TWI621766B - 用於可著色視窗之控制方法及控制器 - Google Patents
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- G05—CONTROLLING; REGULATING
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- G05B15/00—Systems controlled by a computer
- G05B15/02—Systems controlled by a computer electric
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E06—DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
- E06B—FIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
- E06B9/00—Screening or protective devices for wall or similar openings, with or without operating or securing mechanisms; Closures of similar construction
- E06B9/24—Screens or other constructions affording protection against light, especially against sunshine; Similar screens for privacy or appearance; Slat blinds
- E06B2009/2417—Light path control; means to control reflection
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E06—DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
- E06B—FIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
- E06B9/00—Screening or protective devices for wall or similar openings, with or without operating or securing mechanisms; Closures of similar construction
- E06B9/24—Screens or other constructions affording protection against light, especially against sunshine; Similar screens for privacy or appearance; Slat blinds
- E06B2009/2464—Screens or other constructions affording protection against light, especially against sunshine; Similar screens for privacy or appearance; Slat blinds featuring transparency control by applying voltage, e.g. LCD, electrochromic panels
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B80/00—Architectural or constructional elements improving the thermal performance of buildings
Abstract
本發明揭示一種控制一可著色視窗之著色以慮及一建築物之一房間中之居住者舒適性之方法。該可著色視窗在該建築物之內部與外部之間。該方法基於在一未來時間直射日光穿過該可著色視窗至該房間中之一穿透深度及該房間中之空間類型而預測在該未來時間用於該可著色視窗之一著色位準。該方法亦經由一網路提供指令以將該可著色視窗之著色轉變至該著色位準。
Description
本文中所揭示之實施例一般而言係關於視窗控制器及用於實施控制可著色視窗(例如，電致變色視窗)之著色及其他功能之方法之相關預測控制邏輯。
電致變色係其中一材料在被置於一不同電子狀態中(通常藉由使其經受一電壓改變)時展現一光學性質之一可逆電化學介體改變之一現象。光學性質通常係色彩、透射率、吸收率及反射率中之一或多者。一種眾所周知之電致變色材料係氧化鎢(WO3)。氧化鎢係其中藉由電化學還原而發生一著色轉變(透明至藍色)之一陰極電致變色材料。
舉例而言，電致變色材料可併入至家庭、商業及其他用途之視窗中。此等視窗之色彩、透射率、吸收率及/或反射率可藉由誘發電致變色材料之一改變而改變，亦即，電致變色視窗係可電子地調暗或調亮之視窗。施加至視窗之一電致變色裝置之一小電壓將致使其變暗；反轉該電壓致使其變亮。此能力允許控制通過視窗之光之量，且為電致變色視窗提供用作節能裝置之一機會。
雖然在20世紀60年代已發現電致變色性，但是遺憾地，電致變色裝置及特定而言電致變色視窗仍遭受各種問題且尚未開始實現其全部商業潛力，儘管最近電致變色技術、設備以及製作及/或使用電致
變色裝置之相關方法有了諸多進步。
本發明提供用於控制電致變色視窗及其他可著色視窗至不同著色位準之轉變之系統、方法及設備。一般而言，實施例包括用於實施控制電致變色視窗或其他可著色視窗之著色位準之方法之預測控制邏輯。通常，該控制邏輯可用於具有位於一建築物之內部與外部之間之一或多個電致變色視窗之該建築物中。該等視窗可具有不同組態。舉例而言，某些視窗可係辦公室或門廳中之垂直視窗且其他視窗可係走廊中之天窗。更特定而言，所揭示之實施例包括提供預測並改變一或多個可著色視窗之著色位準以直接慮及居住者舒適性之一方法之預測控制邏輯。舉例而言，該方法可判定一未來時間之著色位準，以允許可著色視窗之所預測轉變時間。
該舒適性與減少引導至一居住者或該居住者之活動區域上之直射眩光及/或總輻射能量有關。在某些情形中，該舒適性亦與允許充足自然發光至該區域中有關。該控制邏輯亦可利用能量節省之考量因素。在一特定實施方案中，控制邏輯可包括一或多個模組，其中該等模組中之至少一者與居住者舒適性考量因素相關聯。該等模組中之一或多者亦可與能量消耗有關。
在一個態樣中，該控制邏輯之一或多個模組可判定一著色位準，該著色位準係基於根據居住者或其活動區域(諸如其辦公桌)上之直射日光或眩光之居住者舒適性而判定。此等模組可判定在一特定時間時刻日光穿透至房間中多遠。該等模組可接著判定將傳輸將使居住者舒適之光位準之一適當著色位準。
在另一態樣中，該控制邏輯之一或多個模組可修改基於居住者舒適性而判定之著色位準以亦慮及在晴朗天空條件下來自所預測輻照之能量考量因素。在此態樣中，可將著色位準調暗以確保其至少與地
方市政規範或標準所規定之建築物中所需之一參考視窗一樣好地發揮作用。該經修改著色位準將在冷卻中提供至少與該參考視窗一樣多的能量節約。在某些情形中，可改為調亮該著色位準以在加熱中提供能量節約。
在又一態樣中，該控制邏輯之一或多個模組可修改基於居住者舒適性及所預測晴朗天空輻照而判定之著色位準以慮及實際輻照。由於光之阻斷及反射，實際輻照可不同於所預測輻照。可使用可量測輻射位準之一光電感測器或其他感測器來判定實際輻照。此等一或多個模組判定將比基於居住者舒適性及所預測晴朗天空輻照而判定之著色位準多或少的光傳輸至房間中之最亮著色位準。
一項實施例係一種控制一可著色視窗之著色以慮及一建築物之一房間中之居住者舒適性之方法。該可著色視窗位於該建築物之內部與外部之間。該方法基於在一未來時間直射日光穿過該可著色視窗至該房間中之一穿透深度及該房間中之空間類型而預測在該未來時間用於該可著色視窗之一適當著色位準。該方法經由一網路提供指令以將該可著色視窗之著色轉變至該著色位準。
另一實施例係一種用於控制一可著色視窗之著色以慮及一建築物之一房間中之居住者舒適性之控制器。該可著色視窗位於該建築物之內部與外部之間。該控制器包含一處理器，該處理器經組態以基於直射日光穿過該可著色視窗至一房間中之一穿透深度及該房間中之空間類型而判定用於該可著色視窗之一著色位準。該控制器亦包含與該處理器且經由一網路與該可著色視窗通信之一功率寬度調變器。該功率寬度調變器經組態以自該處理器接收該著色位準且經由該網路發送具有著色指令之一信號以將該可著色視窗之該著色轉變至該所判定著色位準。
另一實施例係一種用於控制一可著色視窗之著色以慮及一建築
物中之居住者舒適性之主控制器。該可著色視窗位於該建築物之內部與外部之間。該主控制器包含一電腦可讀媒體及與該電腦可讀媒體通信且與該可著色視窗之一本端視窗控制器通信之一處理器。該電腦可讀媒體具有帶有與該可著色視窗相關聯之一空間類型之一組態檔案。該處理器經組態以自該電腦可讀媒體接收該空間類型，基於直射日光穿過該可著色視窗至一房間中之一穿透深度及該空間類型而判定用於該可著色視窗之一著色位準，且經由一網路發送著色指令至該本端視窗控制器以將該可著色視窗之著色轉變至該所判定著色位準。
另一實施例係一種控制一建築物之一帶區中之一或多個可著色視窗之著色以慮及居住者舒適性之方法。該方法基於一當前時間且基於該帶區之一代表視窗之一所預測轉變時間而計算一未來時間。該方法亦預測在該未來時間之一太陽位置且判定由一使用者在排程中指定之一程式。該程式包括用於基於一或多個獨立變數而判定一著色位準之邏輯。該方法亦將該所判定程式用於基於在該未來時間之該所預測太陽位置及居住者舒適性而判定該著色位準。該方法亦將指令傳遞至該一或多個可著色視窗以將著色轉變至該所判定著色位準。
另一實施例係一種用於控制一建築物之一帶區中之一或多個可著色視窗之著色以慮及居住者舒適性之視窗控制器。該視窗控制器包含具有預測控制邏輯以及與該帶區相關聯之位點資料及帶區/群組資料之一電腦可讀媒體。該視窗控制器進一步包含與該電腦可讀媒體通信且與該可著色視窗通信之一處理器。該處理器經組態以基於一當前時間及該帶區之一代表視窗之一所預測轉變時間而計算一未來時間。該處理器亦經組態以預測在該未來時間之一太陽位置且判定由一使用者在排程中指定之一程式。該程式包括用於基於一或多個獨立變數而判定一著色位準之邏輯。該處理器亦經組態以將該所判定程式用於基於在該未來時間之該所預測太陽位置且基於居住者舒適性而判定一著
色位準。該處理器亦經組態以傳遞指令至該帶區中之該一或多個可著色視窗以將著色轉變至該所判定著色位準。
下文將參照圖式更詳細地闡述此等及其他特徵及實施例。
100‧‧‧電致變色薄片
105‧‧‧玻璃片/玻璃薄片
110‧‧‧擴展障壁
115‧‧‧透明傳導氧化物/第一透明傳導氧化物
120‧‧‧隔離溝渠/溝渠
125‧‧‧電致變色堆疊
130‧‧‧第二透明傳導氧化物
135‧‧‧電致變色裝置
140‧‧‧區域
145‧‧‧電致變色裝置
150‧‧‧雷射劃刻溝渠/溝渠
155‧‧‧雷射劃刻溝渠/溝渠
160‧‧‧雷射劃刻溝渠/溝渠
165‧‧‧雷射劃刻溝渠/溝渠
170‧‧‧電致變色裝置
175‧‧‧電致變色裝置
200‧‧‧絕緣玻璃單元
201‧‧‧薄片
205‧‧‧間隔件
210‧‧‧第二薄片/薄片/第二玻璃薄片
215‧‧‧主要密封材料
220‧‧‧輔助密封
225‧‧‧內部空間
230‧‧‧加固窗格
235‧‧‧樹脂
300‧‧‧電致變色裝置
302‧‧‧基板
304‧‧‧第一導電層(CL)/層/導電層
306‧‧‧電致變色層(EC)/層/電致變色材料
308‧‧‧離子傳導層(IC)/層
310‧‧‧反電極層(CE)/層/反電極
314‧‧‧第二導電層(CL)/層/導電層
316‧‧‧電壓源
320‧‧‧電致變色堆疊
400‧‧‧電致變色裝置
402‧‧‧基板
404‧‧‧導電層(CL)
406‧‧‧氧化鎢電致變色層(EC)/層
408‧‧‧離子傳導層(IC)
410‧‧‧氧化鎳鎢反電極層(CE)/氧化鎳鎢反電極/層
414‧‧‧導電層(CL)
416‧‧‧電源/電壓源
420‧‧‧電致變色堆疊
450‧‧‧視窗控制器/本端視窗控制器
455‧‧‧微處理器
460‧‧‧功率寬度調變器
465‧‧‧信號調節模組
470‧‧‧電腦可讀媒體
475‧‧‧組態檔案
480‧‧‧網路
500‧‧‧房間
505‧‧‧電致變色視窗/參考視窗
510‧‧‧外部感測器/感測器
520‧‧‧突出物
1100‧‧‧建築物管理系統/終端控制器
1101‧‧‧建築物
1102‧‧‧主視窗控制器
1103‧‧‧主網路控制器
1105a‧‧‧中間網路控制器
1105b‧‧‧中間網路控制器
1110‧‧‧終端或葉控制器/終端控制器/控制器
1200‧‧‧建築物網路/網路
1205‧‧‧主網路控制器
1210‧‧‧照明控制面板
1215‧‧‧建築物管理系統
1220‧‧‧安全控制系統
1225‧‧‧使用者控制台
1330‧‧‧HVAC系統/HVAC
1235‧‧‧燈
1240‧‧‧安全感測器
1245‧‧‧門鎖
1250‧‧‧相機
1255‧‧‧可著色視窗/視窗
1400‧‧‧系統
1402‧‧‧主視窗控制器
1403‧‧‧主網路控制器
1405‧‧‧中間網路控制器/使用者介面
1406‧‧‧模組1
1407‧‧‧建築物管理系統
1408‧‧‧網路控制器/BACnet介面
1410‧‧‧視窗控制器/網路/終端或葉視窗控制器/葉及終端視窗控制器
1490‧‧‧壁式開關
1502‧‧‧主排程器
1506‧‧‧位點資料
1508‧‧‧帶區/群組資料/排程邏輯
1510‧‧‧一天當中的時間(超前)邏輯/一天當中的時間部分/一天當中的時間邏輯
1512‧‧‧太陽位置計算器
1514‧‧‧更動控制邏輯
1516‧‧‧感測邏輯
1518‧‧‧排程邏輯
1520‧‧‧智慧邏輯
1550‧‧‧模組A
1552‧‧‧來自模組A之著色位準/步驟
1554‧‧‧晴朗天空輻照計算/邏輯
1556‧‧‧模組B
1558‧‧‧模組B/來自模組B之著色位準/邏輯
1560‧‧‧模組C
1562‧‧‧邏輯
2625‧‧‧系統匯流排
2630‧‧‧印表機
2410‧‧‧處理器
2430‧‧‧顯示器
2632‧‧‧鍵盤
2634‧‧‧固定磁碟
2638‧‧‧顯示器適配器
2640‧‧‧輸入/輸出控制器
2642‧‧‧串列埠
2644‧‧‧外部介面
2646‧‧‧系統記憶體
X’-X’‧‧‧剖切線
Y-Y’‧‧‧檢視角度
θ‧‧‧直射日光之角度/角度
圖1A至圖1C展示形成於玻璃基板(亦即，電致變色薄片)上之電致變色裝置之示意圖。
圖2A及圖2B展示整合至一IGU中之如關於圖1A至圖1C所闡述之電致變色薄片之剖面示意圖。
圖3A繪示一電致變色裝置之一示意性剖視圖。
圖3B繪示處於一去色狀態中(或轉變至一去色狀態)之一電致變色裝置之一示意性剖視圖。
