(57)【要約】【課題】外乱に対してロバストネス、かつ、精度良く風速を推定することができる。【解決手段】屋上用の風圧センサによって、建物に対する風圧値を前記建物の内部と前記建物の外部との気圧差によって検出する風圧センサであって、屋上面に対する風圧値を検出し、前記屋上用の風圧センサによって検出された前記屋上面に対する風圧値と、予め実験により定められた、受風面の風圧と風速との関係を示す風圧関数と、に基づいて、前記建物に対する風速を推定する。【選択図】図２
2020122704.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物に対する風圧値を前記建物の内部と前記建物の外部との気圧差によって検出する風圧センサであって、屋上面に対する風圧値を検出する屋上用の風圧センサと、
前記屋上用の風圧センサによって検出された前記屋上面に対する風圧値と、予め実験により定められた、受風面の風圧と風速との関係を示す風圧関数と、に基づいて、前記建物に対する風速を推定する風速推定部を含む演算装置と、
を含む風速推定システム。
【請求項２】
前記建物の方位の異なる外壁面の各々に設置され、前記外壁面の各々について風圧値を検出する外壁用の風圧センサの各々を更に含み、
前記演算装置は、前記外壁用の風圧センサの各々によって検出された前記外壁面の風圧値の各々と、受風面に対する比例定数である風圧係数を含む前記風圧関数と、前記風速推定部で推定された前記風速と、に基づいて、前記建物に対する風向を推定する風向推定部を更に含む請求項１に記載の風速推定システム。
【請求項３】
前記建物の方位の異なる外壁面の各々に設置され、前記外壁面の各々について風圧値を検出する外壁用の風圧センサの各々を更に含み、
前記演算装置は、前記外壁用の風圧センサの各々によって検出された前記外壁面の風圧値の各々に基づいて、前記建物に対する風向を推定する風向推定部を更に含み、
前記風速推定部は、前記屋上用の風圧センサによって検出された前記屋上面の風圧値と、前記外壁用の風圧センサの各々によって検出された前記外壁面の風圧値の各々と、推定された前記風向と、前記風圧関数と、に基づいて、前記建物に対する風速を推定する請求項１に記載の風速推定システム。
【請求項４】
前記建物の方位の異なる外壁面の各々に設置され、前記外壁面の各々について風圧値の各々を検出する外壁用の風圧センサの各々を更に含み、
前記演算装置は、前記屋上用の風圧センサで検出された前記屋上面の風圧値及び前記外壁用の風圧センサの各々によって検出された前記外壁面の風圧値の各々のうち、少なくとも前記外壁面の風圧値の各々に基づく風圧分布の画像を、前記屋上面に対する風圧値及び前記外壁面の各々に対する風圧値の各々に基づく風圧分布に対する風向が予め学習された学習済みモデルに入力し、前記学習済みモデルによる演算によって、前記風向を推定する風向推定部を更に含む請求項１に記載の風速推定システム。
【請求項５】
前記屋上用の風圧センサは、気圧検出のための二つのチューブが接続され、一方のチューブの先端が前記建物の外部である前記屋上面に設置され、他方のチューブの先端が前記建物の内部に設置され、
前記屋上用の風圧センサは、前記一方のチューブの先端で検出される前記建物の外部の気圧と前記他方のチューブの先端で検出される前記建物の内部の気圧との気圧差から前記屋上面の風圧値を検出する場合に、
前記一方のチューブの先端を複数に分岐させ、分岐させた前記一方のチューブの先端の各々によって前記屋上面の風圧値を検出する請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の風速推定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物における風速の推定に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、建物に対する風速及び風向を推定するために、超音波式、プロペラ式、又は三杯式などの風向風速計を屋上又は中層階テラスなどに設置し、風速及び風向を計測する手法が知られている。
【０００３】
