들어, 적외선(IR), 및/또는 무선 주파수(RF) 신호들을 이용하여, 제어 신호들과의 무선 통신을 송신하는 원격 디바이스(예를 들어, 셀 폰, 태블릿 등)를 이용하는 최종 사용자에 의해 무선으로 제어될 수 있다. 몇몇 경우, 벽 스위치들(1490)은 무선 프로토콜 칩, 이를테면 블루투스, 엔오션, 와이파이, 지그비 및 기타 같은 종류의 것을 포함할 수 있다. 도 17에 도시된 벽 스위치들(1490)은 벽(들) 상에 위치되지만, 시스템(1400)의 다른 실시예들은 방에서의 다른 곳에 위치되는 스위치들을 가질 수 있다.

VII. 예측 제어 로직의 다른 예

도 18은 실시예들에 따라, 건물의 상이한 구역들에서의 하나 이상의 착색가능한 창(예를 들어, 전기변색 창)의 색조 레벨을 제어하는 방법을 위한 예측 제어 로직을 도시하는 블록도이다. 이러한 로직은 착색가능한 창들에서의 EC 소자들(400)의 전환 시간을 감안하는 장래 시간에서의 예측 결정들을 내린다. 이러한 예측 제어 로직은 도 17에 대하여 설명된 시스템(1400)의 구성요소들에 의해 또는 다른 개시된 실시예들의 시스템들의 구성요소들에 의해 채용될 수 있다. 예시된 예에서, 예측 제어 로직의 부분은 창 제어기(1410)에 의해 수행되고, 다른 부분은 네트워크 제어기(1408)에 의해 수행되며, 모듈 1(1406)에서의 로직은 창 제어기(1410) 및 네트워크 제어기(1408)와 별개의 구성요소에 의해 수행된다. 대안적으로, 모듈 1(1406)은 창 제어기(1410) 상에 로딩될 수 있거나 그렇지 않을 수 있는 별개의 로직일 수 있다.

도 18에서, 창 제어기(1410) 및 모듈 1(1406)에 의해 채용되는 예측 제어 로직은 BMS(1407)에 의해 관리된다. BMS(1407)는 도 15에 대해 설명된 BMS(1100)와 유사할 수 있다. BMS(1407)는 BACnet 인터페이스(1408)를 통해 창 제어기(1410)와 전기 통신한다. 다른 실시예들에서, 다른 통신 프로토콜들이 사용될 수 있다. 도 18에 도시되지 않았지만, 모듈 1(1406)은 또한 BACnet 인터페이스(1408)를 통해 BMS(1407)와 통신한다. 다른 실시예들에서, eh 18에 도시된 예측 제어 로직은 BMS와 독립적으로 동작할 수 있다.

네트워크 제어기(1408)는 하나 이상의 센서(예를 들어, 외부 광 센서)로부터 센서 판독치들을 수신하며 또한 센서 판독치를 W/m²로 변환할 수 있다. 네트워크 제어기(1408)는 CANbus 또는 CANOpen 프로토콜 중 어느 하나를 통해 창 제어기(1410)와 전기 통신한다. 네트워크 제어기(1408)는 창 제어기(1410)로 변환된 센서 판독치들을 전달한다. 네트워크 제어기(1408)는 도 17의 중간 네트워크 제어기(1405) 또는 마스터 네트워크 제어기(1403) 중 어느 하나와 유사할 수 있다.

도 18에서, 창 제어기(1410)에 의해 채용되는 예측 제어 로직은 마스터 스케줄러(1502)를 포함한다. 마스터 스케줄러(1502)는 사용자(예를 들어, 건물 관리자)가 상이한 일중 시간들 및/또는 날짜들에 상이한 유형들의 제어 프로그램들을 이용할 수 있는 스케줄을 준비할 수 있게 하는 로직을 포함한다. 제어 프로그램들의 각각은 하나 이상의 독립 변수에 기초하여 색조 레벨을 결정하기 위한 로직을 포함한다. 제어 프로그램의 하나의 유형은 간단히 순수 상태이다. 순수 상태는 다른 상황들에 관계 없이, 특정 시간 기간 동안 고정되는 특정 색조 레벨(예를 들어, 투과율 = 40%)을 나타낸다. 예를 들어, 건물 관리인은 창들이 매일 3 PM 이후 맑도록 지정할 수 있다. 다른 예로서, 건물 관리인은 매일 8 PM 내지 6 AM의 시간 사이의 시간 기간 동안 순수 상태를 지정할 수 있다. 다른 일중 시간들에, 상이한 유형의 제어 프로그램 예를 들어, 훨씬 더 높은 정교 레벨을 채용하는 것이 채용될 수 있다. 제어 프로그램의 하나의 유형은 높은 정교 레벨을 제공한다. 예를 들어, 고도로 정교화된 이러한 유형의 제어 프로그램은 도 18을 참조하여 설명된 예측 제어 로직을 포함하며, 모듈 1(1406)의 로직 모듈들 A, B, 및 C 중 하나 이상의 구현을 포함할 수 있다. 다른 예로서, 다른 고도로 정교화된 이러한 유형의 제어 로직은 18을 참조하여 설명된 예측 제어 로직을 포함하며, 모듈 1(1406)의 로직 모듈들 A, B, 및 C 및 본 섹션 VII에서 나중에 설명될 모듈 D 중 하나 이상의 구현을 포함할 수 있다. 다른 예로서, 다른 고도로 정교화된 이러한 유형의 제어 프로그램은 7을 참조하여 설명된 예측 제어 로직이며, 8, 도 9, 및 도 12를 참조하여 설명된 로직 모듈들 A, B, 및 C의 전체 다중-모듈 구현을 포함한다. 본 예에서, 예측 제어 로직은 모듈 C에서의 센서 피드백 및 모듈들 A 및 B에서의 태양 정보를 이용한다. 고도로 정교화된 제어 프로그램의 다른 예는 도 8, 도 9, 및 도 12를 참조하여 설명된 로직 모듈들 A, B, 및 C 중 하나 또는 두 개의 부분 로직 모듈 구현을 갖는 도 7을 참조하여 설명된 예측 제어 로직이다. 제어 프로그램의 다른 유형은 하나 이상의 센서(예를 들어, 광 센서)로부터의 피드백에 의존하며 태양 위치에 상관 없이 그에 따라 색조 레벨을 조절하는 임계 제어 프로그램이다. 마스터 스케줄러(1502)를 이용하는 것의 기술적 이점들 중 하나는 사용자가 색조 레벨을 결정하기 위해 이용되는 제어 프로그램(방법)을 선택 및 스케줄링할 수 있다는 것이다.

마스터 스케줄러(1502)는 하루 24-시간에 기초한 날짜 및 일중 시간에 관한 시간에 따른 스케줄로 제어 프로그램들을 실행한다. 마스터 스케줄러(1502)는 5일의 평일(월요일 내지 금요일) 및 2일의 주말 일(토요일 및 일요일)을 갖는 주 7-일에 기초한 달력 날짜 및/또는 주중 요일에 관한 날짜를 결정할 수 있다. 마스터 스케줄러(1502)는 또한 특정 일들이 휴일들인지를 결정할 수 있다. 마스터 스케줄러(1502)는 위치 데이터(1506)에 의해 결정되는, 착색가능한 창들에 위치에 기초하여 일광 절약 시간의 시간을 자동으로 조절할 수 있다.

일 실시예에서, 마스터 스케줄러(1502)는 별도의 휴일 스케줄을 이용할 수 있다. 사용자는 휴일 스케줄 동안 이용할 제어 프로그램(들)을 결정할 수 있었을 수 있다. 사용자는 휴일 스케줄에 포함될 일들을 결정할 수 있다. 마스터 스케줄러(1502)는 사용자에 의해 셋 업되는 기본 스케줄을 복사하며, 사용자가 휴일 스케줄에서의 휴일들 동안 그것들의 수정들을 셋 업할 수 있게 할 수 있다.

마스터 스케줄러(1502)에 의해 채용되는 스케줄을 준비할 때, 사용자는 선택된 프로그램(들)이 채용될 건물의 구역 또는 구역들을 선택할 수 있다(구역 선택). 각 구역은 하나 이상의 착색가능한 창을 포함한다. 몇몇 경우, 구역은 공간 유형(예를 들어, 특정 위치에 책상을 갖는 사무실들, 회의실들 등)과 연관된 영역일 수 있거나 다수의 공간 유형과 연관될 수 있다. 예를 들어, 사용자는 사무실들이 1) 월요일 내지 금요일: 아침 8 am에 70도로 데우고 오후 3 pm에 사무실들 내 온도를 80도로 유지시키기 위해 공조를 턴 온한 다음, 모든 공조를 턴 오프하며, 평일들 동안 5 pm에 난방하기 위해, 그리고 2) (토요일 및 일요일) 난방 및 공조를 턴 오프하게 하는 구역 1을 선택할 수 있다. 다른 예로서, 사용자는 구역 2를 회의실을 모든 로직 모듈 A, B, 및 C를 이용하여 모듈 1의 전체-모듈 구현을 포함하는 도 18의 예측 제어 로직을 실행하게 하는 것으로 설정할 수 있다. 다른 예에서, 사용자는 회의실들을 8AM 내지 3PM 동안 모듈 1을 실행하고 3PM 이후 임계 프로그램 또는 순수 상태를 실행하게 하는 구역 1을 선택할 수 있다. 다른 경우들에서, 구역은 전체 빌딩일 수 있거나 건물에서의 하나 이상의 창일 수 있다.

센서 입력을 이용할 수 있는 프로그램들을 갖는 스케줄을 준비할 때, 사용자는 또한 프로그램들에서 이용되는 센서 또는 센서들을 선택할 수 있을 수 있다. 예를 들어, 사용자는 지붕 상에 위치되는 센서 또는 착색가능한 창에 또는 그 가까이에 위치되는 센서를 선택할 수 있다. 다른 예로서, 사용자는 특정 센서의 ID 값을 선택할 수 있다.

창 제어기(1410)에 의해 채용되는 예측 제어 로직의 부분은 또한 마스터 스케줄러(1502)와 전기 통신하는 사용자 인터페이스(1504)를 포함한다. 사용자 인터페이스(1504)는 위치 데이터(1506), 구역/그룹 데이터(1508), 및 센서 로직(1516)과 통신한다. 사용자는 사용자 인터페이스(1504)를 이용하여 스케줄을 준비(새로운 스케줄을 생성 또는 기존 스케줄을 수정)하기 위해 그들의 스케줄 정보를 입력할 수 있다. 사용자 인터페이스(1504)는 입력 디바이스, 이를테면, 예를 들어, 키패드, 터치패드, 키보드 등을 포함할 수 있다. 사용자 인터페이스(1504)는 또한 스케줄에 대한 정보를 출력하고 스케줄을 셋 업하기 위한 선택가능한 옵션들을 제공하기 위한 디스플레이를 포함할 수 있다. 사용자 인터페이스(1504)는 컴퓨터 판독가능한 매체(CRM)과 전기 통신하는, 프로세서(예를 들어, 마이크로프로세서)와 전기 통신한다. 프로세서 및 CRM 양자는 창 제어기들(1410)의 구성요소들이다. 마스터 스케줄러(1502)에서의 로직 및 예측 제어 로직의 다른 구성요소들은 창 제어기(1410)의 컴퓨터 판독가능한 매체 상에 저장될 수 있다.

사용자는 사용자 인터페이스(1504)를 이용하여 그들의 위치 데이터(1506) 및 구역/그룹 데이터(1508)를 입력할 수 있다. 위치 데이터(1506)는 건물의 위치에 대한 위도, 경도, 및 GMT 오프셋들을 포함한다. 구역/그룹 데이터는 건물의 각 구역에서의 하나 이상의 착색가능한 창에 대한 위치, 치수(예를 들어, 창 너비, 창 높이, 문틀 너비 등), 배향(예를 들어, 창 기울기), 외부 차양(예를 들어, 내물림 깊이, 창 위 내물림 위치, 측면에 대해 좌측/우측 핀 치수, 좌측/우측 핀 깊이 등), 기준 유리 SHGC, 및 거주 색인표를 포함한다. 도 18에서, 위치 데이터(1506) 및 구역/그룹 데이터(1508)는 정적 정보(즉 예측 제어 로직의 구성요소들에 의해 변경되지 않는 정보)이다. 다른 실시예들에서, 이러한 데이터는 수시로 생성될 수 있다. 위치 데이터(1506) 및 구역/그룹 데이터(1508)는 창 제어기(1410)의 컴퓨터 판독가능한 매체 상에 저장될 수 있다.

스케줄을 준비(또는 수정)할 때, 사용자는 마스터 스케줄러(1502)가 건물의 구역들의 각각에서 상이한 시간 기간들에 실행할 제어 프로그램을 선택한다. 몇몇 경우, 사용자는 다수의 제어 프로그램으로부터 선택할 수 있을 수 있다. 하나의 그러한 경우, 사용자는 사용자 인터페이스(1405) 상에 디스플레이되는 모든 제어 프로그램의 리스트(예를 들어, 메뉴)로부터 제어 프로그램을 선택함으로써 스케줄을 준비할 수 있다. 다른 경우들에서, 사용자는 모든 제어 프로그램의 리스트로부터 그들이 이용가능한 제한된 옵션들을 가질 수 있다. 예를 들어, 사용자는 단지 두 개의 제어 프로그램의 사용에 대해 대금을 지불했을 수 있다. 본 예에서, 사용자는 사용자에 의해 대금이 지불된 두 개의 제어 프로그램 중 단지 하나를 선택할 수 있을 것이다

사용자 인터페이스(1405)의 예는 도 19에 도시된다. 예시된 본 예에서, 사용자 인터페이스(1405)는 마스터 스케줄러(1502)에 의해 채용되는 스케줄을 생성 또는 변경하기 위해 사용되는 스케줄 정보를 입력하기 위한 테이블 형태일 수 있다. 예를 들어, 사용자는 시작 및 중지 시간들을 입력함으로써 표에 시간 기간을 입력할 수 있다. 사용자는 또한 프로그램에 의해 사용되는 센서를 선택할 수 있다. 사용자는 또한 위치 데이터(1506) 및 구역/그룹 데이터(1508)를 입력할 수 있다. 사용자는 또한 "태양 침투 색인"을 선택함으로써 사용될 거주 색인표를 선택할 수 있다.

도 18을 참조하여, 창 제어기(1410)에 의해 채용되는 예측 제어 로직은 또한 일중 시간(미리보기) 로직(1510)을 포함한다. 일중 시간(미리보기) 로직(1510)은 이의 예측 결정을 내리기 위해 예측 제어 로직에 의해 사용되는 장래 시간을 결정한다. 이러한 장래 시간은 착색가능한 창들에서의 EC 소자들(400)의 색조 레벨을 전환하는데 요구되는 시간을 감안한다. 전환 시간을 감안한 시간을 이용함으로써, 예측 제어 로직은 EC 소자들(400)이 제어 신호를 수신한 이후 색조 레벨로 전환할 시간이 있을 장래 시간에 적절한 색조 레벨을 예측할 수 있다. 일중 시간 부분(1510)은 구역/그룹 데이터로부터 대표적인 창에 대한 정보(예를 들어, 창 치수 등)에 기초하여 대표적인 창에서의 EC 소자(들)의 전환 시간을 추정할 수 있다. 그 다음 일중 시간 로직(1510)은 전환 시간 및 현재 시간에 기초하여 장래 시간을 결정할 수 있다. 예를 들어, 장래 시간은 전환 시간에 더해지는 현재 시간 이상일 수 있다.

