特許 7346798 透光量制御装置及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-09-11

(45)【発行日】2023-09-20

(54)【発明の名称】透光量制御装置及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   E06B 9/264 20060101AFI20230912BHJP

   E06B 9/24 20060101ALI20230912BHJP

【ＦＩ】

E06B9/264 C

E06B9/24 C

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2019223089

(22)【出願日】2019-12-10

(65)【公開番号】P2021092069

(43)【公開日】2021-06-17

【審査請求日】2022-10-14

(73)【特許権者】

【識別番号】000003621

【氏名又は名称】株式会社竹中工務店

(74)【代理人】

【識別番号】100084995

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 和詳

(74)【代理人】

【識別番号】100099025

【弁理士】

【氏名又は名称】福田 浩志

(72)【発明者】

【氏名】吉田 徹

(72)【発明者】

【氏名】花岡 郁哉

(72)【発明者】

【氏名】福西 英知

(72)【発明者】

【氏名】市倉 隆平

(72)【発明者】

【氏名】平野 克彦

(72)【発明者】

【氏名】山崎 成

【審査官】河本 明彦

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－１４４９０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／１７９４０７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１８／１７９２８５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００８－２６６９００（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１１／００８８３２４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０６Ｂ ９／２４ － ９／３８８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

太陽の位置を示す位置情報、透光量制御の対象とする建物の形状を示す建物形状情報、及び当該建物の屋外に存在する、太陽からの当該建物に対する直達日射を遮蔽する遮蔽物の形状を示す遮蔽物形状情報に基づいて、前記建物に設けられた開口部に対する前記直達日射の入射率を示す直達日射入射率を導出する入射率導出部と、
前記屋外に設けられた日射センサによって検出された日射量に基づいて、前記開口部の方位角及び傾斜角に対応した直達日射量を導出する日射量導出部と、
前記直達日射入射率と前記直達日射量とを乗算して得られる直達日射入射量と所定閾値との比較結果に基づいて、前記開口部に設けられた透光量調整部による前記直達日射の透光量を制御する制御部と、
を備えた透光量制御装置。

【請求項2】

前記制御部は、前記建物の内部の人の存在状況に応じて、前記透光量の制御を行う、
請求項１に記載の透光量制御装置。

【請求項3】

前記制御部は、前記建物の内部を複数の領域に分割し、各分割領域毎の前記直達日射の入射状況に応じて、前記透光量の制御を行う、
請求項１又は請求項２に記載の透光量制御装置。

【請求項4】

前記制御部は、中間期の場合、及び前記建物の内部の空調状態が冷房状態の場合の少なくとも一方の場合に、前記透光量の制御を行う、
請求項１～請求項３の何れか１項に記載の透光量制御装置。

【請求項5】

前記入射率導出部は、コンピュータ・シミュレーションにより前記直達日射入射率を導出する、
請求項１～請求項４の何れか１項に記載の透光量制御装置。

【請求項6】

前記透光量調整部は、調光フィルム及び電動ブラインドの少なくとも一方である、
請求項１～請求項５の何れか１項に記載の透光量制御装置。

【請求項7】

コンピュータを、請求項１～請求項６の何れか１項に記載の透光量制御装置の各部として機能させるためのプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、透光量制御装置及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

建物内における適切な光環境を実現するために適用することのできる技術として、従来、次の２つの技術があった。

【0003】

すなわち、特許文献１には、建物への日射量を測定する固定設置された日射量計と、前記日射量計から得られた計測結果から、直達日射量を算出する直散分離計算部と、前記直散分離計算部によって得られた直達日射量と閾値とを比較し、比較結果に基づいて、前記建物近傍の天候が曇天であるか否かを判定する曇天判定部と、前記曇天判定部の判定結果に応じて前記建物に設置されたブラインドの制御を行う制御部と、を有することを特徴とするブラインド制御装置が開示されている。

【0004】

また、特許文献２には、建物における消費電力の削減を支援する消費電力削減支援システムにおいて、前記建物の室内に照射される光の照度である外光照度を計測する計測部と、前記計測された外光照度に基づいて前記光による室内照度を算出する室内照度算出部と、前記算出された室内照度に基づいて、前記室内の照明機器により消費される電力の削減可能量を算出する電力削減可能量算出部とを具備する、消費電力削減支援システムが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１３－１４９６１号公報

【文献】特開２０１３－５８３９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１及び特許文献２に記載の技術は、対象とする建物の周囲に隣接する建造物、樹木等や、建物そのものに設けられている庇等といった、対象とする建物に対する直達日射を遮蔽する遮蔽物に関しては考慮されていないため、必ずしも建物内における適切な光環境を実現することができるとは限らない、という問題点があった。

【0007】

本開示は、以上の事情を鑑みて成されたものであり、建物内における適切な光環境を実現することのできる透光量制御装置およびプログラムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

請求項１に記載の本発明に係る透光量制御装置は、太陽の位置を示す位置情報、透光量制御の対象とする建物の形状を示す建物形状情報、及び当該建物の屋外に存在する、太陽からの当該建物に対する直達日射を遮蔽する遮蔽物の形状を示す遮蔽物形状情報に基づいて、前記建物に設けられた開口部に対する前記直達日射の入射率を示す直達日射入射率を導出する入射率導出部と、前記屋外に設けられた日射センサによって検出された日射量に基づいて、前記開口部の方位角及び傾斜角に対応した直達日射量を導出する日射量導出部と、前記直達日射入射率と前記直達日射量とを乗算して得られる直達日射入射量と所定閾値との比較結果に基づいて、前記開口部に設けられた透光量調整部による前記直達日射の透光量を制御する制御部と、を備える。