また、特許文献１では、建物の方位の異なる外壁に風圧を検出する複数の風圧センサを設けて、風圧値の大小から風向を算出している。そして、特許文献１では、算出した風向から、外壁、間仕切壁又は扉などに設けた通気口を自動的に開閉して自然換気ルートを形成するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０７−３２４７９７公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
風向風速計で有意なデータを計測するためには、風向風速計及び避雷のための避雷針を高い位置に設置する必要があった。風向風速計及び避雷針を高い位置に設置するのは、建物自体が受ける風によって生じる外部風（いわゆる乖離流）による気流の影響を避けるためである。しかし、現実的には、風向風速計及び避雷針を高い位置に設置することは困難であった。そのため、風向風速計による計測では、外部風の影響を受ける位置で計測せざるをえない状況であり、結果として有意な風速及び風向を計測できないという課題があった。
【０００６】
また、特許文献１の技術では、建物の外壁面に風圧を検出する風圧センサを設けている。しかし、建物の外壁面に設けた風圧センサでは、周囲の建物や建物形状の影響を受けた風圧値を検出してしまうという課題があった。
【０００７】
このように従来技術では、外乱の影響によって風速及び風向が正確に推定できないという問題があった。そのため、正確に風速及び風向を推定できる技術が必要とされていた。
【０００８】
本発明は上記事実を考慮して、外乱に対してロバストネス、かつ、精度良く風速を推定することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の風速推定システムは、建物に対する風圧値を前記建物の内部と前記建物の外部との気圧差によって検出する風圧センサであって、屋上面に対する風圧値を検出する屋上用の風圧センサと、前記屋上用の風圧センサによって検出された前記屋上面に対する風圧値と、予め実験により定められた、受風面の風圧と風速との関係を示す風圧関数と、に基づいて、前記建物に対する風速を推定する風速推定部を含む演算装置と、を含む。これにより、外乱に対してロバストネス、かつ、精度良く風速を推定することができる。
【００１０】
本発明の風速推定システムは、前記建物の方位の異なる外壁面の各々に設置され、前記外壁面の各々について風圧値を検出する外壁用の風圧センサの各々を更に含み、前記演算装置は、前記外壁用の風圧センサの各々によって検出された前記外壁面の風圧値の各々と、受風面に対する比例定数である風圧係数を含む前記風圧関数と、前記風速推定部で推定された前記風速と、に基づいて、前記建物に対する風向を推定する風向推定部を更に含むようにしてもよい。これにより、屋上面からロバストネスに推定した風速を用いて、風向を精度よく推定することができる。
【００１１】
本発明の風速推定システムは、前記建物の方位の異なる外壁面の各々に設置され、前記外壁面の各々について風圧値を検出する外壁用の風圧センサの各々を更に含み、前記演算装置は、前記外壁用の風圧センサの各々によって検出された前記外壁面の風圧値の各々に基づいて、前記建物に対する風向を推定する風向推定部を更に含み、前記風速推定部は、前記屋上用の風圧センサによって検出された前記屋上面の風圧値と、前記外壁用の風圧センサの各々によって検出された前記外壁面の風圧値の各々と、推定された前記風向と、前記風圧関数と、に基づいて、前記建物に対する風速を推定するようにしてもよい。これにより、外壁用の風圧センサを用いて、風向を精度よく推定することができる。
【００１２】
本発明の風速推定システムは、前記建物の方位の異なる外壁面の各々に設置され、前記外壁面の各々について風圧値の各々を検出する外壁用の風圧センサの各々を更に含み、前記演算装置は、前記屋上用の風圧センサで検出された前記屋上面の風圧値及び前記外壁用の風圧センサの各々によって検出された前記外壁面の風圧値の各々のうち、少なくとも前記外壁面の風圧値の各々に基づく風圧分布の画像を、前記屋上面に対する風圧値及び前記外壁面の各々に対する風圧値の各々に基づく風圧分布に対する風向が予め学習された学習済みモデルに入力し、前記学習済みモデルによる演算によって、前記風向を推定する風向推定部を更に含むようにしてもよい。これにより、学習済みモデルを用いて、風向を精度よく推定することができる。
