JP5509365B1 - Control program and environmental control system - Google Patents
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Abstract
【課題】 制御対象の環境に応じて、適切な明るさを確保しつつ人工照明のエネルギーを抑制すること。
【解決手段】 所定の環境における光環境に影響を与える装置と、装置を制御する制御装置とからなる環境制御システムの制御をコンピュータに実行させるための環境制御プログラムであって、制御対象の環境を示す情報を取得する取得手順と、情報に基づいて、環境制御の目標を決定する第1の決定手順と、目標に基づいて、装置の制御内容を決定する第2の決定手順と、制御内容に応じて、装置により消費するエネルギーを計算する計算手順と、エネルギーに応じて、制御内容が適切か否かを判断する第1の判断手順と、情報に基づいて、制御内容が適切か否かを判断する第2の判断手順と、第1の判断手順および第2の判断手順の少なくとも一方により制御内容が適切であると判断すると、装置により消費するエネルギーの削減率に関する評価値を算出する算出手順とをコンピュータに実行させる。
【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress energy of artificial lighting while ensuring appropriate brightness according to an environment to be controlled.
An environment control program for causing a computer to execute control of an environment control system including a device that affects a light environment in a predetermined environment and a control device that controls the device. An acquisition procedure for acquiring information to be shown, a first determination procedure for determining a target for environmental control based on the information, a second determination procedure for determining control content of the apparatus based on the target, and a control content Accordingly, a calculation procedure for calculating the energy consumed by the apparatus, a first determination procedure for determining whether the control content is appropriate according to the energy, and whether the control content is appropriate based on the information. When it is determined that the control content is appropriate by at least one of the second determination procedure, the first determination procedure, and the second determination procedure, the reduction rate of energy consumed by the apparatus is related. And a calculation procedure for calculating an evaluation value.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、制御プログラムおよび環境制御システムに関する。 The present invention relates to a control program and an environment control system.
従来より、照度センサや輝度センサを用いて照明を制御する方法が考えられている。例えば、特許文献1の発明では、照度計により屋外の日射状態を取得し、取得した日射状態と照明の状態等に基づいてシミュレートを行って、遮蔽手段の開閉度を調節する技術が開示されている。 Conventionally, a method of controlling illumination using an illuminance sensor or a luminance sensor has been considered. For example, the invention of Patent Document 1 discloses a technique for adjusting the degree of opening and closing of the shielding means by acquiring an outdoor solar radiation state with an illuminometer and performing simulation based on the acquired solar radiation state and the illumination state. ing.
ところで、近年、照明設計を含む環境制御においても、省エネルギー効果が期待されるようになった。特に、昼光の積極的な利用や照明器具の適切な制御によって、人工照明のエネルギー量を抑制し、かつ、適切な明るさが確保された環境が求められている。 By the way, in recent years, an energy saving effect has been expected even in environmental control including lighting design. In particular, there is a demand for an environment in which the amount of energy of artificial lighting is suppressed and appropriate brightness is ensured by positive use of daylight and appropriate control of lighting fixtures.
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、制御対象の環境に応じて、適切な明るさを確保しつつ人工照明のエネルギーを抑制することを目的とする。 This invention is made | formed in view of the said problem, and it aims at suppressing the energy of artificial illumination, ensuring appropriate brightness according to the environment of control object.
本発明の環境制御プログラムは、所定の環境における光環境に影響を与える装置と、前記装置を制御する制御装置とからなる環境制御システムの制御をコンピュータに実行させるための環境制御プログラムであって、制御対象の環境を示す情報を取得する取得手順と、前記情報に基づいて、環境制御の目標を決定する第1の決定手順と、前記目標に基づいて、前記装置の制御内容を決定する第2の決定手順と、前記制御内容に応じて、前記装置により消費するエネルギーを計算する計算手順と、前記エネルギーに応じて、前記制御内容が適切か否かを判断する第1の判断手順と、前記情報に基づいて、前記制御内容が適切か否かを判断する第2の判断手順と、前記第1の判断手順および前記第2の判断手順の少なくとも一方により前記制御内容が適切であると判断すると、前記装置により消費するエネルギーの削減率に関する評価値を算出する算出手順とをコンピュータに実行させる。 An environment control program of the present invention is an environment control program for causing a computer to execute control of an environment control system including a device that affects a light environment in a predetermined environment and a control device that controls the device, An acquisition procedure for acquiring information indicating an environment to be controlled, a first determination procedure for determining a target for environmental control based on the information, and a second for determining the control content of the device based on the target A determination procedure for calculating energy consumed by the device according to the control content, a first determination procedure for determining whether the control content is appropriate according to the energy, Based on the information, the control is performed by at least one of a second determination procedure for determining whether the control content is appropriate, the first determination procedure, and the second determination procedure. When it is determined to be appropriate, to execute a calculation step of calculating an evaluation value regarding the reduction rate of the energy consumed by the device to the computer.
なお、前記取得手順では、所定の環境における輝度情報に基づく輝度画像を取得し、前記輝度画像に基づく性能評価画像を、前記情報として生成しても良い。 In the acquisition procedure, a luminance image based on luminance information in a predetermined environment may be acquired, and a performance evaluation image based on the luminance image may be generated as the information.
また、前記第1の決定手順では、前記目標として、空間の明るさの確保と、視作業性の確保と、グレアと、視対象の視認性の確保との少なくとも1つに関する目標を決定しても良い。 In the first determination procedure, as the target, a target related to at least one of ensuring brightness of space, ensuring visual workability, glare, and ensuring visibility of a visual target is determined. Also good.
また、前記第2の決定手順では、前記制御内容として、昼光の制御と、人工照明の制御との少なくとも一方の制御内容を決定しても良い。 In the second determination procedure, as the control content, at least one control content of daylight control and artificial illumination control may be determined.