圖3C係繪示圖3B中所展示但處於一有色狀態中(或轉變至一有色狀態)之電致變色裝置之一示意性剖視圖。
圖4繪示一視窗控制器之組件之一簡化方塊圖。
圖5繪示根據所揭示實施例包括一可著色視窗及至少一個感測器之一房間之一示意圖。
圖6A至圖6C包括根據所揭示實施例藉由一例示性控制邏輯之三個模組A、B及C中之每一者收集之某些資訊之圖式。
圖7係展示根據所揭示實施例用於控制一建築物中之一或多個電致變色視窗之一方法之預測控制邏輯之某些步驟之一流程圖。
圖8係展示圖7中所展示之控制邏輯之一部分之一特定實施方案之一流程圖。
圖9係根據所揭示實施例展示模組A之細節之一流程圖。
圖10係根據所揭示實施例之一佔用查找表之一實例。
圖11A繪示根據所揭示實施例包括一電致變色視窗之一房間之一示意圖，該電致變色視窗具有基於位於該視窗附近之辦公桌1之一空
間類型。
圖11B繪示根據所揭示實施例包括一電致變色視窗之一房間之一示意圖，該電致變色視窗具有基於辦公桌2比在圖11A中更遠離視窗之一空間類型。
圖12係根據所揭示實施例展示模組B之細節之一流程圖。
圖13係根據所揭示實施例展示模組C之細節之一流程圖。
圖14係展示圖7中所展示之控制邏輯之一部分之另一特定實施方案之一圖式。
圖15繪示一建築物管理系統之一實施例之一示意圖。
圖16繪示一建築物網路之一實施例之一方塊圖。
圖17係用於控制一建築物之一或多個可著色視窗之功能之一系統之組件之一方塊圖。
圖18係繪示用於控制一建築物中之一或多個可著色視窗(例如，電致變色視窗)之著色位準之轉變之一方法之預測控制邏輯之一方塊圖。
圖19係根據實施例用於鍵入排程資訊以產生由一視窗控制器採用之一排程之一使用者介面之螢幕截圖。
圖20係根據實施例之一佔用查找表之一實例及展示受光角、太陽角度及穿透深度之間之關係之具有一辦公桌及視窗之一房間之一示意圖。
圖21A、圖21B及圖21C係根據一實施例具有三個不同空間類型之建築物之一部分之平面視圖之示意性圖式。
圖22係根據實施例可存在於用於控制著色位準或更多可著色視窗之視窗控制器中之子系統之一方塊圖。
在以下說明中，論述大量具體細節以便提供對本發明實施例之
一透徹理解。所揭示實施例可在沒有此等具體細節中之某些細節或所有細節之情況下實施。在其他例項中，未詳細闡述習知處理程序操作以免不必要地使所揭示實施例模糊。雖然將結合具體實施例來闡述所揭示實施例，但應理解，並非意欲限制所揭示實施。
應理解，雖然所揭示實施例聚焦於電致變色視窗(亦稱作智慧視窗)，但本文中所揭示之概念可應用於其他類型之可著色視窗。舉例而言，併入有一液晶裝置或一懸浮粒子裝置(替代一電致變色裝置)之一可著色視窗可併入於所揭示實施例中之任一者中。
為使讀者適應本文中所揭示之系統、視窗控制器及方法之實施例，提供對電致變色裝置之一簡要論述。僅出於上下文目的而提供對電致變色裝置之此初始論述，且系統、視窗控制器及方法之隨後所闡述實施例不限於此初始論述之具體特徵及製作程序。
參照圖1A至圖1C來闡述一電致變色薄片之一特定實例，以便圖解說明本文中所闡述之實施例。圖1A係以一玻璃片105開始而製作之一電致變色薄片100之一剖面表示(見圖1C之剖切線X’-X’)。圖1B展示電致變色薄片100之一端視圖(見圖1C之檢視角度Y-Y’)，且圖1C展示電致變色薄片100之一俯視圖。圖1A展示在製作於玻璃片105上之後之電致變色薄片，玻璃片105圍繞薄片之周邊被去除邊緣以產生區域140。該電致變色薄片亦已經雷射劃刻且匯流條已經附接。玻璃薄片105具有一擴展障壁110及在該擴散障壁上之一第一透明傳導氧化物層(TCO)115。在此實例中，邊緣去除處理程序移除TCO 115及擴散障壁110兩者，但在其他實施例中僅移除TCO，留下擴散障壁完好。TCO 115係用於形成製作於玻璃片上之電致變色裝置之電極之兩個導電層中之第一者。在此實例中，玻璃片包括下伏玻璃及擴散障壁層。因此，在此實例中，形成擴散障壁，且接著形成第一TCO、一電致變色
堆疊125(例如，具有電致變色、離子導體及反電極層)及一第二TCO 130。在一項實施例中，電致變色裝置(電致變色堆疊及第二TCO)係在一積體沈積系統中製作，其中在堆疊之製作期間之任何時間玻璃片不離開該積體沈積系統。在一項實施例中，第一TCO層亦使用該積體沈積系統來形成，其中在電致變色堆疊及(第二)TCO層之沈積期間玻璃片不離開該積體沈積系統。在一項實施例中，所有層(擴散障壁、第一TCO、電致變色堆疊及第二TCO)皆在該積體沈積系統中沈積，其中在沈積期間玻璃片不離開該積體沈積系統。在此實例中，在電致變色堆疊125之沈積之前，穿過TCO 115及擴散障壁110切割一隔離溝渠120。溝渠120經製作企圖電隔離在製作完成之後將駐留於匯流條1下面之TCO 115之一區域(見圖1A)。這樣做係為避免在匯流條下面之電致變色裝置之電荷累積及上色(此可係不期望的)。
在電致變色裝置之形成之後，執行邊緣去除處理程序及額外雷射劃刻。圖1A繪示其中裝置已被移動(在此實例中，自包圍雷射劃刻溝渠150、155、160及165之一周邊區)之區域140。溝渠150、160及165通過電致變色堆疊且亦通過第一TCO及擴散障壁。溝渠155通過第二TCO 130及電致變色堆疊，但不通過第一TCO 115。製作雷射劃刻溝渠150、155、160及165以將電致變色裝置135、145、170及175之部分(其在邊緣去除處理程序期間可能被損壞)自可操作電致變色裝置隔離。在此實例中，雷射劃刻溝渠150、160及165通過第一TCO以輔助裝置之隔離(雷射劃刻溝渠155不通過第一TCO，否則其將切斷匯流條2與第一TCO及因此電致變色堆疊之電連通)。用於雷射劃刻處理程序之(一或多個)雷射通常但未必為脈衝型雷射，舉例而言，二極體激發固態雷射。舉例而言，雷射劃刻處理程序可使用來自(馬賽諸塞州牛津(Oxford,Massachusetts)之)IPG Photonics或來自(立陶宛維爾紐斯(Vilnius,Lithuania)之)Ekspla之一適合雷射來執行。劃刻亦可(舉例而
言)藉由一金剛石尖端劃刻而以機械方式來執行。熟習此項技術者應瞭解，雷射劃刻處理程序可以不同深度執行及/或在一單個處理程序中執行，藉此在圍繞電致變色裝置之周邊之一連續路徑期間雷射切割深度變化或不變化。在一項實施例中，執行邊緣去除至第一TCO之深度。
在雷射劃刻完成之後，附接匯流條。將非穿透匯流條1應用於第二TCO。將非穿透匯流條2應用於其中未與第一TCO接觸沈積裝置(例如，自保護第一TCO免於裝置沈積之一遮罩)之一區域或(在此實例中)其中使用一邊緣去除處理程序(例如，使用具有一XY或XYZ檢流計之一設備之雷射燒蝕)向下移除材料至第一TCO之一區域。在此實例中，匯流條1及匯流條2兩者皆係非穿透匯流條。一穿透匯流條係通常按壓至電致變色堆疊中且穿過電致變色堆疊以在堆疊之底部處與TCO接觸之匯流條。一非穿透匯流條係不穿透至電致變色堆疊層中而是在一導電層(舉例而言，一TCO)之表面中進行電及實體接觸之匯流條。
TCO層可使用一非傳統匯流條(舉例而言，藉助絲網及微影圖案化方法製作之一匯流條)來電連接。在一項實施例中，經由絲網印刷(或使用另一圖案化方法)一導電油墨後續接著熱固化或燒結該油墨來建立與裝置之透明傳導層之電連通。使用上文所闡述之裝置組態之優點包括比使用穿透匯流條之習用技術簡單的製造(舉例而言)且更少的雷射劃刻。
在匯流條經連接之後，將裝置整合至一絕緣玻璃單元(IGU)中，其包括(舉例而言)將匯流條佈線及諸如此類。在某些實施例中，匯流條中之一者或兩者在完成的IGU內部，然而在一項實施例中，一個匯流條在IGU之密封外部且一個匯流條在IGU內部。在前一實施例中，使用區域140來進行與用於形成IGU之間隔件之一個面之密封。因此，線或至匯流條之其他連接在間隔件與玻璃之間伸展。由於諸多間
隔件由金屬(例如，不銹鋼)製作，其係導電的，因此期望採取步驟以避免由於匯流條及至其之連接器與金屬間隔件之間之電連通所致之短路。
如上文所闡述，在匯流條經連接之後，將電致變色薄片整合至一IGU中，其包括(舉例而言)匯流條之佈線及諸如此類。在本文中所闡述之實施例中，兩個匯流條在完成的IGU之主要密封內部。
圖2A展示整合至一IGU 200中之關於圖1A至圖1C所闡述之電致變色視窗之一剖面示意圖。使用一間隔件205分離電致變色薄片與一第二薄片210。IGU 200中之第二薄片210係一非電致變色薄片，然而，本文中所揭示之實施例不限於此。舉例而言，薄片210可具有在其上之一電致變色裝置及/或一或多個塗層，諸如低E塗層及諸如此類。薄片201亦可係層壓玻璃，諸如圖2B中所繪示(薄片201經由樹脂235層壓至加固窗格230)。在間隔件205與電致變色薄片之第一TCO層之間的是一主要密封材料215。此主要密封材料亦在間隔件205與第二玻璃薄片210之間。在間隔件205之周邊周圍的是一輔助密封220。匯流條佈線/引線橫跨該等密封用於連接至一控制器。輔助密封220可比所繪示厚得多。此等密封有助於防止濕氣進入IGU之一內部空間225。其亦用於防止IGU之內部中之氬或其他氣體逸出。
圖3A以剖面方式示意性地繪示一電致變色裝置300。電致變色裝置300包括一基板302、一第一導電層(CL)304、一電致變色層(EC)306、一離子傳導層(IC)308、一反電極層(CE)310及一第二導電層(CL)314。層304、306、308、310及314共同稱作一電致變色堆疊320。可操作以跨越電致變色堆疊320施加一電位之一電壓源316實現電致變色裝置自(舉例而言)一去色狀態至一有色狀態(所繪示)之轉變。可相對於基板反轉層之次序。
如所闡述之具有相異層之電致變色裝置可製作為具有低缺陷率
之全部固態裝置及/或全部無機裝置。此等裝置及其製作方法更詳細地闡述於標題為「Fabrication of Low-Defectivity Electrochromic Devices」、在2009年12月22日提出申請且以Mark Kozlowski等人作為發明人之序列號為12/645,111之美國專利申請案及標題為「Electrochromic Devices」、在2009年12月22日提出申請且以Zhongchun Wang等人作為發明人之序列號為12/645,159之美國專利申請案中，該兩個美國專利申請案以全文引用之方式併入本文中。然而，應理解，該堆疊中之層中之任何一或多者可含有某一量之有機材料。可少量存在於一或多個層中之液晶可同樣如此。亦應理解，可藉由採用液體成分之處理程序(諸如，採用溶膠-凝膠之某些處理程序或化學汽相沈積)沈積或以其他方式形成固態材料。
另外，應理解，對一去色狀態與有色狀態之間的一轉變之參考係非限制性的且除其他外僅表明可實施之一電致變色轉變之一項實例。除非本文中另外指定(包括前述論述)，否則每當參考一去色-有色轉變時，對應裝置或處理程序涵蓋其他光學狀態轉變，諸如非反射-反射、透明-不透明等。此外，術語「去色」係指一光學中性狀態，舉例而言，非有色、透明或半透明。又此外，除非本文中另外指定，否則一電致變色轉變之「色彩」不限於任何特定波長或波長範圍。如熟習此項技術者理解，對適當電致變色及反電極材料之選擇支配相關光學轉變。
在本文中所闡述之實施例中，電致變色裝置在一去色狀態與一有色狀態之間可逆地循環。在某些情形中，當裝置處於一去色狀態中時，將一電位施加至電致變色堆疊320，以使得堆疊中之可用離子主要駐留於反電極310中。當電致變色堆疊上之電位經反轉時，離子跨越離子傳導層308輸送至電致變色材料306且致使該材料轉變至有色狀態。以一類似方式，本文中所闡述之實施例之電致變色裝置可在不同
著色位準(例如，去色狀態、最暗有色狀態及去色狀態與最暗有色狀態之間之中間位準)之間可逆地循環。
再次參考圖3A，電壓源316可經組態以結合輻射及其他環境感測器操作。如本文中所闡述，電壓源316與一裝置控制器(此圖中未展示)介接。另外，電壓源316可與一能量管理系統介接，該能量管理系統根據諸如一年當中的時間、一天當中的時間及所量測環境條件等各種準則來控制電致變色裝置。此一能量管理系統結合大面積電致變色裝置(例如，一電致變色視窗)可顯著降低一建築物之能量消耗。
具有適合光學性質、電性質、熱性質及機械性質之任何材料可用作基板302。此等基板包括(舉例而言)玻璃、塑膠及反射鏡材料。適合的玻璃包括透明或經著色鈉鈣玻璃，包括鈉鈣浮法玻璃。該玻璃可經回火或未經回火。
在諸多情形中，該基板係經定大小以用於住宅視窗應用之一玻璃窗格。此玻璃窗格之大小可取決於住宅之特定需要而廣泛地變化。在其他情形中，該基板係建築玻璃。建築玻璃通常用於商業建築物中但亦可用於住宅建築物中，且通常(儘管未必)將一室內環境與一室外環境分離。在某些實施例中，建築玻璃係至少20英吋×20英吋，且可大得多，舉例而言，約80英吋×120英吋大。建築玻璃通常係至少約2mm厚，通常介於約3mm與約6mm厚。當然，電致變色裝置可根據小於或大於建築玻璃之基板縮放。此外，可在任何大小及形狀之一反射鏡上提供電致變色裝置。
導電層304在基板302之頂部上。在某些實施例中，導電層304及314中之一者或兩者係無機及/或固體的。導電層304及314可由若干種不同材料製作，包括導電氧化物、薄金屬塗層、導電金屬氮化物及複合導體。通常，導電層304及314至少在其中電致變色層展現電致變色性之波長範圍中係透明的。透明導電氧化物包括金屬氧化物及摻雜有
一或多種金屬之金屬氧化物。此等金屬氧化及經摻雜金屬氧化物之實例包括氧化銦、氧化銦錫、經摻雜氧化銦、氧化錫、經摻雜氧化錫、氧化鋅、氧化鋁鋅、經摻雜氧化鋅、氧化釕、經摻雜氧化釕等。由於氧化物通常用於此等層，因此其有時稱作「透明導電氧化物」(TCO)層。亦可使用實質上透明之薄金屬塗層。
導電層之功能係以相對少之歐姆電位降將電致變色堆疊320之表面上方之由電壓源316提供之一電位擴展至堆疊之內部區。電位藉由至導電層之電連接被傳送至導電層。在某些實施例中，匯流條(一個與導電層304接觸且一個與導電層314接觸)提供電壓源316與導電層304及314之間之電連接。導電層304及314亦可藉助其他習用構件連接至電壓源316。
上覆導電層304係電致變色層306。在某些實施例中，電致變色層306係無機及/或固體的。電致變色層可含有若干種不同電致變色材料(包括金屬氧化物)中之任何一或多種。此等金屬氧化物包括氧化鎢(WO3)、氧化鉬(MoO3)、氧化鈮(Nb2O5)、氧化鈦(TiO2)、氧化銅(CuO)、氧化銥(Ir2O3)、氧化鉻(Cr2O3)、氧化錳(Mn2O3)、氧化釩(V2O5)、氧化鎳(Ni2O3)、氧化鈷(Co2O3)等。在操作期間，電致變色層306將離子傳送至反電極層310及自反電極層310接收離子以致使光學轉變。
通常，電致變色材料之上色(或任何光學性質之改變，例如，吸收率、反射率及透射率)係由至材料中之可逆離子插入(例如，添加)及一電荷平衡電子之一對應注入致使。通常，負責光學轉變之某一部分離子不可逆地束縛於電致變色材料中。某些或所有不可逆地束縛之離子用於補償材料中之「盲電荷」。在多數電致變色材料中，適合的離子包括鋰離子(Li+)及氫離子(H+)(亦即，質子)。然而，在某些情形中，其他離子將係適合的。在各種實施例中，鋰離子用於產生電致變
