(57)【要約】【課題】  一般的な既製のブラインド及びグラデーションブラインドに適用することができ、グレアを抑制しながら昼光を利用することが可能なブラインド制御装置、ブラインド制御システム、及びブラインド制御方法を提供する。【解決手段】  ブラインド制御装置は、屋外光の状態及びブラインド２の角度からブラインド２の制御角度を算出するブラインド角度算出部３１と、屋外光の状態及びブラインド２の角度からグレア評価値を算出するグレア評価値算出部３２と、グレア評価値があらかじめ定めた所定のグレア閾値以下か否かを判定するグレア評価値判定部３３と、グレア評価値がグレア閾値以下の場合、ブラインド２の角度を制御角度に決定するブラインド角度決定部３４と、を備えることを特徴とする。【選択図】図１
2015227546.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
屋外光の状態及びブラインドの角度から前記ブラインドの制御角度を算出するブラインド角度算出部と、
前記屋外光の状態及び前記ブラインドの角度からグレア評価値を算出するグレア評価値算出部と、
前記グレア評価値があらかじめ定めた所定のグレア閾値以下か否かを判定するグレア評価値判定部と、
前記グレア評価値が前記グレア閾値以下の場合、前記ブラインドの角度を前記制御角度に決定するブラインド角度決定部と、
を備える
ことを特徴とするブラインド制御装置。
【請求項２】
前記グレア評価値が前記グレア閾値より大きい場合、前記制御角度に対して所定の補正角度を加減した補正制御角度を求めるブラインド角度補正部を備える
ことを特徴とする請求項１に記載のブラインド制御装置。
【請求項３】
前記グレア評価値算出部は、前記補正制御角度があらかじめ定めた所定の補正制御閾値よりも小さい場合、前記補正制御角度でグレア評価値を算出する
ことを特徴とする請求項２に記載のブラインド制御装置。
【請求項４】
前記補正制御角度があらかじめ定めた所定の前記補正制御閾値よりも大きい場合、前記ブラインド角度決定部は、前記ブラインドの角度を前記制御角度に決定する
ことを特徴とする請求項３に記載のブラインド制御装置。
【請求項５】
前記ブラインドは、複数のスラットを有し、
屋外光の状態を取得し、前記ブラインド角度算出部に入力する屋外光状態取得部と、
前記複数のスラットのうち所定のスラットの角度を検出し、前記ブラインド角度算出部に入力するブラインド角度検出部と、
請求項１乃至４のいずれか１つに記載のブラインド制御装置と、
前記ブラインド角度決定部が決定した前記制御角度に応じて前記スラットを駆動し、前記複数のスラットの角度をそれぞれ変更する駆動部と、
を備える
ことを特徴とするブラインド制御システム。
【請求項６】
屋外光の状態及びブラインドの角度から前記ブラインドの制御角度を算出するステップと、
前記屋外光の状態及び前記ブラインドの角度からグレア評価値を算出するステップと、
前記グレア評価値があらかじめ定めた所定のグレア閾値以下か否かを判定するステップと、
前記グレア評価値が前記グレア閾値以下の場合、前記ブラインドの角度を前記制御角度に制御するステップと、
を有する
ことを特徴とするブラインド制御方法。
【請求項７】
前記グレア評価値が前記グレア閾値より大きい場合、前記制御角度に対して所定の補正角度を加減した補正制御角度を求めるステップを有する
ことを特徴とする請求項６に記載のブラインド制御方法。
【請求項８】
前記補正制御角度があらかじめ定めた所定の補正制御閾値よりも小さい場合、前記補正制御角度でグレア評価値を算出するステップを有する
ことを特徴とする請求項７に記載のブラインド制御方法。
【請求項９】
前記補正制御角度があらかじめ定めた所定の前記補正制御閾値よりも大きい場合、前記ブラインドの角度を前記制御角度に制御するステップを有する
ことを特徴とする請求項８に記載のブラインド制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、室内への日射量を制御するブラインド制御装置、ブラインド制御システム、及びブラインド制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
建築物に設置されるブラインドにおいて昼光利用を優先して制御を行う場合、屋外光を採り入れることに注力するあまりに、執務者の視環境を阻害することがある。特に、グレアについては、執務者に対する影響が大きい。従来、このグレアを抑制することで視環境を良好にするブラインドが開示されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１２００８９号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】「日射量による昼光照度の推定方法に関する研究」，井川憲男，島崎佐智代，中村洋著，日本建築学会計画系論文集，第526号，17-24，1999年12月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された技術は、空調エネルギと照明エネルギの総和が最小となる日射量の時にのみブラインドが最適開閉度となるように制御するものであって、ブラインドのみを制御するものではなかった。したがって、既製のブラインドに用いることが困難であった。