また、前記第1の判断手順では、前記制御内容に応じた前記エネルギーが所定の省エネルギー基準を満たしているか否かに基づいて、前記制御内容が適切か否かを判断しても良い。 Further, in the first determination procedure, it may be determined whether or not the control content is appropriate based on whether or not the energy corresponding to the control content satisfies a predetermined energy saving standard.
また、前記第2の判断手順では、前記制御内容が前記目標を満たしているか否かに基づいて、前記制御内容が適切か否かを判断しても良い。 Further, in the second determination procedure, it may be determined whether or not the control content is appropriate based on whether or not the control content satisfies the target.
また、前記算出手順では、前記評価値として、所定の期間および所定の面積あたりの電力光束消費量を算出しても良い。 In the calculation procedure, a power luminous flux consumption per predetermined period and predetermined area may be calculated as the evaluation value.
なお、上記発明に関する構成を、所定の環境における光環境に影響を与える装置と、装置を制御する制御装置とからなる環境制御システムに変換して表現したものも本発明の具体的態様として有効である。 It is also effective as a specific embodiment of the present invention to express the configuration related to the above invention by converting it into an environment control system composed of a device that affects the light environment in a predetermined environment and a control device that controls the device. is there.
本発明によれば、制御対象の環境に応じて、適切な明るさを確保しつつ人工照明のエネルギーを抑制することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the energy of artificial lighting can be suppressed, ensuring appropriate brightness according to the environment of control object.
以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。図1は、実施形態の環境制御システムの構成例を示すブロック図である。実施形態では、所定の環境として、屋内の環境における光環境を制御する環境制御システムを例に挙げて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of an environment control system according to an embodiment. In the embodiment, an environment control system that controls a light environment in an indoor environment will be described as an example of the predetermined environment.
実施形態の環境制御システムは、コンピュータ11と、カメラ31とから構成される。
The environment control system according to the embodiment includes a
コンピュータ11は、カメラ31と有線または無線で相互に接続され、カメラ31を制御するとともに、カメラ31により生成される画像の画像データを取得する。
The
コンピュータ11は、環境制御システムの各部を制御する制御プログラムがインストールされたコンピュータである。コンピュータ11は、図1に示すように、データ読込部12、記憶装置13、CPU14、メモリ15および入出力I/F16、バス17を有している。データ読込部12、記憶装置13、CPU14、メモリ15および入出力I/F16は、バス17を介して相互に接続されている。さらに、コンピュータ11には、入出力I/F16を介して、入力デバイス18(キーボード、ポインティングデバイスなど)とモニタ19とがそれぞれ接続されている。なお、入出力I/F16は、入力デバイス18からの各種入力を受け付けるとともに、モニタ19に対して表示用のデータを出力する。
The
データ読込部12は、画像のデータや、上記の制御プログラムを外部から読み込むときに用いられる。例えば、データ読込部12は、着脱可能な記憶媒体からデータを取得する読込デバイス(光ディスク、磁気ディスク、光磁気ディスクの読込装置など)や、公知の通信規格に準拠して外部の装置と通信を行う通信デバイス(USBインターフェース、LANモジュール、無線LANモジュールなど)で構成される。
The
記憶装置13は、例えば、ハードディスクや、不揮発性の半導体メモリなどの記憶媒体で構成される。記憶装置13には、制御プログラムや、プログラムの実行に必要となる各種のデータが記録されている。
The
CPU14は、コンピュータ11の各部を統括的に制御するプロセッサである。このCPU14は、上記の制御プログラムの実行によって、性能評価画像生成部21と、第1決定部22と、第2決定部23と、計算部24と、第1判断部25と、第2判断部26と、算出部27としてそれぞれ機能する(性能評価画像生成部21、第1決定部22、第2決定部23、計算部24、第1判断部25、第2判断部26、算出部27の各動作は後述する)。
The CPU 14 is a processor that comprehensively controls each unit of the
メモリ15は、制御プログラムでの各種演算結果を一時的に記憶する。このメモリ15は、例えば揮発性のSDRAMなどで構成される。
The
カメラ31は、制御対象の環境における輝度情報に基づいて、輝度画像を取得する装置である。なお、本環境制御システムは、作業者の視野における光環境を制御するためのものであるため、カメラ31の配置位置および配置の向きは、上述した作業者の視野に対応するものであることが好ましい(詳細は後述する)。
The
以上説明した構成の環境制御システムの動作について、図2に示すフローチャートを参照して説明する。 The operation of the environmental control system configured as described above will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
ステップS1において、CPU14は、制御対象の環境を示す情報を取得するために、空間の把握、および、現状の把握を実行する。 In step S <b> 1, the CPU 14 executes grasping of the space and grasping of the current state in order to acquire information indicating the environment to be controlled.
具体的には、CPU14は、以下の(1)から(3)の一部または全部を実行する。 Specifically, the CPU 14 executes part or all of the following (1) to (3).
(1)建物概要および現状の光環境をユーザ操作に基づいて把握する。なお、これらの項目は、基本的に、入力デバイス18(キーボード、ポインティングデバイスなど)を介したユーザ操作に基づいて行われる。このとき、各項目の特徴に応じて、予め複数の選択肢を用意しておき、ユーザが入力デバイス18を用いていずれかを選択する構成としても良いし、ユーザが入力デバイス18を用いて、数値などを直接入力する構成としても良い。以下に項目の一例を示すが、これらの項目は一例であり、必ずしもすべてを含む必要はなく、また、下記に示す項目以外の項目を利用しても良い。
(1) Understanding the building outline and the current light environment based on user operations. These items are basically performed based on a user operation via the input device 18 (keyboard, pointing device, etc.). At this time, a plurality of options may be prepared in advance according to the characteristics of each item, and the user may select any one using the
(1)−1 建物の概要
・空間の用途(オフィス、住居など)
・空間の面積
・空間の天井高さ
・空間内の窓の位置(方角、採光性能など)
・素材(壁、床、パーティションなど)の反射率(マンセル値、屋外含む)
・窓の透過率(可視光)
・建物の立地(周辺の建物の有無など)
・周辺の建物高さ
・空間内の家具の位置
(1)−2 光環境
・昼光の導入状況
・人工照明器具の情報(配光、設置位置、取付位置など)
・空間の照度
・空間の輝度
・空間の明るさ
・空間のグレア
・光環境における問題点
・光環境に求める要望
(2)現地で予め実測を行うことにより、建物概要および現状の光環境を把握する。
(1) -1 Outline of the building / Use of space (office, residence, etc.)