【0009】

請求項１に記載の本発明に係る透光量制御装置によれば、太陽の位置を示す位置情報、透光量制御の対象とする建物の形状を示す建物形状情報、及び当該建物の屋外に存在する、太陽からの当該建物に対する直達日射を遮蔽する遮蔽物の形状を示す遮蔽物形状情報に基づいて、前記建物に設けられた開口部に対する前記直達日射の入射率を示す直達日射入射率を導出し、かつ、前記屋外に設けられた日射センサによって検出された日射量に基づいて、前記開口部の方位角及び傾斜角に対応した直達日射量を導出し、導出した前記直達日射入射率と前記直達日射量とを乗算して得られる直達日射入射量と所定閾値との比較結果に基づいて、前記開口部に設けられた透光量調整部による前記直達日射の透光量を制御することで、建物内における適切な光環境を実現することができる。

【0010】

請求項２に記載の本発明に係る透光量制御装置は、請求項１に記載の透光量制御装置であって、前記制御部は、前記建物の内部の人の存在状況に応じて、前記透光量の制御を行う。

【0011】

請求項２に記載の本発明に係る透光量制御装置によれば、前記建物の内部の人の存在状況に応じて、前記透光量の制御を行うことで、建物の内部の人にとっての快適性を向上させることができる。

【0012】

請求項３に記載の本発明に係る透光量制御装置は、請求項１又は請求項２に記載の透光量制御装置であって、前記制御部は、前記建物の内部を複数の領域に分割し、各分割領域毎の前記直達日射の入射状況に応じて、前記透光量の制御を行う。

【0013】

請求項３に記載の本発明に係る透光量制御装置によれば、前記建物の内部を複数の領域に分割し、各分割領域毎の前記直達日射の入射状況に応じて、前記透光量の制御を行うことで、より効率的に建物内における光環境を制御することができる。

【0014】

請求項４に記載の本発明に係る透光量制御装置は、請求項１～請求項３の何れか１項に記載の透光量制御装置であって、前記制御部は、中間期の場合、及び前記建物の内部の空調状態が冷房状態の場合の少なくとも一方の場合に、前記透光量の制御を行う。

【0015】

請求項４に記載の本発明に係る透光量制御装置によれば、中間期の場合、及び前記建物の内部の空調状態が冷房状態の場合の少なくとも一方の場合に、前記透光量の制御を行うことで、建物内の空調設備に対する省エネルギー効果を得ることができる。

【0016】

請求項５に記載の本発明に係る透光量制御装置は、請求項１～請求項４の何れか１項に記載の透光量制御装置であって、前記入射率導出部は、コンピュータ・シミュレーションにより前記直達日射入射率を導出する。

【0017】

請求項５に記載の本発明に係る透光量制御装置によれば、コンピュータ・シミュレーションにより前記直達日射入射率を導出することで、より簡易に直達日射入射率を導出することができる。

【0018】

請求項６に記載の本発明に係る透光量制御装置は、請求項１～請求項５の何れか１項に記載の透光量制御装置であって、前記透光量調整部は、調光フィルム及び電動ブラインドの少なくとも一方である。

【0019】

請求項６に記載の本発明に係る透光量制御装置によれば、前記透光量調整部を、調光フィルム及び電動ブラインドの少なくとも一方とすることで、調光フィルム及び電動ブラインドの少なくとも一方を用いて、建物内における適切な光環境を実現することができる。

【0020】

請求項７に記載の本発明に係るプログラムは、コンピュータを、請求項１～請求項６の何れか１項に記載の透光量制御装置の各部として機能させるためのものである。

【0021】

請求項７に記載の本発明に係るプログラムによれば、太陽の位置を示す位置情報、透光量制御の対象とする建物の形状を示す建物形状情報、及び当該建物の屋外に存在する、太陽からの当該建物に対する直達日射を遮蔽する遮蔽物の形状を示す遮蔽物形状情報に基づいて、前記建物に設けられた開口部に対する前記直達日射の入射率を示す直達日射入射率を導出し、かつ、前記屋外に設けられた日射センサによって検出された日射量に基づいて、前記開口部の方位角及び傾斜角に対応した直達日射量を導出し、導出した前記直達日射入射率と前記直達日射量とを乗算して得られる直達日射入射量と所定閾値との比較結果に基づいて、前記開口部に設けられた透光量調整部による前記直達日射の透光量を制御することで、建物内における適切な光環境を実現することができる。

【発明の効果】

【0022】

以上説明したように、本発明によれば、建物内における適切な光環境を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】実施形態に係る透光量制御装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。

【図2】実施形態に係る透光量制御装置の機能的な構成の一例を示すブロック図である。

【図3】実施形態に係る建物の構成の一例を示す斜視図である。

【図4】実施形態に係る建物の構成の一例を示すと共に、各部の配置位置の説明に供する側面断面図である。

【図5】実施形態に係る窓部の構成の一例を示す断面図である。

【図6】実施形態に係る建物関連情報データベースの構成の一例を示す模式図である。

【図7】実施形態に係る太陽位置情報データベースの構成の一例を示す模式図である。

【図8】第１実施形態に係る透光量制御処理の一例を示すフローチャートである。

【図9】実施形態に係る初期情報入力画面の構成の一例を示す正面図である。

【図10】実施形態に係る調光フィルム群及び直達日射入射率の導出方法の説明に供する図である。

【図11】第２実施形態に係る透光量制御処理の一例を示すフローチャートである。

【図12】第２実施形態に係る対象ゾーンへの陽の差し込み状況の判定方法の説明に供する側面断面図である。

【図13】他の実施形態に係る透光量制御装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。

【図14】他の実施形態に係る透光量制御装置の機能的な構成の一例を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態例を詳細に説明する。

【0025】

［第１実施形態］
まず、図１及び図２を参照して、本実施形態に係る透光量制御装置１０の構成を説明する。なお、透光量制御装置１０の例としては、パーソナルコンピュータ及びサーバコンピュータ等の情報処理装置が挙げられる。