구역/그룹 데이터는 각 구역의 대표적인 창에 대한 정보를 포함한다. 하나의 경우, 대표적인 창은 구역에서의 창들 중 하나일 수 있다. 다른 경우, 대표적인 창은 해당 구역에서의 모든 창으로부터의 모든 속성을 애버리징한 것에 기초하여 애버리지 속성들(예를 들어, 애버리지 치수들)을 갖는 창일 수 있다.

창 제어기(1410)에 의해 채용되는 예측 제어 로직의 부분은 또한 태양 위치 계산기(1512)를 포함한다. 태양 위치 계산기(1512)는 또한 순간에, 태양 위치, 태양 방위각 및 태양 고도를 결정하는 로직을 포함한다. 도 18에서, 태양 위치 계산기(1512)는 일중 시간 로직(1510)으로부터 수신되는 장래 순간에 기초하여 그것의 결정을 내린다. 태양 위치 계산기(1512)는 장래 시간, 건물의 위도 및 경도 좌표들, 및 그것(들)을 계산, 이를테면 태양 위치를 계산하는데 요구될 수 있는 다른 정보를 수신하기 위해 일중 부분(1510) 및 위치 데이터(1506)와 통신한다. 태양 위치 계산기(1512)는 또한 계산된 태양 위치에 기초하여 하나 이상의 결정을 수행할 수 있다. 일 실시예에서, 태양 위치 계산기(1512)는 맑은 하늘의 복사 조도를 계산할 수 있거나 모듈 1(1406)의 로직 모듈들 A, B, 및 C로부터 다른 결정을 내릴 수 있다.

창 제어기(1410)에 의해 채용되는 제어 로직은 또한 스케줄 로직(1518)을 포함하며, 이는 감지 로직(1516), 사용자 인터페이스(1405), 태양 위치 계산기(1512), 및 모듈 1(1406)과 통신한다. 스케줄 로직(1518)은 지능 로직(1520)을 통해 모듈 1(1406)로부터 전달되는 색조 레벨을 이용할지 또는 다른 고려 사항에 기초하여 다른 색조 레벨을 이용할지를 결정하는 로직을 포함한다. 예를 들어, 일출 및 일몰 시간들은 년에 걸쳐 변할 수 있기 때문에, 사용자는 이들 변화를 감안하기 위해 스케줄을 재프로그래밍하기를 원하지 않을 수 있다. 스케줄 로직(1518)은 사용자에게 이들 변화하는 시간에 따라 스케줄을 재프로그래밍하기를 요청하지 않고 일출 전 그리고 일몰 후 적절한 색조 레벨을 설정하기 위해 태양 위치 계산기(1512)로부터의 일출 및 일몰 시간들을 이용할 수 있다. 예를 들어, 스케줄 로직(1518)은 태양 위치 계산기(1512)로부터 수신되는 일출 시간에 따라 태양이 떠오르지 않았음을 그리고 일출 전 색조 레벨이 모듈 1(1406)로부터 전달되는 색조 레벨 대신 사용되어야 함을 결정할 수 있다. 스케줄 로직(1518)에 의해 결정되는 색조 레벨은 감지 로직(1516)으로 전달된다.

감지 로직(1516)은 오버라이드 로직(1514), 스케줄 로직(1518), 및 사용자 인터페이스(1405)와 통신한다. 감지 로직(1516)은 스케줄 로직(1518)으로부터 전달되는 색조 레벨을 이용할지 또는 BACnet 인터페이스(1408)를 통해 하나 이상의 센서로부터 수신되는 센서 데이터에 기초하여 다른 색조 레벨을 이용할지를 결정하는 로직을 포함한다. 상기 단락에서의 예를 이용하여, 스케줄 로직(1518)이 태양이 떠오르지 않았고 일출 전 색조 레벨을 전달했음을 결정하고 센서 데이터는 태양이 사실상 떠올랐음을 제시하는 경우, 감지 로직(1516)은 스케줄 로직(1518)을 통해 모듈 1(1406)로부터 전달되는 색조 레벨을 이용할 것이다. 감지 로직(1516)에 의해 결정된 색조 레벨은 오버라이드 로직(1514)으로 전달된다.

BMS(1407) 및 네트워크 제어기(1408)는 또한 수요가 높은(또는 피크 부하) 오버라이드에 대한 필요를 전달하는 신호들을 수신하기 위해 수요 반응(예를 들어, 설비 회사)과 전기 통신한다. 수요 반응으로부터 이들 신호를 수신하는 것에 응답하여, BMS(1407) 및/또는 네트워크 제어기(1408)는 BACnet 인터페이스(1408)를 통해 수요 반응으로부터 오버라이드 정보를 프로세싱할 오버라이드 로직(1514)으로 명령들을 송신할 수 있다. 오버라이드 로직(1514)은 BACnet 인터페이스(1408)를 통해 BMS(1407) 및/또는 네트워크 제어기(1408)와 통신하며, 또한 감지 로직(1516)과 통신한다.

오버라이드 로직(1514)은 예측 제어 로직을 중지시키고 다른 고려 사항에 기초하여 오버라이드 색조 레벨을 이용하기 위해 특정 유형들의 오버라이드들을 허용한다. 예측 제어 로직을 중지시킬 수 있는 오버라이드들의 유형들의 몇몇 예는 수요가 높은(또는 피크 부하) 오버라이드, 수동 오버라이드, 빈 방 오버라이드를 포함한다. 수요가 많은(또는 피크 부하) 오버라이드는 수요 반응으로부터 색조 레벨을 정의한다. 수동 오버라이드에 대해, 최종 사용자는 수동으로 또는 원격 디바이스를 통해 벽 스위치(1490)(도 17)에 도시됨)에 오버라이드 값을 입력할 수 있다. 빈 방 오버라이드는 빈 방(즉 어떠한 거주자도 방에 없는)에 기초하여 오버라이드 값을 정의한다. 이러한 경우, 감지 로직(1516)은 방이 비었음을 표시하는 센서(예를 들어, 모션 센서)로부터의 센서 데이터를 수신할 수 있으며, 센서 로직(1516)은 오버라이드 값을 결정하고 오버라이드 값을 오버라이드 로직(1514)으로 중계할 수 있다. 오버라이드 로직(1514)은 오버라이드 값을 수신하고 오버라이드 값을 이용할지 또는 다른 값, 이를테면 보다 높은 우선순위를 갖는 소스(즉, 수요 반응)로부터 수신되는 오버라이드 값을 이용할지를 결정할 수 있다. 몇몇 경우, 오버라이드 로직(1514)은 도 7에 대해 설명된 오버라이드 로직(630, 640, 및 650)과 유사한 단계들에 의해 동작할 수 있다.

창 제어기(1410)에 의해 채용되는 제어 로직은 또한 지능 로직(1520)을 포함하며, 이는 모듈들 A(1550), B(1558) 및 C(1560) 중 하나 이상을 차단할 수 있다. 하나의 경우, 지능 로직(1520)은 사용자가 그것들의 모듈들에 대한 대금을 지불하지 않을 하나 이상의 모듈을 차단하기 위해 이용될 수 있다. 지능 로직(1520)은 보다 정교화된 특정 특징들 이를테면 모듈 A에서 이루어진 침투 계산의 이용을 막을 수 있다. 그러한 경우, 태양 계산기 정보를 "단락"시키고 가능한 하나 이상의 센서의 도움을 빌어, 색조 레벨들을 계산하기 위해 그것을 사용하는 기본 로직이 이용된다. 기본 로직으로부터의 이러한 색조 레벨은 스케줄 로직(1518)에 전달된다.

지능 로직(1520)은 창 제어기(1410) 및 모듈 1(1406) 간 특정 통신을 우회시킴으로써 모듈들(모듈 A(1550), 모듈 B(1558) 및 모듈 C(1560)) 중 하나 이상을 차단할 수 있다. 예를 들어, 태양 위치 계산기(1512) 및 모듈 A(1550) 간 통신은 지능 로직(1520)을 통과하며, 모듈 A(1550), 모듈 B(1558) 및 모듈 C(1560)를 차단하기 위해 지능 로직(1520)에 의해 스케줄 로직(1518)으로 우회될 수 있다. 다른 예로서, 1554에서의 맑은 하늘의 복사 조도 계산들을 위한 1552에서의 모듈 A로부터의 색조 레벨의 통신은 지능 로직(1520)을 통과하며, 모듈 B(1558) 및 모듈 C(1560)를 차단하기 위해 스케줄 로직(1518)으로 대신 우회될 수 있다. 또 다른 예에서, 색조 레벨의 1558에서의 모듈 B로부터의 모듈 C(1560)로의 통신은 지능 로직(1520)을 통과하며, 모듈 C(1560)를 차단하기 위해 스케줄 로직(1518)으로 우회될 수 있다.

모듈 1(1406)은 색조 레벨을 결정하고 이를 창 제어기(1410)의 스케줄 로직(1518)으로 리턴하는 로직을 포함한다. 로직은 일중 시간 부분(1510)에 의해 제공되는 장래 시간에 적절할 수 있는 색조 레벨을 예측한다. 색조 레벨은 스케줄에서 구역들의 각각과 연관된 대표적인 착색가능한 창에 대해 결정된다.

도 18에서, 모듈 1(1416)은 모듈 A(1550), 모듈 B(1558) 및 모듈 C(1560)를 포함하며, 이는 도 8, 도 9, 도 12 및 도 13에 대하여 설명된 바와 같이 모듈들 A, B, 및 C에서 수행되는 단계들과 몇몇 측면에서 유사한 몇몇 단계를 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 모듈 1(1406)은 도 8, 도 9, 도 12 및 도 13에 대하여 설명된 바와 같은 모듈들 A, B, 및 C로 이루어질 수 있다. 또 다른 실시예에서, 모듈 1(1406)은 도 14에 대하여 설명된 모듈들 A, B, 및 C로 이루어질 수 있다.

도 18에서, 모듈 A(1550)는 대표적인 착색가능한 창을 통한 침투 깊이를 결정한다. 모듈 A(1550)에 의해 예측되는 침투 깊이는 장래 시간에 있다. 모듈 A(1550)는 태양 위치 계산기(1512)로부터 수신되는 결정된 태양 위치(즉 태양 방위각 및 태양 고도)에 기초하여 그리고 대표적인 착색가능한 창의 위치, 수광각, 창의 치수들, 창의 배향(즉 면하는 방향), 및 구역/그룹 데이터(1508)로부터 검색되는 임의의 외부 차양의 세부 사항에 기초하여 침투 깊이를 계산한다.

그 다음 모듈 A(1550)는 계산된 침투 깊이에 대해 거주자 편안함을 제공할 색조 레벨을 결정한다. 모듈 A(1550)는 대표적인 착색가능한 창과 연관된 공간 유형에 대한, 계산된 침투 깊이에 대한, 그리고 창의 수광각에 대한 바람직한 색조 레벨을 결정하기 위해 구역/그룹 데이터(1508)로부터 검색되는 거주 색인표를 이용한다. 모듈 A(1550)는 단계(1552)에서 색조 레벨을 출력한다.

대표적인 착색가능한 창에 입사되는 맑은 하늘의 최대 복사 조도는 모든 시간 동안 로직(1554)에서 예측된다. 장래 시간에서의 맑은 하늘의 복사 조도는 또한 위치 데이터(1506) 및 구역/그룹 데이터(1508)로부터의 건물의 위도 및 경도 좌표들 및 대표적인 창 배향(즉 창이 면하고 있는 방향)에 기초하여 예측된다. 이들 맑은 하늘의 복사 조도는 다른 실시예들에서 태양 위치 계산기(1512)에 의해 수행될 수 있다.

그 다음 모듈 B(1556)는 색조 레벨을 증분적으로 증가시킴으로써 새로운 색조 레벨들을 계산한다. 이들 증분 단계의 각각에서, 새로운 색조 레벨에 기초한 방에서의 내부 복사 조도는 다음 식을 이용하여 결정된다: 내부 복사 조도 = 색조 레벨 SHGC x 맑은 하늘의 복사 조도. 모듈 B는 내부 복사 조도가 기준 내부 복사 조도(기준 SHGC x 최대. 맑은 하늘의 복사 조도) 이하이고 색조 레벨이 A로부터의 색조 레벨보다 밝지 않은 색조 레벨을 선택한다. 모듈 B(1556)는 B로부터 선택된 색조 레벨을 출력한다. B로부터의 색조 레벨로부터, 로직(1558)은 외부 복사 조도 및 계산된 일광 복사 조도를 계산한다.

모듈 C(1560)는 복사 조도의 센서 판독치가 맑은 하늘의 복사 조도보다 적은지에 대한 결정을 내린다. 결정 결과가 예인 경우, 색조 레벨은 값이 센서 판독치 x SHGC로서, 그러나 B로부터의 기준 내부 복사 조도를 초과하지 않도록 계산되는 색조 레벨에 매칭하거나 미만일 때까지 증분적으로 보다 밝게(보다 맑게) 계산된다. 결정 결과가 아니오인 경우, 색조 레벨은 모듈 B(1556)에서 수행된 바와 같은 증분 단계들로 보다 어둡게 계산된다. 모듈 C는 색조 레벨을 출력한다. 로직(1562)은 모듈 C로부터의 색조 레벨이 최종 색조 레벨이고 이러한 최종 색조 레벨(모듈 C로부터의 색조 레벨)을 창 제어기(1410)의 스케줄 로직(1518)으로 리턴됨을 결정한다.

일 측면에서, 모듈 1(1406)은 또한 구역에서의 착색가능한 창들을 통한 일광의 세기 및 방향에 대한 주변 환경의 영향들을 예측할 수 있는 제4 모듈 D를 포함한다. 예를 들어, 인접한 건물 또는 다른 구조물은 건물을 가리고 창들을 통해 전달되는 것에서 일부 광을 차단할 수 있다. 다른 예로서, 인접한 건물 또는 거눔ㄹ을 둘러싸는 환경에서의 다른 표면들로부터의 반사 표면들(예를 들어, 눈, 물 등을 갖는 표면들)은 광을 착색가능한 창들로 반사할 수 있다. 이러한 반사된 광은 광의 착색가능한 창들로의 세기를 증가시키고 거주자 공간에서의 글레어를 야기할 수 있다. 모듈 D에 의해 예측되는 일광의 세기 및 방향의 값들에 따라, 모듈 D는 모듈들 A, B, 및 C로부터 결정된 색조 레벨을 수정할 수 있거나 모듈들 A, B, 및 C로부터의 특정 결정들, 이를테면, 예를 들어, 구역/그룹 데이터에서의 대표적인 창의 침투 깊이 계산치 또는 수광각을 수정할 수 있다.