・ Space area ・ Space ceiling height ・ Window position (direction, lighting performance, etc.)
-Reflectance of materials (walls, floors, partitions, etc.) (including Munsell value, outdoors)
・ Window transmittance (visible light)
・ Location of building (existence of surrounding buildings, etc.)
-Surrounding building height-Furniture position in the space (1) -2 Lighting environment-Daylight introduction status-Artificial lighting information (light distribution, installation position, installation position, etc.)
・ Illuminance of the space ・ Brightness of the space ・ Brightness of the space ・ Glare of the space ・ Problems in the light environment ・ Requests for the light environment (2) Understanding the outline of the building and the current light environment by conducting on-site measurements in advance To do.
制御対象の環境における実測が可能な場合には、(1)で説明した各項目をより詳細に把握するため、および、後述するシミュレーションの精度を確認するために、現地で予め実測を行う。実測において、ユーザは、輝度画像の測定、および、照度の測定を行う。 When actual measurement in the control target environment is possible, actual measurement is performed in advance in order to grasp each item described in (1) in more detail and to confirm the accuracy of simulation described later. In the actual measurement, the user measures the luminance image and the illuminance.
ここで、輝度画像とは、例えば、XYZ表色系とL*a*b* 表色系とのうち、心理物理色の表色系(測光量を基準にした表色系)の1つであるXYZ表色系に関する画像である。輝度画像は、心理物理色の分布を表す画像であり、例えば、3刺激値(X,Y,Z)の各々に対応する3枚の画像(X画像,Y画像,Z画像)である。 Here, the luminance image is, for example, one of the XYZ color system and the L * a * b * color system, which is a psychophysical color system (color system based on photometric quantity). It is an image regarding a certain XYZ color system. The luminance image is an image representing the distribution of psychophysical colors, and is, for example, three images (X image, Y image, Z image) corresponding to each of the tristimulus values (X, Y, Z).
CPU14は、性能評価画像生成部21により、この輝度画像に基づいて、性能評価画像を生成する。性能評価画像とは、人の知覚の程度を表す画像(見え方画像とも呼ばれる)であり、例えば、明るさ画像、明るさ検討画像、グレア画像などがある。明るさ画像については、発明者らが再公表WO2006/132014において詳細に開示している。明るさ検討画像とは、上述した明るさ画像の表示を、明るさ尺度値(NB)に基づいて、5つの範囲(例えば、赤、黄、緑、青、黒)で表示しなおした画像である。明るさ検討画像のうち、所定の範囲の領域(例えば、黄色の領域)が広いほど、環境として明るく見える。なお、明るさ尺度値(NB)については、発明者らが特開2012−226707において詳細に開示している。グレア画像はまぶしさに関する画像であり、その詳細については、発明者らが特開2007−292665号公報において詳細に開示している。このような性能評価画像を用いることにより、光の過不足箇所やまぶしさを感じる場所などをより詳細に把握することができる。
The CPU 14 causes the performance evaluation
輝度画像の測定は、上述したカメラ31を用いて行っても良いし、その他の輝度測定用カメラを用いて行っても良い。ただし、測定する視点は、空間全体と机上面を中心とするのが好ましい。例えば、「空間全体が分かる視点の2視点以上」と、「典型的な光環境の机上面の視点」と、「光環境が悪い机上面の視点」とをすべて含むようにすると良い。また、測定する視点高さは、オフィス空間の場合、ユーザが着席している目線高さ(例えば、1.2m)とすると良い。また、光環境については、「人工照明のみ(夜間照明)」と、「昼光のみ」と、「昼光+人工照明」とを撮影し、3種類の輝度画像を測定するのが好ましい。なお、後述するシミュレーション時に必ず必要であるため、上述した3種類のうち、「人工照明のみ(夜間照明)」の輝度画像については、必ず測定するものとする。
The measurement of the luminance image may be performed using the
照度の測定は、不図示の照度計を用いて行う。この照度計は、上述したカメラ31に備えられた照度センサであっても良いし、その他の照度計であっても良い。測定する視点高さは、例えば、机上面高さ(例えば、700mm)とすると良い。また、照度の測定は、机上面において上述した輝度画像を測定した場所の他、例えば2〜3mおきに机上面、部屋全体について行うと良い。
The illuminance is measured using an illuminometer (not shown). The illuminance meter may be an illuminance sensor provided in the
(3)3Dモデルを作成し、シミュレーション精度の確認を行う。 (3) Create a 3D model and check the simulation accuracy.
実空間では検討できない視点や、季節や時間によって変化する昼光を導入した光環境を把握するために、後述するステップでシミュレーションを利用する。そこで、シミュレーションの前に、空間の把握、および、現状の把握の一環として、シミュレーション精度の確認を行う。CPU14は、(1)で説明した各項目と、(2)で説明した実測と同じ光環境の条件で、3Dモデルのシミュレーションを作成し、(2)で説明した実測と比較する。そして、差異が所定の閾値より大きい場合には、CPU14は、素材の反射率の調整や、人工照明の配光などを確認し、シミュレーション精度を高める構成とすると良い。なお、3Dモデルのシミュレーション作成については、公知技術と同様に行われる。 In order to grasp the viewpoint that cannot be considered in real space and the light environment that introduces daylight that changes according to the season and time, simulation is used in the steps described later. Therefore, before the simulation, the simulation accuracy is checked as part of grasping the space and grasping the current situation. The CPU 14 creates a 3D model simulation under the same light environment conditions as the actual measurement described in (2) and each item described in (1), and compares the simulation with the actual measurement described in (2). If the difference is larger than a predetermined threshold, the CPU 14 may confirm the adjustment of the reflectance of the material, the light distribution of the artificial illumination, and the like to increase the simulation accuracy. Note that the simulation creation of the 3D model is performed in the same manner as in the known technique.