【００１３】
本発明の風速推定システムは、前記屋上用の風圧センサは、気圧検出のための二つのチューブが接続され、一方のチューブの先端が前記建物の外部である前記屋上面に設置され、他方のチューブの先端が前記建物の内部に設置され、前記屋上用の風圧センサは、前記一方のチューブの先端で検出される前記建物の外部の気圧と前記他方のチューブの先端で検出される前記建物の内部の気圧との気圧差から前記屋上面の風圧値を検出する場合に、前記一方のチューブの先端を複数に分岐させ、分岐させた前記一方のチューブの先端の各々によって前記屋上面の風圧値を検出するようにしてもよい。これにより、屋上面からより安定した風圧値を検出し、風速を推定できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、外乱に対してロバストネス、かつ、精度良く風速を推定することができる、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る風圧センサの設置態様の一例を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る風速推定システムの構成を示すブロック図である。
【図３】風圧センサを建物に対して設置した場合の設置位置の例を示す図である。
【図４】風圧係数の一例を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係る風速推定システムにおける処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図６】外壁面の風圧値の各々による風圧分布の画像の一例を示す図である。
【図７】風圧センサに接続したチューブの先端を分岐させる場合の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
［本発明の実施形態］
以下、図面を参照して、本発明の実施形態の風速推定システムについて説明する。
【００１７】
まず、建物に対する風速及び風向を推定する目的について簡単に説明する。建物に設置されている換気口などの開口部は、建物の外の風速が弱い場合には開いておき、建物の外の風速が強い場合には閉じておくように制御することで、室内の環境を悪化させることなく、建物の省エネルギー性を高めることができる。そのため、建物のエネルギー効率を高めるためには、風速及び風向を的確に推定する技術が必要である。本発明の実施形態の風速推定システムは、このような背景に対するアプローチとして検討された。
【００１８】
次に、本発明の実施形態で用いる風圧センサについて説明する。
【００１９】
風圧センサは、参考文献１に示すような、いわゆるデジタル微差圧計であり、建物に対する風圧値を建物の内部の気圧と建物の外部の気圧との気圧差によって検出する。
【００２０】
[参考文献１]"クローネ社製 高精度デジタル微差圧計",[URL:http://www.krone.co.jp/krone_ks.html],[2018年12月13日検索].
【００２１】
図１は、本発明の実施形態に係る風圧センサの設置態様の一例を示す図である。より詳細には、図１は、風圧センサ１２として、屋上用の風圧センサ１２Ａと、東側の外壁用の風圧センサ１２Ｂと、西側の外壁用の風圧センサ１２Ｃとを設置し、風圧センサ１２Ａ〜Ｃのそれぞれで検出した風圧値を演算装置２０に入力する構成を示す。演算装置２０は、風圧センサ１２で検出された風圧値を用いて、風速及び風向を推定する。演算装置２０の構成については後述する。なお、図１では、説明の便宜のため、外壁用の風圧センサ１２は、風圧センサ１２Ｂ及び風圧センサ１２Ｃのみを図示している。しかし、実際には、風圧値の検出が必要な方角である南側及び北側に対応する風圧センサ１２Ｄ及び風圧センサ１２Ｅを設置する（後述の図３参照）。また、以下の説明においては、風圧センサ全般について述べる場合には単に「風圧センサ１２」と表記し、屋上用について述べる場合には「屋上用の風圧センサ１２Ａ」と表記し、外壁用について述べる場合には「外壁用の風圧センサ１２Ｂ〜１２Ｅ」と表記する。
【００２２】