몇몇 경우, 위치 조사가 건물을 둘러싸는 환경을 결정하기 위해 수행될 수 있고/있거나 하나 이상의 센서가 주변 환경의 영향들을 결정하기 위해 사용될 수 있다. 위치 조사로부터의 정보는시간 기간 동안(예를 들어, 1년) 차양 (주변) 영향 및 반사도를 예측한 것에 기초한 정적 정보일 수 있거나, 주기를 기초로 또는 다른 시한을 기초로 업데이트될 수 있는 동적 정보일 수 있다. 하나의 경우, 모듈 D는 구역/그룹 데이터로부터 검색되는 각 구역의 대표적인 창의 표준 수광각 및 관련 θ ₁ 및 θ ₂ (도 20에 도시됨)를 수정하기 위해 위치 조사를 이용할 수 있다. 모듈 D는 예측 제어 로직의 다른 모듈들로 대표적인 창들에 관한 이러한 수정된 정보를 전달할 수 있다. 주변 환경의 영향을 결정하기 위해 모듈 D에 의해 채용되는 하나 이상의 센서는 다른 모듈들에 의해(예를 들어, 모듈 C에 의해) 이용되는 동일한 센서들일 수 있거나 상이한 센서들일 수 있다. 이들 센서는 특히 모듈 D에 대한 주변 환경의 영향을 결정하도록 설계될 수 있다.

도 18에 도시된 예측 제어 로직을 동작시키기 위해, 사용자는 먼저 사용되는 시간들 및 날짜들의 세부 사항, 구역들, 센서들, 및 프로그램들로 스케줄을 준비한다. 대안적으로, 디폴트 스케줄이 제공될 수 있다. 스케줄이 준비되면(저장되면), 특정한 시간 간격(매 1 분, 5분, 10분 등)을 두고 일중 시간 부분(1510)은 스케줄에 현재 시간, 대표적인 창에서의 EC 소자(들)(400)의 전환 시간 또는 각 구역에 기초한 장래 일중 시간을 결정한다. 구역/그룹 데이터(1508) 및 위치 데이터(1506)를 이용하여, 태양 위치 계산기(1512)는 스케줄에 각 구역의 각 대표적인 창에 대한 장래 (미리보기) 시간에서의 태양 위치를 결정한다. 사용자에 의해 준비된 스케줄에 기초하여, 지능 로직(1520)은 스케줄에 각 구역에 대해 채용할 프로그램을 결정하기 위해 사용된다. 각 구역에 대해, 스케줄링된 프로그램이 채용되며 해당 장래 시간에 적절한 색조 레벨을 예측한다. 오버라이드가 준비된 경우, 오버라이드 값이 사용될 것이다. 오버라이드가 준비되지 않은 경우, 프로그램에 의해 결정된 색조 레벨이 사용될 것이다. 각 구역에 대해, 창 제어기(1410)는 장래 시간에 의해 해당 구역에서의 착색가능한 창(들)의 색조 레벨을 전환시키기 위해 스케줄링된 프로그램에 의해 결정된 구역-특정 색조 레벨을 갖는 제어 신호들을 관련 EC 소자(들)(400)로 송신할 것이다.

VIII. 거주 색인표의 예

도 20은 거주 색인표의 예를 포함하는 도해이다. 표에서의 색조 레벨은 T _vis (가시 투과도)에 관한다. 표는 특정 공간 유형에 대해 계산된 침투 깊이 값들(2 피트, 4 피트, 8 피트, 및 15 피트)의 조합들에 따라 그리고 태양 각도(θ _{Sun )} 가 θ ₁ = 30 도 내지 θ ₂ = 120 도의 창의 수광각 사이에 있을 때 상이한 색조 레벨들(T _vis 값들)을 포함한다. 표는 4%(가장 밝음), 20%, 40%, 및 63%를 포함하는 네 개의 색조 레벨에 기초한다. 도 20은 또한 창 부근 책상 및 각도(θ ₁ 내지 θ ₂ )의 사이의 각도(θ _Sun) 를 갖는 일광에 대한 창의 수광각의 도해를 도시한다. 이러한 도해는 태양 각도(θ _Sun) 및 책상 위치 간 관계를 도시한다. 태양 각도(θ _{Sun )} 가 θ ₁ 내지 θ ₂ 의 수광각 사이에 있을 때, 일광은 책상 표면을 칠 수 있다. 태양 각도(θ _{Sun )} 가 수광각(θ ₁ 내지 θ ₂ ) 사이에 있고(θ ₁ < θ _Sun < θ ₂ 인 경우) 침투 깊이가 창을 착색시키기 위한 기준을 충족하는 경우, 거주 색인표에 의해 결정되는 해당 색조 레벨은 창 제어기로 송신되며, 이는 창을 결정된 색조 레벨로 전환시키기 위한 제어 신호들을 창에서의 EC 소자들로 송신한다. 이들 두 개의 각도(θ ₁ 및 θ _{2 )} 는 각 창에 대해 계산되거나 측정되며, 해다 구역에 대한 다른 창 파라미터들과 함께 구역/그룹 데이터(1508)에 저장될 수 있다.

도 21a, 도 21b, 및 도 21c는 실시예들들에 따른, 건물(2100)의 부분의 평면도들이다. 건물(2100)은 도 15에서의 건물(1101)과 몇몇 측면에서 유사할 수 있고 건물(2100)에서의 방들은 도 5, 도 6a,도 6b, 및 도 6c, 에 설명된 방(500)과 몇몇 측면에서 유사할 수 있다. 건물(2100)의 부분은 다음을 포함하는 세 개의 상이한 공간 유형을 포함한다: 건물(2100)에서의 사무실 내 책상, 큐비클들의 그룹, 및 회의실. 도 21a, 도 21b, 및 도 21c는 상이한 각도들(θ _Sun )의 태양을 도시한다. 이들 도면은 또한 건물(2100)에서의 상이한 유형들의 창들의 상이한 수광각들을 예시한다. 예를 들어, 가장 큰 창을 갖는 회의실은 방으로 가장 많은 광을 허용하는 가장 큰 수광각을 가질 것이다. 본 예에서, 관련 거주 색인표에서의 T _vis 값들은 회의실에 대해 상대적으로 낮을 수 있다(저 투과율). 그러나, 동일한 수광각을 갖는 유사한 창이 대신 일광욕실에 있는 경우, 관련 거주 색인표에서의 T _vis 값들은 보다 많은 일광이 방으로 들어갈 수 있게 하기 위해 보다 높은 값들(보다 고 투과율)일 수 있다.

IX. 서브시스템들

도 22는 실시예들에 따라, 색조 레벨 또는 보다 착색가능한 창들을 제어하기 위해 사용되는 창 제어기들에 존재할 수 있는 서브시스템들의 블록도이다. 예를 들어, 도 17에 도시된 창 제어기들은 프로세서(예를 들어, 마이크로프로세서) 및 프로세서와 전기 통신하는 컴퓨터 판독가능한 매체를 가질 수 있다.

다른 섹션들의 도면들에 설명된 다양한 구성요소가 본 출원에 설명된 기능들을 가능하게 하기 위해 본 섹션에서의 서브시스템들 중 하나 이상을 이용하여 동작할 수 있다. 도면들에서의 임의의 구성요소들은 본 출원에 설명된 기능들을 가능하게 하기 위해 임의의 적절한 수의 서브시스템을 이용할 수 있다. 그러한 서브시스템들 및/또는 구성요소들의 예들은 도 22에 도시된다. 도 22에 도시된 서브시스템들은 시스템 버스(2625)를 통해 상호 접속된다. 추가 서브시스템들 이를테면 프린터(2630), 키보드(2632), 고정 디스크(2634)(또는 컴퓨터 판독가능한 미디어를 포함하는 다른 메모리), 디스플레이 어댑터(2638)에 연결되는 디스플레이(2430) 등등이 도시된다. I/O 제어기(2640)에 연결되는, 주변 및 입력/출력(I/O) 디바이스들은, 해당 기술분야에 알려진 임의의 수의 수단, 이를테면 직렬 포트(2642)에 의해 컴퓨터 시스템 에 접속될 수 있다. 예를 들어, 직렬 포트(2642) 또는 외부 인터페이스(2644)는 컴퓨터 장치를 광역 네트워크 이를테면 인터넷, 마우스 입력 디바이스, 또는 스캐너에 접속하기 위해 사용될 수 있다. 시스템 버스를 통한 상호 접속은 프로세서(2410)가 각 서브시스템과 통신할 수 있게 그리고 시스템 메모리(2646) 또는 고정 디스크(2634)로부터의 명령들의 실행, 뿐만 아니라 서브시스템들 간 정보의 교환을 제어할 수 있게 한다. 시스템 메모리(2646) 및/또는 고정 디스크(2634)는 컴퓨터 판독가능한 매체를 채용할 수 있다. 임의의 이들 요소는 이전에 설명된 특징부들에 존재할 수 있다.

몇몇 실시예에서, 하나 이상의 시스템의 출력 디바이스 이를테면 프린터(2630) 또는 디스플레이(2430)는 다양한 형태의 데이터를 출력할 수 있다. 예를 들어, 시스템(1400)은 디스플레이 상의 출력 스케줄 정보를 사용자에게 출력할 수 있다.

X. 급격히 변화하는 상황들에 기초하여 착색 결정을 내리기 위한 필터(들)

몇몇 시스템에서, 착색가능한 창을 특정 최종 상태로 착색시키려는 결정이 내려지면, 창은 최종 상태에 이를 때까지 해당 전환을 완료하는 데 전념된다. 그러한 시스템들은 전환 동안 최종 색조 상태를 조절할 수 있으며, 단지 전환이 완료되기를 기다릴 수만 있다. 이들 시스템에 의해 부적절한 최종 색조 상태가 선택된 경우, 창은 전환 사이클 그리고 추가적으로 창을 보다 적절한 색조 레벨로 전환하는 데 걸리는 임의의 시간 동안 이러한 부적절한 색조 레벨에 전념된다. 색조 시간/제거 시간이 예를 들어, 5분 내지 30분 걸리기 때문에, 부적절한 선택은 창을 거주자에게 불편한 상황을 만들 수 있는 상당한 시간 기간 동안 부적절한 색조 레벨에 묶어둘 수 있다.

긴 전환 시간과 조합되는 급격히 변화하는 상황들(예를 들어, 날씨 변화 이를테면 맑은 날 간간이 일어나는 구름들, 들고 나는 짙은 안개, 햇빛으로 걷히는 안걔 등)은 몇몇 제어 방법들이 최종 색조 상태들 사이에서 "튀게" 할 수 있다. 또한, 그러한 제어 방법들은 방법이 전환에 전념한 직후 변하는 상황에 기초하여 최종 색조 상태를 결정할 수 있으며, 이 경우 창은 전환이 완료될 때까지 부적절한 색조 레벨로 고정된다. 예를 들어, 얼룩덜룩한 구름을 갖는 대부분 맑은 날을 고려하자. 제어 방법은 구름이 지나칠 때 조도 값들의 감소에 반응할 수 있으며, 값들이 다시 튀어오를 때, 글레어 상황이 존재할 수 있다. 구름이 빠르게 지나치더라도, 창은 적어도 전환 사이들의 지속 기간 동안 부적절하게 낮은 최종 색조 상태로 전환하는 것에 전념된다. 이러한 시간 동안, 태양 복사는 또한 그것이 거주자에게 불편하게 데워지게 할 수 있는 방에 들어간다.

급격히 변화하는 날씨 상황의 예는 햇빛이 드는 안개가 짙은 아침이다. 도 23은 오후에 햇빛으로 빠르게 걷히는 안개로 시작되는 날에 취해지는 센서 조도 판독치들의 그래프이다. 특정 제어 시스템들은 안개가 낀 아침 동안 저조도 판독치들에 기초하여 하루의 시작에 저 색조 레벨을 결정할 수 있다. 이러한 저 색조 레벨은 날씨가 안개가 걷힌 후 빠르게 맑은 하늘로 전환하는 시간 기간 동안 부적절하게 낮을 수 있다. 본 예에서, 맑은 하늘에 적절한 보다 높은 색조 레벨이 안개가 걷힌 후 상당한 시간 기간(예를 들어 34 분 내지 45분) 동안 결정되지 않을 수 있다. 급격히 변화하는 상황의 다른 예는 물체 이를테면, 예를 들어, 주차된 차 또는 인접한 건물의 창으로부터의 반사의 개시이다.

본 출원에 설명된 특정 실시예들은 빠르게 변화하는 상황들을 처리하는 착색 결정을 내리기 위해 다수의 필터를 이용하는 창 제어 방법들을 포함한다. 특정 경우들에서, 이들 필터는 창의 색조 레벨을 현재 상황에 적절한 레벨로 조절하기 위해 현재 전환 사이클 동안 보다 적절한 최종 색조 레벨을 결정하기 위해 이용될 수 있다. 필터의 하나의 유형은 박스 카 필터(box car filter)(때때로 미닫이 창 필터로 불림)이며, 이는 시간이 흐르면서 샘플링되는 조도 값들의 다수의 센서 판독치를 채용한다. 박스 카 값은 다수(n)의 연접 센서 샘플(시간이 흐르면서 측정되는 조도 값들의 판독치)의 계산된 중심치(예를 들어, 평균, 애버리지, 또는 미디안) 이다. 통상적으로, 센서 샘플들은 외부 복사의 측정치들이다(예를 들어, 건물의 외부 상에 위치되는 센서에 의한). 몇몇 경우, 단일 센서가 다수의 창 이를테면 건물의 특정 구역에서의 창에 대해 센서 샘플들을 취하기 위해 이용될 수 있다. 센서들은 일반적으로 샘플링 레이트에 기초하여 균일한 주파수의 주기를 기초로 판독치들을 취한다. 예를 들어, 센서는 30초당 약 하나의 샘플 내지 20분당 하나의 샘플의 범위의 샘플링 레이트로 샘플들을 취할 수 있다. 일 실시예에서, 센서는 분당 하나의 샘플 레이트로 샘플들을 취한다. 몇몇 경우, 하나 이상의 타이머가 또한 색조를 박스 카 값을 이용하여 결정된 현재 설정으로 유지시키기 위한 제어 방법에 의해 이용될 수 있다.

특정 측면들에서, 제어 방법들은 착색 결정을 내리기 위해 단기 박스 카 및 하나 이상의 장기 박스 카(필터)를 이용한다. 단 박스 카(예를 들어, 10분, 20분, 5분 등에 걸쳐 취해지는 샘플 값들을 채용하는 박스 카)는 장 박스 카(예를 들어, 1시간, 2시간 등에 걸쳐 취해지는 샘플 값들을 채용하는 박스 카)에서의 보다 큰 수의 센서 샘플(예를 들어, n=10, 20, 30, 40 등)에 관해 보다 작은 수의 센서 샘플(예를 들어, n=1, 2, 3, …10 등)에 기초한다. 박스 카 (조도) 값은 박스 카에서의 샘플 값들의 평균, 애버리지, 미디안 또는 다른 대표적인 값에 기초할 수 있다. 하나의 경우, 단 박스 카 값은 센서 샘플들의 미디안 값이며, 장 박스 카 값은 센서 샘플들의 애버리지 값이다. 단 박스 카 값이 보다 작은 수의 센서 샘플에 기초하기 때문에, 단 박스 카 값들은 장 박스 카 값들보다 더 근접하게 현재 센서 판독치들에 따른다. 그에 따라, 단 박스 카들은 급격히 변화하는 상황들에 보다 빠르게 그리고 장 박스 카 값들보다 큰 정도로 반응한다. 계산된 단 박스 카 값 및 장 박스 카 값 양자가 센서 판독치들에 뒤처지더라도, 단 박스 카 값들은 장 박스 카 값들보다 적은 정도로 뒤처질 것이다.