ステップS2において、CPU14は、第1決定部22により、照明コンセプトの立案を実行する。照明コンセプトとは、環境制御の目標に関するものであり、第1決定部22は、ステップS1の(1)で説明した空間の用途や、雰囲気などによって、環境制御の目標とする照明所要要件を決定する。照明所要要件としては、「空間の明るさの確保」、「視作業性の確保」、「グレア」、「視対象の視認性の確保(厳密さが必要な場合)」などが考えられる。適切な照明コンセプトを立案することにより、昼光および人工照明を適切に制御し、エネルギーを削減することを目的とする。以下に一般的なオフィス空間の照明所要要件を示す。
In step S <b> 2, the CPU 14 causes the
(1)空間の明るさの確保
人が空間を見たときの明るさ感に影響を与える視覚40度ゾーンの明るさについて、ステップS1の(2)で説明した明るさ画像や明るさ検討画像により評価する。より具体的には、例えば、明るさ検討画像の黄色の領域(BA)の面積が緑の領域(GA)の面積の5倍以上となるようにする。また、例えば、明るさ検討画像の青の領域(DA)の面積比率が10%以下となるようにする。また、例えば、明るさ検討画像の赤の領域をできるだけ小さく抑えるようにする。また、例えば、空間にメリハリや雰囲気をつくるため、壁や天井や空間の隅の部分に8.5−10NB(橙)の領域を作るようにする。
(1) Securing the brightness of the space The brightness image and the brightness examination image described in step S1 (2) regarding the brightness of the visual 40 degree zone that affects the brightness when a person looks at the space. Evaluate by More specifically, for example, the area of the yellow area (BA) of the brightness examination image is set to be five times or more than the area of the green area (GA). For example, the area ratio of the blue region (DA) of the brightness examination image is set to 10% or less. Also, for example, the red region of the brightness examination image is suppressed as small as possible. For example, in order to create a sharpness and atmosphere in the space, an area of 8.5-10 NB (orange) is created in the corners of the wall, ceiling, or space.
(2)視作業性の確保
ユーザが不快を感じない最低の条件である許容限界条件(JSLC:Just Sufficient Light Condition)により設定した明るさ尺度値(NB)を用いて、視作業性の評価を行う。なお、照度を用いて簡易的に評価を行うことも可能である。より具体的には、例えば、「紙面(N9)を評価する場合の明るさ」が均一な照明条件で8.5NB、不均一な照明条件で10NBとなるようにする。また、例えば、明るさ検討画像における紙の領域が8.5−10NB(橙の領域)、紙の周辺の領域が6−8.5NB(緑および黄色の領域)となるようにする。また、例えば、「VDT(モニタ)と周辺の明るさ」は、背景が7NB(明るくも暗くもない)程度の場合、モニタはそれよりも少し明るい8NB程度となるようにする。また、例えば、背景が5NB(やや暗い)程度の場合は9.5NB程度となるようにする。また、例えば、照度は、均一な照明条件で照度200lx、不均一な照明条件で照度750lxとなるようにする。
(2) Ensuring visual workability Evaluation of visual workability is performed using the brightness scale value (NB) set according to an allowable limit condition (JSLC: Just Slight Light Condition), which is the minimum condition that the user does not feel uncomfortable. Do. In addition, it is also possible to simply evaluate using illuminance. More specifically, for example, “brightness when evaluating the paper (N9)” is set to 8.5 NB under uniform illumination conditions and 10 NB under non-uniform illumination conditions. Further, for example, the paper region in the brightness examination image is set to 8.5-10NB (orange region), and the peripheral region of the paper is set to 6-8.5NB (green and yellow region). Further, for example, when “VDT (monitor) and ambient brightness” is about 7 NB (not bright or dark) in the background, the monitor is set to about 8 NB, which is a little brighter than that. For example, when the background is about 5 NB (slightly dark), the background is set to about 9.5 NB. Further, for example, the illuminance is set to be illuminance 200 lx under uniform illumination conditions and illuminance 750 lx under non-uniform illumination conditions.
(3)グレア
例えば、視点高さ1.2m地点でのUGR値(United Glare Rating)が19以下となるようにする。なお、昼光を含む場合はこの限りではない。
(3) Glare For example, the UGR value (United Glare Rating) at a viewpoint height of 1.2 m is set to 19 or less. However, this does not apply when daylight is included.
(4)視対象の視認性の確保(厳密さが必要な場合)
例えば、主要な対象の視認性評価値を2SV((普通に)見える)となるようにする。
(4) Ensuring visibility of visual objects (when strictness is required)
For example, the visibility evaluation value of the main object is set to 2 SV (visible).