色現象。鋰離子至氧化鎢中之添加(WO3-y(0<y~0.3))致使氧化鎢自透明(去色狀態)改變至藍色(有色狀態)。
再次參考圖3A，在電致變色堆疊320中，離子傳導層308夾於電致變色層306與反電極層310之間。在某些實施例中，反電極層310係無機及/或固體的。反電極層可包含當電致變色裝置處於去色狀態中時用作離子之一貯存器之若干種不同材料中之一或多種。在由(舉例而言)一適當電位之施加起始之一電致變色轉變期間，反電極層將其所保持之某些或所有離子傳送至電致變色層，從而將電致變色層改變至有色狀態。同時，在NiWO之情形中，反電極層因離子之損失而上色。
在某些實施例中，補充WO3之用於反電極之適合材料包括氧化鎳(NiO)、氧化鎳鎢(NiWO)、氧化鎳釩、氧化鎳鉻、氧化鎳鋁、氧化鎳錳、氧化鎳鎂、氧化鉻(Cr2O3)、氧化錳(MnO2)及普魯士藍。
當自由氧化鎳鎢製作之一反電極310移除電荷(亦即，將離子自反電極310輸送至電致變色層306)時，反電極層將自一透明狀態轉變至一有色狀態。
在所繪示之電致變色裝置中，在電致變色層306與反電極層310之間，存在離子傳導層308。離子傳導層308用作當電致變色裝置在去色狀態與有色狀態之間轉變時經由其輸送離子(以一電解質之方式)之一媒介。較佳地，離子傳導層308對於電致變色層及反電極層之相關離子係高度導電的，但具有充分低之電子導電性，使得在正常操作期間發生之電子傳送可忽略不計。具有高離子導電性之一薄離子傳導層准許快速離子傳導且因此准許高效能電致變色裝置之快速切換。在某些實施例中，離子傳導層308係無機及/或固體的。
適合的離子傳導層之實例(用於具有一相異IC層之電致變色裝置)包括矽酸鹽、氧化矽、氧化鎢、氧化鉭、氧化鈮及硼酸鹽。此等材料
可摻雜有不同摻雜劑，包括鋰。摻雜有鋰之氧化矽包括鋰氧化矽鋁。在某些實施例中，離子傳導層包含一基於矽酸鹽之結構。在某些實施例中，氧化矽鋁(SiAlO)用於離子傳導層308。
電致變色裝置300可包括一或多個額外層(未展示)，諸如一或多個被動層。用於改良某些光學性質之被動層可包括於電致變色裝置300中。用於提供濕氣或刮劃抵抗之被動層亦可包括於電致變色裝置300中。舉例而言，可以抗反射或保護性氧化物或氮化物層來處理導電層。其他被動層可用於隔絕地密封電致變色裝置300。
圖3B係處於一去色狀態中(或轉變至一去色狀態)之一電致變色裝置之一示意性剖視圖。根據具體實施例，一電致變色裝置400包括一個氧化鎢電致變色層(EC)406及一個氧化鎳鎢反電極層(CE)410。電致變色裝置400亦包括一基板402、一導電層(CL)404、一離子傳導層(IC)408及導電層(CL)414。
一電源416經組態以經由至導電層404及414之適合連接(例如，匯流條)將一電位及/或電流施加至一電致變色堆疊420。在某些實施例中，該電源經組態以施加幾伏之一電位以便驅動裝置自一個光學狀態至另一光學狀態之一轉變。如圖3A中所展示之電位之極性係使得離子(在此實例中為鋰離子)主要駐留(如虛線箭頭所指示)於氧化鎳鎢反電極層410中。
圖3C係圖3B中所展示但處於一有色狀態中(或轉變至一有色狀態)之電致變色裝置400之一示意性剖視圖。在圖3C中，反轉電壓源416之極性，以便使電致變色層更負以接受額外鋰離子，且藉此轉變至有色狀態。如虛線箭頭所指示，鋰離子跨越離子傳導層408輸送至氧化鎢電致變色層406。氧化鎢電致變色層406係展示處於有色狀態中。氧化鎳鎢反電極410亦展示處於有色狀態中。如所闡釋，氧化鎳鎢隨著其放棄(去添加)鋰離子而變得越來越不透明。在此實例中，存
在其中層406及410兩者至有色狀態之轉變促進減少透射穿過堆疊及基板之光量之一協同加強效應。
如上文所闡述，一電致變色裝置可包括一電致變色(EC)電極層及一反電極(CE)層，其由對於離子係高度導電且對於電子係高度抵抗之一離子導電(IC)層分離。如傳統上理解，該離子導電層因此防止電致變色層與反電極層之間之短路。該離子導電層允許電致變色及反電極保持一電荷且藉此維持其去色或有色狀態。在具有相異層之電致變色裝置中，組件形成一堆疊，該堆疊包括夾於電致變色電極層與反電極層之間的離子傳導層。此三個堆疊組件之間的界限由組成及/或微結構之突變界定。因此，該等裝置具有有兩個突變介面之三個相異層。
根據某些實施例，該等反電極及電致變色電極係彼此緊密毗鄰地形成，有時直接接觸，而不單獨沈積一離子傳導層。在某些實施例中，採用具有一介面區而非一相異IC層之電致變色裝置。此等裝置及其製作方法闡述於第8,300,298號美國專利及在2010年4月30日提出申請之序列號為12/772,075之美國專利申請案以及在2010年6月11日提出申請之序列號為12/814,277及12/814,279之美國專利申請案中，該三個專利申請案及專利中之每一者標題為「Electrochromic Devices」，每一者以Zhongchun Wang等人作為發明人，且每一者以全文引用之方式併人本文中。
一視窗控制器用於控制一電致變色視窗之電致變色裝置之著色位準。在某些實施例中，視窗控制器能夠在兩個著色狀態(位準)，即一去色狀態及一有色狀態之間轉變電致變色視窗。在其他實施例中，控制器可另外將電致變色視窗(例如，具有一單個電致變色裝置)轉變至中間著色位準。在某些所揭示實施例中，視窗控制器能夠將電致變色視窗轉變至四個或四個以上著色位準。某些電致變色視窗藉由使用
一單個IGU中之兩個(或兩個以上)電致變色薄片而允許中間著色位準，其中每一薄片係一兩狀態薄片。此參考圖2A及圖2B在此部分中闡述。
如上文關於圖2A及圖2B所述，在某些實施例中，一電致變色視窗可包括一IGU 200之一個薄片上之一電致變色裝置400及該IGU 200之另一薄片上之另一電致變色裝置400。若視窗控制器能夠在兩個狀態(一去色狀態及一有色狀態)之間轉變每一電致變色裝置，則電致變色視窗能夠獲得四個不同狀態(著色位準)，即其中兩個電致變色裝置係有色之一有色狀態、其中一個電致變色裝置係有色之一第一中間狀態、其中另一電致變色裝置係有色之一第二中間狀態及其中兩個電致變色裝置係去色之一去色狀態。多窗格電致變色視窗之實施例進一步闡述於標題為「MULTI-PANE ELECTROCHROMIC WINDOWS」之以Robin Friedman等人作為發明人之美國專利號8,270,059中，該美國專利以全文引用之方式併入本文中。
在某些實施例中，視窗控制器能夠轉變具有能夠在兩個或兩個以上著色位準之間轉變之一電致變色裝置之一電致變色視窗。舉例而言，一視窗控制器可能夠將電致變色視窗轉變至一去色狀態、一或多個中間位準及一有色狀態。在某些其他實施例中，視窗控制器能夠在介於去色狀態與有色狀態之間之任何數目個著色位準之間轉變併入有一電致變色裝置之一電致變色視窗。用於將一電致變色視窗轉變至一(或多個)中間著色位準之方法及控制器之實施例進一步闡述於標題為「CONTROLLING TRANSITIONS IN OPTICALLY SWITCHABLE DEVICES」之以Disha Mehtani等人作為發明人之美國專利號8,254,013中，該美國專利以全文引用之方式併入本文中。
在某些實施例中，一視窗控制器可給一電致變色視窗中之一或多個電致變色裝置供電。通常，視窗控制器之此功能藉由下文更詳細
闡述之一或多個其他功能得到加強。本文中所闡述之視窗控制器並不限於具有給出於控制目的而與一電致變色裝置相關聯之該電致變色裝置供電之功能之視窗控制器。亦即，用於電致變色視窗之電源可與視窗控制器分離，其中控制器具有其自己的電源且引導來自視窗電源之電力施加至視窗。然而，便捷地，將一電源包括至視窗控制器且將該控制器組態成直接給視窗供電，此乃因其消除了用於給電致變色視窗供電之單獨佈線之需要。
此外，此部分中所闡述之視窗控制器闡述為獨立控制器，其可經組態以控制一單個視窗或複數個電致變色視窗之功能，而不將視窗控制器整合至一建築物控制網路或一建築物管理系統(BMS)中。然而，視窗控制器可整合至一建築物控制網路或一BMS中，如本發明之建築物管理系統部分中所進一步闡述。
圖4繪示一視窗控制器450之某些組件及所揭示之實施例之一視窗控制器系統之其他組件之一方塊圖。圖4係一視窗控制器之一簡化方塊圖，且關於視窗控制器之更多細節可在兩者標題為「CONTROLLER FOR OPTICALLY-SWITCHABLE WINDOWS」且兩者在2012年4月17日提出申請之以Stephen Brown作為發明人之序列號為13/449,248及13/449,251之美國專利申請案以及標題為「CONTROLLING TRANSITIONS IN OPTICALLY SWITCHABLE DEVICES」之以Stephen Brown等人作為發明人且在2012年4月17日提出申請之序列號為13/449,235之美國專利中，所有該等美國專利申請案以全文引用之方式併入本文中。
在圖4中，視窗控制器450之所圖解說明組件包括具有一微處理器455或其他處理器、一功率寬度調變器(PWM)460、一信號調節模組465及具有一組態檔案475之一電腦可讀媒體(例如，記憶體)之一視窗控制器450。視窗控制器450經由網路480(有線或無線)與一電致變
色視窗中之一或多個電致變色裝置400電子通信以發送指令至一或多個電致變色裝置400。在某些實施例中，視窗控制器450可係經由一網路(有線或無線)與一主視窗控制器通信之一本端視窗控制器。
在所揭示之實施例中，一建築物可具有有在一建築物之外部與內部之間之一電致變色視窗之至少一個房間。一或多個感測器可位於建築物的外部及/或房間內部。在實施例中，來自一或多個感測器之輸出可輸入至視窗控制器450之信號調節模組465。在某些情形中，來自一或多個感測器之輸出可輸入至一BMS，如在建築物管理系統部分中所進一步闡述。儘管所繪示實施例之感測器展示為位於建築物之外部垂直牆壁上，此僅為簡單目的，且感測器亦可在其他位置中，諸如在房間內部或在外部之其他表面上。在某些情形中，兩個或兩個以上感測器可用於量測相同輸入，其可在一個感測器故障或具有一另外有錯誤讀數之情形中提供冗餘。
圖5繪示具有有至少一個電致變色裝置之一電致變色視窗505之一房間500之一示意圖。電致變色視窗505位於一建築物之外部與內部之間，該建築物包括房間500。房間500亦包括連接至電致變色視窗505且經組態以控制電致變色視窗505之著色位準之一視窗控制器450。一外部感測器510位於該建築物之外部之一垂直表面上。在其他實施例中，一內部感測器亦可用於量測房間500中之環境光。在又其他實施例中，一居住者感測器亦可用於判定一居住者在房間500中之時。
外部感測器510係一裝置，其能夠偵測自一光源(諸如太陽)或自一表面、大氣中之粒子、雲等反射至感測器之光流動之入射於該裝置上之輻射光，諸如一光電感測器。外部感測器510可產生呈自光電效應產生之電流之形式之一信號且該信號可係入射於感測器510上之光之一函數。在某些情形中，該裝置可按照以瓦/m2為單位或其他類似
單位之輻照來偵測輻射光。在其他情形中，裝置可以英尺燭光為單位或類似單位偵測可見波長範圍中之光。在諸多情形中，輻照與可見光之此等值之間存在一線性關係。
可隨著日光照射地球之角度改變而基於一天當中的時間及一年當中的時間來預測來自日光之輻照值。外部感測器510可即時偵測輻射光，其慮及由於建築物、天氣(例如，雲)之改變等所致之經反射及經阻斷光。舉例而言，在多雲的日子，日光將被雲阻擋且由一外部感測器510偵測之輻射光將比在無雲的日子低。
在某些實施例中，可存在與一單個電致變色視窗505相關聯之一或多個外部感測器510。可將來自一或多個外部感測器510之輸出彼此進行比較以判定(舉例而言)外部感測器510中之一者是否被一物件(諸如被落在外部感測器510的一隻鳥)遮蔽。在某些情形中，可期望在一建築物中使用相對少的感測器，此乃因某些感測器可係不可靠及/或昂貴的。在某些實施方案中，可採用一單個感測器或幾個感測器以判定自太陽照射在建築物上或可能建築物之一側上之輻射光之當前位準。雲可在太陽前面通過或一建築車輛可停放在落山的太陽前面。此等情況將導致自經計算而正常照射在建築物上之來自太陽之輻射光之量的偏離。
外部感測器510可係一類型之光電感測器。舉例而言，外部感測器510可係一電荷耦合裝置裝置(CCD)、光電二極體、光電電阻器或光伏打單元。熟習此項技術者將瞭解，光電感測器之未來發展及其他感測器技術亦將起作用，乃因其量測光強度且提供表示光位準之一電輸出。
在某些實施例中，來自外部感測器510之輸出可輸入至信號調節模組465。該輸入可係至信號調節模組465之一電壓信號之形式。信號調節模組465將一輸出信號傳遞至視窗控制器450。視窗控制器450基
於來自組態檔案475之各種資訊、來自信號調節模組465之輸出、更動控制值而判定電致變色視窗505之一著色位準。視窗控制器450接著指示PWM 460應用一電壓及/或電流至電致變色視窗505以使其轉變至所要著色位準。
在所揭示之實施例中，視窗控制器450可指示PWM 460應用一電壓及/或電流至電致變色視窗505以將其轉變至四個或四個以上不同著色位準中之任一者。在所揭示之實施例中，電致變色視窗505可轉變至至少八個不同著色位準，其被描述為：0(最亮)、5、10、15、20、25、30及35(最暗)。該等著色位準可線性地對應於透射穿過電致變色視窗505之光之視覺透射值及太陽增益熱係數(SGHC)值。舉例而言，使用以上八個著色位準，最亮著色位準0可對應於0.80之一SGHC值，著色位準5可對應於0.70之一SGHC值，著色位準10可對應於0.60之一SGHC值，著色位準15可對應於0.50之一SGHC值，著色位準20可對應於0.40之一SGHC值，著色位準25可對應於0.30之一SGHC值，著色位準30可對應於0.20之一SGHC值，且著色位準35(最暗)可對應於0.10之一SGHC值。
視窗控制器450或與視窗控制器450通信之一主控制器可採用任何一或多個預測控制邏輯組件來基於來自外部感測器510之信號及/或其他輸入判定一所要著色位準。視窗控制器450可指示PWM 460應用一電壓及/或電流至電致變色視窗505以將其轉變至所要著色位準。
在所揭示之實施例中，預測控制邏輯用於實施判定並控制電致變色視窗505或慮及居住者舒適性及/或能量節省考量因素之其他可著色視窗之一所要著色位準之方法。此預測控制邏輯可採用一或多個邏輯模組。圖6A至圖6C包括繪示由所揭示實施例之一例示性控制邏輯之三個邏輯模組A、B及C中之每一者收集之某些資訊的圖式。
圖6A展示直射日光經由一建築物之外部與內部之間之一電致變色視窗505穿透至一房間500中之深度，該建築物包括房間500。穿透深度係直射日光將穿透至房間500中多遠之一度量。如所展示，遠離視窗之窗台(底部)沿一水平方向量測穿透深度。一般而言，視窗界定提供直射日光之一受光角之一孔徑。穿透深度係基於視窗之幾何條件(例如，視窗尺寸)、在視窗之外部之任何鰭狀物或其他外部遮擋物、其在房間中之位置及定向、及太陽之位置(例如，一天之一特定時間及日期之直射日光之角度)來計算。電致變色視窗505之外部遮擋物可係由於可遮擋視窗之任何類型之結構，諸如一突出物、一鰭狀物等。在圖6A中，電致變色視窗505上方存在一突出物520，其阻擋進入房間500之直射日光之一部分，因此縮短穿透深度。房間500亦包括連接至電致變色視窗505且經組態以控制電致變色視窗505之著色位準之一本端視窗控制器450。一外部感測器510位於建築物之外部之一垂直表面上。