많은 경우, 단 박스 카 값들은 현재 상황들에 장 박스 카 값들보다 빠르게 반응하다. 이에 기초하여, 장 박스 카 필터는 창 제어기의 빈번한 짧은 지속기간의 날씨 변동들에 대한 반응을 매끄럽게 하기 위해 이용될 수 있는 한편, 단 박스 카는 매끄럽지 않으나 급격한 그리고 상당한 날씨 변화들에 보다 빠르게 반응한다. 지나는 구름 상황의 경우, 단지 장 박스 카 값만을 이용하는 제어 알고리즘은 현재 지나는 구름 상황에 빠르게 반응하지 않을 것이다. 이러한 경우, 장 박스 카 값은 적절한 고 색조 레벨을 결정하기 위한 착색 결정에 이용되어야 한다. 안개가 걷히는 상황의 경우, 착색 결정시 단기 박스 카 값을 이용하는 것이 보다 적절할 수 있다. 이러한 경우, 단기 박스 카는 안개가 걷힌 후 새로운 맑은 상황에 보다 빠르게 반응한다. 착색 결정을 내리기 위해 단기 박스 카 값을 이용함으로써, 착색가능한 창은 안개가 빠르게 걷힐 때 맑은 상황을 빠르게 조절하고 거주자 편안함을 유지한다.

특정 측면들에서, 제어 방법들은 착색 결정시 이용할 박스 카 값을 결정하기 위해 단기 박스 카 값 및 장기 박스 카 값 차를 평가한다. 예를 들어, 차(단기 박스 카 값 마이너스 장기 박스 카 값)가 양이고 제1 (양의) 임계치를 초과할 때(예를 들어, 20 W/m²), 단기 박스 카 값이 색조 레벨(상태)을 계산하기 위해 이용될 수 있다. 양의 값은 통상적으로 밝아짐(즉 창 바깥의 복사 세기 증가)으로의 전환에 대응한다. 몇몇 구현예에서, 제1 타이머는 양의 임계치가 초과될 때 설정되며, 이 경우 현재 계산된 색조 레벨이 제1 타이머의 미리 규정된 시간의 양 동안 유지된다. 제1 타이머를 이용하는 것은 창을 보다 착색 상태로 유지하고 거주자를 짜증나게 할 수 있는 너무 많은 전환을 막음으로써 글레어 제어를 조력할 것이다. 다른 한편으로는, 단 카 값 및 장 카 값 차가 제1 양의 임계치 미만이거나 음일 때, 장기 박스 값이 다음 색조 상태를 계산하기 위해 이용된다. 그리고 차가 음이고 제2 음의 임계치보다 더 음인 경우, 제2 타이머가 설정될 수 있다. 특정 경우들에서, 양의 임계 값들은 약 1Watts/m² 내지 200 Watts/m²의 범위에 있으며, 음의 임계 값들은 약 -200Watts/m² 내지 -1 Watts/m²의 범위에 있다. 장 박스 카에 기초하여 계산된 색조 값은 제2 타이머의 미리 규정된 시간의 양 동안 유지된다. 제어 방법이 이용할 박스 카 값을 결정하면, 방법은 박스 카 값이 상한 초과인지, 하한 미만인지, 또는 상한 및 하한 사이인지에 기초하여 착색 결정을 내릴 것이다. 상한 초과인 경우, 모듈들 A 및 B(또는 몇몇 경우 단지 B)가 색조 레벨 변경을 결정하기 위해 이용된다. 하한 초과 및 상한 미만인 경우, 모듈들 A, B, 및 C(또는 몇몇 경우 단지 B 및 C)가 색조 변경을 결정하기 위해 이용된다. 하한 미만인 경우, 정의된 색조 레벨이 적용된다(예를 들어, 명목상 맑은). 특정 경우들에서, 하한은 5 Watts/m² 내지 200 Watts/m² 의 범위에 있을 수 있으며, 상한은 50 Watts/m² 내지 400 Watts/m²의 범위에 있을 수 있다.

도 24a는 도 7 에 도시된 제어 로직의 특정 구현예를 도시하는 흐름도(3600)이다. 단계(3610)에서, 제어 방법은 현재 시간이 일출 내지 일몰 사이에 있는지 결정한다. 단계(3610)에서 일출 전 또는 일몰 후 중 어느 하나인 경우, 제어 방법은 착색가능한 창에서 색조를 제거하고 오버라이드가 존재하는지 결정하기 위해 단계(3920)로 진행한다. 단계(3610)에서 일출 내지 일몰 사이에 있는 것으로 결정되는 경우, 제어 방법은 태양 방위각이 임계각들 사이에 있는지를 결정한다(단계 (3620)). 특정 제어 방법들이 단일 착색가능한 창에 대해 설명되지만, 이들 제어 방법이 하나 이상의 착색가능한 창 또는 하나 이상의 착색가능한 창의 구역을 제어하기 위해 이용될 수 있음이 이해될 수 있다.

도 25b는 책상을 갖는 방 및 방에 착색가능한 창을 통해 빛나는 태양의 임계각들을 도시한다. 태양의 방위각이 임계각들 내에 있는 경우, 태양의 글레어가 책상에 앉아 있는 거주자에 의해 정의되는 거주 영역 상에 빛난다. 도 25b에서, 태양의 방위각은 예시된 임계각들 밖에 있는 것으로 도시된다.

24a에서의 흐름도로 돌아가, 단계(3620)에서 태양의 방위각이 임계각들 밖에 있다고 결정되는 경우, 모듈 A는 이용되지 않고 모듈 B가 단계(3800)에서 이용된다. 태양 방위각이 임계각들 사이에 있다고 결정되는 경우, 모듈 A가 단계(3700)에서 이용된 다음 모듈 B가 단계(3800)에서 이용된다. 단계(3820)에서, 제어 방법은 센서 값이 임계치 1 미만 또는 임계치 2 초과일지 결정한다. 센서 값이 임계치 1 미만 또는 임계치 2 초과인 경우, 모듈 C(단계(3900))는 이용되지 않는다. 센서 값이 임계치 1 초과이고 임계치 2 미만인 경우, 모듈 C가 이용된다. 어느 하나의 경우, 제어 방법은 오버라이드가 준비되었는지 결정하기 위해 단계(3920)로 진행한다.

도 24b는 아침에 흐리고(예를 들어, 안개 낀) 오후에 맑은(맑은 하늘) 날 동안 취해지는 센서로부터의 조도 판독치들의 그래프이다. 도시된 바와 같이, 조도 판독치들의 값들은 7 a.m. 이전에 하한 미만이고, 하한을 초과하여 상승한 다음 상한을 초과하며, 그 다음 10 a.m. 이후 구름이 걷힘에 따라 조도 판독치들이 오후에 훨씬 더 높아지게 된다. 센서가 7 a.m. 이전에 하한 미만인 조도 값들(예를 들어, 10 Watts/m²)을 판독하는 동안, 착색가능한 창을 통한 복사량은 거주자 편안함에 영향을 미치기에는 충분하지 않다. 이러한 경우, 색조 레벨의 재-평가는 행해질 필요가 없으며, 정의된 색조 레벨(예를 들어, 최대 창 투과율)이 적용된다. 센서가 7 a.m. 이후 그리고 10 a.m. 이전에 하한 및 상한 사이(예를 들어, 100 Watts/m²)를 판독하지는 동안, 모듈들 A, B, 및 C가 최종 색조 상태를 계산하기 위해 이용될 것이다. 센서가 10 a.m. 이후에 상한 초과(예를 들어, 100 Watts/m2)를 판독하는 동안, 모듈들 A 및 B가 최종 색조 상태를 계산하기 위해 이용될 것이다.

도 25a는 실시예들에 따라, 착색 결정을 내리기 위해 단 박스 카 값 및 장 박스 카 값을 이용하는 제어 방법의 흐름도(4000)이다. 흐름도가 하나의 단기 박스 카 값 및 하나의 장기 박스 카 값을 이용하여 도시되지만, 다른 실시예들은 하나 이상의 박스 카 값 이를테면, 예를 들어, 제2 장기 박스 카 값을 포함할 수 있다. 예시된 제어 방법은 주기적으로 조도 값들의 센서 판독치들을 수신하고 장기 박스 카 값 및 단기 박스 카 값을 업데이트한다. 타이머가 설정되는 경우, 현재 색조 레벨은 현재 색조 설정으로 유지될 것이다. 방법은 착색 결정시 조도 값으로 이용할 박스 카 값을 결정하기 위해 단기 박스 카 값 및 장기 박스 카 값 차를 평가한다. 값들의 차가 임계 값보다 큰 경우, 단기 박스 카 값이 이용되며 제1 타이머가 현재 색조 설정이 유지될 동안 설정된다. 값들의 차가 임계 값보다 낮은 경우, 장기 박스 카 값이 이용되며 상이한 타이머가 설정될 수 있다(차의 크기에 따라). 이전에 결정된 박스 카 값을 조도 값으로 이용하여, 방법은 조도 값이 하한 미만인지를 결정하며, 그렇다면, 미리 정의된 색조 레벨이 적용된다(예를 들어, 명목상 맑은). 조도 값이 하한을 초과하는 경우, 방법은 태양이 임계각들 밖에 있는지 결정한다.

도 25b는 책상을 갖는 방 및 태양으로부터의 글레어가 책상에 앉아 있는 거주자에 의해 정의되는 거주 영역에서 빛나는 방의 임계각들을 도시한다. 예시에서, 태양은 임계각들 밖에 있다. 방법이 태양이 임계각들 밖에 있다고 결정하는 경우, 단지 모듈 B가 색조 레벨을 결정하기 위해 이용된다. 임계각들 내에 있는 경우, 모듈들 A 및 B가 색조 레벨을 결정하기 위해 이용된다. 조도 값이 하한을 초과하고 상한 미만인 경우, 방법은 태양이 임계각들 밖에 있는지 결정한다. 임계각들 밖에 있는 경우, 모듈들 B 및 C가 색조 레벨을 결정하기 위해 이용된다. 임계각들 내에 있는 경우, 모듈들 A, B 및 C가 색조 레벨을 결정하기 위해 이용된다.

보다 구체적으로 다시 도 25a를 참조하면, 조도 값들의 센서 판독치들은 단계(4010)에서 센서에 의해 송신되고 프로세서에 의해 수신된다. 일반적으로, 센서는 균일한 레이트(예를 들어, 분당 취해지는 하나의 샘플)의 주기를 기초로 샘플들을 취한다. 단계(4012)에서, 장기 박스 카 조도 값 및 단기 박스 카 조도 값이 수신된 센서 판독치들로 업데이트된다. 다시 말해서, 박스 카 필터들에서 가장 오래된 판독치들이 가장 새로운 판독치들로 대체되며, 새로운 박스 카 조도 값들은 보통 박스 카들에서의 판독치들의 중심치들로 계산된다.

단계(4020)에서, 타이머가 설정되는지 결정된다. 타이머가 설정되는 경우, 현재 색조 설정이 단계(4022)에서 유지되고 프로세스는 단계(4010)로 리턴한다. 다시 말해서, 프로세스는 새로운 색조 레벨을 계산하지 않는다. 타이머가 설정되지 않는 경우, 장기 박스 카 조도 값 및 단기 박스 카 조도 값 차(Δ)의 크기 및 부호가 단계(4030)에서 결정된다. 즉, Δ = 단기 박스 카 값 - 장기 박스 카 값.

단계(4040)에서, Δ가 양이고 제1 양의 임계 값보다 큰지 결정된다. Δ가 양이고 제1 양의 임계 값보다 큰 경우, 시스템에 대한 조도 값은 단기 박스 카 조도 값으로 설정되고, 제1 타이머가 단계(4042)에서 설정되며, 방법은 단계(4050)로 진행한다. Δ가 양이나 제1 양의 임계 값보다 크지 않은 경우, 시스템에 대한 조도 값은 단계(4044)에서 장기 박스 카 조도 값으로 설정된다. 단계(4046)에서, Δ가 제2 음의 임계 값보다 더 음인지 결정된다. Δ가 제2 음의 임계 값보다 더 음인 경우, 제2 타이머가 4048에서 설정되며, 방법은 단계(4050)로 진행한다. 그렇지 않다면, 방법은 바로 단계(4050)로 진행한다.

단계(4050)에서, 시스템에 대해 설정된 조도 값이 하한보다 낮은지 결정된다. 시스템에 대해 설정된 조도 값이 하한보다 낮은 경우, 미리 정의된 색조 레벨(예를 들어, 명목상 맑은)이 단계(4052)에서 적용되고 프로세스는 단계(4010)로 리턴한다. 시스템에 대해 설정된 조도 값이 하한보다 큰 경우, 단계(4060)에서 시스템에 대해 설정된 조도 값이 상한보다 큰지 결정된다. 시스템에 대해 설정된 조도 값이 상한보다 크다고 결정되는 경우, 4070에서 태양 방위각이 임계각들 밖에 있는지 결정된다. 태양이 임계각들 밖에 있지 않은 경우, 모듈들 A 및 B가 착색가능한 창에 적용될 최종 색조 레벨을 결정하기 위해 이용되고 프로세스는 단계(4010)로 리턴한다. 태양이 임계각들 밖에 있는 경우, 단지 모듈 B가 단계(4074)에서 최종 색조 레벨을 결정하기 위해 이용되고 프로세스는 단계(4010)로 리턴한다. 단계(4060)에서 시스템에 대해 설정된 조도 값이 상한보다 크지 않다고 결정되는 경우, 4080에서 태양이 임계각들 밖에 있는지 결정된다. 태양이 임계각들 밖에 있지 않은 경우, 모듈들 A, B, 및 C가 단계(4082)에서 착색가능한 창에 적용될 최종 색조 레벨을 결정하기 위해 이용되고 프로세스는 단계(4010)로 리턴한다. 태양이 임계각들 밖에 있는 경우, 단지 모듈들 B 및 C가 단계(4090)에서 착색가능한 창에 적용될 최종 색조 레벨을 결정하기 위해 이용되고 프로세스는 단계(4010)로 리턴한다.