【0026】

本実施形態に係る透光量制御装置１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１、一時記憶領域としてのメモリ１２、不揮発性の記憶部１３、キーボードとマウス等の入力部１４、液晶ディスプレイ等の表示部１５、媒体読み書き装置（Ｒ／Ｗ）１６及び通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）部１８を備えている。ＣＰＵ１１、メモリ１２、記憶部１３、入力部１４、表示部１５、媒体読み書き装置１６及び通信Ｉ／Ｆ部１８はバスＢ１を介して互いに接続されている。媒体読み書き装置１６は、記録媒体１７に書き込まれている情報の読み出し及び記録媒体１７への情報の書き込みを行う。

【0027】

記憶部１３はＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、フラッシュメモリ等によって実現される。記憶媒体としての記憶部１３には、透光量制御プログラム１３Ａが記憶されている。透光量制御プログラム１３Ａは、透光量制御プログラム１３Ａが書き込まれた記録媒体１７が媒体読み書き装置１６にセットされ、媒体読み書き装置１６が記録媒体１７からの透光量制御プログラム１３Ａの読み出しを行うことで、記憶部１３へ記憶される。ＣＰＵ１１は、透光量制御プログラム１３Ａを記憶部１３から読み出してメモリ１２に展開し、透光量制御プログラム１３Ａが有するプロセスを順次実行する。

【0028】

また、記憶部１３には、建物関連情報データベース１３Ｂ及び太陽位置情報データベース１３Ｃが記憶される。建物関連情報データベース１３Ｂ及び太陽位置情報データベース１３Ｃについては、詳細を後述する。

【0029】

一方、図１に示すように、本実施形態に係る透光量制御装置１０の通信Ｉ／Ｆ部１８には、日射センサ５０、空調装置５２、カメラ５４及び透光量調整部としての調光フィルム５６が接続されている。従って、ＣＰＵ１１は、日射センサ５０により得られた日射量、及びカメラ５４による撮影によって得られた画像情報を、通信Ｉ／Ｆ部１８を介して取得することができる。また、ＣＰＵ１１は、空調装置５２による空調動作の制御、及び調光フィルム５６の透過量の制御の各制御を行うことができる。なお、日射センサ５０、空調装置５２、カメラ５４及び調光フィルム５６については、詳細を後述する。

【0030】

次に、図２を参照して、本実施形態に係る透光量制御装置１０の機能的な構成について説明する。図２に示すように、透光量制御装置１０は、入射率導出部１１Ａ、日射量導出部１１Ｂ及び制御部１１Ｃを含む。透光量制御装置１０のＣＰＵ１１が透光量制御プログラム１３Ａを実行することで、入射率導出部１１Ａ、日射量導出部１１Ｂ及び制御部１１Ｃとして機能する。

【0031】

本実施形態に係る入射率導出部１１Ａは、太陽の位置を示す位置情報（以下、「太陽位置情報」という。）、透光量制御の対象とする建物（以下、「制御対象建物」という。）の形状を示す建物形状情報、及び当該制御対象建物の屋外に存在する、太陽からの当該制御対象建物に対する直達日射を遮蔽する遮蔽物の形状を示す遮蔽物形状情報に基づいて、制御対象建物に設けられた開口部に対する上記直達日射の入射率を示す直達日射入射率を導出する。本実施形態に係る入射率導出部１１Ａでは、太陽位置情報を記憶部１３に予め構築された太陽位置情報データベース１３Ｃから取得し、上記建物形状情報及び上記遮蔽物形状情報を、記憶部１３に予め構築された建物関連情報データベース１３Ｂから取得する。

【0032】

そして、本実施形態に係る入射率導出部１１Ａでは、コンピュータ・シミュレーションにより直達日射入射率を導出する。なお、本実施形態で適用する上記コンピュータ・シミュレーションについては、詳細を後述する。

【0033】

また、本実施形態に係る日射量導出部１１Ｂは、上記屋外に設けられた日射センサ５０によって検出された日射量に基づいて、上記開口部の方位角及び傾斜角に対応した直達日射量を導出する。なお、日射量導出部１１Ｂによる直達日射量の導出方法については、詳細を後述する。

【0034】

そして、本実施形態に係る制御部１１Ｃは、入射率導出部１１Ａによって導出された直達日射入射率と、日射量導出部１１Ｂによって導出された直達日射量とを乗算して得られる直達日射入射量と所定閾値との比較結果に基づいて、上記開口部に設けられた調光フィルム５６による直達日射の透光量を制御する。

【0035】

本実施形態に係る制御部１１Ｃでは、制御対象建物の内部の人の存在状況に応じて、上記透光量の制御を行う。また、本実施形態に係る制御部１１Ｃでは、中間期の場合、及び制御対象建物の内部の空調装置５２による空調状態が冷房状態の場合に、上記透光量の制御を行う。なお、本実施形態に係る制御部１１Ｃでは、カメラ５４から取得される画像情報が示す画像を用いて、制御対象建物の内部の人の存在状況を把握する。

【0036】

次に、図３～図５を参照して、本実施形態に係る制御対象建物の構成について説明する。

【0037】

図３及び図４に示すように、本実施形態に係る制御対象建物３０は、地盤Ｇに設けられた図示しない基礎上に構築されている。なお、図４は断面図であるが、錯綜を回避するために、断面を表すハッチング（斜線）の図示を省略している。