模組A可用於根據穿過電致變色視窗505至一居住者或其活動區域上之直射日光來判定考量居住者舒適性之一著色位準。在一特定時間時刻基於直射日光穿透至房間中之一所計算深度及房間中之空間類型(例如，辦公桌靠近視窗、門廳等)而判定著色位準。在某些情形中，著色位準亦可基於提供充足自然照明至房間中。在諸多情形中，穿透深度係在一未來時間計算之值以慮及玻璃轉變時間。在模組A中解決之問題係直射日光可穿透至房間500中如此深以致於直接展示於在一辦公桌處工作之一居住者或一房間中之其他工作表面上。公開可用之程式可提供太陽之位置之計算且允許穿透深度之簡單計算。
圖6A亦展示房間500中之一辦公桌作為與一活動區域(亦即，辦公桌)及活動區域之位置(亦即，辦公桌之位置)相關聯之一空間類型之一實例。每一空間類型與用於居住者舒適性之不同著色位準相關聯。
舉例而言，若活動係一重要活動，諸如在一辦公室中在一辦公桌或電腦處進行之工作，且該辦公桌位於靠近視窗之處，則所要著色位準可比在辦公桌遠離視窗之情況下高。作為另一實例，若活動並非重要的，諸如在一門廳中之活動，則所要著色位準可比對於具有一辦公桌之相同空間低。
圖6B展示在晴朗天空條件下穿過電致變色視窗505進入房間500之日光及輻射。該輻射可係來自由大氣中之分子及粒子散射之日光。模組B基於在晴朗天空條件下流動穿過考量中之電致變色視窗505之輻照之預測值而判定一著色位準。諸如開放源RADIANCE程式等各種軟體可用於預測某一緯度、經度、一年當中的時間及一天當中的時間處以及針對一既定視窗定向之晴朗天空輻照。
圖6C展示由一外部感測器510即時量測以慮及可由諸如建築物等物件或天氣條件(例如，雲)阻斷或自其反射之光(在晴朗天空預測中不慮及)之來自天空之輻射光。由模組C判定之著色位準係基於基於由外部感測器510進行之量測之即時輻照。
預測控制邏輯可單獨針對建築物中之每一電致變色視窗505實施邏輯模組A、B及C中之一或多者。每一電致變色視窗505可具有一唯一組尺寸、定向(例如，垂直、水平、以一角度傾斜)、位置、相關聯空間類型等。可針對每一電致變色視窗505維持具有此資訊及其他資訊之一組態檔案。組態檔案475可儲存於電致變色視窗505之本端視窗控制器450之電腦可讀媒體470中或本發明稍後闡述之BMS中。組態檔案475可包括諸如視窗組態、一佔用查找表、關於一相關聯基準玻璃之資訊及/或由預測控制邏輯使用之其他資料等資訊。視窗組態可包括諸如電致變色視窗505之尺寸、電致變色視窗505之定向、電致變色視窗505之位置等資訊。
一查找表描述針對某些空間類型及穿透深度提供居住者舒適性
之著色位準。亦即，佔用查找表中之著色位準係根據可在房間500中之(一或多個)居住者或其工作空間上之直射日光而設計以為該(等)居住者提供舒適性。一佔用查找表之一實例展示於圖10中。
空間類型係判定針對一既定穿透深度解決居住者舒適性問題及/或在房間中提供舒適的自然照明將需要多少著色之一度量。空間類型參數可慮及諸多因素。在此等因素當中的是在一特定房間中進行的工作或其他活動的類型及活動之位置。與需要極大注意力的詳細研究相關聯之精密工作可係在一個空間類型處，而一或一會議室可具有一不同空間類型。另外，房間中之辦公桌或其他工作表面相對於視窗之位置係界定空間類型時之一考量因素。舉例而言，空間類型可與具有位於靠近電致變色視窗505之處之一辦公桌或其他工作空間之一單個居住者之一辦公室相關聯。作為另一實例，空間類型可係一門廳。
在某些實施例中，預測控制邏輯之一或多個模組可判定所要著色位準同時除居住者舒適性外亦慮及能量節省。此等模組可藉由比較處於一特定著色位準之電致變色視窗505之效能與一基準玻璃或其他標準參考視窗來判定與彼著色位準相關聯之能量節省。使用此參考視窗之目的係確保預測控制邏輯符合市政建築物規範之要求或建築物之地點所使用之參考視窗之其他要求。通常市政使用習用低發射率玻璃來界定參考視窗以控制建築物中之空氣調節負載的量。作為參考視窗505如何適應預測控制邏輯之一實例，邏輯可經設計以使得穿過一既定電致變色視窗505到來之輻照絕不大於如各別市政所規定之穿過一參考視窗到來的最大輻照。在所揭示實施例中，預測控制邏輯可使用處於一特定著色位準之電致變色視窗505之太陽熱增益係數(SHGC)值及參考視窗之SHGC來判定使用該著色位準之能量節省。一般而言，SHGC之值係透射穿過視窗之所有波長之入射光之部分。儘管在諸多實施例中闡述一基準玻璃，但可使用其他標準參考視窗。一般而言，
參考視窗(例如，基準玻璃)之SHGC係對於不同地理位置及視窗定向而可不同之一變數，且係基於各別市政所規定之規範要求。
一般而言，建築物經設計而具有有滿足任何既定例項處的最大預期加熱及/或空氣調節負載之容量之一HVAC。所需容量之計算可慮及在一建築物在其處構造之特定位置處該建築物中所需之基準玻璃或參考視窗。因此，重要的是預測控制邏輯滿足或超過基準玻璃之功能要求以便允許建築物設計者確信地判定將多少HVAC容量放於一特定建築物中。由於預測控制邏輯可用於將視窗著色以提供優於基準玻璃之額外能量節省，因此預測控制邏輯可對於允許建築物設計者具有比使用規範及標準所規定之基準玻璃所需之HVAC容量低之一HVAC容量係有用的。
本文中所闡述之特定實施例假定藉由減小一建築物中之空氣調節負載來達成能量節省。因此，實施方案中之諸多實施方案嘗試達成最大可能著色，同時慮及具有考量中之視窗之一房間中之居住者舒適性位準及可能照明負載。然而，在某些氣候中，諸如在遠北方及對於南緯，加熱可比空氣調節更重要。因此，可修改預測控制邏輯，例如在某些情況下反轉，以使得發生較少著色以便確保建築物之加熱負載減小。
在某些實施方案中，預測控制邏輯僅具有可由一居住者(終端使用者)、建築物設計者或建築物操作者控制之兩個獨立變數。其係一既定視窗之空間類型及與該既定視窗相關聯之基準玻璃。通常在針對一既定建築物實施預測控制邏輯時規定基準玻璃。該空間類型可變化，但通常係靜態的。在某些實施方案中，該空間類型可係由建築物維持或儲存於本端視窗控制器450中之組態檔案之部分。在某些情形中，可更新組態檔案以慮及建築物中之各種改變。舉例而言，若建築物中之空間類型存在一改變(例如，一辦公室中辦公桌移動、辦公桌
的添加、門廳變為辦公區域、牆壁移動等)，則可將具有一經修改佔用查找表之一經更新組態檔案儲存於電腦可讀媒體470中。作為另一實例，如果一居住者正在重複地推按人工更動控制，則可更新組態檔案以反映該人工更動控制。
圖7係展示根據實施例用於控制一建築物中之一或多個電致變色視窗505之一方法之預測控制邏輯之一流程圖。預測控制邏輯使用模組A、B及C中之一或多者來計算該(等)視窗之著色位準且發送指令以轉變該(等)視窗。控制邏輯中之計算在步驟610處以由計時器計時之間隔運行1至n次。舉例而言，著色位準可由模組A、B及C中之一或多者重新計算1至n次且針對時間例項t i =t 1 ,t 2 ...t n 計算。n係所執行之重新計算之數目且n可係至少1。邏輯計算在某些情形中可以恆定時間間隔進行。在一個情形中，邏輯計算可每2至5分鐘進行一次。然而，大片電致變色玻璃之著色轉變可花費多達30分鐘或更多。對於此等大視窗，可在一較不頻繁基礎上(諸如每30分鐘)進行計算。
在步驟620處，邏輯模組A、B及C執行計算以判定一單個時間時刻t i 處每一電致變色視窗505之一著色位準。此等計算可由視窗控制器450執行。在某些實施例中，預測控制邏輯預測性地計算視窗應如何提前於實際轉變而轉變。在此等情形中，模組A、B及C中之計算可基於在轉變完成周圍或之後之一未來時間。在此等情形中，用於計算中之未來時間可係足以允許在接收著色指令之後完成轉變之一未來時間。在此等情形中，控制器可在提前於實際轉變之目前時間發送著色指令。不遲於轉變之完成，視窗將已轉變至彼時間所要之一著色位準。
在步驟630處，預測控制邏輯允許脫離模組A、B及C處之演算法且基於某一其他考量因素在步驟640處界定更動控制著色位準之某些類型之更動控制。一個類型之更動控制係一人工更動控制。其係由正
佔用一房間且判定需要一特定著色位準(更動控制值)之一終端使用者實施之一更動控制。可存在其中使用者之人工更動控制自身被更動控制之情形。一更動控制之一實例係一高需求(或峰值負載)更動控制，其與一公用事業之減少建築物中之能量消耗之一要求相關聯。舉例而言，在大城市地區的特別熱的天，可有必要減少整個城市的能量消耗以便不會過度地使城市的能量產生及遞送系統負擔過重。在此等情形中，建築物可更動控制來自本文中所闡述之預測控制邏輯之著色位準以確保所有視窗具有一特別高位準之著色。一更動控制之另一實例可係在週末一商業辦公建築物中無居住者的實例。在此等情形中，該建築物可脫離與居住者舒適性相關的一或多個模組且所有視窗可在冷天氣具有一高位準之著色且在暖天氣具有一低位準之著色。
在步驟650處，經由一網路將著色位準傳輸至建築物中之一或多個電致變色視窗505中之(一或多個)電致變色裝置。在某些實施例中，可以所預期之效率實施著色位準至一建築物之所有視窗之傳輸。舉例而言，若著色位準之重新計算表明不需要自當前著色位準之著色改變，則不存在具有一經更新著色位準之指令之傳輸。作為另一實例，建築物可基於視窗大小而劃分成帶區。預測控制邏輯可比具有較大視窗之帶區更頻繁地重新計算具有較小視窗之帶區之著色位準。
在某些實施例中，用於針對一整個建築物中之多個電致變色視窗505實施控制方法之圖7中之邏輯可在一單個裝置(舉例而言，一單個主視窗控制器)上。此裝置可針對該建築物中之每一及每個視窗執行計算且亦提供用於將著色位準傳輸至個別電致變色視窗505中之一或多個電致變色裝置之一介面。
此外，實施例之預測控制邏輯可存在某些自適應組件。舉例而言，預測控制邏輯可判定在一天當中的特定時間一終端使用者(例如，居住者)如何嘗試更動控制演算法且以一更具預測性之方式利用
此資訊以判定所要著色位準。在一個情形中，該終端使用者可在每一天的某一時間使用一壁式開關將由預測邏輯提供之著色位準更動控制至一更動控制值。預測控制邏輯可接收關於此等例項之資訊且改變預測控制邏輯以在一天的彼時間將著色位準改變至該更動控制值。
圖8係展示來自圖7之方塊620之一特定實施方案之一圖式。此圖式展示依序執行所有三個模組A、B及C以針對一單個時間時刻t i 計算一特定電致變色視窗505之一最終著色位準之一方法。該最終著色位準可係考量中之視窗之最大准許透射率。圖8亦包括模組A、B及C之某些例示性輸入及輸出。在實施例中，模組A、B及C中之計算由本端視窗控制器450中之視窗控制器450執行。在其他實施例中，該等模組中之一或多者可由另一處理器執行。儘管所圖解說明之實施例展示使用所有三個模組A、B及C，但其他實施例可使用模組A、B及C中之一或多者或者可使用額外模組。
在步驟700處，視窗控制器450使用模組A來判定針對居住者舒適性之一著色位準以防止來自日光之直射眩光穿透房間500。視窗控制器450使用模組A基於天空中太陽的位置及來自組態檔案之視窗組態而計算直射日光穿透至房間500中之深度。太陽之位置係基於建築物之緯度及經度以及一天當中的時間及日期而計算。佔用查找表及空間類型係自特定視窗之一組態檔案輸入。模組A將來自A之著色位準輸出至模組B。
模組A之目標係確保直射日光或眩光不照射居住者或者他或她的工作空間。判定來自模組A之著色位準以實現此目的。模組B及C中之著色位準之後續計算可減少能量消耗且可需要甚至更大的著色。然而，若基於能量消耗的著色位準之後續計算表明比避免干擾居住者所需更小的著色，則預測邏輯防止執行所計算之較高位準之透射率以確保居住者舒適性。
在步驟800處，將在模組A中計算之著色位準輸入至模組B中。一著色位準係基於在晴朗天空條件下之輻照(晴朗天空輻照)之預測而計算。視窗控制器450使用模組B基於來自組態檔案之視窗定向且基於建築物之緯度及經度而預測電致變色視窗505之晴朗天空輻照。此等預測亦基於一天當中的時間及日期。諸如RADIANCE程式(其係一開放源程式)等公開可用的軟體可提供用於預測晴朗天空輻照之計算。亦將基準玻璃之SHGC自組態檔案輸入至模組B中。視窗控制器450使用模組B來判定比A中之著色位準暗的一著色位準且傳輸比基準玻璃被預測在最大晴朗天空輻照下所傳輸更少的熱。最大晴朗天空輻照係針對晴朗天空條件預測的所有時間的最高位準之輻照。
在步驟900處，將來自B之一著色位準及所預測晴朗天空輻照輸入至模組C。基於來自一外部感測器510之量測將即時輻照值輸入至模組C。若視窗在晴朗天空條件下著色至來自模組B之著色位準，則視窗控制器450使用模組C來計算透射至房間中之輻照。視窗控制器450使用模組C來找到適當著色位準，其中穿過具有此著色位準之實際輻照小於或等於穿過具有來自模組B之著色位準之視窗之輻照。在模組C中判定之著色位準係最終著色位準。
輸入至預測控制邏輯之資訊中之諸多資訊係自關於緯度及經度、時間以及日期之固定資訊判定。此資訊描述太陽相對於建築物之位置，且更特定而言相對於針對其實施預測控制邏輯之視窗之位置。太陽相對於視窗之位置提供諸如直射日光穿透至帶有該視窗之房間中之深度等資訊。其亦提供穿過該視窗到來之最大輻照或太陽輻射能量通量之一指示。輻照之此所計算位準可由可指示存在自最大量之輻照之一減少之感測器輸入修改。此外，此減少可由一雲或視窗與太陽之間之其他障礙物導致。
圖9係展示圖8之步驟700之細節之一流程圖。在步驟705處，模
組A開始。在步驟710處，視窗控制器450使用模組A針對建築物之緯度及經度座標以及一特定時間時刻t i 之日期及一天當中的時間計算太陽之位置。緯度及經度座標可自組態檔案輸入。日期及一天當中的時間可係基於由計時器提供之當前時間。太陽位置係在特定時間時刻t i 處計算，其在某些情形中可係在未來。在其他實施例中，太陽之位置係在預測控制邏輯之另一組件(例如，模組)中計算。
在步驟720處，視窗控制器450使用模組A計算在步驟710中所使用之特定時間時刻直射日光穿透至房間500中之深度。模組A基於太陽之所計算位置及包括視窗之位置、視窗之尺寸、視窗之定向(亦即，面向方向)及任何外部遮擋物之細節之視窗組態資訊而計算穿透深度。視窗組態資訊係自與電致變色視窗505相關聯之組態檔案輸入。舉例而言，可使用模組A藉由基於在特定時間時刻計算的太陽之位置而首先計算直射日光之角度θ來計算圖6A中所展示之垂直視窗之穿透深度。穿透深度可係基於所計算之角度θ及楣(視窗之頂部)之位置而判定。
在步驟730處，判定針對在步驟720中所計算之穿透深度將提供居住者舒適性之一著色位準。使用佔用查找錶針對所計算穿透深度且針對視窗之受光角找出與視窗相關聯之空間類型之一所要著色位準。空間類型及佔用查找表提供為來自特定視窗之組態檔案之輸入。