도 26a는 보통 날 동안의 센서 판독치들 및 도 25a를 참조하여 설명된 제어 방법에 의해 결정되는 관련 색조 상태들과 연관된 두 개의 그래프를 도시한다. 아래 그래프는 참조를 위한, 시간(t)이 흐름에 따른 맑은 하늘의 조도 값들의 종 형상의 곡선을 포함한다. 이러한 특정 종 형상의 곡선은 90 (동) 내지 270 (서)의 임계각들을 갖는 남향 창에서 측정되는 값들의 예일 수 있다(즉 종이 새벽 내지 황혼 시간 척도 동안 개략적으로 중앙에 오기 때문이다). 아래 그래프는 또한 날씨가 주기적으로 맑은 하늘에서 벗어나는 날 동안 시간(t)이 흐르면서 취해지는 센서 판독치들의 곡선을 포함한다. 센서 판독치들은 통상적으로 외부 복사의 측정치들이다. 아래 그래프는 또한 시간(t)에 계산되는 업데이트된 단 박스 카 값들 및 장 박스 카 값들의 곡선들을 포함한다. 이들 값은 보통 시간(t)에 업데이트되는 박스 카들에서의 샘플들의 중심치들로서 계산된다. 센서 판독치들의 곡선은 또한 네 개의 구름 1, 2, 3, 및 4가 통과한 다음 각각의 구름들이 지난 후 햇빛으로 돌아갈 때 조도의 감소를 도시한다. 단 박스 카 곡선은 센서 판독치 곡선을 따르며 네 개의 구름으로부터 조도의 강하에 빠르게 반응한다. 장 박스 카 값들은 조도의 센서 판독치 감소에 뒤처지며 구름들로부터의 조도의 이들 감소에 단 박스 카 값들과 동일한 정도로 반응하지 않는다. 위 그래프는 시간(t)에 제어 방법에 의해 결정되는 착색가능한 창을 통한 색조 상태 투과도(T _vis )를 도시한다. 이벤트 0 직전까지, 단기 박스 카 값 및 장기 박스 카 값의 양의 차가 제1 (양의) 임계 값보다 적으며(예를 들어, 20 Watts/m²), 조도 값은 업데이트된 장 박스 카 값으로 설정된다. 조도 값이 하한 미만이기 때문에, 60%의 T _vis 와 연관된 정의된 색조 레벨(명목상 맑은 상태)이 적용된다. 도시된 바와 같이, 제어 방법은 단기 박스 카 값 및 장기 박스 카 값의 양의 차가 제1 (양의) 임계 값보다 클 때까지(예를 들어, 20 Watts/m ² ) 60%의 T _vis 를 적용하며, 그 다음 조도 값이 단 박스 카 값(이벤트 0)으로 설정된다. 이 때, 타이머 1이 설정되고 이벤트 0으로 계산된 색조 상태가 구름 1이 지나간 직후 타이머 1이 만료할 때까지 유지된다. 조도 값(단 박스 카 값에 기초한)이 하한보다 크고 상한보다 낮으며 태양이 임계각들 내에 있기 때문에, 모듈들 A, B, 및 C가 20%의 T _vis 에 대응하여 색조 레벨을 이벤트 0으로 결정하기 위해 이용된다. 그 후에, 단기 박스 카 값이 상한 레벨을 지나며, 단지 모듈들 A 및 B에 기초한 계산을 유발한다. 그러나, 타이머 1이 설정되기 때문에 색조 레벨의 어떠한 변경도 발생하지 않는다. 구름 1이 지나간 시간 직후, 타이머 1이 만료된다. 이 때로부터 클라우드 3 직전까지, 단기 박스 카 값 및 장기 박스 카 값의 양의 차가 제1 (양의) 임계 값보다 크며 조도 값이 업데이트된 단기 박스 카 값으로 설정된다. 이 시간 동안, 조도 값들(단기 박스 카 값들에 기초한)은 상한 초과로 유지되고 태양은 임계각들 내에 유지되며, 따라서 모듈들 A 및 B가 다시 색조 레벨을 결정하기 위해 이용되고 그것들은 4%의 T _vis 에 대응하여 색조 레벨을 계산한다. 구름 3에서, 장 박스 카 값은 단 박스 카 값보다 크고 차는 이제 음이며 따라서 조도 값이 장 박스 카 값으로 설정된다. 차가 제2 음의 임계 값보다 더 음이기 때문에, 어떠한 타이머도 설정되지 않는다. 조도 값이 상한보다 크고 태양이 임계각들 밖에 있기 때문에, 모듈들 A 및 B가 다시 4%의 T _vis 에 대응하여 색조 레벨을 결정하기 위해 색조 레벨을 결정하기 위해 이용된다. 구름 4에서, 장 박스 카 값은 다시 단 박스 카 값보다 크며, 차는 이제 음의 임계 값보다 더 음이다. 이 때, 조도 값이 업데이트된 장 박스 카 값으로 설정되나, 어떠한 타이머도 설정되지 않는다. 조도 값이 하한보다 크고 상한보다 낮으며 태양이 임계각들 내에 있기 때문에, 모듈들 A, B, 및 C가 색조 레벨을 결정하기 위해 이용되고 그것들은 4%의 T _vis 에 대응하여 색조 레벨을 계산한다.

도 26b는 간간이 번개가 치는 흐린 날 동안의 센서 판독치들 및 도 25a를 참조하여 설명된 제어 방법에 의해 결정되는 관련 색조 상태들과 연관된 두 개의 그래프를 도시한다. 아래 그래프는 흐린 날 동안, 시간(t)에서 센서 판독치들을 도시한다. 아래 그래프는 참조를 위한, 시간(t)이 흐름에 따른 맑은 하늘의 조도 값들의 종 형상의 곡선을 포함한다. 아래 그래프는 또한 시간(t)에 계산되는 업데이트된 단 박스 카 값들 및 장 박스 카 값들의 곡선들을 포함한다. 센서 판독치들의 곡선은 상황이 단기간 동안 맑아지는 지점 3까지 아침에 흐리며 지점 4에서 다시 흐려지기 전에 두 번의 감소가 있음을 도시한다. 위 그래프는 시간(t)에 제어 방법에 의해 계산되는 착색가능한 창을 통한 색조 상태 투과도(T _vis) 를 도시한다. 지점 1 이전, 단기 박스 카 값 및 장기 박스 카 값의 양의 차는 제1 양의 임계 값보다 적으며, 조도 값은 장 박스 카 값으로 설정된다. 조도 값이 하한 미만이기 때문에, 60%의 T _vis 와 연관된 정의된 색조 레벨(명목상 맑은 상태)이 적용된다. 지점 1에서, 단기 박스 카 값 및 장기 박스 카 값의 차는 양이고 제1 양의 임계 값보다 적으며, 조도 값은 업데이트된 장 박스 카 값으로 설정된다. 이러한 경우, 조도 값은 하한 내지 상한 사이에 있고 그것은 아침이며, 따라서 태양이 임계각들 밖에 있고 따라서 모듈 A는 방으로의 글레어를 결정하기 위해 이용될 필요가 없다. 이러한 경우, 단지 모듈들 B 및 C가 이용되고 그것들은 창을 보다 어둡게 하기 위해 40%의 T _vis 로 색조 레벨을 계산한다. 지점 2에서, 단기 박스 카 값 및 장기 박스 카 값의 차는 양이고 제1 양의 임계 값보다 적으며, 조도 값은 업데이트된장 박스 카 값으로 설정된다. 이러한 지점에서, 아직 아침이며 태양은 임계각들 밖에 있다. 조도 값이 그것이 지점 1에 있을 때보다 높으나, 여전히 상한 내지 하한 사이에 있으며, 모듈들 B 및 C가 창을 보다 더 어둡게 하기 위해 20%의 T _vis 로 색조 레벨을 결정한다. 지점 3에서, 단기 박스 카 값 및 장기 박스 카 값의 차는 양이고 임계 값보다 크며, 따라서 조도 값은 업데이트된 단 박스 카 값으로 설정되고 타이머 1이 설정된다. 조도 값이 상한을 초과하고 태양이 임계각들 내에 있기 때문에, 모듈들 A 및 B가 색조를 4%의 T _vis 에 대응하는 색조 레벨을 결정하기 위해 이용된다. 타이머의 길이 동안, 색조 상태가 유지될 것이다. 지점 4 직전, 타이머 1이 만료된다. 지점 4에서, 단기 박스 카 값 및 장기 박스 카 값의 양의 차는 제1 양의 임계 값보다 크며, 조도 값은 업데이트된 단 박스 카 값으로 설정된다. 이러한 일중 시간에 조도 값이 상한을 초과하고 태양이 임계각들 밖에 있으며, 따라서 단지 모듈들 B가 40%의 T _vis 에 대응하여 색조 레벨을 결정하기 위해 이용된다. 지점 5에서, 단기 박스 카 값 및 장기 박스 카 값의 양의 차는 제1 양의 임계 값보다 적으며, 조도 값은 업데이트된장 박스 카 값으로 설정된다. 어떠한 타이머도 설정되지 않는다. 오후에 이러한 지점에서, 조도 값은 하한을 미만이고 태양이 임계각들 밖에 있으며, 따라서 모듈들 B 및 C가 60%의 T _vis 에 대응하여 색조 레벨을 결정하기 위해 이용된다.

도 27a는 낮 동안의, 시간(t)에 결정되는 센서 판독치들, 단 박스 카 값들, 및 장 박스 카 값들을 포함하는 조도 값들의 제도이다. 도 27b는 낮 동안, 도 27a의 센서 판독치들 및 모듈 B에 의해 결정되는 관련 색조 레벨, 및 모듈 C에 의해 결정되는 색조 레벨의 제도이다.

몇몇 측면에서, 장 박스 카 값이 센서 판독치들로 업데이트되고 낮 동안 절대 리셋되지 않는다. 센서 판독치들이 낮 동안 상당히 변한다면(예를 들어, 폭풍 전선에 도래한 때), 이들 센서 판독치 값은 센서 판독치들의 급격한 변화에 상당히 뒤처지고 급격한 변화를 반영하지 않을 수 있다. 예를 들어, 장 박스 카 값들은 외부 조도의 상당한 감소 이후 센서 판독치들보다 상당히 더 높다. 이들 높은 장 박스 카 값이 색조 레벨을 계산하기 위해 이용되는 경우, 창들은 장 박스 카들이 보다 현재의 센서 판독치들로 로딩할 시간을 가질 때까지 과-착색될 수 있다. 특정 측면들에서, 제어 방법들은 장 박스 카가 보다 현재의 센서 판독치들로 로딩될 수 있도록 조도의 급격한 변화 이후 장 박스 카를 리셋한다. 도 28a 및 도 28b는 장 박스 카의 로딩을 리셋하는 제어 방법들의 도해들이다. 다른 측면들에서, 제어 방법들은 조도 상황의 상당한 변화로 개시되는 제2 장 박스 카를 이용한다. 도 29a 및 도 29b는 제2 장 박스 카를 갖는 제어 방법들의 도해들이다. 이들 경우에서, 제어 방법들은 현재 센서 판독치들에 보다 가까운 장 박스 카 값들을 이용할 수 있고 조도의 급격한 감소 이후 창들을 과 착색하는 것을 회피할 수 있다.

도 28a는 실시예들에 따라, 장 박스 카 값의 로딩을 리셋하는 제어 방법의 흐름도(5000)이다. 장 박스 카는 리셋되고 센서 판독치들의 급격한 변화 이후 현재의 센서 판독치들을 재로딩하는 것을 시작한다. 단 박스 카 값 및 장 박스 카 값 차이가 제2 음의 임계 값보다 더 음일 때, 장 박스 카가 리셋된다. 즉, 음의 임계 값보다 더 음인 음의 차는 센서 판독치들의 급격한 변화를 표시한다. 동시에, 제어 방법은 제2 타이머를 시작한다. 제어 방법은 제2 타이머 동안 유지될 색조 레벨을 계산하기 위해 리셋 장 박스 카 값을 이용한다. 상황이 급격히 변할 때 장 박스 카가 새로운 센서 판독치들로 재로딩을 시작하기 때문에, 장 박스 카 값은 잠시 센서 판독치들을 근접하게 따르고 제어 방법은 급격한 변화 이후 현재의 변화하는 센서 판독치들에 근접하게 대응하는 색조 레벨들을 결정할 것이다.

보다 구체적으로 도 28a를 참조하면, 센서 판독치들은 단계(5010)에서 센서에 의해 송신되고 프로세서에 의해 수신된다. 단계(5012)에서, 장기 박스 카 조도 값 및 단기 박스 카 조도 값이 수신된 보다 현재의 센서 판독치들로 업데이트된다. 단계(5020)에서 타이머가 설정된다고 결정되는 경우, 현재 색조 설정이 단계(5022)에서 유지되고 프로세스는 단계(5010)로 리턴한다. 단계(5020)에서 타이머가 설정되지 않는다고 결정되는 경우, 단기 박스 카 조도 값 및 장기 박스 카 조도 값 차(Δ)의 크기 및 부호가 단계(5030)에서 결정된다. 즉, Δ = 단기 박스 카 값 - 장기 박스 카 값. 단계(5030)에서 Δ가 양이고 제1 양의 임계 값보다 큰 경우, 조도 값은 단기 박스 카 조도 값으로 설정되고, 제1 타이머가 단계(5042)에서 설정되며, 방법은 단계(5050)로 진행한다. 단계(5030)에서 Δ가 양이고 제1 양의 임계 값보다 적거나 음의 값인 경우, 조도 값은 단계(5044)에서 장기 박스 카 조도 값으로 설정된다. 단계(5046)에서, Δ가 제2 음의 임계 값보다 더 음인지 결정된다. Δ가 제2 임계 값보다 더 음인 경우, 이는 조도의 상당한 감소의 표시이다. 이러한 경우, 단계(5048)에서 제2 타이머가 설정되고 장 박스 카가 로딩을 다시 시작하기 위해 리셋(값이 비워짐)되며, 방법은 단계(5050)로 진행한다. Δ가 제2 음의 임계 값보다 더 음이 아닌 경우, 방법은 단계(5050)로 바로 진행한다. 단계(5050)에서, 조도 값이 하한보다 낮은지 결정된다. 조도 값이 하한보다 낮은 경우, 미리 정의된 색조 레벨(예를 들어, 명목상 맑은)이 단계(5052)에서 적용되고 프로세스는 단계(5010)로 리턴한다. 시스템에 대해 설정된 조도 값이 하한보다 큰 경우, 단계(5060)에서 시스템에 대해 설정된 조도 값이 상한보다 큰지 결정된다. 시스템에 대해 설정된 조도 값이 상한보다 크다고 결정되는 경우, 5070에서 태양 방위각이 임계각들 밖에 있는지 결정된다. 태양이 임계각들 내에 있는 경우, 모듈들 A 및 B가 착색가능한 창에 적용될 최종 색조 레벨을 결정하기 위해 이용되고 프로세스는 단계(5010)로 리턴한다. 태양이 임계각들 밖에 있는 경우, 단지 모듈 B가 단계(5074)에서 최종 색조 레벨을 결정하기 위해 이용되고 프로세스는 단계(5010)로 리턴한다. 단계(5060)에서 시스템에 대해 설정된 조도 값이 상한보다 크지 않다고 결정되는 경우, 5080에서 태양이 임계각들 밖에 있는지 결정된다. 태양이 임계각들 내에 있는 경우, 모듈들 A, B, 및 C가 단계(5082)에서 착색가능한 창에 적용될 최종 색조 레벨을 결정하기 위해 이용되고 프로세스는 단계(5010)로 리턴한다. 태양이 임계각들 밖에 있는 경우, 단지 모듈들 B 및 C가 단계(5090)에서 착색가능한 창에 적용될 최종 색조 레벨을 결정하기 위해 이용되고 프로세스는 단계(5010)로 리턴한다.