第1決定部22は、以上の要件を満たすように昼光を有効に活用することにより、照明コンセプトの立案を実行する。なお、昼光制御については、上述した(1)および(2)(できれば(3)も)の条件を満たすようにし、人工照明の制御については、在室または不在や執務に応じて、上述した(1)および(2)(できれば(3)も)の条件を満たすようにする。
The
ステップS3において、CPU14は、第2決定部23により、照明プランの作成、および、制御の検討を実行する。省エネルギー照明設計では、積極的に昼光利用することにより、人工照明の出力を減らして省エネルギー効果を高めることができる。そこで、第2決定部23は、昼光を効果的に取り込む「昼光の制御」と、昼光の導入状況に応じた「人工照明の制御」とを前提とし、ステップS2で説明した照明コンセプト(照明所要要件)を満たす具体的な照明プランを作成する。
In step S <b> 3, the CPU 14 causes the
(1)昼光の制御
第2決定部23は、まず、昼光を効果的に取り込む方法を検討する。より具体的には、建物側の仕様変更等により、昼光を効率よく取り込み、人工照明を極力使用しないで空間の明るさを高める方法を検討する。例えば、空間内の壁面や天井面の反射率を上げたり、窓に庇を設けたり、ブラインドを設けるなどの方法が考えられる。さらに、取り込んだ昼光を適切に制御する方法についても検討する。
(1) Daylight control The
(2)人工照明の制御
第2決定部23は、昼光の導入状況の変化や、空間の用途に応じた照明モードを、予め複数パターン(例えば、3パターン)有する。そして、この照明モードを適切に考慮して照明プランの作成、および、制御の検討を実行することにより、省エネルギーと適切な明るさとを両立させることができる。以下に照明モードの一例を示す。
(2) Control of Artificial Illumination The
<照明モード1>昼光のみで150lx以上(ほとんど人工照明を点灯する必要なし)
<照明モード2>床面照度75−150lx
<照明モード3>床面照度75lx未満(夜間照明と同様の人工照明の点灯が必要)
図3は、制御対象の光環境に4種類の人工照明器具が含まれる場合に、ステップS2で説明した照明コンセプト(照明所要要件)を満たすために必要な人工照明器具と調光率との関係を、照明モードごとに示す。この4種類の人工照明器具とは、設置位置(天井、壁、机上など)や調光率などが異なる。図3に示すように、照明モード1よりも照明モード2の方が、相対的に調光率が高くなり、また、照明モード2よりも照明モード3の方が、相対的に調光率が高くなっている。これは、昼光が多いほど人工照明を抑えることが可能であり、昼光が少ないほど人工照明が必要であるためである。
<Lighting mode 1> 150 lx or more in daylight only (almost no artificial lighting is required)
<Lighting mode 2> Floor surface illumination 75-150 lx
<Lighting mode 3> Floor surface illuminance of less than 75 lx (same artificial lighting as night lighting is required)
FIG. 3 shows the relationship between the artificial lighting fixture and the dimming rate necessary to satisfy the lighting concept (required lighting requirements) described in step S2 when four types of artificial lighting fixtures are included in the light environment to be controlled. Is shown for each illumination mode. These four types of artificial lighting fixtures are different in installation position (ceiling, wall, desk top, etc.) and dimming rate. As shown in FIG. 3, the lighting mode 2 has a relatively higher dimming rate than the lighting mode 1, and the lighting mode 3 has a relatively higher dimming rate than the lighting mode 2. It is high. This is because artificial lighting can be suppressed as daylight increases, and artificial lighting is required as daylight decreases.
第2決定部23は、昼光の導入状況に応じて、人工照明の調光率を決定する。より具体的には、第2決定部23は、人工照明の制御項目(照度、輝度、明るさなど)と設定値(制御項目がどのような値であるときにどのような制御を実行するか)を決定し、昼光導入時の光環境の分類をする。同時に制御方法(何を使って制御項目を検知するか)なども検討する。次に、第2決定部23は、上述したように分類した光環境に応じた照明モードを決定し、ステップS2で説明した照明コンセプト(照明所要要件)を満たすように、各人工照明器具の調光量を決定する。
The
ステップS4において、CPU14は、計算部24により、ステップS1で説明した制御対象の環境を示す情報と、ステップS3で決定した照明プランとにしたがって、人工照明器具のエネルギー計算を実行する。エネルギー計算は、人工照明器具により消費するエネルギーを計算するためのものであり、計算部24は、以下の項目の計算を実行する。
・総器具光束[lm]
・総消費電力[W]
・面積[m2]
・1平方メートルあたりの電力光束(ELF)[lm/m2]
・平均エネルギー消費効率[lm/W]
・1平方メートルあたりの消費電力(LPD)[W/m2]
なお、CPU14は、計算結果を、記憶装置13やメモリ15などに記録しても良いし、モニタ19に表示しても良い。
In step S4, the CPU 14 causes the
・ Total instrument luminous flux [lm]
・ Total power consumption [W]
・ Area [m 2 ]
・ Power flux per square meter (ELF) [lm / m 2 ]
・ Average energy consumption efficiency [lm / W]
・ Power consumption per square meter (LPD) [W / m 2 ]
The CPU 14 may record the calculation result in the
ステップS5において、CPU14は、第1判断部25により、ステップS4で実行したエネルギー計算の結果に基づいて、予め定められた省エネの条件を満たしているか否かを判定する。第1判断部25は、省エネの条件を満たしていると判定するとステップS6に進み、省エネの条件を満たしていない(省エネルギー効果が十分でない)と判定するとステップS3に戻り、照明プランの作成、および、制御の検討を実行する。この際には、CPU14は、器具効率、照明率、調光率、照明モードの内容などを見直して、照明プランの再作成を実行する。
In step S <b> 5, the CPU 14 determines whether or not a predetermined energy saving condition is satisfied by the
ステップS6において、CPU14は、性能評価画像生成部21により、ステップS1で説明した制御対象の環境を示す情報と、ステップS3で決定した照明プランとにしたがって、性能評価画像の作成および確認を実行する。性能評価画像とは、ステップS1で説明したように、人の知覚の程度を表す画像(見え方画像とも呼ばれる)であり、例えば、明るさ画像、明るさ検討画像、グレア画像などがある。
In step S6, the CPU 14 causes the performance evaluation
ステップS7において、CPU14は、第2判断部26により、ステップS6で実行した性能評価画像の作成および確認の結果に基づいて、性能の条件を満たしているか否かを判定する。第2判断部26は、上述した性能評価画像と、ステップS2で説明した照明コンセプト(照明所要要件)と照らし合わせることにより、照明所要要件を満たしているか否かを判定し、照明所要要件を満たしている場合には性能の条件を満たしていると判定してステップS8に進む。一方、照明所要要件を満たしていない場合には、性能の条件を満たしていないと判定してステップS3に戻り、照明プランの作成、および、制御の検討を実行する。この際には、CPU14は、器具効率、照明率、調光率、照明モードの内容などを見直して、照明プランの再作成を実行する。
In step S <b> 7, the CPU 14 determines whether or not the performance condition is satisfied based on the result of the creation and confirmation of the performance evaluation image executed in step S <b> 6 by the
ステップS8において、CPU14は、算出部27により、ステップS1で説明した制御対象の環境を示す情報と、ステップS3で決定した照明プランとにしたがって、年間のエネルギー量計算を実行する。年間のエネルギー量計算とは、人工照明器具により消費するエネルギーの削減率に関する評価値の一例であり、以下では、1年間を基準として説明を行うが、所定の期間であれば、どのような期間であっても良い。
In step S8, the CPU 14 causes the
(1)年間の照明スケジュールを決定する。 (1) Determine the annual lighting schedule.