一佔用查找表之一實例提供於圖10中。表中之值係按照一著色位準及括弧中的相關聯SGHC值。圖10展示所計算穿透值與空間類型之不同組合之不同著色位準(SGHC值)。表係基於八個著色位準，包括0(最亮)、5、10、15、20、25、30及35(最暗)。最亮著色位準0對應於0.80之一SGHC值，著色位準5對應於0.70之一SGHC值，著色位準10對應於0.60之一SGHC值，著色位準15對應於0.50之一SGHC值，著色位準20對應於0.40之一SGHC值，著色位準25對應於0.30之一
SGHC值，著色位準30對應於0.20之一SGHC值，且著色位準35(最暗)對應於0.10之一SGHC值。所圖解說明之實例包括三種空間類型(辦公桌1、辦公桌2及門廳)及六個穿透深度。圖11A展示房間500中之辦公桌1之位置。圖11B展示房間500中之辦公桌2之位置。如圖10之佔用查找表中所展示，靠近視窗之辦公桌1之著色位準高於遠離視窗之辦公桌2之著色位準以在辦公桌較靠近視窗時防止眩光。在其他實施例中可使用具有其他值之佔用查找表。舉例而言，一個其他佔用查找表可包括與穿透值相關聯之僅四個著色位準。具有與四個穿透深度相關聯之四個著色位準之一佔用表之另一實例展示於圖20中。
圖12係展示圖8之步驟800之進一步細節之一圖式。在步驟805處，模組B開始。在步驟810處，可使用模組B預測t i 處在晴朗天空條件下視窗處之輻照。t i 處之此晴朗天空輻照係基於建築物之緯度及經度座標以及視窗定向(亦即，視窗面向之方向)而預測。在步驟820處，預測在所有時間入射於視窗處之最大晴朗天空輻照。晴朗天空輻照之此等所預測值可使用諸如Radiance等開放源軟體來計算。
在步驟830處，視窗控制器450使用模組B判定在彼時間將穿過一基準玻璃透射至房間500中之輻照之最大量(亦即，判定最大基準內部輻照)。可使用來自步驟820之所計算最大晴朗天空輻照及來自組態檔案之基準玻璃SHGC值使用以下方程式來計算空間內部的最大輻照：最大基準內部輻照=基準玻璃SHGC×最大晴朗天空輻照。
在步驟840處，視窗控制器450使用模組B基於該方程式來判定至具有有當前著色位準之一視窗之房間500中之內部輻照。可使用來自步驟810之所計算晴朗天空輻照及與當前著色位準相關聯之SHGC值使用以下方程式來計算內部輻照之值：著色位準輻照=著色位準SHGC×晴朗天空輻照。
在一項實施例中，可藉由與模組A及B分離之一太陽位置計算器
來執行步驟705、810及820中之一或多者。一太陽位置計算器係指判定在一特定未來時間太陽之位置且基於在彼未來時間太陽之位置而做出預測性判定(例如，預測晴朗天空輻照)之邏輯。太陽位置計算器可執行本文中所揭示之方法之一或多個步驟。太陽位置計算器可係由主視窗控制器(例如，圖17中所繪示之主視窗控制器1402)之組件中之一或多者執行之預測控制邏輯之一部分。舉例而言，太陽位置計算器可係由視窗控制器1410(展示於圖17中)實施之圖18中所展示預測控制邏輯之部分。
在步驟850處，視窗控制器450使用模組B判定基於當前著色位準之內部輻照是否小於或等於最大基準內部輻照及著色位準暗於來自A之著色位準。若判定係否，則在步驟860處遞增地增加(調暗)當前著色位準且在步驟840處重新計算內部輻照。若步驟850處之判定係是，則模組B結束。
圖13係展示圖8之步驟900之進一步細節之一圖式。在步驟905處，模組C開始。自模組B輸入來自B之一著色位準及時間時刻t i 處之所預測晴朗天空輻照。基於來自一外部感測器510之量測將即時輻照值輸入至模組C。
在步驟910處，視窗控制器450使用模組C來計算穿過在晴朗天空條件下著色至來自B之著色位準之一電致變色視窗505透射至房間中之輻照。此所計算內部輻照可使用以下方程式來判定：所計算內部輻照=來自B之著色位準之SHGC×來自B之所預測晴朗天空輻照。
在步驟920處，視窗控制器450使用模組C來找出適當著色位準，其中穿過具有此著色位準之視窗之實際輻照(=SR×著色位準SHGC)小於或等於穿過具有來自B之著色位準之視窗之輻照(亦即，實際內部輻照所計算內部輻照)。在某些情形中，模組邏輯以來自B之著色位準開始且遞增地增加著色位準直至實際內部輻照所計算內部輻照。在
模組C中判定之著色位準係最終著色位準。此最終著色位準可在著色指令中經由網路傳輸至電致變色視窗505中之該(等)電致變色裝置。
圖14係包括來自圖7之方塊620之另一實施方案之一圖式。此圖式展示執行實施例之模組A、B及C之一方法。在此方法中，針對一單個時間時刻t i 基於建築物之緯度及經度座標而計算太陽之位置。基於包括視窗之一位置、視窗之尺寸、視窗之定向及關於任何外部遮擋物之資訊之視窗組態而在模組A中計算穿透深度。模組A使用一查找表基於所計算穿透及空間類型而判定來自A之著色位準。接著將來自A之著色位準輸入至模組B中。
使用諸如開放源程式Radiance之一程式基於視窗定向以及建築物之緯度及經度座標來針對一單個時間時刻t i 判定晴朗天空輻照且判定所有時間之一最大值。將基準玻璃SHGC及所計算最大晴朗天空輻照輸入至模組B中。模組B逐步增加在模組A中計算之著色位準且撿取其中內部輻射小於或等於基準內部輻照之一著色位準，其中：內部輻照=著色位準SHGC×晴朗天空輻照且基準內部輻照=基準SHGC×最大晴朗天空輻照。然而，當模組A計算玻璃之最大著色時，模組B不改變著色以使其較亮。接著將在B中計算之著色位準輸入至模組C中。亦將所預測晴朗天空輻照輸入至模組C中。
模組C使用以下方程式來計算具有有來自B之著色位準之一電致變色視窗505之房間中之內部輻照：所計算內部輻照=來自B之著色位準之SHGC×來自B之所預測晴朗天空輻照。模組C接著找出滿足其中實際內部輻照小於或等於所計算內部輻照之條件之適當著色位準。使用以下方程式來判定實際內部輻照：實際內部輻照=SR×著色位準SHGC。由模組C判定之著色位準係發送至電致變色視窗505之著色指令中之最終著色位準。
本文中所闡述之視窗控制器亦適合於與一BMS整合。一BMS係安裝在一建築物中之一基於電腦之控制系統，該系統監視及控制建築物之機械及電設備，諸如通風、照明、電力系統、電梯、消防系統及安全系統。一BMS由包括藉由通信通道至(一或多個)電腦之互連之硬體及用於根據由居住者及/或由建築物管理者設定之偏好維持建築物中之條件之相關聯軟體組成。舉例而言，一BMS可使用一區域網路(諸如以太網路)來實施。舉例而言，軟體可係基於網際網路協定及/或開放標準。軟體之一項實例係來自(弗吉尼亞州裏士滿(Richmond,Virginia)之)Tridium公司之軟體。通常與一BMS一起使用之一個通信協定係BACnet(建築物自動化及控制網路)。
一BMS在一大建築物中係最常見，且通常至少用於控制該建築物內之環境。舉例而言，一BMS可控制一建築物內之溫度、二氧化碳含量及濕度。通常，存在由一BMS控制之眾多機械裝置，諸如加熱器、空氣調節、吹風機、通風孔等。為控制建築物環境，一BMS可在界定條件下打開及關閉此等各種裝置。一典型現代BMS之一核心功能係為建築物之居住者維持一舒適環境同時最小化加熱及冷卻成本/需求。因此，一現代BMS不僅用於監視及控制而且亦用於最佳化各種系統之間之協同，舉例而言，以節省能量且降低建築物操作成本。
在某些實施例中，一視窗控制器與一BMS整合，其中該視窗控制器經組態以控制一或多個電致變色視窗505或其他可著色視窗。在一項實施例中，一或多個電致變色視窗包括至少一個完全固態且無機電致變色裝置。在一項實施例中，一或多個電視變色視窗僅包括完全固態且無機視窗。在一項實施例中，電致變色視窗係如2010年8月5日提出申請且標題為「Multipane Electrochromic Windows」之序列號為12/851,514之美國專利申請案中所闡述之多狀態電致變色視窗。
圖15繪示一BMS 1100之一實施例之一示意圖，該BMS管理一建
築物1101之多個系統，包括安全系統、加熱/通風/空氣調節(HVAC)、建築物之照明、電力系統、電梯、消防系統等。安全系統可包括磁卡進入、十字轉門、電磁驅動門鎖、監控相機、竊盜警報器、金屬偵測器等。消防系統可包括火警及包括一水管控制之滅火系統。照明系統可包括內部照明、外部照明、緊急警示燈、緊急出口標誌及緊急樓層出口照明。電力系統可包括主電源、備用發電機及不間斷電源(UPS)網。
此外，BMS 1100管理一主視窗控制器1102。在此實例中，主視窗控制器1102被繪示為包括一主網路控制器1103、中間網路控制器1105a及1105b以及終端或葉控制器1110之視窗控制器之一散佈式網路。終端或葉控制器1110可類似於關於圖4所闡述之視窗控制器450。舉例而言，主網路控制器1103可接近BMS 1100，且建築物1101之每一樓層可具有一或多個中間網路控制器1105a及1105b，同時建築物之每一視窗具有其自己的終端控制器1110。在此實例中，控制器1110中之每一者控制建築物1101之一特定電致變色視窗。
控制器1110中之每一者可在與其所控制之電致變色視窗分離之一位置中或整合至該電致變色視窗中。為簡單起見，僅將建築物1101之十個電致變色視窗由主視窗控制器1102控制。在一典型設定中，可存在由主視窗控制器1102控制之一建築物中之較大數目個電致變色視窗。主視窗控制器1102不需要係視窗控制器之一散佈式網路。舉例而言，控制一單個電致變色視窗之功能之一單個終端控制器亦歸屬於本文中所揭示之實施例之範疇內，如上文所闡述。下文適宜地更詳細地且關於圖15闡述將如本文中所闡述之電致變色視窗控制器與BMS合併之優點及特徵。
所揭示實施例之一個態樣係包括如本文中所闡述之一多用途電致變色視窗控制器之一BMS。藉由併入來自一電致變色視窗控制器之
回饋，一BMS可提供(舉例而言)增強之以下各項：1)環境控制，2)能量節約，3)安全，4)控制選項之靈活性，5)由於對其他系統之較少依靠且因此對其之較少維護，其他系統之改良之可靠性及可用壽命，6)資訊可用性及診斷，7)職員之有效使用，及以上各項之各種組合，此乃因電致變色視窗可被自動控制。
在某些實施例中，一BMS可不存在或一BMS可存在但不與一主網路控制器通信或在一高層級與一主網路控制器通信。在某些實施例中，一主網路控制器可提供(舉例而言)增強之以下各項：1)環境控制，2)能量節約，3)控制選項之靈活性，4)由於對其他系統之較少依靠且因此對其之較少維護，其他系統之改良之可靠性及可用壽命，5)資訊可用性及診斷，6)職員之有效使用，及以上各項之各種組合，此乃因電致變色視窗可被自動控制。在此等實施例中，BMS上之維修將不中斷電致變色視窗之控制。
圖16繪示一建築物之一建築物網路1200之一實施例之一方塊圖。如上所述，網路1200可採用任何數目個不同通信協定，包括BACnet。如所展示，建築物網路1200包括一主網路控制器1205、一照明控制面板1210、一建築物管理系統(BMS)1215、一安全控制系統1220及一使用者控制台1225。可使用建築物中之此等不同控制器及系統來自建築物之一HVAC系統1230、燈1235、安全感測器1240、門鎖1245、相機1250及可著色視窗1255接收輸入及/或對其進行控制。
主網路控制器1205可以類似於關於圖15所闡述之主網路控制器1103之一方式起作用。照明控制面板1210可包括用以控制內部照明、外部照明、緊急警示燈、緊急出口標誌及緊急樓層出口照明之電路。照明控制面板1210亦可包括建築物之房間中之佔用感測器。BMS 1215可包括自網路1200之其他系統及控制器接收資料及發出命令至網路1200之其他系統及控制器之一電腦伺服器。舉例而言，BMS 1215
可自主網路控制器1205、照明控制面板1210及安全控制系統1220中之每一者接收資料及發出命令至其中之每一者。安全控制系統1220可包括磁卡進入、十字轉門、電磁驅動門鎖、監控相機、竊盜警報器、金屬偵測器等。使用者控制台1225可係可由建築物管理者用於排程建築物之不同系統之操作、控制、監視、最佳化及檢修建築物之不同系統之一電腦終端機。來自Tridium公司之軟體可產生來自使用者控制台1225之不同系統之視覺表示。
不同控制中之每一者可控制個別裝置/設備。主網路控制器1205控制視窗1255。照明控制面板1210控制燈1235。BMS 1215可控制HVAC 1230。安全控制系統1220控制安全感測器1240、門鎖1245及相機1250。資料可在作為建築物網路1200之部分之所有不同裝置/設備及控制器之間交換及/或共用。
在某些情形中，BMS 1100或建築物網路1200之系統可根據每日、每月、每季或每年的排程運行。舉例而言，照明控制系統、視窗控制系統、HVAC及安全系統可按照慮及當在工作日期間人們在建築物中時之一24小時排程操作。在夜晚，建築物可進入一能量節約模式，且在白天，系統可以使建築物之能量消耗最小化同時提供居住者舒適性之一方式操作。作為另一實例，系統可在一假期期間關閉或進入一能量節約模式。
可將排程資訊與地理資訊組合。地理資訊可包括建築物之緯度及經度。地理資料亦可包括關於建築物之每一側所面向之方向之資訊。使用此資訊，可一不同方式來控制建築物之不同側上之不同房間。舉例而言，在冬天對於在建築物之面向東之房間，視窗控制器可指示視窗在早上無著色以使得房間由於照耀在房間中之日光而變暖，且由於來自日光之照明，照明控制面板可指示燈調暗。在早上，面向西之視窗可由房間之居住者控制，此乃因西側之視窗之著色對能量節
約不具有影響。然而，面向東之視窗及面向西之視窗之操作之模式可在傍晚切換(例如，當太陽落山時，面向西之視窗不被著色以允許日光進入用於加熱及照明兩者)。
下文闡述一建築物(舉例而言，如圖15中之建築物1101)之一實例，其包括一建築物網路或一BMS、用於建築物之外部視窗(亦即，分離建築物之內部與建築物之外部之視窗)之可著色視窗及若干個不同感測器。來自一建築物之外部視窗之光通常在距視窗約20英尺或約30英尺處對建築物中之內部照明具有一影響。亦即，距一外部視窗多於約20英尺或約30英尺之一建築物中之空間自外部視窗接收極少光。遠離一建築物中之外部視窗之此等空間由建築物之照明系統照明。
此外，一建築物內之溫度可受外部光及/或外部溫度影響。舉例而言，在一冷天且建築物正由一加熱系統加熱，較靠近門及/或視窗之房間將比建築物之內部區更快地丟失熱且比內部區冷。
對於外部感測器，建築物可包括在建築物之房頂上之外部感測器。另一選擇係，一建築物可包括與每一外部視窗相關聯之一外部感測器(例如，如關於圖5所闡述，房間500)或建築物之每一側之一外部感測器。建築物之每一側之一外部感測器可隨著太陽在一整天當中改變位置而追蹤建築物之一側之輻照。
有關於關於圖7、圖8、圖9、圖12、圖13及圖14所闡述之方法，當一視窗控制器整合至一建築物網路或一BMS中時，來自外部感測器510之輸出可輸入至BMS之一網路且作為輸入提供至本端視窗控制器450。舉例而言，在某些實施例中，接收來自兩個或兩個以上感測器之輸出信號。在某些實施例中，接收僅一個輸出信號，且在某些其他實施例中，接收三個、四個、五個或更多個輸出。此等輸出信號可經由一建築物網路或一BMS來接收。
在某些實施例中，所接收之輸出信號包括指示建築物內之一加