도 28b는 낮의 부분 동안의, 시간(t) 동안 센서 판독치들 및 박스 카 값들의 시나리오를 예시한다. 이러한 시나리오는 정오에 햇빛이 밝은 날(500 W/m²)을 가정하고 박스 카 곡선들은 이 때 대개 함께 추적하고 있으며, 계산들은 5분마다 진행된다.　 제1 수직의 검은 점선(규칙적 5분 간격 계산들)에서 센서 판독치들의 약간의 감소가 있었고 단기 박스 카 값이 센서 판독치들에 뒤처지는, 장기 박스 카 값보다 약간 더 높다. 단기 값 및 장기 값 차가 음의 임계 값보다 더 음이기 때문에, 장기 박스 값이 다음 색조 레벨을 결정하기 위해 이용된다. 바로 다음 계산에서, 센서 판독치들은 외부 조도의 큰 감소(예를 들어, 폭풍 전선이 도래)를 도시하고 있다. 음의 차는 음의 임계 값보다 더 음이고, 제어 방법은 1시간 타이머(변화하는 상황이 이러한 이벤트를 야기, 델타를 타이머를 유발하기에 충분하게 만듬)를 유발하며, 장 박스 카 값이 리셋된다. 제어 방법은 조도 값을 시간 기간 동안 이용할 색조 레벨을 결정하기 위해 리셋 장 박스 카 값으로 설정한다. 장기 박스 카 값이 상한을 초과하고 태양이 임계각들 내에 있기 때문에, 모듈들 A 및 B가 리셋 장기 박스 카 값에 기초하여 색조 레벨을 결정하기 위해 이용된다. 제2 시간 기간의 마지막에, 단 박스 카 값 및 장 박스 카 값의 음의 차가 음의 음의 임계 값보다 더 음이며, 따라서 조도가 리셋 이후 취해지는 판독치들을 갖고 장기 박스 카 값으로 설정된다.

제2 시간 기간의 마지막에, 로직이 장 박스 카를 리셋하지 않는 경우, 제2 타이머는 다시 구현됐을 것이고 장 박스 카 값이 시간 기간 동안 이용됐을 것이다(앞서와 같이).　 볼 수 있는 바와 같이, 이는 현재의 센서 판독치들(및 관련 단 박스 카 값)이 흐릿한 날임을 나타내기 때문에 창을 부적절하게 과-착색했을 수 있으며, 창은 장 박스 카 값이 표시하는 것으로 보일만큼 높게 착색될 필요가 없다. 이러한 시나리오에서, 장기 박스 카는 타이머 시작 기간에 리셋된다. 다시 말해서, 타이머가 유발되면, 이는 동시에 새로운 센서 데이터로 로딩을 시작하기 위해 장 박스 카를 리셋하는 것을 유발한다. 이러한 리셋 로직을 이용하여, 제2 타이머의 마지막에, 단기 박스 카 값은 리셋 장 박스 카 값과 비교되고 델타는 현재의 센서 판독치들을 보다 근접하게 반영할 것이다.

도 29a는 센서 판독치들의 급격한 변화가 존재할 때 제2 장 박스 카를 개시하는 제어 방법의 흐름도(6000)이다. 새롭게 개시된 제2 장 박스 카 값들은 급격한 변화 동안 센서 판독치들을 근접하게 추적한다. 제1 장 박스 카는 센서 판독치들에 뒤처진다.

다시 도 29a를 참조하면, 조도 값들의 센서 판독치들은 단계(6010)에서 센서에 의해 송신되고 프로세서에 의해 수신된다. 단계(6012)에서, 박스 카 조도 값들이 수신된 센서 판독치들로 업데이트된다. 단계(6020)에서 타이머가 설정된다고 결정되는 경우, 현재 색조 설정이 단계(6022)에서 유지되고(즉 새로운 색조 레벨의 계산이 없음) 프로세스는 단계(6010)로 리턴한다. 단계(6020)에서, 타이머가 설정되지 않는다고 결정되는 경우, 단계(6024)에서 제2 장 박스 카가 개시되었는지 결정된다. 단계(6024)에서 제2 장 박스 카가 개시된 것으로 결정되는 경우, 값 1은 단 박스 카 및 제1 장 박스 카 조도 값들보다 크게 설정되고, 값 2는 제2 장 박스 카 조도 값보다 크게 설정된다. 제2 장 박스 카가 개시되지 않았다고 결정되는 경우, 값 1은 단 박스 카 조도 값으로 설정되고, 값 2는 제2 장 박스 카 조도 값으로 설정된다. 단계(6030)에서, 값 1 및 값 2 차(Δ)의 크기 및 부호가 결정된다. 단계(6030)에서 Δ가 양이고 제1 양의 임계 값보다 큰 경우, 단계(6042)에서, 조도 값은 값 1로 설정되고, 제1 타이머가 설정되며, 그 다음 방법은 단계(6050)로 진행한다. 단계(6030)에서 Δ가 양이고 제1 양의 임계 값보다 적거나 Δ가 음의 값인 경우, 조도 값은 단계(6044)에서 값 2로 설정된다. 단계(6046)에서, Δ가 제2 음의 임계 값보다 더 음인지 결정된다. Δ가 제2 음의 임계 값보다 더 음인 경우, 조도의 상당한 감소가 존재했었다. 이러한 경우, 단계(6048)에서 제2 타이머가 설정되고, 제2 장 박스 카가 개시되고, 조도 값은 제2 장 박스 카의 초기 값으로 설정되며, 방법은 단계(6050)로 진행한다. Δ가 제2 임계 값보다 더 음이 아닌 경우, 방법은 단계(6050)로 바로 진행한다. 단계(6050)에서, 설정된 조도 값이 하한보다 낮은지 결정된다. 하한보다 낮은 경우, 정의된 색조 레벨(예를 들어, 명목상 맑은)이 단계(6052)에서 적용되고 프로세스는 단계(6010)로 리턴한다. 시스템에 대해 설정된 조도 값이 하한보다 큰 경우, 단계(6060)에서 시스템에 대해 설정된 조도 값이 상한보다 큰지 결정된다. 시스템에 대해 설정된 조도 값이 상한보다 크다고 결정되는 경우, 6070에서 태양 방위각이 임계각들 밖에 있는지 결정된다. 태양이 임계각들 밖에 있지 않은 경우, 모듈들 A 및 B가 착색가능한 창에 적용될 최종 색조 레벨을 결정하기 위해 이용되고 프로세스는 단계(6010)로 리턴한다. 태양이 임계각들 밖에 있는 경우, 단지 모듈 B가 단계(6074)에서 최종 색조 레벨을 결정하기 위해 이용되고 프로세스는 단계(6010)로 리턴한다. 단계(6060)에서 시스템에 대해 설정된 조도 값이 상한보다 크지 않다고 결정되는 경우, 6080에서 태양이 임계각들 밖에 있는지 결정된다. 태양이 임계각들 밖에 있지 않은 경우, 모듈들 A, B, 및 C가 단계(6082)에서 착색가능한 창에 적용될 최종 색조 레벨을 결정하기 위해 이용되고 프로세스는 단계(6010)로 리턴한다. 태양이 임계각들 밖에 있는 경우, 단지 모듈들 B 및 C가 단계(6090)에서 착색가능한 창에 적용될 최종 색조 레벨을 결정하기 위해 이용되고 프로세스는 단계(6010)로 리턴한다.

도 29b는 낮의 부분 동안의, 시간(t) 동안 센서 판독치들 및 박스 카 값들의 시나리오를 예시한다. 이러한 시나리오는 정오에 햇빛이 밝은 날(500 W/m²)을 가정하고 박스 카 곡선들은 이 때 대개 함께 추적하고 있으며, 계산들은 5분마다 진행된다.　 제1 수직의 검은 선(규칙적 5분 간격 계산들)에서 센서 판독치들의 약간의 감소가 있었고 단기 박스 카 값이 센서 판독치들에 뒤처지는, 장기 박스 카 값보다 약간 더 높다. 단 박스 카 값 및 제1 장 박스 카 값의 음의 차가 임계 값 미만이기 때문에, 제1 장 박스 값이 색조 레벨을 결정하기 위해 이용된다. 바로 다음 계산에서, 센서 판독치들은 외부 조도의 보다 큰 감소를 도시하고 있다. 이러한 경우, 음의 차는 음의 임계 값보다 더 음이고, 제어 방법은 1시간 타이머(변화하는 상황이 이러한 이벤트를 야기, 델타를 타이머를 유발하기에 충분하게 만듬)를 유발하며, 제2 장 박스 카가 개시된다. 또한, 조도 값은 초기 제1 장 박스 카 값으로 설정된다. 이러한 초기 제2 장기 박스 카 값이 상한을 초과하고 태양이 임계각들 내에 있기 때문에, 모듈들 A 및 B가 초기 제2 장 박스 카 값에 기초하여 색조 레벨을 결정하기 위해 이용된다. 제2 시간 기간의 마지막에서, 제1 장 박스 카 값은 단 박스 카 값보다 크고 제2 장 박스 카 값 및 제1 장 박스 카 차는 제1 임계 값 미만이다. 제어 방법은 제1 타이머 동안 이용될 색조 레벨을 결정하기 위해 제1 장 박스 카 조도 값을 이용한다.

특정 실시예들에서, 모듈 A는 창을 통한 태양 복사의 계산된 방향이 창을 갖는 방의 점유 영역에서의 글레어 시나리오와 연관된 임계 수광각들 내에 있는 경우 창의 색조를 증가시킬 수 있다. 태양 복사의 방향은 태양 방위각 및/또는 태양 고도에 기초하여 계산된다. 도 25b는, 예를 들어, , 방에서의 책상과 연관된 임계 수광각들, Z1 및 Z2을 도시한다. 본 예에서, 태양이 임계 수광각들(Z1 및 Z2) 내 방위각 각도로 태양 복사를 제공하는 위치에 있을 때, 태양 복사는 책상에 의해 점유되는 영역 상에 글레어를 생성하고 있다. 응답하여, 모듈 A는 글레어로부터 편안함을 제공하기 위해 창의 색조 상태를 증가시키기 위한 제어 신호를 송신할 수 있다. 임계 수광각들(Z1 및 Z2) 밖에서, 태양 복사의 직사 평행 광선들은 책상 영역 상에 충동하지 않고 모듈 A는 "맑은 색조 상태"의 제어 명령을 리턴할 수 있다. 태양 방위각과 연관된, 임계 수광각들(, O ₁ 및 O ₂ )의 세트의 다른 예가 도 20에 도시된다. 몇몇 경우, 각각 태양 방위각 및 태양 고도와 별개로 연관된 임계 값들의 두 개의 세트가 이용될 수 있다. 이들 경우에서, 모듈 A는 계산된 태양 방위각이 임계각들의 제1 세트 내에 있고 태양 고도가 임계각들의 제2 세트 내에 있는 경우 색조 상태를 증가시키기 위해 턴 온될 수 있다.

X1. 광의 3-차원 투영에 기초한 모듈 A

특정 실시예들에서, 모듈 A는 하나 이상의 개구(예를 들어, 착색가능한 창)으로부터 방을 통한 광의 3-차원 투영을 이용함으로써 글레어가 거주 영역 상에 있는지 결정한다. 광의 3-차원 투영은 외부 광이 방에 직접 침투하는 방에서의 광의 볼륨인 것으로 고려될 수 있다. 예를 들어, 3차원 투영은 태양으로부터 창을 통한 평행 광선들에 의해 정의될 수 있다. 방으로의 3-차원 투영의 방향은 태양 방위각 및/또는 태양 고도에 기초한다. 광의 3-차원 투영은 방에서의 하나 이상의 평면의 교점들에서 2-차원 광 투영들(P-상들)을 결정하기 위해 이용될 수 있다. 개구로부터의 P-상의 크기 및 형상은 태양 방위각 및/또는 개구의 치수들 및 배향 및 태양 고도에 기초하여 계산되는 태양 복사의 방향 벡터에 기초한다. P-상들은 태양이 개구에서 유한 거리만큼 떨어진 평행 광선들을 생성한다는 가정에 기초하여 결정된다. 이러한 가정을 이용하여, 수평으로 배향된 개구는 실제 개구와 동일한 형상 및 크기를 갖는 수평 표면 상에의 2-차원 광 투영을 제공한다.

특정 경우들에서, 모듈 A는 P-상 오프셋을 계산함으로써 특정 관심 평면에서의 P-상을 결정한다. P-상 오프셋은 투영된 이미지의 기하학적 중심 및 개구의 기하학적 중심에서의 수직 축 간 특정 평면에서의 오프셋 거리를 나타낼 수 있다. P-상 오프셋은 개구들의 치수들, 태양 방위각 및 고도, 및 개구 평면 및 관심 평면 간 법선 거리에 기초하여 결정될 수 있다. P-상 오프셋을 이용하여, 모듈 A는 P-상 오프셋 주위로 투영된 개구 영역을 증강함으로써 투영 이미지를 결정할 수 있다.

모듈 A가 특정 평면에서의 광 투영을 결정하면, 모듈 A는 광 투영 또는 광 투영과 연관된 글레어 영역이 거주 영역(즉 방에서의 점유 영역)과 겹치는 양을 결정한다. 거주 영역은 3-차원 광 투영 또는 글레어 영역에 의해 교차될 때 글레어 시나리오를 암시하는 공간에 경계들을 정의하는 관심 평면(예를 들어, 책상 평면)에서의 영역을 나타낼 수 있다. 몇몇 경우, 거주 영역은 2차원 표면의 전부 또는 일부(예를 들어, 책상 상부) 또는 볼륨 이를테면 가능한 책상을 포함하는, 거주자의 머리 앞의 영역일 수 있다. 광 투영 또는 글레어 영역이 거주 영역의 외부에 있는 것으로 결정되는 경우, 글레어 시나리오가 존재하지 않는 것으로 결정된다.

몇몇 경우, 모듈 A는 하나 이상의 개구를 통해 투영되는 광에 기초한 관심 평면에서의 글레어 영역을 계산할 수 있다. 글레어 영역은 하나 이상의 개구를 통해 투영되는 광에 의해 충돌되는 관심 평면에서의 영역을 나타낼 수 있다. 몇몇 경우, 모듈 A는 글레어 영역을 유효 개구의 기하학정 줌심에서의 수직 축 및 관심 평면에서의 P-상의 외측 경계들 간 영역으로 정의한다. 하나의 경우, 개구의 기하학적 중심은 개구의 형상의 중심 또는 질량 중심을 나타낼 수 있다. 글레어 영역은 상이한 형상들 이를테면, 예를 들어, 직사각형, 원형, 또는 고리형을 갖고 정의될 수 있으며, 직각 또는 극 좌표들로 있을 수 있다. 하나 이상의 개구로부터의 글레어 영역을 결정한 이후, 모듈 A는 그 다음 글레어 영역이 거주 영역과 겹치는 경우 글레어 시나리오가 존재함을 결정할 수 있다.

특정 경우들에서, 모듈 A는 거주 영역과 광 투영 또는 글레어 영역의 계산된 겹친 양에 기초하여 색조 레벨을 결정한다. 예를 들어, 광 투영이 거주 영역과 임의의 겹침을 갖는 경우, 모듈 A는 글레어 시나리오를 해결하기 위해 색조 상태를 증가시키기 위해 턴 온될 수 있다. 광 투영이 거주 영역과 겹치지 않는 경우, 모듈 A는 "맑은 색조 상태" 명령을 리턴할 수 있다.