照明スケジュールとは、天空条件(春分前後、夏至前後、秋分前後、冬至前後)ごと、かつ、天候条件(晴れ・曇り)ごとに、時間ごとの照明モードを定めるものである。天空条件については、必要に応じて緯度および経度を加味しても良い。算出部27は、昼光のシミュレーションを行い、天空条件、天候条件、時間ごとの照明モードを決定する。
The lighting schedule is to determine the lighting mode for each hour for each sky condition (around the spring equinox, around the summer solstice, around the autumn equinox, around the winter solstice), and for every weather condition (clear or cloudy). As for the sky condition, latitude and longitude may be taken into account as necessary. The
図4に照明スケジュールの一例を示す。図4中のM1、M2、M3は、それぞれ、ステップS3で説明した照明モード1、照明モード2、照明モード3を表す。図4に示すように、天空条件、天候条件、時間に応じて、昼光の多少が変化するため、昼光と人工照明とのバランスに応じた照明モードが定められる。 FIG. 4 shows an example of the lighting schedule. 4, M1, M2, and M3 represent the illumination mode 1, the illumination mode 2, and the illumination mode 3 described in step S3, respectively. As shown in FIG. 4, since daylight changes somewhat according to sky conditions, weather conditions, and time, an illumination mode is determined according to the balance between daylight and artificial illumination.
(2)各照明モードの「エネルギーの削減率に関する評価値」を計算する。 (2) “Evaluation value regarding energy reduction rate” of each illumination mode is calculated.
算出部27は、各照明モードの「エネルギーの削減率に関する評価値」を計算する。すなわち、算出部27は、(1)で決定した年間の照明スケジュールにしたがって照明モードを切り換えた場合の「エネルギーの削減率に関する評価値」を計算する。算出部27は、「エネルギーの削減率に関する評価値」として、以下の項目の計算を実行する。
・電力光束消費量[lm・h]
・電力消費量[W・h]
・平均エネルギー消費効率[lm/W]
・1平方メートルあたりの電力光束(ELF)[lm/m2]
・1平方メートルあたりの消費電力(LPD)[W/m2]
・1平方メートルあたりの平均エネルギー消費効率[lm/W・m2]
(3)現状器具の年間のエネルギー量を算出する。
The
・ Power flux consumption [lm ・ h]
・ Power consumption [W · h]
・ Average energy consumption efficiency [lm / W]
・ Power flux per square meter (ELF) [lm / m 2 ]
・ Power consumption per square meter (LPD) [W / m 2 ]
・ Average energy consumption efficiency per square meter [lm / W · m 2 ]
(3) Calculate the annual energy amount of the current appliance.
算出部27は、(2)で算出した「エネルギーの削減率に関する評価値」に基づいて、年間のエネルギー量を計算する。
The
(4)年間の照明スケジュールを考慮した「エネルギーの削減率に関する評価値」を計算する。すなわち、算出部27は、(2)で計算した各値に基づいて、以下の項目の計算を実行する。
・1年あたりの電力消費量(EPC)[kWh/年・m2]
・平均エネルギー消費効率[lm/W]
・1年あたりの電力光束消費量(ELFC)[klmh/年・m2]
算出部27は、従来の計画について上述した各値を計算するとともに、本提案(図2のフローチャートの一連の処理の結果)の計画について上述した各値を計算する。そして、これらを比較することにより、エネルギーの削減率、つまり、省エネルギー効果を数値として確認する。
(4) “Evaluation value for energy reduction rate” considering annual lighting schedule is calculated. That is, the
・ Electricity consumption per year (EPC) [kWh / year ・ m 2 ]
・ Average energy consumption efficiency [lm / W]
・ Electric light flux consumption per year (ELFC) [klmh / year ・ m 2 ]
The
なお、CPU14は、計算結果を、記憶装置13やメモリ15などに記録しても良いし、モニタ19に表示しても良い。
The CPU 14 may record the calculation result in the
図5に各値の比較の一例を示す。図5中の1年あたりの電力消費量(EPC)は、単純に1年間にどれだけの電力を消費するかを示す値であり、図5の例では、半分近くの省エネルギー効果が得られる。また、図5中の平均エネルギー消費効率は、1Wあたり何ルーメンの光が出るのかを示す値であり、図5の例では、効率が落ちている。これは、人工照明器具が集中照明である場合には、無駄が多く、この効率は低下する。しかし、例えば、ハード構成について、分散照明に変更したり、LED照明を採用したりすることにより、この効率を向上させることができる。また、図5中の電力光束消費量(ELFC)は、1年間にどれだけの電力光束を消費するかを示す値であり、図5の例では、半分近くの省エネルギー効果が得られる。 FIG. 5 shows an example of comparison of values. The power consumption per year (EPC) in FIG. 5 is a value that simply indicates how much power is consumed in one year, and in the example of FIG. 5, an energy saving effect of nearly half is obtained. Moreover, the average energy consumption efficiency in FIG. 5 is a value indicating how many lumens of light are emitted per 1 W. In the example of FIG. This is wasteful and the efficiency is reduced when the artificial lighting fixture is centralized lighting. However, for example, the efficiency can be improved by changing the hardware configuration to distributed illumination or adopting LED illumination. Further, the power luminous flux consumption (ELFC) in FIG. 5 is a value indicating how much power luminous flux is consumed in one year. In the example of FIG. 5, an energy saving effect of almost half is obtained.