図１に示すように、風圧センサ１２は、外気の気圧を検出するためのチューブと、屋内の気圧を検出するためのチューブとの二つのチューブを接続して使用する。外気の気圧を検出するためのチューブは風圧センサ１２のプラス側に接続し、屋内の気圧を検出するためのチューブはマイナス側に接続する。チューブの素材には、ビニル又はフッ素樹脂等を用いる。風圧センサ１２に接続したチューブは、例えば、図１に示すように、マイナス側のチューブの先端を屋内側に、プラス側のチューブの先端を屋上面又は外壁面に設置する。風圧センサ１２は、マイナス側のチューブの先端で検出した屋内の気圧と、プラス側のチューブ先端で検出した外気の気圧との気圧差によって風圧値を検出する。なお、屋内の気圧は、外部風や機械換気の影響を受けず、大気圧とみなせる場所で測定することで気圧差の基準点とするため、このように風圧値を検出できる。
【００２３】
図１では、屋上用の風圧センサ１２Ａのプラス側のチューブの先端は、屋上面に設置している。また、外壁用の風圧センサ１２Ｂのプラス側のチューブの先端は、検出対象とする方角である東側の外壁面に設置している。また、外壁用の風圧センサ１２Ｃのプラス側のチューブの先端は、検出対象とする方角である西側の外壁面に設置している。
【００２４】
なお、屋根面又は外壁面への設置場所は、縁に近い部分を避けて面の中央部に近い位置に設置すると、乖離流の影響を抑えられることが見込める。
【００２５】
上述した風圧センサ１２を用いるメリットの一つに、屋上面にチューブの先端を設置する場合のスペースの確保が容易であるという点が挙げられる。図１に示したように、屋上面にチューブの先端を設置する場合は、雨風避けの仕切り１４を設けて、チューブの先端を覆って保護しておけばよく、風向風圧計のように高さ方向にスペースを確保する必要がない。
【００２６】
以上、説明した風圧センサ１２によって検出した風圧値を用いて、演算装置２０の処理を行う。
【００２７】
次に、本発明の実施形態の風速推定システム１０の構成について説明する。
【００２８】
図２は、本発明の実施形態に係る風速推定システムの構成を示すブロック図である。図３は、風圧センサを建物に対して設置した場合の設置位置の例を示す図である。図４は、風圧係数の一例を示す図である。
【００２９】
図２に示すように、風速推定システム１０は、風圧センサ１２と、演算装置２０と、制御機構５０と、を含んで構成されている。
【００３０】
風圧センサ１２は、屋上用の風圧センサ１２Ａと、外壁面の風圧を検出する外壁用の風圧センサ１２Ｂ〜１２Ｅとを含んで構成される。図３に風圧センサ１２Ａ〜１２Ｅを建物に対して設置した場合の設置位置の例を示す。図３に示したように、風圧センサ１２Ａ〜１２Ｅは、各壁面に対して隣接した位置に設置する。屋上用の風圧センサ１２Ａは、屋上面に対する風圧値を検出する。外壁用の風圧センサ１２Ｂ〜１２Ｅは、建物の東西南北の方位のそれぞれに対応しており、外壁面の各々に対する風圧値の各々を検出する。
【００３１】
演算装置２０は、風速推定部３０と、風向推定部３２とを含んで構成されている。演算装置２０は、ＣＰＵと、ＲＡＭと、各処理部を実行するためのプログラム及び各種データを記憶したＲＯＭと、を含むコンピュータで構成することが出来る。
【００３２】
制御機構５０は、演算装置２０によって推定された風速及び風向を用いて建物の開口部の開閉の制御を行う。制御機構５０による開閉の制御は、例えば、風速が一定以上になった場合には開口部を閉め、風速が一定以下になった場合には開口部を開ける制御である。また、制御機構５０は、ある風向の風速が一定以上になった場合には当該風向の開口部を閉め、一定以上になった場合には開口部を開ける、といった風向と風速との組み合わせを考慮して、開口部の開閉の制御を行うようにしてもよい。制御機構５０において開口部の開閉の制御をどのように行うかは適宜、建物の設計に応じて設定すればよい。
【００３３】
次に、演算装置２０の各処理部の構成について説明する。
【００３４】
風速推定部３０は、屋上用の風圧センサ１２Ａによって検出された屋上面（受風面）に対する風圧値と、予め実験により定められた、受風面の風圧と風速との関係を示す風圧関数と、に基づいて、建物に対する風速を推定する。
【００３５】