도 30은 실시예에 따라, 천장의 천창 형태의 단일 수평 및 원형 개구(7010)를 갖는 방의 측면도의 개략도를 예시한다. 방은 방에서의 거주 영역을 정의하는 책상(7030)을 갖는다. 원형 개구(7010)는 w _h 의 직경을 갖는다. 개구(7010)는 α₁의 창 방위각에 있다. 원형 개구(7010)의 기하학적 중심은 원형 개구(7010)의 중심에 w _h /2에 있다. 개구(7010)의 기하학적 중심(7011)에서의 수직 축(7012)이 도시된다. 태양으로부터의 태양 복사는 바닥에 투영되는 광선들의 3차원 원기둥으로 도시된다. 태양 복사는 θ의 태양 고도를 갖는 것으로 도시된다. 본 예시에서, 개구(7010)의 광 투영(P-상)(7020)은 dz에서의 책상(7030) 평면에서의 투영의 근사로서 바닥 평면에서 결정된다. 다른 예들에서, 개구(7010)는 다른 평면들 이를테면 책상(7030)의 상측 표면에서의 평면에 투영될 수 있다. 모듈 A의 특정 실시예들에서, P-상 오프셋은 개구(7010)의 기하학적 중심을 바닥 평면 또는 태양 방위각 및 고도와 연관된 방향 벡터(7013)를 따르는 다른 관심 평면에 투영함으로써 결정될 수 있다. 몇몇 경우, 개구(7010)의 광 투영(P-상)(7022)은 P-상 오프셋 주위로 개구(7010)를 증강시킴으로써 결정된다. 도 30에서, P-상(7020)은 수직 축(7012)으로부터 P-상 오프셋의 거리만큼 바닥에서 측방향으로 오프셋되어 도시된다. 본 예에서, 모듈 A는 바닥 평면에서의 투영 이미지(7020)의 외측 에지들에 의해 글레어 영역을 정의한다.

도 31은 실시예에 따라, 천창 형태의 단일 수평 원형 개구(7010)를 갖는 도 30에 도시된 방의 측면도(위) 및 단면도(아래)의 개략도이다. 본 예에서, 방은 거주 영역을 정의하는 책상(7031)을 갖고 광 투영(P-상)(7022)은 dz의 z-위치에서의 책상(7031) 평면에서 결정된다. 본 예에서, P-상 오프셋은 태양 방위각 및 고도와 연관된 방향 벡터(7013)를 따르는 개구(7010)의 기하학적 중심을 책상(7031) 평면에 투영함으로써 결정된다. 개구(7010)의 광 투영(P-상)(7022)은 P-상 오프셋 주위로 개구를 "증강"시킴으로써 결정될 수 있다. 다른 경우들에서, 광 투영은 예를 들어, 도 30에 도시된 바와 같은, 바닥 평면에서 결정될 수 있다. 도 31에서, P-상(7022)은 수직 축(7012)으로부터 P-상 오프셋의 거리만큼 개구(7010)의 기하학적 중심에서 측방향으로 오프셋되어 도시된다.

도 31에서, 아래 도해는 z = dz에서의 방의 단면도이다. 본 예시에서, 거주 영역(7030)은 dz의 z-위치에서의 책상(7031)에서의 관심 평면에서 dx 및 dy 만큼 수직 축(7012)으로부터 오프셋되는 중심을 갖는다. 도 31에 도시된 바와 같이, 계산된 글레어 영역은 겹친 영역(7040)에 의해 관심 평면에서 책상(7031)에 의해 정의되는 거주 영역(7030)과 부분적으로 겹친다. 글레어 영역이 미리 결정된 임계치를 초과할 때(치수 또는-및/또는 영역만큼), 모듈 A는 색조 변화가 글레어를 감소시키게 할 수 있다. 거주 영역(7030)은 직사각형 개구에 대한 도시에서 치수들(O_x x O_y)을 갖거나, 또는 원의 직경, 다각형, 삼각형, 부등변 사각형의 단면 길이들, 또는 개구에 적절한 다른 좌표들로서 지정될 수 있다. 다른 예들에서, 거주 영역은 책상(7031)에 의해 정의되는 영역 및 책상(7031)의 거주자에 의해 정의되는 영역(7032) 양자를 포함할 수 있다. 다른 예들에서, 다수의 거주자와 연관된 다수의 거주 영역들이 존재할 수 있다. P-상 위치는 태양의 방위각 및 고도에 의해 결정되는 방향 벡터(7013)를 따라 일중 시간에 따라 변할 것이며, 하루새에 거주 영역 중 하나 이상을 조명할 것이다. 겹침이 미리 결정된 임계 모듈(A)를 초과할 때, 모듈 A는 해당 거주 영역 및 일중 시간에 대해 미리 규정된 값으로 유리를 착색할 것이다.

도 32는 실시예에 따라, 두 개의 층 및 천장의 천창 형태의 수평 및 원형 개구(7060)를 갖는 방의 측면도(위) 및 단면도(아래)의 개략도를 예시한다. 본 예에서, 제1 층은 책상(7090)을 갖고, 제2 층은 책삭(7090)을 갖는다. 개구(7060)는 기하학적 중심(7061)을 갖는다. P-상 오프셋은 태양 방위각 및 고도와 연관된 방향 벡터(7063)를 따르는 기하학적 중심(7061)을 관심 평면에 투영함으로써 결정될 수 있으며, 이는 이러한 경우 예를 들어, dz에서의 책상 평면에 투영의 근사로서 제1 층의 바닥 평면이다. 개구(7060)의 광 투영(P-상)(7070)는 관심 평면에서 P-상 오프셋 주위로 개구를 증강시킴으로써 결정된다. 개구(7060)의 광 투영(P-상)(7070)은 바닥 평면에 제공되어 도시되고 수직 축(7062)으로부터 P-상 오프셋의 거리만큼 기하학적 중심(7061)에서 측방향으로 오프셋되어 도시된다. 본 예시에서, 책상(7090)의 거주 영역(7091)은 책상(7090) 평면에서 dx2 및 dy2 만큼 수직 축(7062)으로부터 오프셋되는 중심을 갖고, 책상(7080)의 거주 영역(7081)은 책상(7080) 평면에서 dx1 및 dy1 만큼 수직 축(7062)으로부터 오프셋되는 중심을 갖는다. 도 32에 도시된 바와 같이, 광 투영(7070)의 계산된 글레어 영역은 겹친 영역(7095)에서 책상(7080)에 의해 정의되는 거주 영역(7081)과 부분적으로 겹친다. 도시된 바와 같이, 광 투영은 제2 층 상의 책상(7090)으로 글레어를 제공하지 않는다.

도 33은 실시예에 따라, 책상(7150), 제1 개구(7110), 및 제2 개구(7112)를 갖는 방의 측면도의 개략도를 예시한다. 제1 개구(7110)의 너비는 w _h1 이고, 제2 개구(7112)의 너비는 w _h2 이다. 제1 개구(7110)는 이러한 경우 135도인, α₁의 수평으로부터의 각도에 있다. 두 개의 개구(7110 및 7112)는 중심(7121)을 갖는 유효 개구(7120)를 갖는다. 제1 개구(7110)는 α₁의 수평으로부터의 각도에 있다. 제1 개구(7112)는 α₂의 수평으로부터의 각도에 있다. P-상 오프셋은 태양 방위각 및 고도와 연관된 방향 벡터(7141)를 따르는 유효 개구(7120)의 기하학적 중심을 바닥 평면에 투영함으로써 결정될 수 있다. 유효 개구(7120)의 광 투영(P-상)(7130)는 예를 들어, dz에서의 책상 평면에서의 투영의 근사로서, 바닥 평면에 제공된다. P-상(7130)은 수직 축(7140)으로부터 P-상 오프셋의 거리만큼 개구(7120)의 기하학적 중심에서 측방향으로 오프셋되어 도시된다. 광 투영(7130)의 글레어 영역은 책상(7150)에 의해 정의되는 거주 영역과 부분적으로 겹친다.

도 34는 실시예에 따라, 제1 개구(7210) 및 제2 개구(7212)를 포함하는 다면 천창을 갖는, 그리고 책상(7250)을 갖는 방의 측면도의 개략도를 예시한다. 제1 개구(7210)의 너비는 w _h1 이고, 제2 개구(7212)의 너비는 w _h2 이다. 제1 개구(7210)는 α₁의 수평으로부터의 각도에 있다. 제2 개구(7212)는 α₂의 수평으로부터의 각도에 있다. 두 개의 개구(7210 및 7212)는 중심(7221)을 갖는 유효 개구(7220)를 갖는다. P-상 오프셋은 태양 방위각 및 고도와 연관된 방향 벡터(7241)를 따르는 유효 개구(7220)의 기하학적 중심을 관심 평면에 투영함으로써 결정될 수 있으며, 이는 이러한 경우 예를 들어, dz에서의 책상 평면에 투영의 근사로서, 제1 층의 바닥 평면이다. 유효 개구(7220)의 광 투영(P-상)(7230)은 바닥 평면에 제공된다. P-상(7230)은 수직 축(7240)으로부터 P-상 오프셋의 거리만큼 개구(7220)의 기하학적 중심에서 측방향으로 오프셋되어 도시된다. 광 투영(7230)의 글레어 영역은 책상(7250)에 의해 정의되는 거주 영역과 부분적으로 겹친다.

도 35는 실시예에 따라, 제1 개구(7310) 및 제2 개구(7312), 및 개구가 없는 단면(7314)을 포함하는 다면 천창을 갖는 방의 측면도의 개략도를 예시한다. 방은 또한 책상(7350)을 갖는다. 두 개의 개구(7310 및 7312)는 각각 기하학적 중심들(7341 및 7342)을 갖는다. 제1 개구(7310)의 너비는 w _h1 이고, 제2 개구(7312)의 너비는 w _h2 이다. 제1 개구(7310)는 이러한 경우 90도인, α₁의 수평으로부터의 각도에 있다. 제2 개구(7212)는 이러한 경우 270도인, α₂의 수평으로부터의 각도에 있다. 본 예시에서, 제1 유효 개구(7310)의 광 투영(P-상)(7330)은 dz에서의 책상 평면에서의 투영의 근사로서 바닥 평면에 제공된다. 이러한 경우, 개구가 없는 단면(7314)은 태양 복사의 방향에 따라 제1 및/또는 제2 개구(7312)로부터의 광을 차단할 수 있다. 즉, 태양 고도(θ)가 제2 개구(7321)의 각도(α₂)보다 적을 때, 단면(7314)이 차단하고 있기 때문에, 태양 복사선들은 제2 개구(7321)에 바로 충돌하지 않는다. 예시에서, 태양 고도(θ)는 제2 개구(7312)가 태양 복사를 수용하지 않도록 각도(α₂)보다 적다. 이러한 경우, 유효 개구는 단지 제1 개구(7310)에 기초하며, 제1 개구(7310)의 기하학적 중심이 P-상 오프셋 및 투영을 결정하기 위해 이용된다. P-상 오프셋은 태양 방위각 및 고도와 연관된 방향 벡터(7341)를 따르는 개구(7310)) 기하학적 중심을 바닥 평면에 투영함으로써 결정될 수 있다. 제1 개구(7312)의 광 투영(P-상)(7330)은 수직 축(7340)으로부터 P-상 오프셋의 거리만큼 제1 개구(7310) 및 제2 개구(7312) 양자의 기하학적 중심에서 측방향으로 오프셋되어 도시된다. . P-상(7330)의 글레어 영역은 책상(7350)에 의해 정의되는 거주 영역과 부분적으로 겹친다.

몇몇 경우, P-상의 거주 영역과 거주 영역의 겹친 양은 적절한 색조 상태를 결정하기 위해 모듈 A에 ?? 이용될 수 있다. 이들 경우에서, 모듈 A는 보다 높은 레벨들의 겹침에 대해 보다 높은 색조 상태들을 결정할 수 있다. 몇몇 경우, 색조 상태는 겹친 양에 기초하여 결정된다. 다른 경우들에서, 색조 상태는 이용되는 거주 영역의 양에 대한 겹친 양의 백분율에 기초하여 결정된다. 도 36은 실시예에 따라, 개구(8010) 및 책상(8012)를 갖는 천창을 갖는 방의 개략도를 도시한다. 수직 축(8020)이 개구(8010)의 기하학적 중심을 통해 도시된다. 본 예시에서, 태양은 다섯 개의 태양 고도로 도시되고, 다섯 개의 글레어 영역의 에지들이 다섯 개의 방향 벡터와 연관된 다섯 개의 태양 고도와 대응하여 도시된다. 개략도는 또한 상이한 겹침에 적절한 색조 상태를 결정하는 방법을 예시한다. 책상(8010)에 의해 정의되는 거주 영역으로 글레어 영역 겹침을 각각 증가시키는 것으로, 색조 레벨은 T1에서 T5로 증가한다.

도 37은 실시예에 따라, 3차원 광 투영을 이용하는 모듈 A를 갖는도 8의 단계(700)의 세부 사항을 도시하는 흐름도이다. 단계(1905)에서, 모듈 A가 시작된다. 단계(1910)에서, 창 제어기(450)는 건물의 위도 및 경도 좌표들에 대한 그리고 특정 순간, t _i 의 날짜 및 일중 시간에 대한 태양의 위치를 계산하기 위해 모듈 A를 이용한다. 위도 및 경도 좌표들은 구성 파일로부터의 입력일 수 있다. 날짜 및 일중 시간은 타이머에 의해 제공되는 현재 시간에 기초할 수 있다. 태양 위치는 몇몇 경우 장래일 수 있는 특정 순간, t _i, 에 계산된다. 다른 실시예들에서, 태양의 위치는 예측 제어 로직의 다른 구성요소(예를 들어, 모듈)에서 계산된다. 태양 위치는 태양 방위각 및/또는 태양 고도에 기초하여 계산된다.

단계(1920)에서, 창 제어기(450)는 단계(1910)에서 이용된 특정 순간에 글레어가 존재하는지 또는 방으로의 글레어 양을 계산하기 위해 모듈 A를 이용한다. 모듈 A는 태양 방위각 및 고도에 의해 결정되는 방향 벡터에 기초하여 하나 이상의 차단되지 않은 개구(예를 들어, 창)로부터 방을 통한 광선들의 3-차원 투영을 이용하여 글레어 양을 계산한다. 모듈 A는 방향 벡터 및 구성 정보를 이용하여 하나 이상의 차단되지 않은 개구의 P-상(들)을 결정한다. 구성 정보는 하나 이상의 개구(예를 들어 전기변색 창)의 위치, 하나 이상의 개구의 치수들, 개구들이 차단되는지 또는 차단되지 않는지, 하나 이상의 개구의 각각의 배향, 방의 치수들, 및 태양 복사가 하나 이상의 개구에 들어가는 것을 차단할 수 있는 외부 차양 또는 다른 구조물들에 관한 임의의 세부 사항 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 창 구성 정보는 전기변색 창(505)과 연관된 구성 파일로부터의 입력이다. 모듈 A는 특정 관심 평면에서의 거주 영역과 차단되지 않은 개구들의 P-상의 교점에 기초하여 방에서의 글레어 양 또는 걸레어 결정을 결정한다. 몇몇 경우, 모듈 A는 하나 이상의 개구 중 어떤 것이 차단되지 않는지 즉, 태양 복사를 수용하는지 결정한다. 예를 들어, 도 35에서, 270도로 배향되는 제2 개구(7342)는 예시에서 태양 복사를 수용하는 것이 차단된다. 특정 관심 평면에서 차단되지 않은 개구들의 P-상(들)을 결정하기 위해, 모듈 A는 먼저 하나 이상의 차단되지 않은 개구의 기하학적 중심을 결정한다. 몇몇 경우, 기하학적 중심은 개구들의 형상들의 조합된 중심일 수 있다. 그 다음 모듈 A는 태양 방위각 및 고도에 기초하여 광이 3-차언 투영의 방향 벡터의 방향에서 하나 이상의 차단되지 않은 개구의 기하학적 중심을 관심 평면에 투영함으로써 P-상 오프셋을 결정한다. 광의 3-차원 투영의 방향 벡터는 단계(1910)에서 특정 순간에 계산되는 태양 방위각 및 태양 고도에 기초한다. 모듈 A는 하나 이상의 차단되지 않는 개구의 기하학적 중심, 태양 방위각 및 고도와 연관된 방향 벡터, 및 하나 이상의 개구 및 관심 평면 간 법선 거리에 기초하여 P-상 오프셋을 결정한다. 그 다음 모듈 A는 관심 평면에서 하나 이상의 차단되지 않는 개구의 투영된 기하학적 중심 주위로 유효 개구 영역을 생성함으로써 P-상을 "증강"한다. 특정 경우들에서, 모듈 A는 관심 평면에서의 P-상의 외측 경계들에 기초하여 글레어 영역을 결정한다. 상이한 개구 배치들에 대해 결정되는 글레어 영역의 도시들은 도 31 내지 도 37에 도시된다.