熱系統、一冷卻系統及/或照明之能量或電力消耗之一信號。舉例而言，可監視建築物之加熱系統、冷卻系統及/或照明之能量或電力消耗以提供指示能量或電力消耗之信號。裝置可與建築物之電路及/或佈線介接或附接至建築物之電路及/或佈線以實現此監視。另一選擇係，建築物中之電力系統可經安裝以使得可監視由建築物內之一個別房間或建築物內之一房間群組之加熱系統、一冷卻系統及/或照明消耗之電力。
可提供著色指令以將可著色視窗之著色改變至所判定著色位準。舉例而言，參考圖15，其可包括發出命令至一或多個中間網路控制器1105a及1105b之主網路控制器1103，該一或多個中間網路控制器1105a及1105b又發出命令至控制建築物之每一視窗之終端控制器1110。終端控制器1100可施加電壓及/或電流至視窗以依據指令驅動著色之改變。
在某些實施例中，包括電致變色視窗及一BMS之一建築物可參加或參與由提供電力至建築物之(一或多個)公共事業運行之一需求回應程式。該程式可係其中當預期一峰值負載發生時減少建築物之能量消耗之一程式。該公共事業可在一預期峰值負載發生之前發出一警告信號。舉例而言，該警告可係在預期峰值負載發生的前一天、預期峰值負載發生的早上或預期峰值負載發生之前約一個小時發送。舉例而言，一峰值負載發生可預期在冷卻系統/空氣調節器正自公共事業汲取大量電力之一個炎熱夏日發生。警告信號可由建築物之BMS或由經組態以控制建築物中之電致變色視窗之視窗控制器接收。此警告信號可係脫離如圖7中所展示之模組A、B及C之一更動控制機制。BMS可接著指示該(等)視窗控制器將電致變色視窗505中之適當電致變色裝置轉變至一暗著色位準，以在預期峰值負載使有助於減少建築物中之冷卻系統之電力汲取。
在某些實施例中，可將用於建築物之外部視窗(亦即，分離建築物之內部與建築物之外部之視窗)之可著色視窗可分組成帶區，其中以一類似方式指示一帶區中之可著色視窗。舉例而言，在建築物之不同樓層上或建築物之不同側之電致變色視窗群組可係在不同帶區中。舉例而言，在建築物之第一樓層上，所有面向東之電致變色視窗可係在帶區1中，所有面向南之電致變色視窗可係在帶區2中，所有面向西之電致變色視窗可係在帶區3中，且所有面向北之電致變色視窗可係在帶區4中。作為另一實例，在建築物之第一樓層上之所有電致變色視窗可係在帶區1中，在第二樓層上之所有電致變色視窗可係在帶區2中，且在第三樓層上之所有電致變色視窗可係在帶區3中。作為又一實例，所有面向東之電致變色視窗可係在帶區1中，所有面向南之電致變色視窗可係在帶區2中，所有面向西之電致變色視窗可係在帶區3中，且所有面向北之電致變色視窗可係在帶區4中。作為再一實例，在一個樓層上之面向東之電致變色視窗可劃分成不同帶區。可將在建築物之同一側及/或不同側及/或不同樓層之任何數目個可著色視窗指派至一帶區。
在某些實施例中，在一帶區中之電致變色視窗可由同一視窗控制器控制。在某些其他實施例中，在一帶區中之電致變色視窗可由不同視窗控制器控制，但視窗控制器可全部自感測器接收相同輸出信號且使用相同功能或查找表來判定在一帶區中之視窗之著色位準。
在某些實施例中，在一帶區中之電致變色視窗可由自一透射率感測器接收一輸出信號之一(或多個)視窗控制器控制。在某些實施例中，該透射率感測器可安裝於接近一帶區中之視窗之處。舉例而言，該透射率感測器可安裝於含有包括於帶區中之一IGU之一框架中或上(例如，安裝於一框架之一豎框、水平窗框中或上)。在某些其他實施例中，在包括在建築物之一單個側之視窗之一帶區中之電致變色視窗
可由自一透射率感測器接收一輸出信號之一(或多個)視窗控制器控制。
在某些實施例中，一感測器(例如，光電感測器)可提供一輸出信號至一視窗控制器以控制一第一帶區(例如，一主控制帶區)之電致變色視窗505。該視窗控制器亦可以與第一帶區相同之方式控制在一第二帶區(例如，一從控制帶區)中之電致變色視窗505。在某些其他實施例中，另一視窗控制器可以與第一帶區相同之方式控制在第二帶區中之電致變色視窗505。
在某些實施例中，一建築物管理者、在第二帶區中之房間之居住者或其他人員可人工指示(使用一著色或透明命令或者來自一BMS之一使用者控制台之一命令(舉例而言))在第二帶區(亦即，從控制帶區)中之電致變色視窗進入一著色位準，諸如一有色狀態(位準)或一透明狀態。在某些實施例中，當藉助此一人工命令更動控制在第二帶區中之視窗之著色位準時，在第一帶區(亦即，主控制帶區)中之電致變色視窗保持在自透射率感測器接收輸出之視窗控制器之控制下。第二帶區可保持在一人工命令模式中達一時間週期且接著回復至在自透射率感測器接收輸出之視窗控制器之控制下。舉例而言，第二帶區可在接收一更動控制命令之後停留在一人工模式中達一個小時，且接著可回復至在自透射率感測器接收輸出之視窗控制器之控制下。
在某些實施例中，一建築物管理者、第一帶區中之房間之居住者或其他人員可人工指示(使用一著色命令或來自一BMS之一使用者控制台之一命令(舉例而言))第一帶區(亦即，主控制帶區)中之視窗進入一著色位準，諸如一有色狀態或一透明狀態。在某些實施例中，當藉助此一人工命令更動控制在第一帶區中之視窗之著色位準時，在第二帶區(亦即，從控制帶區)中之電致變色視窗保持在自外部感測器接收輸出之視窗控制器之控制下。第一帶區可保持在一人工命令模式中
達一時間週期且接著回復至在自透射率感測器接收輸出之視窗控制器之控制下。舉例而言，第一帶區可在接收一更動控制命令之後停留在一人工模式中達一個小時，且接著可回復至在自透射率感測器接收輸出之視窗控制器之控制下。在某些其他實施例中，第二帶區中之電致變色視窗可保持在當接收用於第一帶區之人工更動控制時其所處於的著色位準中。第一帶區可保持在一人工命令模式中達一時間週期且接著第一帶區及第二帶區兩者可皆回復至在自透射率感測器接收輸出之視窗控制器之控制下。
一可著色視窗之控制之本文中所闡述方法中之任一者(不管視窗控制器係一獨立視窗控制器還是與一建築物網路介接)可用於控制一可著色視窗之著色。
在某些實施例中，本文中所闡述之視窗控制器包括用於在視窗控制器、感測器及單獨通信節點之間進行有線或無線通信之組件。無線或有線通信可係藉由直接與視窗控制器介接之一通信介面來實現。此介面可係在微處理器本機上，或係經由實現此等功能之額外電路來提供。
舉例而言，無線通信之一單獨通信節點可係另一無線視窗控制器、一終端、中間或主視窗控制器、一遠端控制裝置或一BMS。在視窗控制器中使用無線通信用於以下操作中之至少一者：程式化及/或操作電致變色視窗505、根據本文中所闡述之各種感測器及協定自電致變色視窗505收集資料及使用電致變色視窗505作為無線通信之一中繼點。自電致變色視窗505收集之資料亦可包括諸如一EC裝置已被啟動之次數等計數資料、EC裝置隨時間之效率等。下文更詳細地闡述此等無線通信特徵。
在一項實施例中，無線通信用於(舉例而言)經由一紅外線(IR)及/
或射頻(RF)信號來操作相關聯電致變色視窗505。在某些實施例中，控制器將包括一無線協定晶片，諸如Bluetooth、EnOcean、WiFi、Zigbee等。視窗控制器亦可具有經由一網路之無線通信。至視窗控制器之輸入可由一終端使用者在一壁式開關處直接或經由無線通信人工輸入，或該輸入可係來自該電致變色視窗係其一組件之一建築物之一BMS。
在一項實施例中，當視窗控制器係一散佈式控制器網路之部分時，使用無線通信來經由該散佈式控制器網路將資料傳送至複數個電致變色視窗中之每一者及自複數個電致變色視窗中之每一者傳送資料，每一控制器皆具有無線通信組件。舉例而言，再次參考圖15，主視窗控制器1103以無線方式與中間網路控制器1105a及1105b中之每一者通信，該等中間網路控制器1105a及1105b又以無線方式與終端控制器1110通信，每一終端控制器與一電致變色視窗相關聯。主網路控制器1103亦可與BMS 1100以無線方式通信。在一項實施例中，視窗控制器中之至少一個層級之通信係以無線方式執行。
在某些實施例中，在視窗控制器散佈式網路中使用一個以上無線通信模式。舉例而言，一主視窗控制器可經由WiFi或Zigbee以無線方式通信至中間控制器，而中間控制器經由Bluetooth、Zigbee、EnOcean或其他協定與終端控制器通信。在另一實例中，視窗控制器具有冗餘無線通信系統以提供終端使用者對無線通信之選擇之靈活性。
舉例而言，主及/或中間視窗控制器與終端視窗控制器之間之無線通信提供消除硬通信線之安裝之優點。對於視窗控制器與BMS之間之無線通信亦係如此。在一項態樣中，此等角色中之無線通信可用於至電致變色視窗及自電致變色視窗之資料傳送以用於操作視窗及提供資料至(舉例而言)BMS從而最佳化一建築物中之環境及能量節約。協
同加強視窗位置資料以及來自感測器之回饋以達成此最佳化。舉例而言，將細粒級(逐個視窗)微氣候資訊饋送至一BMS以便最佳化建築物之各種環境。
圖17係根據實施例用於控制一建築物(例如，圖15中所展示之建築物1101)之一或多個可著色視窗之功能(例如，轉變至不同著色位準)之一系統1400之組件之一方塊圖。系統1400可係由一BMS(例如，圖15中所展示之BMS 1100)管理之系統中之一者或可獨立於一BMS而操作。
系統1400包括可發送控制信號至可著色視窗以控制其功能之一主視窗控制器1402。系統1400亦包括與主視窗控制器1402電子通信之一網路1410。預測控制邏輯、用於控制該(等)可著色視窗之功能之其他控制邏輯及指令及/或感測器資料可經由網路1410傳遞至主視窗控制器1402。網路1410可係一有線或無線網路(例如，雲網路)。在一項實施例中，網路1410可與一BMS通信以允許該BMS經由網路1410發送用於控制該(等)可著色視窗之指令至一建築物中之該(等)可著色視窗。
系統1400亦包括可著色視窗(未展示)之EC裝置400及壁式開關1490，其兩者皆與主視窗控制器1402電子通信。在此所圖解說明之實例中，主視窗控制器1402可發送控制信號至(一或多個)EC裝置400以控制具有該(等)EC裝置400之可著色視窗之著色位準。每一壁式開關1490亦與該(等)EC裝置400及主視窗控制器1402通信。一終端使用者(例如，具有可著色視窗之一房間之居住者)可使用壁式開關1490來控制具有該(等)EC裝置400之可著色視窗之著色位準及其他功能。
在圖17中，主視窗控制器1402被繪示為包括一主網路控制器1403、與主網路控制器1403通信之複數個中間網路控制器1405及多個
複數個終端或葉視窗控制器1410。每一複數個終端或葉視窗控制器1410與一單個中間網路控制器1405通信。儘管主視窗控制器1402被圖解說明為一散佈式視窗控制器網路，但在其他實施例中主視窗控制器1402亦可係控制一單個可著色視窗之功能之一單個視窗控制器。圖17中之系統1400之組件在某些方面可類似於關於圖15所闡述之組件。舉例而言，主網路控制器1403可類似於主網路控制器1103且中間網路控制器1405可類似於中間網路控制器1105。圖17之散佈式網路中之視窗控制器中之每一者可包括一處理器(例如，微處理器)及與該處理器電通信之一電腦可讀媒體。
在圖17中，每一葉或終端視窗控制器1410與一單個可著色視窗之(一或多個)EC裝置400通信以控制建築物中之彼可著色視窗之著色位準。在一IGU之情形中，葉或終端視窗控制器1410可與在IGU之多個薄片上之EC裝置400通信以控制IGU之著色位準。在其他實施例中，每一葉或終端視窗控制器1410可與複數個可著色視窗通信。葉或終端視窗控制器1410可整合至可著色視窗中或可與其所控制的可著色視窗分離。圖17中之葉及終端視窗控制器1410可類似於圖15中之終端或葉控制器1110及/或亦可類似於關於圖4所闡述之視窗控制器450。
每一壁式開關1490可由一終端使用者(例如，房間之居住者)操作以控制與壁式開關1490通信之可著色視窗之著色位準及其他功能。終端使用者可操作壁式開關1490以傳遞控制信號至在相關聯可著色視窗中之EC裝置400。來自壁式開關1490之此等信號在某些情形中可更動控制來自主視窗控制器1402之信號。在其他情形(例如，高需求情形)中，來自主視窗控制器1402之控制信號可更動控制來自壁式開關1490之控制信號。每一壁式開關1490亦與葉或終端視窗控制器1410通信以將關於自壁式開關1490發送之控制信號之資訊(例如，時間、日期、所請求著色位準等)發送回至主視窗控制器1402。在某些情形中，壁
式開關1490可係人工地操作。在其他情形中，壁式開關1490可由終端使用者使用(舉例而言)使用紅外線(IR)及/或射頻(RF)信號發送具有控制信號之無線通信之一遠端裝置(例如，手機、平板電腦等)以無線方式控制。在某些實施例中，壁式開關1490可包括一無線協定晶片，諸如Bluetooth、EnOcean、WiFi、Zigbee等。儘管圖17中所繪示之壁式開關1490位於(一或多個)牆壁上，但系統1400之其他實施例可具有位於房間中別處之開關。
圖18係繪示根據實施例用於控制一建築物之不同帶區中之一或多個可著色視窗(例如，電致變色視窗)之著色位準之一方法之預測控制邏輯之一方塊圖。此邏輯在慮及可著色視窗中之EC裝置400之轉變時間之一未來時間做出預測性判定。此預測控制邏輯可由關於圖17所闡述之系統1400之組件或由其他所揭示實施例之系統之組件採用。在所圖解說明之實例中，預測控制邏輯之一部分由視窗控制器1410執行，另一部分由網路控制器1408執行，且模組1 1406中之邏輯由與視窗控制器1410及網路控制器1408分離之一組件執行。另一選擇係，模組1 1406可係可以或可不載入至視窗控制器1410中之單獨邏輯。
在圖18中，由視窗控制器1410及模組1 1406採用之預測控制邏輯之部分由BMS 1407管理。BMS 1407可類似於關於圖15所闡述之BMS 1100。BMS 1407經由一BACnet介面1408與視窗控制器1410電子通信。在其他實施例中，可使用其他通信協定。儘管圖18中未展示，但模組1 1406亦經由BACnet介面1408與BMS 1407通信。在其他實施例中，圖18中所繪示之預測控制邏輯可獨立於一BMS而操作。
網路控制器1408自一或多個感測器(例如，一外部光感測器)接收感測器讀數且亦可將感測器讀數轉換成W/m2。網路控制器1408經由CANbus或CANOpen協定與視窗控制器1410電子通信。網路控制器
1408將經轉換感測器讀數傳遞至視窗控制器1410。網路控制器1408可類似於圖17之中間網路控制器1405或主網路控制器1403。
在圖18中，由視窗控制器1410採用之預測控制邏輯之部分包括一主排程器1502。主排程器1502包括允許一使用者(例如，建築物管理員)準備可在一天之不同時間及/或日期使用不同類型之控制程式之一排程之邏輯。控制程式中之每一者包括用於基於一或多個獨立變數而判定一著色位準之邏輯。一種類型之控制程式簡單地係一純狀態。一純狀態係指在某一時間週期期間固定而不管其他條件如何之特定著色位準(例如，透射率=40%)。舉例而言，建築物管理者可指定在每天的下午3點之後視窗係透明的。作為另一實例，建築物管理者可針對在每天的下午8點至上午6點之間之時間週期指定一純狀態。在一天之其他時間，可採用一不同類型之控制程式，舉例而言，採用一大得多的精細位準。一種類型之控制程式提供一高精細位準。舉例而言，此類型之一高度精細的控制程式包括參考圖18所闡述之預測控制邏輯且可包括模組1 1406之邏輯模組A、B及C中之一或多者之實施方案。作為另一實例，此類型之另一高度精細的控制程式包括參考圖18所闡述之預測控制邏輯且可包括模組1 1406之邏輯模組A、B及C以及此部分VII中稍後闡述之模組D中之一或多者之實施方案。作為另一實例，此類型之另一高度精細的控制程式係參考圖7所闡述之預測控制邏輯且包括參考圖8、圖9及圖12所闡述之邏輯模組A、B及C之全多模組實施方案。在此實例中，預測控制邏輯使用模組C中之感測器回饋及模組A及B中之太陽資訊。一高度精細的控制程式之另一實例係參考圖7所闡述之預測控制邏輯，其具有參考圖8、圖9及圖12所闡述之邏輯模組A、B及C中之一者或兩者之部分邏輯模組實施方案。另一類型之控制程式係依賴於來自一或多個感測器(例如，光電感測器)之回饋且不管太陽位置如何而相應地調整著色位準之一臨限值控制程式。使用主