以上説明したように、実施形態によれば、制御対象の環境を示す情報を取得し、取得した情報に基づいて環境制御の目標を決定する。さらに、決定した目標に基づいて、装置の制御内容を決定し、決定した制御内容に応じて装置により消費するエネルギーを計算する。そして、計算したエネルギーに応じて、制御内容が適切か否かを判断する(第1の判断)とともに、上述した情報に基づいて、制御内容が適切か否かを判断する(第2の判断)。最後に、第1の判断および第2の判断の少なくとも一方により制御内容が適切であると判断すると、装置により消費するエネルギーの削減率に関する評価値を算出する。したがって、制御対象の環境に応じて、適切な明るさを確保しつつ人工照明のエネルギーを抑制することができる。 As described above, according to the embodiment, information indicating the environment to be controlled is acquired, and a target for environmental control is determined based on the acquired information. Furthermore, the control content of the device is determined based on the determined target, and the energy consumed by the device is calculated according to the determined control content. Then, it is determined whether or not the control content is appropriate according to the calculated energy (first determination), and whether or not the control content is appropriate is determined based on the information described above (second determination). . Finally, when it is determined that the control content is appropriate by at least one of the first determination and the second determination, an evaluation value related to a reduction rate of energy consumed by the apparatus is calculated. Therefore, the energy of artificial lighting can be suppressed while ensuring appropriate brightness according to the environment to be controlled.
特に、実施形態によれば、所定の環境における輝度情報に基づく輝度画像を取得し、取得した輝度画像に基づく性能評価画像を、上述した情報として生成することにより、天候や日時によって光量や光色が変化する昼光が流入する環境など、どのような環境であっても、適切な処理を行うことができる。 In particular, according to the embodiment, a luminance image based on luminance information in a predetermined environment is acquired, and a performance evaluation image based on the acquired luminance image is generated as the above-described information. Appropriate processing can be performed in any environment, such as an environment in which daylight changes with a change.
なお、実施形態では、輝度画像を取得する手段として、カメラ31を例に挙げて説明したが、本発明はこの例に限定されない。例えば、2次元色彩輝度計や、特性の異なる複数のセンサを有する撮像装置などであっても良い。また、カメラ31を備える代わりに照度センサなどのセンサを備え、その出力に基づいて輝度分布を推定することにより輝度画像を取得(生成)しても良い。また、輝度画像や各種性能評価画像については、例えば、入力デバイス18を介したユーザ操作により、表示が指示された場合には、適宜モニタ19に表示する構成としても良い。
In the embodiment, the
また、実施形態の環境制御システムにおいて、コンピュータ11と、各人工照明器具とを有線または無線で接続し、各人工照明器具の制御をコンピュータ11により実行する構成としても良い。このような場合には、各人工照明器具の制御と、カメラ31により取得した輝度画像による制御とを繰り返し行いつつ、光環境をより精密に制御することができる。また、照度計を常設し、随時監視することにより、より効率的な処理を行うことができる。
In the environment control system of the embodiment, the
また、実施形態の図2のフローチャートの各ステップで説明した制御内容は一例であり、本発明はこの例に限定されない。例えば、図2のステップS6において、性能評価画像を作成する際には、天候とスケジュールのみを用いて各処理を行うことにより、処理を大幅に簡略化することができる。 Moreover, the control content demonstrated by each step of the flowchart of FIG. 2 of embodiment is an example, and this invention is not limited to this example. For example, when creating a performance evaluation image in step S6 of FIG. 2, the processing can be greatly simplified by performing each processing using only the weather and the schedule.
また、実施形態では、図2のフローチャートの各ステップで説明した制御内容の一部について、コンピュータによるさらなる自動化を実現しても良いし、カスタマイズを目的としたユーザによる手動化を実現しても良い。例えば、公知の天候センサに基づいて天気情報を取得する構成としても良いし、インターネットなどを介して天候情報などの各種情報を取得する構成としても良い。 Further, in the embodiment, a part of the control content described in each step of the flowchart of FIG. 2 may be further automated by a computer, or may be realized by a user for customization purposes. . For example, it is good also as a structure which acquires weather information based on a well-known weather sensor, and it is good also as a structure which acquires various information, such as a weather information, via the internet.
また、実施形態では、光環境に影響を与える装置として、人工照明器具を例に挙げて説明したが本発明はこの例に限定されない。例えば、ブラインド、カーテン、ロールスクリーン、光の透過率を能動的、または、受動的に変更可能な窓素材などの遮光装置も、光環境に影響を与える装置として、同様に利用することができる。遮光装置は、昼光の制御に効果的であるため、昼光にかかわる装置である遮光装置の制御量を優先的に決定し、制御の不足分を昼光以外の光にかかわる装置(人工照明器具など)に関する制御量で補う構成とすると良い。 In the embodiment, the artificial lighting fixture has been described as an example of the device that affects the light environment, but the present invention is not limited to this example. For example, a light-shielding device such as a blind, a curtain, a roll screen, or a window material whose light transmittance can be changed actively or passively can be similarly used as a device that affects the light environment. Since the shading device is effective for daylight control, the control amount of the shading device, which is a device related to daylight, is preferentially determined, and the control shortage is related to light other than daylight (artificial lighting). It is good to make up with the control amount regarding the appliance etc.).