단계(1930)에서, 단계(1920)에서 계산된 차단되지 않은 개구들의 P-상(들)로부터의 글레어 양으로부터 거주자 편안함을 제공할 색조 레벨이 결정된다. 단계(1930)에서, 모듈 A는 거주 영역 및 차단되지 않은 개구들의 P-상(들) 간 겹친 양을 결정한다. 겹친 양에 기초하여, 모듈 A는 거주 색인표에서의 결정된 겹친 양에 대해 바람직한 색조 레벨을 결정한다. 거주 색인표는 특정 개구에 대한 구성 파일로부터의 입력으로서 제공된다. 몇몇 경우, 겹친 영역의 양 또는 잠식 백분율(즉 거주 영역에 대한 겹친 영역의 백분율)은 최종 색조 상태를 결정하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 모듈 A는 겹친 영역이 거의 없는 경우(예를 들어 책상의 작은 코너) 색조 상태를 증가시키지 않을 수 있다. 겹친 영역의 보다 큰 양 또는 백분율(예를 들어, 책상의 50% 초과)은 보다 높은 색조 상태를 야기할 수 있다.

도 38은 실시예들에 따라, 표면의 부분을 글레어와 교차하는 광의 3차원 투영의 개략도를 예시한다.

수정예들, 추가예들, 또는 생략예들이 상술된 예측 제어 로직, 다른 제어 로직 및 이들의 관련 제어 방법들(예를 들어, 도 18에 대해 설명된 로직, F도 7, 8, 9, 12, 및 13에 대해 설명된 로직, 및 도 14에 대해 설명된 로직) 중 임의의 것에 대해 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 이루어질 수 있다. 상술된 임의의 로직은 보다 많은, 보다 적은, 또는 다른 로직 구성요소들을 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 포함할 수 있다. 추가적으로, 설명된 로직의 단계들은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 임의의 적절한 순서로 수행될 수 있다.

또한, 수정예들, 추가예들, 또는 생략예들이 상술된 시스템들(예를 들어, 도 17에 설명된 시스템) 또는 시스템의 구성요소들에 대해 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 이루어질 수 있다. 구성요소들은 특정 필요에 따라 통합되거나 분리될 수 있다. 예를 들어, 마스터 네트워크 제어기(1403) 및 중간 네트워크 제어기(1405)는 단일 창 제어기로 통합될 수 있다. 더욱이, 시스템들 의 동작들은 보다 많은, 보다 적은, 또는 다른 구성요소들로 수행될 수 있다. 추가적으로, 시스템들의 동작들은 선행하는 소프트웨어, 하드웨어, 다른 로직, 또는 임의의 적절한 조합을 포함하는 임의의 적절한 로직을 이용하여 수행될 수 있다.

상술된 바와 같은 본 발명이 모듈식 또는 통합된 방식으로 컴퓨터 소프트웨어를 이용하여 제어 로직 형태로 구현될 수 있음이 이해되어야 한다. 본 출원에서 제공된 개시 및 교시들에 기초하여, 해당 기술분야의 통상의 기술자는 하드웨어 및 하드웨어 및 소프트웨어의 조합을 이용하여 본 발명을 구현하기 위해 적절한 다른 방식들 및/또는 방법들을 인식할 것이다.

본 출원에 설명된 임의의 소프트웨어 구성요소들 또는 기능들은 예를 들어, 종래 또는 객제-지향 기술들을 이용하는 임의의 적절한 컴퓨터 언어 이를테면, 예를 들어, 자바, C++ 또는 파이손을 이용하는 프로세서에 의해 실행될 소프트웨어 코드로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 컴퓨터 판독가능한 매체 이를테면 랜덤 액세스 메모리(RAM), 판독 전용 메모리(ROM), 자기 매체 이를테면 하드 드라이브 또는 플로피 디스트, 또는 광학 매체 이를테면 CD-ROM 상ㅇ[ 일련의 지시, 또는 명령으로 저장될 수 있다. 임의의 그러한 컴퓨터 판독가능한 매체는 단일 계산 장치 내 또는 그것 상에 존재할 수 있으며, 시스템 또는 네트워크 내 상이한 계산 장치들 내 또는 그것 상에 존재할 수 있다.

앞서 설명된 실시예들이 이해를 용이하게 하기 위해 다소 상세하게 설명되었지만, 설명된 실시예들은 제한이 아니라 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 특정 변경예들 및 수정예들이 첨부된 청구항들의 범위 내에서 실시될 수 있음이 해당 기술분야에서의 통상의 기술자에게 명백할 것이다.

임의의 실시예로부터의 하나 이상의 특징부는 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 임의의 다른 실시예의 하나 이상의 특징과 조합될 수 있다. 나아가, 수정예뜰, 추가예들, 또는 생략예들이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 임의의 실시예에 대해 이루어질 수 있다. 임의의 실시예의 구성요소들은 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 특정 필요에 따라 통합되거나 분리될 수 있다.

Claims (26)

1. 건물의 방에서의 거주 편의를 감안하기 위해 하나 이상의 착색가능한 창의 색조를 제어하는 방법으로서,
   거주 영역 및 상기 하나 이상의 착색가능한 창을 통한 광의 3-차원 투영 간 교점을 결정하는 단계;
   상기 하나 이상의 착색가능한 창의 색조 레벨을 결정하기 위해 교점을 이용하는 단계; 및
   하나 이상의 착색가능한 창의 색조를 결정된 상기 색조 레벨로 전환시키기 위한 명령들을 제공하는 단계를 포함하는, 방법.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 3-차원 투영은 상기 하나 이상의 착색가능한 창의 태양 광선으로부터 상기 방으로의 투영인, 방법.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 광의 3-차원 투영을 결정하는 단계는 태양 방위각 및 고도를 이용하여 상기 투영의 방향을 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
4. 청구항 1에 있어서, 결정된 상기 교점은 0이고, 결정된 상기 색조 레벨은 맑은(clear) 색조 상태인, 방법.
5. 청구항 1에 있어서,
   관심 평면과 상기 광의 3-차원 투영의 상기 교점은 P-상이며, 그리고
   상기 색조 레벨을 결정하는 단계는 상기 거주 영역과 상기 P-상의 겹친 양을 결정하는 단계 및 상기 겹친 양에 기초하여 상기 색조 레벨을 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
6. 청구항 1에 있어서,
   관심 평면과 상기 광의 3-차원 투영의 상기 교점은 P-상이며, 그리고
   상기 색조 레벨을 결정하는 단계는 상기 P-상에 의해 겹쳐지는 상기 거주 영역의 백분율을 결정하는 단계 및 결정된 상기 백분율에 기초하여 상기 색조 레벨을 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
7. 청구항 1에 있어서,
   관심 평면과 상기 광의 3-차원 투영의 상기 교점은 P-상이며,
   상기 P-상을 결정하는 단계는:
   상기 하나 이상의 착색가능한 창의 유효 개구 및 상기 유효 개구의 기하학적 중심을 결정하는 단계;
   태양 방위각 및 고도에 기초하여 상기 기하학적 중심으로부터의 P-상 오프셋을 결정하는 단계; 및
   상기 관심 평면에서 P-상 오프셋 주위로 상기 유효 개구 영역을 생성함으로써 P-상을 결정하는 것을 포함한다.
8. 청구항 1에 있어서, 관심 평면과 상기 광의 3-차원 투영의 상기 교점은 P-상이며, 그리고 상기 색조 레벨을 결정하는 단계는 상기 P-상에 의해 겹쳐지는 거주 영역의 백분율을 결정하는 단계 및 결정된 상기 백분율에 기초하여 상기 색조 레벨을 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
9. 청구항 1에 있어서, 상기 광의 3-차원 투영은 장래 시간에 결정되는, 방법.
10. 청구항 9에 있어서, 상기 장래 시간은 현재 시간으로부터의 적어도 약 5분이며 착색은 상기 장래 시간 이전에 개시되는, 방법.
11. 청구항 1에 있어서, 상기 명령들은 상기 하나 이상의 착색가능한 창의 색조를 결정된 상기 색조 레벨로 전환시키기 위해 네트워크를 통해 제공되는, 방법.
12. 방에서의 거주 편의를 감안하기 위해 하나 이상의 착색가능한 창의 색조를 제어하기 위한 제어기로서,
    관심 평면과 상기 하나 이상의 착색가능한 창을 통한 광의 3-차원 투영의 교점을 결정하도록;
    거주 영역과 상기 교점의 겹침을 결정하도록;
    상기 하나 이상의 착색가능한 창의 색조 레벨을 결정하기 위해 결정된 상기 겸칩을 이용하도록; 그리고
    상기 하나 이상의 착색가능한 창의 색조를 결정된 상기 색조 레벨로 전환시키기 위한 명령들을 제공하도록 구성된 프로세서를 포함하는, 제어기.
13. 청구항 12에 있어서, 네트워크를 통해 상기 프로세서와 그리고 상기 착색가능한 창과 통신하는 펄스 폭 변조기를 더 포함하되, 상기 펄스 폭 변조기는 상기 프로세서로부터 결정된 상기 색조 레벨을 수신하도록 그리고 상기 네트워크를 통해 상기 하나 이상의 착색가능한 창의 상기 색조를 결정된 상기 색조 레벨로 전환시키기 위한 색조 명령들을 갖는 신호를 송신하도록 구성되는, 제어기.
14. 청구항 12에 있어서, 상기 3-차원 투영은 상기 하나 이상의 착색가능한 창의 태양 광선으로부터 상기 방으로의 투영인, 제어기.
15. 청구항 12에 있어서, 상기 광의 3-차원 투영을 결정하는 것은 태양 방위각 및 고도를 이용하여 상기 투영의 방향을 결정하는 것을 포함하는, 제어기
16. 청구항 12에 있어서, 결정된 상기 교점은 0이고, 결정된 상기 색조 레벨은 맑은 색조 상태인, 제어기.
17. 청구항 12에 있어서,
    상기 관심 평면과 상기 광의 3-차원 투영의 상기 교점은 P-상이며, 그리고
    상기 색조 레벨을 결정하는 것은 상기 거주 영역과 상기 P-상의 겹친 양을 결정하는 것 및 상기 겹친 양에 기초하여 상기 색조 레벨을 결정하는 것를 포함하는, 제어기.
18. 청구항 12에 있어서,
    관심 평면과 상기 광의 3-차원 투영의 상기 교점은 P-상이며, 그리고
    상기 색조 레벨을 결정하는 것은 상기 P-상에 의해 겹쳐지는 상기 거주 영역의 백분율을 결정하는 것 및 결정된 상기 백분율에 기초하여 상기 색조 레벨을 결정하는 것을 포함하는, 방법.
19. 청구항 12에 있어서,
    관심 평면과 상기 광의 3-차원 투영의 상기 교점은 P-상이며,
    상기 P-상을 결정하는 것은:
    상기 하나 이상의 착색가능한 창의 유효 개구 및 상기 유효 개구의 기하학적 중심을 결정하는 것;
    태양 방위각 및 고도에 기초하여 상기 기하학적 중심으로부터의 P-상 오프셋을 결정하는 것; 및
    상기 관심 평면에서 상기 P-상 오프셋 주위로 상기 유효 개구 영역을 생성함으로써 P-상을 결정하는 것을 포함하는, 제어기.
20. 청구항 12에 있어서,
    관심 평면과 상기 광의 3-차원 투영의 상기 교점은 P-상이며, 그리고 상기 색조 레벨을 결정하는 것은 상기 P-상에 의해 겹쳐지는 거주 영역의 백분율을 결정하는 것 및 결정된 상기 백분율에 기초하여 상기 색조 레벨을 결정하는 것을 포함하는, 제어기.
21. 청구항 12에 있어서, 상기 광의 3-차원 투영은 장래 시간에 결정되는, 제어기.
22. 청구항 21에 있어서, 상기 장래 시간은 현재 시간으로부터의 적어도 약 5분이며 착색은 상기 장래 시간 이전에 개시되는, 제어기.
23. 건물의 방에서의 거주 편의를 감안하기 위해 하나 이상의 착색가능한 창의 색조를 제어하는 방법으로서,
    하나 이상의 타이머가 현재 시간에 설정되는지를 결정하는 단계; 및
    하나 이상의 타이머가 설정되지 않은 경우, 필터링된 색조 레벨을 결정하는 단계; 및
    상기 하나 이상의 착색가능한 창의 색조를 필터링된 상기 색조 레벨로 전환시키기 위한 명령들을 제공하는 단계를 포함하는, 방법.
24. 청구항 23에 있어서, 필터링된 상기 색조 레벨을 결정하는 단계는:
    하나 이상의 센서 판독치에 기초하여 단 박스 카(short box car)의 단 박스 카 값을 결정하는 단계;
    하나 이상의 센서 판독치에 기초하여 제1 장 박스 카(long box car)의 제1 장 박스 카 값을 결정하는 단계;
    상기 단 박스 카 값 및 상기 장 박스 카 값의 차가 양이고 양의 임계 값보다 큰 경우 조도 값을 상기 단 박스 카 값으로 설정하는 단계 및 제1 타이머를 설정하는 단계; 및
    상기 단 박스 카 값 및 상기 장 박스 카 값의 차가 양이고 상기 양의 임계 값보다 적은 경우 또는 음이고 음의 임계 값보다 더 음인 경우 상기 조도 값을 상기 제1 장 박스 카 값으로 설정하는 단계를 포함하는, 방법.
25. 청구항 23에 있어서, 상기 단 박스 카 값 및 상기 제1 장 박스 카 값의 차가 상기 음의 임계 값보다 더 음인 경우, 제2 타이머를 설정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
26. 청구항 25에 있어서, 상기 단 박스 카 값 및 상기 제1 장 박스 카 값의 차가 상기 음의 임계 값보다 더 음인 경우, 상기 제1 장 박스 카를 리셋하는 단계를 더 포함하는, 방법.

Images