ここで、風速関数について説明する。
【００３６】
風速関数は、以下（１）式の関係が成り立つ関数である。
【００３７】
【数１】
2020122704.tif 000003
・・・（１）
【００３８】
ここで、ｖ［ｍ／ｓ（メートル毎秒）］は建物の軒高さにおける外部の風速、γ［ｋｇ／ｍ３（キログラム毎立方メートル）］は空気の比重量、Ｃは受風面に対する風圧係数、Ｐ［Ｐａ（パスカル）］は受風面に対する風圧値である。γはγ≒１．２の定数とする。風圧係数Ｃは、図４に示すような、受風面である壁面（屋上面及び東西南北の各面）の各々と各方位の風向との組について予め定められた比例定数の値である。図４の例では、各方位の風向は、ＮＮＥ（北北東）、ＮＥ（北東）、ＥＮＥ（東北東）、Ｅ（東）、ＥＳＥ（東南東）、ＳＥ（南東）、ＳＳＥ（南南東）、Ｓ（南）、ＳＳＷ（南南西）、ＳＷ（南西）、ＷＳＷ（西南西）、Ｗ（西）、ＷＮＷ（西北西）、ＮＷ（北西）、ＮＮＷ（北北西）、及びＮ（北）である。図４の壁面の各々と各方位の風向との組の風圧係数の値は一つの代表例である。風圧係数の値は、一般的な風洞実験にて求めておくのが望ましい。図４の例では、屋上面の風圧係数の値は各風向で０．６と設定している。これは、屋上面は方位によらずに風圧係数が一定であるという性質によるものである。
【００３９】
上記（１）式の風速関数によって風速を求めるためには、外壁面の風圧値を用いる場合には、風圧係数Ｃについて、いずれの方位の風向を用いるのかを予め決定しておく必要がある。しかし、屋上面の風圧値を用いる場合には、屋上面の風速係数が風向によらずに一定であるので、風向を予め決定しなくても風速は求められうる。
【００４０】
上記（１）式を用いて、屋上面について検出した風圧値から外部の風速を推定する場合の例を説明する。屋上面の風圧値が−９［Ｐａ］を示していたとする。この場合、風速ｖは、以下（２）式のように計算できる。
【００４１】
【数２】
2020122704.tif 000004
・・・（２）
【００４２】
上記（２）式に基づいて風速ｖを計算すると、ｖ＝√（２×−９／−０．６／１．２）＝５．０となり、風速５．０ｍ／sであると推定できる。以上が、風速推定部３０による風速の推定手法の一例である。
【００４３】
風向推定部３２は、外壁用の風圧センサ１２Ｂ〜１２Ｅによって検出された外壁面の風圧値の各々と、壁面の各々と各方位の風向との組について予め定められた風圧係数を含む風圧関数と、風速推定部３０で推定された風速と、に基づいて、建物に対する風向を推定する。
【００４４】
以下、風向推定部３２による風向の推定手法の具体例を説明する。
【００４５】
風向の推定では、外部風に正対する受風面の風圧値がプラスになる性質を利用して推定を行う。風向推定部３２は、外壁面について検出した風圧値の各々のうち、一つだけがプラスの風圧値である場合は、プラスの風圧値を検出した外壁面の方位が風向であると推定する。例えば、風向推定部３２は、南面の風圧値だけがプラスの場合、風向は南であると推定する。
【００４６】
また、風向推定部３２は、複数の外壁面の風圧値がプラスの場合には、以下に説明するように、プラスの風圧値を検出した方位の風圧係数から風向を推定する。例えば、南面の風圧値が１０．３５［Ｐａ］、北面の風圧値が−５．１［Ｐａ］、東面の風圧値が−９．４５［Ｐａ］、西面の風圧値が４．０５［Ｐａ］であるとする。また、上記風速推定部３０で風速は５．０ｍ／ｓと推定されているとする。この場合、以下（３）式により各壁面の風圧係数が求められる。
【００４７】
【数３】
2020122704.tif 000005
・・・（３）
【００４８】
上記（３）式でプラスとなる南面及び西面の風圧係数を計算すると、南面の風圧係数は０．６９、西面の風圧係数は０．２７となる。南面と西面とがなす方位角は９０°であるため、９０°を風圧係数で按分すると、（９０°×０．６９／（０．６９＋０．２７）＝６４．７°）と計算できる。西面から南面に対して６４．７°の方位は南南西である。よって、風向推定部３２は、風向は南南西であると推定する。
【００４９】