【0038】

制御対象建物３０は、屋根部３２及び外周壁部３４を有している。本実施形態の屋根部３２は、傾斜屋根とされている。なお、屋根部３２は、傾斜屋根に限らず、平屋根であってもよい。この屋根部３２には、室内２０に太陽Ｔの光（以下、「太陽光Ｐ」を記す。）を採光するための開口部４０が形成されている。開口部４０には、複数の窓部４２が格子状に設けられている。なお、後述する図１２の説明図では、判りやすくするため、開口部４０及び窓部４２を水平方向及び垂直方向に沿って図示している。

【0039】

図５に示すように、窓部４２は、図示しない窓枠と、この窓枠内に設けられたガラス部４４と、を有している。本実施形態では、ガラス部４４は、二枚の透明なガラス板４３、４５を含んで構成された二重ガラス構造になっている。

【0040】

ガラス部４４を構成する外側のガラス板４３の室内２０側の内面には、上述した調光フィルム５６が貼られている。なお、調光フィルム５６は、ガラス板４３、４５の少なくとも一方に貼られていればよい。また、ガラス部４４は、二重ガラスでなく、一重ガラスであってもよいし、三重以上のガラスで構成されていてもよい。

【0041】

調光フィルム５６は、印加される電圧に応じて、その透過率が増減する。具体的には、調光フィルム５６に印加される電圧が大きくなると、調光フィルム５６の透過率が増加し、ガラス部４４が透明に近づく。一方、調光フィルム５６に印加される電圧が小さくなると、調光フィルム５６の透過率が減少し、ガラス部４４が曇りガラスのようになる。なお、調光フィルム５６に電圧が印加されていない状態では、調光フィルム５６の透過率が最小となる。

【0042】

本実施形態の制御対象建物３０では、通常は、ＣＰＵ１１による制御により、調光フィルム５６に最大電圧を印加して、調光フィルム５６の透過率を最大とし、ガラス部４４が透明の状態になっている。よって、通常は、太陽光Ｐが室内２０に採光される。

【0043】

図４に示すように、室内２０には、上述したカメラ５４が複数個所、本実施形態では室内２０の隅部にそれぞれ設けられている。本実施形態のカメラ５４は、室内２０に存在する人Ｈを検出するために用いられる。なお、本実施形態では、カメラ５４が複数個所（本実施形態では４箇所）に設けられているが、これに限定されない。カメラ５４は、少なくとも室内２０に１箇所以上設けられていればよい。また、室内２０に存在する人Ｈを検出するために用いるものとして、カメラ５４に代えて赤外線センサ、超音波センサ等の人感センサを用いる形態としてもよい。

【0044】

また、図４に示すように、制御対象建物３０の室内２０には、上述した空調装置５２が設けられている。なお、本実施形態では、錯綜を回避するために、室内２０に空調装置５２が１台のみ設置されている場合について説明するが、これに限定されるものではないことは言うまでもない。

【0045】

更に、制御対象建物３０の屋根部３２における頂部で、かつ、制御対象建物３０の屋外に存在する遮蔽物によって太陽からの直達日射が遮蔽されない位置には、上述した日射センサ５０が設けられている。本実施形態に係る日射センサ５０は、水平面全天の日射量を測定することができるものとされている。なお、本実施形態では、錯綜を回避するために、日射センサ５０が１個のみ設置されている場合について説明するが、これに限定されるものではないことも言うまでもない。

【0046】

次に、図６を参照して、本実施形態に係る建物関連情報データベース１３Ｂについて説明する。図６に示すように、本実施形態に係る建物関連情報データベース１３Ｂは、透光量制御装置１０が取り扱い対象としている建物毎に、建物名称、建物位置情報及び３次元ＣＡＤ（Computer Aided Design）情報の各情報が関連付けられて記憶されている。

【0047】

上記建物名称は、対応する建物の名称を示す情報であり、上記建物位置情報は、対応する建物の建設位置を示す情報である。なお、本実施形態では、上記建物位置情報として、対応する建物の住所を適用しているが、これに限定されるものではない。上記建物位置情報として、緯度及び経度の各情報を適用する形態としてもよいし、これらの住所や、緯度及び経度に対して高度を付加して適用する形態等としてもよい。

【0048】

一方、上記３次元ＣＡＤ情報は、対応する建物の形状を示す建物形状情報、及び当該建物の屋外に存在する、太陽からの当該建物に対する直達日射を遮蔽する遮蔽物の形状を示す遮蔽物形状情報を含むモデル（以下、「建物関連モデル」という。）を示す情報とされている。本実施形態に係る上記遮蔽物には、対応する建物に隣接する建物、電柱、橋等の建造物や、樹木、当該建物の周囲に設けられた塀等の他、当該建物の外壁に設けられた庇等が含まれる。

【0049】

本実施形態では、建物関連モデルを、予め定められた３次元ＣＡＤソフトウェアを用いて作成している。本実施形態では、上記３次元ＣＡＤソフトウェアとして、ライノセラス（Rhinoceros）（登録商標）を適用しているが、これに限定されるものではない。例えば、レビット（Revit）（登録商標）等の他のソフトウェアを上記３次元ＣＡＤソフトウェアとして適用する形態としてもよい。

【0050】

上述したように、制御対象建物３０には多数の窓部４２の各々毎に調光フィルム５６が設けられており、各々の調光フィルム５６は予め定められた領域毎にグループ分けされている。そして、建物関連情報データベース１３Ｂの３次元ＣＡＤ情報には、各調光フィルム５６が属するグループを特定するための特定情報も含まれている。

【0051】

次に、図７を参照して、本実施形態に係る太陽位置情報データベース１３Ｃについて説明する。図７に示すように、本実施形態に係る太陽位置情報データベース１３Ｃは、予め定められた複数の地域毎で、かつ、日時毎に、上述した太陽位置情報が記憶されている。