排程器1502之技術優點之一係使用者可選擇並排程用於判定著色位準之控制程式(方法)。
主排程器1502按照日期及一天當中的時間(基於24小時的一天)而根據時間運行排程中之控制程式。主排程器1502可按照一日曆日期及/或一周之天數(基於具有五個周日(星期一至星期五)及兩個週末(星期六及星期日)之7天之一周)來判定日期。主排程器1502亦可判定某些天是否係假日。主排程器1502可基於可著色視窗之位置(其由位點資料1506判定)而自動調整一天當中的時間來作為白天節約時間。
在一項實施例中，主排程器1502可使用一單獨假日排程。使用者可已判定在假日排程期間使用哪一(些)控制程式。使用者可判定哪些天將包括在假日排程中。主排程器1502可複製由使用者設置之基本排程且允許使用者針對假日排程中之假日設置其修改。
當準備由主排程器1502採用之排程時，使用者可選擇將在其中採用該(等)選定程式之建築物之(一或多個)帶區(帶區選擇)。每一帶區包括一或多個可著色視窗。在某些情形中，一帶區可係與一空間類型(例如，具有在一特定位置處之一辦公桌之辦公室、會議室等)相關聯之一區域或可與多個空間類型相關聯。舉例而言，使用者可選擇具有辦公室之帶區1：1)自星期一至星期六：在早上8點加熱至70度且接通空氣調節至下午3點以保持辦公室中之溫度為80度，且接著關斷所有空氣調節，且在每個周日期間的下午5點加熱，且2)(星期六及星期日)關斷加熱及空氣調節。作為另一實例，使用者可設定具有一會議室之帶區2運行圖18之預測控制邏輯，其包括使用所有邏輯模組A、B及C之模組1之全模組實施方案。在另一實例中，使用者可選擇具有會議室之一帶區1自上午8點至下午3點運行模組1且在下午3點之後運行一臨限值程式或純狀態。在其他情形中，一帶區可係整個建築物或可係一建築物中之一或多個視窗。
當準備具有可使用感測器輸入之程式之排程時，使用者亦可能夠選擇用於程式中之(一或多個)感測器。舉例而言，使用者可選擇位於屋頂之一感測器或者位於可著色視窗附近或可著色視窗處之一感測器。作為另一實例，使用者可選擇一特定感測器之一ID值。
由視窗控制器1410採用之預測控制邏輯之部分亦包括與主排程器1502電子通信之一使用者介面1504。使用者介面1504亦與位點資料1506、帶區/群組資料1508及感測邏輯1516通信。使用者可使用使用者介面1504輸入其排程資訊以準備排程(產生一新排程或修改一現有排程)。使用者介面1504可包括諸如(舉例而言)一小鍵盤、觸控墊、鍵盤之一輸入裝置。使用者介面1504亦可包括一顯示器以輸出關於排程之資訊且提供用於設置排程之可選擇選項。使用者介面1504與一處理器(例如，微處理器)電子通信，該處理器與一電腦可讀媒體(CRM)電子通信。該處理器及CRM兩者皆係視窗控制器1410之組件。主排程器1502及預測控制邏輯之其他組件中之邏輯可儲存於視窗控制器1410之電腦可讀媒體上。
使用者可使用使用者介面1504鍵入其位點資料1506及帶區/群組資料1508。位點資料1506包括建築物之位置之緯度、經度及GMT偏移。帶區/群組資料包括建築物之每一帶區中之一或多個可著色視窗之位置、尺寸(例如，視窗寬度、視窗高度、窗台寬度等)、定向(例如，視窗傾斜)、外部遮擋物(例如，突出深度、在視窗上方之突出位置、左/右鰭狀物至側尺寸、左/右鰭狀物深度等)、基準玻璃SHGC及佔用查找表。在圖18中，位點資料1506及帶區/群組資料1508係靜態資訊(亦即，不由預測控制邏輯之組件改變之資訊)。在其他實施例中，此資料可係即時產生。位點資料1506及帶區/群組資料1508可儲存於視窗控制器1410之一電腦可讀媒體上。
當準備(或修改)排程時，使用者選擇主排程器1502將在不同時間
週期在一建築物之帶區中之每一者中運行之控制程式。在某些情形中，使用者可能夠自多個控制程式中選擇。在一個此情形中，使用者可藉由自顯示於使用者介面1405上之所有控制程式之一清單(例如，選單)選擇一控制程式來準備一排程。舉例而言，使用者可僅已支付兩個控制程式之使用。在此實例中，使用者將僅能夠選擇使用者已支付之兩個控制程式中之一者。
一使用者介面1405之一實例展示於圖19中。在此所圖解說明之實例中，使用者介面1405係用於鍵入用以產生或改變由主排程器1502所採用之一排程之排程資訊之一表之形式。舉例而言，使用者可藉由鍵入開始及停止時間而將時間週期鍵入至該表中。使用者亦可選擇由一程式使用之一感測器。使用者亦可鍵入位點資料1506及帶區/群組資料1508。使用者亦可藉由選擇「太陽穿透查找表」而選擇一佔用查找表來使用。
返回至圖18，由視窗控制器1410採用之預測控制邏輯之部分亦包括一天當中的時間(超前)邏輯1510。一天當中的時間(超前)邏輯1510判定由預測控制邏輯用來做出其預測性判定之一未來時間。此未來時間慮及轉變可著色視窗中之EC裝置400之著色位準所需之時間。藉由使用慮及轉變時間之一時間，預測控制邏輯可預測適合於未來時間之一著色位準，EC裝置400在該未來時間將具有轉變至著色位準之時間(在接收控制信號之後)。一天當中的時間部分1510可基於來自帶區/群組資料之關於一代表視窗(例如，視窗尺寸等)之資訊而估計該代表視窗中之(一或多個)EC裝置之轉變時間。一天當中的時間邏輯1510可接著基於轉變時間及當前時間而判定未來時間。舉例而言，未來時間可等於或大於當前時間加上轉變時間。
帶區/群組資料包括關於每一帶區之代表視窗之資訊。在一個情形中，代表視窗可係帶區中之視窗中之一者。在另一情形中，代表視
窗可係基於對來自彼帶區中之所有視窗之所有性質求平均值而具有平均性質(例如，平均尺寸)之一視窗。
由視窗控制器1410採用之預測控制邏輯亦包括一太陽位置計算器1512。太陽位置計算器1512包括判定在一時間例項處太陽之位置、太陽方位角及太陽高度之邏輯。在圖18中，太陽位置計算器1512基於自一天當中的時間邏輯1510接收之一未來時間例項而做出其判定。太陽位置計算器1512與一天當中的時間部分1510及位點資料1506通信以接收未來時間、建築物之緯度及經度座標以及做出其(一或多個)計算(諸如太陽位置計算)可需要之其他資訊。太陽位置計算器1512亦可基於所計算太陽位置而執行一或多個判定。在一項實施例中，太陽位置計算器1512可根據模組1 1406之模組A、B及C計算晴朗天空輻照或做出其他判定。
由視窗控制器1410採用之控制邏輯亦包括與感測邏輯1516通信之排程邏輯1518、使用者介面1405、太陽位置計算器1512及模組1 1406。排程邏輯1518包括判定使用經由智慧邏輯1520自模組1 1406傳遞之著色位準還是使用基於其他考量因素之另一著色位準之邏輯。舉例而言，隨著太陽升起及太陽落山時間在一年當中改變，使用者不想重新編程排程以慮及此等改變。排程邏輯1518可使用來自太陽位置計算器1512之太陽升起及太陽落山時間來設定一適當著色位準(在太陽升起之前及在太陽落山之後)，而不需要使用者針對此等改變時間重新編程排程。舉例而言，排程邏輯1508可判定根據自太陽位置計算器1512接收之太陽升起時間太陽尚未升起且應使用一天陽升起前著色位準而非自模組1 1406傳遞之著色位準。將由排程邏輯1518判定之著色位準傳遞至感測邏輯1516。
感測邏輯1516與更動控制邏輯1514、排程邏輯1518及使用者介面1405通信。感測邏輯1516包括判定使用自排程邏輯1518傳遞之著色
位準還是使用基於經由BACnet介面1408自一或多個感測器接收之感測器資料之另一著色位準之邏輯。使用以上段落中之實例，若排程邏輯1518判定太陽尚未升起及傳遞一太陽升起前著色位準且感測器資料展示太陽實際上已升起，則感測邏輯1516將使用經由排程邏輯1518自模組1 1406傳遞之著色位準。將由感測邏輯1516判定之著色位準傳遞至更動控制邏輯1514。
BMS 1407及網路控制器1408亦與一需求回應(例如，公共事業公司)電子通信以接收傳遞對一高需求(或峰值負載)更動控制之需要之信號。回應於自需求回應接收此等信號，BMS 1407及/或網路控制器1408可經由BACnet介面1408將指令發送至將處理來自需求回應之更動控制資訊之更動控制邏輯1514。更動控制邏輯1514經由BACnet介面1408與BMS 1407及網路控制器1408通信，且亦與感測邏輯1516通信。
更動控制邏輯1514允許某些類型之更動控制脫離預測控制邏輯且使用基於另一考量因素之一更動控制著色位準。可脫離預測控制邏輯之更動控制類型之某些實例包括一高需求(或峰值負載)更動控制、人工更動控制、空房間更動控制等。一高需求(或峰值負載)更動控制根據需求回應界定一著色位準。對於一人工更動控制，一終端使用者可以人工方式或經由一遠端裝置在一壁式開關1490(展示於圖17中)鍵入更動控制值。一空房間更動控制基於一空房間(亦即，房間中無居住者)而界定一更動控制值。在此情形中，感測邏輯1516可自一感測器(例如，運動感測器)接收指示房間係空的之感測器資料且感測邏輯1516可判定一更動控制值且將該更動控制值中繼至更動控制邏輯1514。更動控制邏輯1514可接收一更動控制值且判定使用該更動控制值還是使用另一值，諸如自具有較高優先等級之一源(亦即，需求回應)接收之另一更動控制值。在某些情形中，更動控制邏輯1514可藉
由類似於關於圖7所闡述之更動控制步驟630、640及650之步驟開操作。
由視窗控制器1410採用之控制邏輯亦包括可關閉模組A 1550、B 1558及C 1560中之一或多者之智慧邏輯1520。在一個情形中，智慧邏輯1520可用於關閉其中使用者尚未為一或多個模組支付之此等模組。智慧邏輯1520可防止使用某些更複雜特徵，諸如在模組A中進行之穿透計算。在此等情形中，使用使太陽計算器資訊「短路」且使用其來計算著色位準(可能藉助一或多個感測器)之一基本邏輯。將來自基本邏輯之此著色位準傳遞至排程邏輯1518。
智慧邏輯1520可藉由使視窗控制器1410與模組1 1406之間之某些通信轉向而關閉模組(模組A 1550、模組B 1558及模組C 1560)中之一或多者。舉例而言，太陽位置計算器1512與模組A 1550之間之通信經由智慧邏輯1520且可由智慧邏輯1520轉向至排程邏輯1518以關閉模組A 1550、模組B 1558及模組C 1560。作為另一實例，1552處之來自模組A之著色位準至1554處之晴朗天空輻照計算之傳遞經由智慧邏輯1520且可改為轉向至排程邏輯1518以關閉模組B 1558及模組C 1560。在又一實例中，1558處之來自模組B之著色位準至模組C 1560之傳遞經由智慧邏輯1520且可轉向至排程邏輯1518以關閉模組C 1560。
模組1 1406包括判定一著色位準並將該著色位準返回至視窗控制器1410之排程邏輯1518之邏輯。該邏輯預測將適合於由一天當中的時間部分1510提供之未來時間之一著色位準。該著色位準係針對與排程中之帶區中之每一者相關聯之一代表可著色視窗判定。
在圖18中，模組1 1406包括模組A 1550、模組B 1558及模組C 1560，其可具有在某些方面類似於在關於圖8、圖9、圖12及圖13所闡述之模組A、B及C中所執行之步驟之某些步驟。在另一實施例中，模組1 1406可由如關於圖8、圖9、圖12及圖13所闡述之模組A、B及C組
成。在又一實施例中，模組1 1406可由關於圖14所闡述之模組A、B及C組成。
在圖18中，模組A 1550判定穿過代表可著色視窗之穿透深度。由模組A 1550預測之穿透深度係在未來時間。模組A 1550基於自太陽位置計算器1512接收之太陽之所判定位置(亦即，太陽方位角及太陽高度)且基於代表可著色視窗之位置、受光角、視窗之尺寸、視窗之定向(亦即，面向方向)及自帶區/群組資料1508擷取之任何外部遮擋物之細節而計算穿透深度。
模組A 1550接著針對所計算穿透深度判定將提供居住者舒適性之著色位準。模組A 1550使用自帶區/群組資料1508擷取之佔用查找表而針對所計算穿透深度且針對視窗之受光角判定與代表可著色視窗相關聯之空間類型之所要著色位準。模組A 1550在步驟1552處輸出一著色位準。
在邏輯1554中針對所有時間預測入射代表可著色視窗之最大晴朗天空輻照。亦基於來自位點資料1506及帶區/群組資料1508之建築物之緯度及經度座標以及代表視窗定向(亦即，視窗面向之方向)而預測未來時間之晴朗天空輻照。此等晴朗天空輻照計算在其他實施例中可由太陽位置計算器1512執行。
模組B 1556接著藉由遞增地增加著色位準而計算新著色位準。在此等遞增步長中之每一者處，使用以下方程式來判定基於新著色位準之房間中之內部輻照：內部輻照=SHGC×晴朗天空輻照。模組B選擇其中內部輻照小於或等於基準內部輻照(基準SHGC×最大晴朗天空輻照)之著色位準且該著色位準不亮於來自A之著色位準。模組B 1556輸出來自B之選定著色位準。根據來自B之著色位準，邏輯1558計算外部輻照及所計算天窗輻照。
模組C 1560做出輻照之一感測器讀數是否小於晴朗天空輻照之一
判定。若判定結果為是，則遞增地使正在計算之著色位準較亮(較透明)直至值匹配或小於計算為感測器讀數×著色位準SHGC之一著色位準為止，但不超過來自B之基準內部輻照。若判定結果為否，則以遞增步長使正在計算之著色位準較暗(如在模組B 1556中進行)。模組C輸出著色位準。邏輯1562判定來自模組C之著色位準係最終著色位準且將此最終著色位準(來自模組C之著色位準)返回至視窗控制器1410之排程邏輯1518。
在一個態樣中，模組1 1406亦可包括一第四模組D，該第四模組D可預測周圍環境對穿過帶區中之可著色視窗之日光之強度及方向之影響。舉例而言，一相鄰建築物或其他結構可遮擋建築物且阻擋某些光通過視窗。作為另一實例，來自一相鄰建築物之反射表面(例如，具有雪、水等之表面)或在建築物周圍之環境中之其他表面可將光反射至可著色視窗中。此經反射光可增加至可著色視窗中之光之強度且導致居住者空間中之眩光。取決於由模組D預測之日光之強度及方向之值，模組D可修改來自模組A、B及C之所判定著色位準或可修改來自模組A、B及C之某些判定，諸如(舉例而言)帶區/群組資料中之代表視窗之穿透深度計算或受光角。