また、環境制御プログラムも、本発明の具体的態様として有効である。この環境制御プログラムは、コンピュータにより読み取り可能な媒体に記憶されたものであっても良いし、Web上のサーバなどに記憶され、インターネットを介してコンピュータにダウンロード可能なものであっても良い。上記した各実施形態で説明した照明装置などと、各部を制御可能なコンピュータとを接続し、上述した環境制御プログラムをコンピュータにより実行することにより、上記した各実施形態で説明した環境制御システムと同様の処理を実現し、実施形態と同様の効果を得ることができる。 An environment control program is also effective as a specific aspect of the present invention. The environment control program may be stored in a computer-readable medium, or may be stored in a Web server or the like and downloadable to the computer via the Internet. Similar to the environment control system described in each of the above-described embodiments by connecting the lighting device described in each of the above-described embodiments to a computer capable of controlling each unit and executing the above-described environment control program by the computer. This process can be realized, and the same effects as in the embodiment can be obtained.
11…コンピュータ、14…CPU、31…カメラ 11 ... Computer, 14 ... CPU, 31 ... Camera
Claims (8)
制御対象の環境を示す情報を取得する取得手順と、
前記情報に基づいて、環境制御の目標を決定する第1の決定手順と、
前記目標に基づいて、前記装置の制御内容を決定する第2の決定手順と、
前記制御内容に応じて、前記装置により消費するエネルギーを計算する計算手順と、
前記エネルギーに応じて、前記制御内容が適切か否かを判断する第1の判断手順と、
前記情報に基づいて、前記制御内容が適切か否かを判断する第2の判断手順と、
前記第1の判断手順および前記第2の判断手順の少なくとも一方により前記制御内容が適切であると判断すると、前記装置により消費するエネルギーの削減率に関する評価値を算出する算出手順と
をコンピュータに実行させるための環境制御プログラム。 An environment control program for causing a computer to execute control of an environment control system including a device that affects a light environment in a predetermined environment and a control device that controls the device,
An acquisition procedure for acquiring information indicating the environment to be controlled;
A first determination procedure for determining an environmental control target based on the information;
A second determination procedure for determining a control content of the device based on the target;
A calculation procedure for calculating energy consumed by the device according to the control content;
A first determination procedure for determining whether or not the control content is appropriate according to the energy;
A second determination procedure for determining whether the control content is appropriate based on the information;
When the control content is determined to be appropriate by at least one of the first determination procedure and the second determination procedure, a calculation procedure for calculating an evaluation value related to a reduction rate of energy consumed by the device is executed on the computer. Environmental control program to let you.
前記取得手順では、所定の環境における輝度情報に基づく輝度画像を取得し、前記輝度画像に基づく性能評価画像を、前記情報として生成する
ことを特徴とする環境制御プログラム。 In the environmental control program according to claim 1,
In the acquisition procedure, a luminance image based on luminance information in a predetermined environment is acquired, and a performance evaluation image based on the luminance image is generated as the information.
前記第1の決定手順では、前記目標として、空間の明るさの確保と、視作業性の確保と、グレアと、視対象の視認性の確保との少なくとも1つに関する目標を決定する
ことを特徴とする環境制御プログラム。 In the environmental control program according to claim 1 or 2,
In the first determination procedure, as the target, a target related to at least one of ensuring brightness of a space, ensuring visual workability, glare, and ensuring visibility of a visual target is determined. Environmental control program.
前記第2の決定手順では、前記制御内容として、昼光の制御と、人工照明の制御との少なくとも一方の制御内容を決定する
ことを特徴とする環境制御プログラム。 In the environmental control program according to any one of claims 1 to 3,
In the second determination procedure, at least one control content of daylight control and artificial illumination control is determined as the control content.
前記第1の判断手順では、前記制御内容に応じた前記エネルギーが所定の省エネルギー基準を満たしているか否かに基づいて、前記制御内容が適切か否かを判断する
ことを特徴とする環境制御プログラム。 In the environmental control program according to any one of claims 1 to 4,
In the first determination procedure, it is determined whether or not the control content is appropriate based on whether or not the energy corresponding to the control content satisfies a predetermined energy saving standard. .
前記第2の判断手順では、前記制御内容が前記目標を満たしているか否かに基づいて、前記制御内容が適切か否かを判断する
ことを特徴とする環境制御プログラム。 In the environment control program according to any one of claims 1 to 5,
In the second determination procedure, it is determined whether or not the control content is appropriate based on whether or not the control content satisfies the target.
前記算出手順では、前記評価値として、所定の期間および所定の面積あたりの電力光束消費量を算出する
ことを特徴とする環境制御プログラム。 In the environmental control program according to any one of claims 1 to 6,
In the calculation procedure, a power luminous flux consumption per predetermined period and predetermined area is calculated as the evaluation value.
制御対象の環境を示す情報を取得する取得手段と、
前記情報に基づいて、環境制御の目標を決定する第1の決定手段と、
前記目標に基づいて、前記装置の制御内容を決定する第2の決定手段と、
前記制御内容に応じて、前記装置により消費するエネルギーを計算する計算手段と、
前記エネルギーに応じて、前記制御内容が適切か否かを判断する第1の判断手段と、
前記情報に基づいて、前記制御内容が適切か否かを判断する第2の判断手段と、
前記第1の判断手段および前記第2の判断手段の少なくとも一方により前記制御内容が適切であると判断すると、前記装置により消費するエネルギーの削減率に関する評価値を算出する算出手段と
を備えることを特徴とする環境制御システム。 An environment control system comprising a device that affects a light environment in a predetermined environment and a control device that controls the device,
An acquisition means for acquiring information indicating an environment to be controlled;
First determination means for determining a target for environmental control based on the information;
Second determining means for determining the control content of the device based on the target;
Calculating means for calculating energy consumed by the device according to the control content;
First determination means for determining whether or not the control content is appropriate according to the energy;
Second determination means for determining whether or not the control content is appropriate based on the information;
And calculating means for calculating an evaluation value relating to a reduction rate of energy consumed by the device when the control content is determined to be appropriate by at least one of the first determination means and the second determination means. A characteristic environmental control system.
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