【0052】

なお、本実施形態では、上記地域として、住所を示す情報を適用しているが、これに限定されるものではない。当該地域として、対応する位置の緯度及び経度の各情報を適用する形態としてもよい。また、本実施形態では、上記日時として、対応する地域における１月１日から１２月３１日までの日の出時刻から日没時刻までの日時帯で、かつ、所定時間（本実施形態では、５分）間隔の時刻を適用しているが、これに限定されるものでないことは言うまでもない。更に、本実施形態では、上記太陽位置情報として、対応する地域の地表面における、対応する時刻での太陽に対する方位角及び傾斜角の２つの角度で表される情報を適用しているが、これに限定されるものでないことも言うまでもない。ここで、太陽位置情報は、拡張アメダス気象データ等から得ることができる。また、太陽位置情報は、対応する位置の緯度及び経度から各種近似式を用いて算出することもできる。

【0053】

次に、図８～図１０を参照して、本実施形態に係る透光量制御装置１０の作用を説明する。ユーザによって透光量制御プログラム１３Ａの実行を開始する指示入力が入力部１４を介して行われた場合に、透光量制御装置１０のＣＰＵ１１が当該透光量制御プログラム１３Ａを実行することにより、図８に示す透光量制御処理が実行される。なお、ここでは、錯綜を回避するために、建物関連情報データベース１３Ｂ及び太陽位置情報データベース１３Ｃが構築済みである場合について説明する。

【0054】

図８のステップ２００で、入射率導出部１１Ａは、予め定められた構成とされた初期情報入力画面を表示するように表示部１５を制御し、ステップ２０２で、入射率導出部１１Ａは、所定情報が入力されるまで待機する。

【0055】

図９には、本実施形態に係る初期情報入力画面の一例が示されている。図９に示すように、本実施形態に係る初期情報入力画面では、対象とする制御対象建物３０の名称（上述した建物名称）の入力を促すメッセージと共に、当該建物名称を入力するための入力領域１５Ａが表示される。

【0056】

一例として図９に示す初期情報入力画面が表示部１５に表示されると、ユーザは、入力部１４を介して、対象とする制御対象建物３０の建物名称を入力領域１５Ａに入力した後、終了ボタン１５Ｅを指定する。これに応じて、ステップ２０２が肯定判定となって、ステップ２０４に移行する。

【0057】

ステップ２０４で、入射率導出部１１Ａは、初期情報入力画面において入力された建物名称に対応する建物位置情報及び３次元ＣＡＤ情報を建物関連情報データベース１３Ｂから読み出す。ステップ２０６で、入射率導出部１１Ａは、読み出した建物位置情報が示す建設位置に対応する地域で、かつ、この時点から当日の日没時刻までの日時に対応する全ての太陽位置情報を太陽位置情報データベース１３Ｃから読み出す。ここで、入射率導出部１１Ａは、建物位置情報が示す建設位置と同一の地域が太陽位置情報データベース１３Ｃに登録されている場合は当該地域を適用する一方、上記建設位置と同一の地域が太陽位置情報データベース１３Ｃに登録されていない場合には、当該建設位置の最寄りの地域を適用する。

【0058】

ステップ２０８で、入射率導出部１１Ａは、太陽位置情報データベース１３Ｃから読み出した各時刻別で、かつ、調光フィルム５６のグループ別に、次の式（１）により直達日射入射率ＤＲを算出する。なお、一例として図１０に示されるように、式（１）におけるＳＡは、対応するグループに属する調光フィルム５６に対して直達日射が入射される面積を表し、ＧＡは、対応するグループに属する調光フィルム５６全体の面積を表す。

【0059】

ＤＲ＝ＳＡ／ＧＡ （１）

【0060】

すなわち、式（１）により算出される直達日射入射率ＤＲは、対応するグループに属する調光フィルム５６全体の面積ＧＡに対する、上述した遮蔽物形状情報及び太陽位置情報等によって特定される、当該調光フィルム５６全体に対して太陽光が直接入射される面積ＳＡの割合を示す。

【0061】

なお、本実施形態では、面積ＳＡを、上記ライノセラス（登録商標）に設けられている機能であるグラスホッパー（Grasshopper）（登録商標）によるコンピュータ・シミュレーションによって得ているが、これに限らない。例えば、ダイナモ（Dynamo）（登録商標）等の他のソフトウェアを、面積ＳＡを導出するソフトウェアとして適用する形態としてもよいし、透光量制御装置１０のユーザが入力部１４を介して面積ＳＡを入力する形態等としてもよい。

【0062】

ステップ２１０で、日射量導出部１１Ｂは、水平面全天の日射量を示す情報を日射センサ５０から入力し、ステップ２１２で、日射量導出部１１Ｂは、入力した情報が示す水平面全天の日射量を用いて、宇田川／木村の推定式により、調光フィルム５６のグループ別に直達日射量を導出する。なお、宇田川／木村の推定式については、「宇田川、木村，「水平面全天日射量観測値よりの直達日射量の推定」，日本建築学会論文報告集第２６７号昭和５３年５月」等にも記載されており、従来既知の技術であるので、これ以上の説明は省略する。但し、直達日射量の導出方法は、宇田川／木村の推定式を用いる方法には限らず、太陽追尾型の日射量計の計測値から算出する方法等の他の方法を用いて導出する形態としてもよい。太陽追尾型の日射量計の計測値から算出する方法では、太陽追尾型の日射量計で直達日射量及び天空日射量を計測し、その計測値に基づき各方位及び傾斜面の日射量を調光フィルム５６のグループ別に算出する。

【0063】

ステップ２１４で、制御部１１Ｃは、調光フィルム５６のグループ別に、以上の処理によって得られた直達日射入射率ＤＲと直達日射量とを乗算することにより、調光フィルム５６のグループ別の直達日射入射量を算出する。

【0064】

ステップ２１６で、制御部１１Ｃは、空調装置５２が運転中か否かを判定し、否定判定となった場合は中間期に相当するものと見なしてステップ２２２に移行する一方、肯定判定となった場合はステップ２１８に移行する。