在某些情形中，可進行一位點研究以判定建築物周圍之環境及/或可使用一或多個感測器來判定周圍環境之影響。來自位點研究之資訊可係基於預測一時間週期(例如，一年)之反射及遮擋(包圍)影響之靜態資訊，或可係可在一週期性基礎或其他時間基礎上更新之動態資訊。在一個情形中，模組D可使用位點研究來修改自帶區/群組資料擷取之每一帶區之代表視窗之標準受光角及相關聯θ 1及θ 2(展示於圖20中)。模組D可將關於代表視窗之此經修改資訊傳遞至預測控制邏輯之其他模組。由模組D用來判定周圍環境之影響之一或多個感測器可係由其他模組(例如，由模組C)使用之相同感測器或可係不同感測
器。此等感測器可特定經設計以判定模組D之周圍環境之影響。
為操作圖18中所展示之預測控制邏輯，使用者首先準備具有時間及日期、帶區、感測器以及所使用程式之細節之一排程。另一選擇係，可提供一預設排程。一旦排程已設定(經儲存)，則以某些時間間隔(每1分鐘、每5分鐘、每10分鐘等)，一天當中的時間部分1510基於當前時間及排程中之每一帶區之代表視窗中之(一或多個)EC裝置400之轉變時間而判定一天當中的一未來時間。使用帶區/群組資料1508及位點資料1506，太陽位置計算器1512針對排程中之每一帶區之每一代表視窗判定在未來(超前)時間的太陽位置。基於由使用者準備之排程，使用智慧邏輯1520來判定針對排程中之每一帶區採用哪一程式。對於每一帶區，採用經排程程式且其預測用於彼未來時間之一適當著色位準。若存在一已設定之更動控制，則將使用一更動控制值。若不存在已設定之更動控制，則將使用由程式判定之著色位準。針對每一帶區，視窗控制器1410將把具有由經排程程式判定之帶區特定著色位準之控制信號發送至(一或多個)相關聯EC裝置400以不遲於該未來時間轉變彼帶區中之(一或多個)可著色視窗之著色位準。
圖20係包括一佔用查找表之一實例之一圖解說明。該表中之著色位準係按照T vis (可見透射)。該表包括針對一特定空間類型之所計算穿透深度值(2英尺、4英尺、8英尺及15英尺)與當太陽角度θ sun 在介於θ 1 =30度與θ 2 =120度之間之視窗之受光角之間時之不同組合之不同著色位準(T vis 值)。該表係基於包括4%(最亮)、20%、40%及63%之四個著色位準。圖20亦展示靠近一視窗之一辦公桌及該視窗對具有介於θ 1 與θ 2 之角度之間之一角度θ sun 之日光之受光角之一圖式。此圖式展示太陽角度θ sun 與辦公桌之位置之間之關係。當太陽之角度θ sun 在介於θ 1 與θ 2 之間之受光角之間，則日光可照射辦公桌之
表面。若太陽角度θ sun 在介於θ 1 與θ 2 之間之受光角之間(若θ 1 <θ sun <θ 2 )且穿透深度符合將視窗著色之準則，則將由佔用查找表判定之彼著色位準發送至視窗控制器，視窗控制器將控制信號發送至視窗中之EC裝置以將視窗轉變至所判定著色位準。可針對每一視窗計算或量測此等兩個角度θ 1 及θ 2 ，且與彼帶區之其他視窗參數一起儲存於帶區/群組資料1508中。
圖21A、圖21B及圖21C係根據實施例之一建築物2100之一部分之平面視圖。建築物2100可在某些方面類似於圖15中之建築物1101且建築物2100中之房間可在某些方面類似於在圖5、圖6A、圖6B及圖6C中所闡述之房間500。建築物2100之部分包括三種不同空間類型，其包括：在一辦公室中之一辦公桌、一臥室群組及在建築物2100中之一會議室。圖21A、圖21B及圖21C展示在不同角度θ sun 之太陽。此等圖亦圖解說明建築物2100中之不同類型之視窗之不同受光角。舉例而言，具有最大視窗之會議室將具有最大受光角，從而允許最多光進入房間中。在此實例中，一相關聯佔用查找表中之T vis 值對於會議室可相對低(低透射率)。然而，若具有相同受光角之一類似視窗改為在一陽台中，則一相關聯佔用查找表中之T vis 值可係較高值(較高透射率)以允許更多日光進入房間。
圖22係根據實施例可存在於用於控制著色位準或更多可著色視窗之視窗控制器中之子系統之一方塊圖。舉例而言，圖17中所繪示之視窗控制器可具有一處理器(例如，微處理器)及與該處理器電子通信之一電腦可讀媒體。
各圖中先前所闡述之各種組件可使用子系統中之一或多者來操作以促進本文中所闡述之功能。各圖中之組件中之任一者可使用任何適合數目個子系統以促進本文中所闡述之功能。此等子系統及/或組
件之實例展示於圖22中。圖22中所展示之子系統經由一系統匯流排2625互連。展示額外子系統，諸如一印表機2630、鍵盤2632、固定磁碟2634(或包含電腦可讀媒體之其他記憶體)、顯示器2430(其耦合至顯示器適配器2638)及其他。耦合至I/O控制器2640之周邊裝置及輸入/輸出(I/O)裝置可藉由此項技術中已知的任何數目個手段(諸如串列埠2642)連接至電腦系統。舉例而言，串列埠2642或外部介面2644可用於將該電腦設備連接至一廣域網路(諸如網際網路)、一滑鼠輸入裝置或一掃描器。經由系統匯流排之互連允許處理器2410與每一子系統進行通信且控制來自系統記憶體2646或固定磁碟2634之指令之執行以及在子系統之間的資訊交換。系統記憶體2646及/或固定磁碟2634可體現一電腦可讀媒體。此等元件中之任一者可存在於先前所闡述之特徵中。
在某些實施例中，一輸出裝置(諸如一或多個系統之印表機2630或顯示器2430)可輸出各種形式之資料。舉例而言，系統1400可在一顯示器上輸出排程資訊至一使用者。
可在不背離本發明之範疇之情況下對上文所闡述之預測控制邏輯、其他控制邏輯及其相關聯控制方法(例如，關於圖18所闡述之邏輯、關於圖7、圖8、圖9、圖12及圖13所闡述之邏輯及關於圖14所闡述之邏輯)中之任一者做出修改、添加或省略。在不背離本發明之範疇之情況下，上文所闡述之邏輯中之任一者可包括更多的、更少的邏輯組件或其他邏輯組件。另外，可在不背離本發明之範疇之情況下以任何適合次序執行所闡述之邏輯之步驟。
此外，可在不背離本發明之範疇之情況下對上文所闡述之系統(例如，關於圖17所闡述之系統)或一系統之組件做出修改、添加或省略。系統之組件可根據特定需要整合或分離。舉例而言，主網路控制器1403及中間網路控制器1405可整合至一單個視窗控制器中。此外，
系統之操作可由更多的、更少的組件或其他組件執行。另外，系統之操作可使用包含軟體、硬體、其他邏輯或前述各項之任何適合組合之任何適合邏輯來執行。
應理解，上文所闡述之本發明可以一模組方式或整合方式使用電腦軟體以控制邏輯之形式來實施。基於本文中所提供之揭示內容及教示內容，熟習此項技術者應知曉及瞭解使用硬體及硬體與軟體之一組合來實施本發明之其他方式及/或方法。
本申請案中所闡述之軟體組件或功能中之任一者皆可使用(舉例而言)習用或物件導向之技術使用任何適合電腦語言(諸如，舉例而言Java、C++或Perl)實施為供一處理器執行之軟體程式碼。軟體程式碼可儲存為諸如一隨機存取記憶體(RAM)、一唯讀記憶體(ROM)、一磁性媒體(諸如一硬碟機或一軟磁碟)或一光學媒體(諸如一CD-ROM)之一電腦可讀媒體上之一系列指令或命令。任何此類電腦可讀媒體可駐留於一單個計算設備上或內，且可存在於一系統或網路內之不同計算設備上或內。
儘管已在某一程度上詳細地闡述前述所揭示實施例以促進理解，但所闡述之實施例應被認為係說明性而非限制性。熟習此項技術者將明瞭，可在隨附申請專利範圍之範疇內實踐某些改變及修改。
在不背離本發明之範疇之情況下，來自任何實施例之一或多個特徵可與任何其他實施例之一或多個特徵組合。此外，可在不背離本發明之範疇之情況下對任何實施例做出修改、添加或省略。任何實施例之組件可在不背離本發明之範疇之情況下根據特定需要整合或分離。
Claims (36)
- 一種控制一可著色視窗之著色以慮及一建築物之一房間中之居住者舒適性之方法，其中該可著色視窗位於該建築物之內部與外部之間，該方法包含：(a)基於在一未來時間直射日光穿過該可著色視窗至該房間中之一穿透深度及該房間中之空間類型而預測在該未來時間用於該可著色視窗之一著色位準；及(b)經由一網路提供指令以將該可著色視窗之著色轉變至在(a)中所判定之該著色位準。
- 如請求項1之方法，其進一步包含預測在該未來時間穿過該可著色視窗之晴朗天空輻照，及將該所預測晴朗天空輻照與(a)中之該判定一起使用來修改在(a)中所判定之該著色位準。
- 如請求項2之方法，其進一步包含自經組態以偵測該可著色視窗處之實際輻照之一感測器接收一信號，及將該所偵測輻照與(a)中之該判定一起使用來進一步修改該著色位準。
- 如請求項1之方法，其進一步包含基於在該未來時間之一太陽位置及一視窗組態而計算(a)中之該穿透深度。
- 如請求項4之方法，其中該未來時間係在當前時間之後之至少一預設間隔，其中該預設間隔係轉變該可著色視窗之該著色之一所估計持續時間。
- 如請求項4之方法，其中該視窗組態包含選自由以下各項組成之群組之一或多個變數之值：該可著色視窗之位置、該可著色視窗之尺寸、該可著色視窗之定向及外部遮擋物之尺寸。
- 如請求項1之方法，其中(a)中之該著色位準係使用其中針對穿透深度與空間類型之組合指定著色位準之一查找表來判定。
- 如請求項4之方法，其進一步包含基於該建築物之經度及緯度以及一年當中的日期及一天當中的一未來時間而計算(a)中用以判定該著色位準之該太陽位置。
- 如請求項1之方法，其中在(a)中所判定之該著色位準係一最小著色位準。
- 如請求項5之方法，其中在(a)中所判定之該著色位準減少該建築物中之一加熱系統、一冷卻系統及/或照明之能量消耗同時提供居住者舒適性。
- 如請求項1之方法，其進一步包含在接收一更動控制機制之後使用一更動控制值來修改在(a)中所判定之該著色位準。
- 如請求項1之方法，其進一步包含提供指令，其中該等指令係由一主控制器提供。
- 一種用於控制一可著色視窗之著色以慮及一建築物之一房間中之居住者舒適性之控制器，其中該可著色視窗位於該建築物之內部與外部之間，該控制器包含：一處理器，其經組態以基於直射日光穿過該可著色視窗至該房間中之一穿透深度及該房間中之空間類型而判定用於該可著色視窗之一著色位準；及一功率寬度調變器，其與該處理器且經由一網路與該可著色視窗通信，該功率寬度調變器經組態以自該處理器接收該著色位準且經由該網路發送具有著色指令之一信號以將該可著色視窗之該著色轉變至該所判定著色位準。
- 如請求項13之控制器，其中該處理器進一步經組態以預測穿過該可著色視窗之晴朗天空輻照，且將該所預測晴朗天空輻照與該所判定著色位準一起使用來修改該所判定著色位準。
- 如請求項14之控制器，其中該處理器與經組態以偵測該可著色視窗處之實際輻照之一感測器通信，且其中該處理器進一步經組態以自該感測器接收具有所偵測輻照之一信號且將該所偵測輻照與該經修改著色位準一起使用來進一步修改該著色位準。
- 一種用於控制一可著色視窗之著色以慮及一建築物中之居住者舒適性之主控制器，其中該可著色視窗位於該建築物之內部與外部之間，該主控制器包含：一電腦可讀媒體，其具有有與該可著色視窗相關聯之一空間類型之一組態檔案；及一處理器，其與該電腦可讀媒體通信且與該可著色視窗之一本端視窗控制器通信，其中該處理器經組態以：自該電腦可讀媒體接收該空間類型，基於直射日光穿過該可著色視窗至一房間中之一穿透深度及該空間類型而判定用於該可著色視窗之一著色位準，且經由一網路將著色指令發送至該本端視窗控制器以將該可著色視窗之著色轉變至該所判定著色位準。
- 一種控制一建築物之一帶區中之一或多個可著色視窗之著色以慮及居住者舒適性之方法，該方法包含：基於一當前時間且基於該帶區之一代表視窗之一所預測轉變時間而計算一未來時間；預測在該未來時間之一太陽位置；判定由一使用者在一排程中指定之一程式，該程式包括用於基於一或多個獨立變數而判定一著色位準之邏輯；採用該所判定程式以基於在該未來時間之該所預測太陽位置及居住者舒適性而判定該著色位準；及傳遞指令至該一或多個可著色視窗以將著色轉變至該所判定著色位準。
- 如請求項17之方法，其中該等可著色視窗係電致變色視窗且該等指令係傳遞至該等電致變色視窗中之每一者之一或多個電致變色裝置。
- 如請求項17之方法，其進一步包含使用智慧邏輯來判定是否使用該程式中之一或多個邏輯模組來判定該著色位準。
- 如請求項19之方法，其進一步包含：若該智慧邏輯判定使用一第一邏輯模組，則基於直射日光穿過該代表視窗之一穿透深度且基於空間類型而判定該著色位準。
- 如請求項20之方法，其進一步包含基於該所預測太陽位置及視窗組態而計算該穿透深度。
- 如請求項20之方法，其進一步包含基於該建築物之周圍環境而修改該所計算穿透深度。
- 如請求項20之方法，其中該著色位準係使用其中針對穿透深度、空間類型及受光角之組合指定著色位準之一查找表來判定。
- 如請求項23之方法，其進一步包含基於該建築物之周圍環境而修改該代表視窗之該受光角。
- 如請求項17之方法，其進一步包含預測在該未來時間穿過該代表視窗之晴朗天空輻照。
- 如請求項19之方法，若該智慧邏輯判定使用一第二邏輯模組，則該方法進一步包含：預測在該未來時間穿過該代表視窗之晴朗天空輻照；及使用該所預測晴朗天空輻照連同該所預測太陽位置來判定該著色位準。
- 如請求項19之方法，若該智慧邏輯判定使用一第三邏輯模組，則該方法進一步包含使用由一感測器偵測之實際輻照來判定該著色位準。
- 如請求項19之方法，若該智慧邏輯判定使用一第一邏輯模組及一第二邏輯模組兩者，則該方法進一步包含：基於直射日光穿過該代表視窗之一穿透深度且基於空間類型而判定該著色位準；預測在該未來時間穿過該代表視窗之晴朗天空輻照；及若較暗，則基於該所預測晴朗天空輻照連同該所預測太陽位置而修改該著色位準。
- 如請求項28之方法，若該智慧邏輯判定亦使用一第三邏輯模組，則該方法進一步包含：若較亮，則使用由一感測器偵測之實際輻照來修改該著色位準。
- 如請求項17之方法，其進一步包含使用更動控制邏輯來判定是否使用一更動控制值來修改該所判定著色位準。
- 如請求項17之方法，其中該排程係由一使用者準備。
- 如請求項17之方法，其中該未來時間係藉由將該代表視窗之該所預測轉變時間與該當前時間相加來計算。
- 如請求項17之方法，其進一步包含估計該代表視窗之該所預測轉變時間。
- 如請求項17之方法，其進一步包含基於該建築物之經度及緯度而預測在該所預測未來時間之該太陽位置。
- 一種用於控制一建築物之一帶區中之一或多個可著色視窗之著色以慮及居住者舒適性之視窗控制器，該視窗控制器包含：一電腦可讀媒體，其具有預測控制邏輯以及與該帶區相關聯之位點資料及帶區/群組資料；及一處理器，其與該電腦可讀媒體通信且與該可著色視窗通信，其中該處理器經組態以：基於一當前時間及該帶區之一代表視窗之一所預測轉變時間而計算一未來時間；預測在該未來時間之一太陽位置；判定由一使用者在一排程中指定之一程式，該程式包括用於基於一或多個獨立變數而判定一著色位準之邏輯；採用該所判定程式以使用在該未來時間之該所預測太陽位置且基於居住者舒適性而判定一著色位準；且傳遞指令至該帶區中之該一或多個可著色視窗以將著色轉變至該所判定著色位準。
- 如請求項35之視窗控制器，其中該等可著色視窗係電致變色視窗且該等指令係傳遞至該等電致變色視窗中之每一者之一或多個電致變色裝置。
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