次に、本発明の実施形態の風速推定システム１０の作用について説明する。図５は、本発明の実施形態に係る風速推定システムにおける処理ルーチンを示すフローチャートである。風速推定システム１０は以下の処理ルーチンを予め定められたタイミングで繰り返し実行する。実行のタイミングは数分ごと等、適宜、建物の設計に応じて設定すればよい。なお、風圧センサ１２は、常時、風圧値を検出しても良いし、上記予め定められたタイミングで、風圧値を検出してもよい。
【００５０】
ステップＳ１００で、演算装置２０は、屋上用の風圧センサ１２Ａによって検出された屋上面に対する風圧値と、外壁用の風圧センサ１２Ｂ〜１２Ｅによって検出された外壁面の風圧値の各々とを取得する。
【００５１】
ステップＳ１０２で、風速推定部３０は、ステップＳ１００で取得した屋上面に対する風圧値と、予め実験により定められた、受風面の風圧と風速との関係を示す上記（１）式の風圧関数と、に基づいて、建物に対する風速を推定する。
【００５２】
ステップＳ１０４で、風向推定部３２は、ステップＳ１００で取得した外壁面の風圧値の各々と、壁面の各々と各方位の風向との組について予め定められた風圧係数と、ステップＳ１０２で推定された風速と、に基づいて、建物に対する風向を推定する。
【００５３】
ステップＳ１０６で、制御機構５０は、ステップＳ１０２で推定された風速と、ステップＳ１０４で推定された風向とに基づいて、建物の開口部の開閉を制御する。
【００５４】
以上、説明したように、本発明の実施形態に係る風速推定システムによれば、外乱に対してロバストネス、かつ、精度良く風速及び風向を推定することができる。また、推定した風速及び風向を用いて建物の開口部の開閉を制御することで、建物の省エネルギー効率を高めることができる。
【００５５】
［本発明の実施形態の変形例］
次に、本発明の実施形態に係る風速推定システムの各変形例を説明する。
【００５６】
まず第１の変形例を説明する。上述した実施形態では、屋上面の風圧値を用いて風速を推定する場合を例に説明した。これに対して、第１の変形例では、風向推定部３２で風向を推定してから、風速推定部３０は推定された風向を用いて、風速を推定する。
【００５７】
第１の変形例において、風向推定部３２は、外壁用の風圧センサ１２Ｂ〜１２Ｅによって検出された外壁面の風圧値の各々に基づいて、建物に対する風向を推定する。風向の推定について具体的な推定の例を以下に挙げる。南面の風圧値が２２［Ｐａ］、北面の風圧値が−９［Ｐａ］、東面の風圧値が−２０［Ｐａ］、西面の風圧値が９［Ｐａ］、屋上面の風圧値が−１８［Ｐａ］であったとする。この場合、風向推定部３２は、プラスの風圧値である南面と西面とがなす方位角９０°を風圧値で按分し、（９０°×２２／（２２＋９）＝６３．９°）と計算する。西面から南面に対して６３．９°の方位は南南西である。よって、風向推定部３２は、計算結果から風向は南南西であると推定する。
【００５８】
次に第１の変形例の風速推定部３０について説明する。風速推定部３０は、各壁面の風圧値の各々と、風向推定部３２で推定された風向と、上記（１）式の風圧関数と、に基づいて、建物に対する風速を推定する。各壁面の風圧値の各々は、屋上用の風圧センサ１２Ａによって検出された屋上面の風圧値、及び外壁用の風圧センサ１２Ｂ〜１２Ｅによって検出された外壁面の風圧値の各々である。風速推定部３０の具体的な計算例を挙げる。上記の各壁面の風圧値が検出されているものとし、図４の風圧係数のＳＳＷ（南南西）を参照して計算すると、南面の風速７．３ｍ／ｓ、北面の風速６．６ｍ／ｓ、東面の風速７．３ｍ／ｓ、西面の風速７．５ｍ／ｓ、屋上面の風速７．１ｍ／ｓと計算できる。風速推定部３０は、これらの各壁面の風速を平均して風速７．１ｍ／ｓと推定する。なお、最大値及び最小値を外れ値として除いて平均してもよい。また、屋上面の風速が安定しているという性質を利用するために、屋上面の風速の比重が高くなるように重み付けしてもよい。
【００５９】
なお、第１の変形例の作用については、上述した図５のフローチャートにおいてステップＳ１０２とステップＳ１０４とを入れ替えて上記の風向推定部３２及び風速推定部３０の処理を行うようにすればよい。
【００６０】
以上、第１の変形例によれば、外壁用の風圧センサを用いて、風向を精度よく推定することができる。以上が第１の変形例についての説明である。
【００６１】