【0065】

ステップ２１８で、制御部１１Ｃは、空調装置５２が冷房運転中か否かを判定し、肯定判定となった場合はステップ２２２に移行する一方、否定判定となった場合はステップ２２０に移行する。ステップ２２０で、制御部１１Ｃは、全ての調光フィルム５６の透過率を最大値とすることにより、全ての調光フィルム５６を全開放の状態とするように各調光フィルム５６を制御し、その後にステップ２３４に移行する。

【0066】

ステップ２２２で、制御部１１Ｃは、調光フィルム５６の各グループにおける何れか１つのクループに属する複数の調光フィルム５６（以下、「対象調光フィルム群」という。）について、対応する直達日射入射量が予め定められた閾値より多いか否かを判定し、肯定判定となった場合はステップ２２４に移行する。

【0067】

本実施形態では、上記閾値として、６０Ｗ／ｍ^２を適用している。これは、「井上、松尾，「日射遮蔽装置の使用実態に関する調査研究」，日本建築学会計画系論文報告集第３７８号昭和６２年８月」の第３頁の２）の記載内容を根拠としている。但し、この形態には限定されず、上記閾値は、透光量制御処理に要求される快適性や、省エネルギー効果、透光量制御処理を実行する際の季節等によって適宜変更する形態としてもよい。

【0068】

ステップ２２４で、制御部１１Ｃは、対象調光フィルム群の各調光フィルム５６の透過率を最小値とすることにより、対象調光フィルム群の全ての調光フィルム５６を全閉鎖の状態とするように各調光フィルム５６を制御し、その後にステップ２３２に移行する。

【0069】

一方、ステップ２２２において否定判定となった場合はステップ２２６に移行し、制御部１１Ｃは、対象ゾーン（本実施形態では、制御対象建物３０の内部の全領域）に人が存在しているか否かを判定し、肯定判定となった場合はステップ２２８に移行する。なお、本実施形態では、対象ゾーンに人が存在するか否かを、カメラ５４から得られた画像情報が示す画像に人が写っているか否かを判定することにより行っているが、これに限定されるものではない。例えば、制御対象建物３０の出入り口に人感センサを設けておき、当該人感センサによって制御対象建物３０の内部への人の入場を検出することで判定する形態等としてもよい。

【0070】

ステップ２２８で、制御部１１Ｃは、対象調光フィルム群の各調光フィルム５６の透過率を最大値とすることにより、対象調光フィルム群の全ての調光フィルム５６を全開放の状態とするように各調光フィルム５６を制御し、その後にステップ２３２に移行する。

【0071】

一方、ステップ２２６で否定判定となった場合はステップ２３０に移行し、制御部１１Ｃは、対象調光フィルム群の各調光フィルム５６の透過率を最小値とすることにより、対象調光フィルム群の全ての調光フィルム５６を全閉鎖の状態とするように各調光フィルム５６を制御し、その後にステップ２３２に移行する。

【0072】

ステップ２３２で、制御部１１Ｃは、調光フィルム５６の全てのグループについてステップ２２２～ステップ２３０の処理が終了したか否かを判定し、否定判定となった場合はステップ２２２に戻り、肯定判定となった時点でステップ２３４に移行する。なお、ステップ２２２～ステップ２３２の処理を繰り返し実行する際には、それまでに処理対象としなかった調光フィルム５６のグループを上述した対象調光フィルム群とする。

【0073】

以上のステップ２２２～ステップ２３２の繰り返し処理により、全ての調光フィルム５６について、直達日射入射量と対象ゾーンに対する人の存在状況に応じた好適な開閉状態を設定することができる。

【0074】

ステップ２３４で、制御部１１Ｃは、予め定められた終了タイミングが到来したか否かを判定し、否定判定となった場合はステップ２１０に戻る一方、肯定判定となった時点で本透光量制御処理を終了する。なお、本実施形態では、上記終了タイミングとして、ユーザによって透光量制御プログラム１３Ａを終了する指示入力が入力部１４を介して行われたタイミングを適用しているが、これに限定されるものではない。例えば、透光量制御処理の実行当日の日没時刻を越えたタイミングを上記終了タイミングとして適用する形態等としてもよい。

【0075】

以上説明したように、本実施形態によれば、太陽の位置を示す位置情報、透光量制御の対象とする建物の形状を示す建物形状情報、及び当該建物の屋外に存在する、太陽からの当該建物に対する直達日射を遮蔽する遮蔽物の形状を示す遮蔽物形状情報に基づいて、前記建物に設けられた開口部に対する前記直達日射の入射率を示す直達日射入射率を導出する入射率導出部１１Ａと、前記屋外に設けられた日射センサによって検出された日射量に基づいて、前記開口部の方位角及び傾斜角に対応した直達日射量を導出する日射量導出部１１Ｂと、前記直達日射入射率と前記直達日射量とを乗算して得られる直達日射入射量と所定閾値との比較結果に基づいて、前記開口部に設けられた透光量調整部による前記直達日射の透光量を制御する制御部１１Ｃと、を備えている。従って、建物内における適切な光環境を実現することができる。

【0076】

また、本実施形態によれば、制御対象建物３０の内部の人の存在状況に応じて、調光フィルム５６の透光量の制御を行っている。従って、制御対象建物３０の内部の人にとっての快適性を向上させることができる。

【0077】

また、本実施形態によれば、中間期の場合、及び制御対象建物３０の内部の空調状態が冷房状態の場合である場合に、調光フィルム５６の透光量の制御を行っている。従って、制御対象建物３０内の空調設備に対する省エネルギー効果を得ることができる。

【0078】

また、本実施形態によれば、コンピュータ・シミュレーションにより直達日射入射率を導出している。従って、より簡易に直達日射入射率を導出することができる。

【0079】

更に、本実施形態によれば、透光量調整部として調光フィルム５６を適用している。従って、調光フィルム５６を用いて、制御対象建物３０内における適切な光環境を実現することができる。

【0080】

［第２実施形態］
本第２実施形態では、制御対象建物３０の内部を複数の領域に分割し、各分割領域毎の直達日射の入射状況に応じて、調光フィルム５６の透光量の制御を行う場合の形態例について説明する。なお、本第２実施形態に係る透光量制御装置１０の構成は上記第１実施形態に係る透光量制御装置１０（図１、図２参照。）と同一であるので、ここでの説明は省略する。

【0081】

次に、図１１～図１２を参照して、本第２実施形態に係る透光量制御装置１０の透光量制御処理を実行する場合の作用を説明する。なお、図１１における図８と同様の処理を行うステップには図８と同一のステップ番号を付して、その説明を極力省略する。

【0082】

本第２実施形態に係る透光量制御処理は、上記第１実施形態に係る透光量制御処理に対して、ステップ２２４～ステップ２３０の処理が、ステップ２２５、２２７、２２９、２３１の各処理に置き換わる点のみが異なっている。

【0083】

すなわち、図１１に示す透光量制御処理においては、ステップ２２２において否定判定となった場合はステップ２３１に移行する一方、肯定判定となった場合はステップ２２５に移行する。

【0084】

ステップ２２５で、制御部１１Ｃは、人が存在するゾーンに陽が差し込んでいるか否かを判定し、肯定判定となった場合はステップ２２７に移行する。なお、本実施形態では、人が存在するゾーンに陽が差し込んでいるか否かの判定を以下に示すように行う。

【0085】

即ち、一例として図１２に示すように、例えば、制御対象建物３０の室内２０をゾーンａ～ゾーンｃの３つのゾーンに分け、判定エリアを、床面からの高さの範囲が９００ｍｍから２０００ｍｍまでの範囲とする。また、ここでは、人Ｈが存在するゾーンがゾーンａである場合について説明する。

【0086】

この場合、例１に示す状態では、太陽Ｔからの直達日射がゾーンｃの判定エリアには入射しているため、ゾーンｃについては「陽が差し込んでいる」との判定となるが、ゾーンａ及びゾーンｂについては判定エリアに太陽Ｔからの直達日射が入射していないため、ゾーンａ及びゾーンｂともに「陽が差し込んでいない」との判定となる。

【0087】

同様に、例２に示す状態では、太陽Ｔからの直達日射がゾーンｂ及びゾーンｃの判定エリアには入射しているため、ゾーンｂ及びゾーンｃについては「陽が差し込んでいる」との判定となるが、ゾーンａについては判定エリアに太陽Ｔからの直達日射が入射していないため、ゾーンａは「陽が差し込んでいない」との判定となる。

【0088】

これに対し、例３に示す状態では、太陽Ｔからの直達日射がゾーンａ～ゾーンｃの全てのゾーンに入射しているため、各ゾーンともに「陽が差し込んでいる」との判定となる。従って、この場合、例３に示す状況のみがステップ２２５において肯定判定となる。

【0089】

なお、太陽Ｔから室内２０への直達日射の入射領域は、太陽Ｔの位置と、対象とする調光フィルム群との位置関係から特定することができる。本実施形態では、この入射領域も、グラスホッパー（登録商標）によるコンピュータ・シミュレーションによって得ているが、これに限定されるものではないことは言うまでもない。

【0090】

ステップ２２７で、制御部１１Ｃは、対象調光フィルム群の各調光フィルム５６の透過率を最小値とすることにより、対象調光フィルム群の全ての調光フィルム５６を全閉鎖の状態とするように各調光フィルム５６を制御し、その後にステップ２３２に移行する。

【0091】

一方、ステップ２２５において否定判定となった場合はステップ２２９に移行し、制御部１１Ｃは、対象調光フィルム群の各調光フィルム５６の透過率を最大値とすることにより、対象調光フィルム群の全ての調光フィルム５６を全開放の状態とするように各調光フィルム５６を制御し、その後にステップ２３２に移行する。

【0092】

更に、ステップ２３１で、制御部１１Ｃは、対象調光フィルム群の各調光フィルム５６の透過率を最大値とすることにより、対象調光フィルム群の全ての調光フィルム５６を全開放の状態とするように各調光フィルム５６を制御し、その後にステップ２３２に移行する。

【0093】

本実施形態によれば、制御対象建物３０の内部を複数の領域（ゾーン）に分割し、各分割領域毎の直達日射の入射状況に応じて、調光フィルム５６の透光量の制御を行っている。従って、より効率的に制御対象建物３０内における光環境を制御することができる。

【0094】

なお、上記各実施形態では、調光フィルム５６を各グループ単位で制御する場合について説明したが、これに限定されない。例えば、調光フィルム５６を１つずつ個別に制御する形態としてもよい。この形態によれば、調光フィルム５６をグループ分けするための手間を削減することができる。

【0095】

また、上記各実施形態では、透光量調整部として調光フィルム５６を適用した場合について説明したが、これに限定されない。例えば、電動ブラインドを透光量調整部として適用する形態としてもよい。

【0096】

図１３及び図１４には、透光量調整部として電動ブラインドを適用した場合の透光量制御装置１０の構成例が示されている。なお、図１３及び図１４における図１及び図２と同様の構成要素には図１及び図２と同一の符号を付している。