次に第２の変形例について説明する。上述した実施形態では、屋上面の風圧値から推定した風速を用いて風向を推定する場合を例に説明した。これに対して、第２の変形例では、風向推定部３２は、風圧分布の画像を学習済みモデルに入力し、学習済みモデルによる演算によって、風向を推定する。
【００６２】
図６は、外壁面の風圧値の各々による風圧分布の画像の一例を示す図である。風圧分布の画像は、外壁用の風圧センサ１２Ｂ〜１２Ｅによって検出された外壁面の風圧値の各々に基づく風圧分布の画像である。外壁面の風圧値の各々による風圧分布の画像の一例を図６に示す。図６の４０Ａは、南面の風圧値がプラスになっており、他の面の風圧値がマイナスになっていることを示しており、風向が南の風圧分布の画像である。建物の内側にプロットされた点がプラスを示し、建物の外側にプロットされた点がマイナスを示している。図６の４０Ｂは、風向が南南西の風圧分布の画像であり、図６の４０Ｃは、南西の風圧分布の画像である。第２の変形例では、このような風圧分布の画像を用いて、モデルの学習及び学習済みモデルによる推定を行う。なお、風圧分布の画像には、屋上用の風圧センサ１２Ａで検出された屋上面の風圧値を含めもよい。
【００６３】
風向の推定に用いる学習済みモデルは、風圧分布の画像の特徴量を用いて風向を推定するモデルであればどのようなモデルを用いてもよい。モデルとしては、例えば、深層学習によって学習したニューラルネットワークのモデルを用いて正解ラベルを推定する手法、又は画像の局所特徴量を用いたＢａｇ ｏｆ Ｖｉｓｕａｌ Ｗｏｒｄｓなどの画像間の類似度を判定する手法を適用すればよい。
【００６４】
以上、第２の変形例によれば、風圧分布の画像を入力とする学習済みモデルを用いて、風向を精度よく推定することができる。以上が第２の変形例についての説明である。
【００６５】
次に第３の変形例について説明する。上述した実施形態では、風圧センサ１２に接続したプラス側のチューブの先端を屋上面に設置する場合を例に説明した。これに対して、第３の変形例では、風圧センサ１２に接続したプラス側のチューブの先端を複数に分岐させ、分岐させたプラス側のチューブの先端の各々によって屋上面の風圧値を検出する。
【００６６】
図７は、風圧センサに接続したチューブの先端を分岐させる場合の一例を示す図である。図７の４２Ａは二股に分岐させたチューブの先端である。図７の４２Ｂは三股に分岐させたチューブの先端である。図７の４２Ｃは四股に分岐させたチューブの先端である。風圧センサ１２は、分岐させたチューブの先端の各々について、風圧値を検出する。演算装置２０では、チューブの先端の各々について検出された風圧値の各々に基づいて、統合した風圧値を計算し、風速推定部３０及び風向推定部３２の推定に用いる。統合した風圧値は、チューブの先端の各々について検出された風圧値の各々の平均値を求めればよい。ここで、外乱の影響によって外れ値となる風圧値があった場合には、外れ値を除外して統合した風圧値を計算する。
【００６７】
以上、第３の変形例によれば、屋上面において、分岐させたチューブの先端の各々について風圧値を検出することで、屋上面からより安定した風圧値を検出し、風速を推定できる。以上が第３の変形例についての説明である。
【００６８】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。
【００６９】
例えば、上述した実施形態では、風速推定システム１０において、演算装置２０に風速推定部３０と、風向推定部３２とを含む場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、演算装置２０に風速推定部３０のみを設けるようにしてもよい。風速のみを推定する場合であっても、制御機構５０は、推定した風速に基づいて開閉部の開閉を制御することができる。
【符号の説明】
【００７０】
１０   風速推定システム
１２（１２Ａ〜１２Ｅ）      風圧センサ
１４   仕切り
２０   演算装置
３０   風速推定部
３２   風向推定部
５０   制御機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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