【0097】

図１３及び図１４に示すように、この形態では、調光フィルム５６が電動ブラインド５８に置き換わっている点のみが上記各実施形態に係る透光量制御装置１０と異なっている。なお、この形態における透光量制御装置１０の作用は、図８を参照して上述した第１実施形態に係る透光量制御装置１０の作用と同様であり、制御部１１Ｃの制御対象が調光フィルム５６から電動ブラインド５８に置き換わる点のみが異なる。この形態によれば、電動ブラインド５８を用いて、制御対象建物３０内における適切な光環境を実現することができる。なお、調光フィルム５６及び電動ブラインド５８以外の透過量調整部としては、電動ロールスクリーン、電動可動ルーバー等を例示することができる。

【0098】

また、上記各実施形態では、空調装置５２による空調状態を考慮して調光フィルム５６の開閉状態を制御する場合について説明したが、これに限定されない。例えば、空調状態を何ら考慮することなく、直達日射入射量と閾値との比較結果のみに応じて調光フィルム５６の開閉状態を制御する形態としてもよい。同様に、上記各実施形態では、制御対象建物３０の内部の人の存在状況を考慮して調光フィルム５６の開閉状態を制御する場合について説明したが、これに限定されない。例えば、当該人の存在状況を何ら考慮することなく、直達日射入射量と閾値との比較結果のみに応じて調光フィルム５６の開閉状態を制御する形態としてもよい。これらの形態によれば、上記各実施形態に比較して、制御部１１Ｃによる制御の負荷を軽減することができる。

【0099】

また、上記各実施形態では、複数の建物から制御対象建物３０を選択して制御対象とする場合について説明したが、これに限定されない。例えば、単一の制御対象建物３０のみを制御対象として想定する形態としてもよいことは言うまでもない。

【0100】

また、上記各実施形態では、調光フィルム５６の状態として、全開状態及び全閉状態の２つの状態のみに制御する場合について説明したが、これに限定されない。例えば、調光フィルム５６に印加する電圧を調整することで、調光フィルム５６の透過率を中間値とする形態としてもよい。

【0101】

また、上記各実施形態では、日射センサ５０を制御対象建物３０の屋根部３２に設けた場合について説明したが、これに限定されない。例えば、制御対象建物３０の敷地内における庭部、他の建物の屋上等、制御対象建物３０の屋外に存在する遮蔽物によって太陽からの直達日射が遮蔽されない位置であれば、他の位置に日射センサ５０を設ける形態としてもよい。

【0102】

また、上記各実施形態では、日射センサ５０を１つのみ用いる場合について説明したが、これに限定されない。例えば、１箇所のみでは制御対象建物３０の屋外に存在する遮蔽物によって太陽からの直達日射が遮蔽される時間帯が存在する場合には、複数の日射センサ５０を用いて、当該複数の日射センサ５０を時間帯毎に切り替えて用いることにより、上記直達日射が遮蔽される時間帯をなくする形態としてもよい。
また、上記各実施形態では透光量制御装置１０の設置場所に関しては特に言及しなかったが、透光量制御装置１０は、制御対象建物３０の内部に設置したり、制御対象建物３０の外部の各種施設等に設置したりする形態としてもよい。また、透光量制御装置１０をクラウド・コンピュータとして適用し、透光量制御装置１０と、制御対象建物３０に設けられた日射センサ５０、空調装置５２、カメラ５４、調光フィルム５６等の各部との間で通信を行って、透光量制御処理を実行する形態としてもよい。

【0103】

また、上記各実施形態において、例えば、入射率導出部１１Ａ、日射量導出部１１Ｂ及び制御部１１Ｃの各処理を実行する処理部（processing unit）のハードウェア的な構造としては、次に示す各種のプロセッサ（processor）を用いることができる。上記各種のプロセッサには、前述したように、ソフトウェア（プログラム）を実行して処理部として機能する汎用的なプロセッサであるＣＰＵに加えて、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等の製造後に回路構成を変更可能なプロセッサであるプログラマブルロジックデバイス（Programmable Logic Device：PLD）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路等が含まれる。

【0104】

処理部は、これらの各種のプロセッサのうちの１つで構成されてもよいし、同種又は異種の２つ以上のプロセッサの組み合わせ（例えば、複数のＦＰＧＡの組み合わせや、ＣＰＵとＦＰＧＡとの組み合わせ）で構成されてもよい。また、処理部を１つのプロセッサで構成してもよい。

【0105】

処理部を１つのプロセッサで構成する例としては、第１に、クライアント及びサーバ等のコンピュータに代表されるように、１つ以上のＣＰＵとソフトウェアの組み合わせで１つのプロセッサを構成し、このプロセッサが処理部として機能する形態がある。第２に、システムオンチップ（System On Chip：SoC）等に代表されるように、処理部を含むシステム全体の機能を１つのＩＣ（Integrated Circuit）チップで実現するプロセッサを使用する形態がある。このように、処理部は、ハードウェア的な構造として、上記各種のプロセッサの１つ以上を用いて構成される。

【0106】

更に、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造としては、より具体的には、半導体素子などの回路素子を組み合わせた電気回路（circuitry）を用いることができる。

【符号の説明】

【0107】

１０ 透光量制御装置
１１ ＣＰＵ
１１Ａ 入射率導出部
１１Ｂ 日射量導出部
１１Ｃ 制御部
１２ メモリ
１３ 記憶部
１３Ａ 透光量制御プログラム
１３Ｂ 建物関連情報データベース
１３Ｃ 太陽位置情報データベース
１４ 入力部
１５ 表示部
１５Ａ 入力領域
１５Ｅ 終了ボタン
１６ 媒体読み書き装置
１７ 記録媒体
１８ 通信Ｉ／Ｆ部
２０ 室内
３０ 制御対象建物
３２ 屋根部
３４ 外周壁部
４０ 開口部
４２ 窓部
５０ 日射センサ
５２ 空調装置
５４ カメラ
５６ 調光フィルム
５８ 電動ブラインド
Ｈ 人

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】