【０００６】
本発明は上記課題を解決し、一般的な既製のブラインド及びグラデーションブラインドに適用することができ、グレアを抑制しながら昼光を利用することが可能となるブラインド制御装置、ブラインド制御システム、及びブラインド制御方法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】
【０００７】
本発明にかかるブラインド制御装置は、屋外光の状態及びブラインドの角度から前記ブラインドの制御角度を算出するブラインド角度算出部と、前記屋外光の状態及び前記ブラインドの角度からグレア評価値を算出するグレア評価値算出部と、前記グレア評価値があらかじめ定めた所定のグレア閾値以下か否かを判定するグレア評価値判定部と、前記グレア評価値が前記グレア閾値以下の場合、前記ブラインドの角度を前記制御角度に決定するブラインド角度決定部と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、前記グレア評価値が前記グレア閾値より大きい場合、前記制御角度に対して所定の補正角度を加減した補正制御角度を求めるブラインド角度補正部を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、前記グレア評価値算出部は、前記補正制御角度があらかじめ定めた所定の補正制御閾値よりも小さい場合、前記補正制御角度でグレア評価値を算出することを特徴とする。
【００１０】
また、前記補正制御角度があらかじめ定めた所定の前記補正制御閾値よりも大きい場合、前記ブラインド角度決定部は、前記ブラインドの角度を前記制御角度に決定することを特徴とする。
【００１１】
本発明にかかるブラインド制御システムは、前記ブラインドは、複数のスラットを有し、屋外光の状態を取得し、前記ブラインド角度算出部に入力する屋外光状態取得部と、前記複数のスラットのうち所定のスラットの角度を検出し、前記ブラインド角度算出部に入力するブラインド角度検出部と、前記ブラインド制御装置と、前記ブラインド角度決定部が決定した前記制御角度に応じて前記スラットを駆動し、前記複数のスラットの角度をそれぞれ変更する駆動部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明にかかるブラインド制御装置によれば、屋外光の状態及びブラインドの角度から前記ブラインドの制御角度を算出するブラインド角度算出部と、前記屋外光の状態及び前記ブラインドの角度からグレア評価値を算出するグレア評価値算出部と、前記グレア評価値があらかじめ定めた所定のグレア閾値以下か否かを判定するグレア評価値判定部と、前記グレア評価値が前記グレア閾値以下の場合、前記ブラインドの角度を前記制御角度に決定するブラインド角度決定部と、を備えるので、一般的な既製のブラインド及びグラデーションブラインドに適用することができ、グレアを抑制しながら昼光を利用することが可能となる。
【００１３】
また、前記グレア評価値が前記グレア閾値より大きい場合、前記制御角度に対して所定の補正角度を加減した補正制御角度を求めるブラインド角度補正部を備えるので、グレアを抑制するためにブラインドの角度を的確に変更することが可能となる。
【００１４】
また、前記グレア評価値算出部は、前記補正制御角度があらかじめ定めた所定の補正制御閾値よりも小さい場合、前記補正制御角度でグレア評価値を算出するので、グレアをさらに抑制することが可能となる。
【００１５】
また、前記補正制御角度があらかじめ定めた所定の前記補正制御閾値よりも大きい場合、前記ブラインド角度決定部は、前記ブラインドの角度を前記制御角度に決定するので、ブラインドの角度を的確に決定することが可能となる。
【００１６】
本発明にかかるブラインド制御システムによれば、前記ブラインドは、複数のスラットを有し、屋外光の状態を取得し、前記ブラインド角度算出部に入力する屋外光状態取得部と、前記複数のスラットのうち所定のスラットの角度を検出し、前記ブラインド角度算出部に入力するブラインド角度検出部と、前記ブラインド制御装置と、前記ブラインド角度決定部が決定した前記制御角度に応じて前記スラットを駆動し、前記複数のスラットの角度をそれぞれ変更する駆動部と、を備えるので、グレアを抑制しながら昼光を利用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態のブラインド制御システムを示す図である。
【図２】本実施形態のブラインド制御装置の制御フローチャートを示す図である。
【図３】本実施形態のブラインド制御システムの各種変数を説明する図である。
【図４】本実施形態のブラインド制御システムのブラインド２の形状変数を示す図である。
【図５】本実施形態のブラインド制御システムのブラインドの光束発散度の変数を示す図である。
【図６】本実施形態のブラインド制御システムのブラインドの形態係数を示す図である。
【図７】本実施形態のブラインド制御システムのブラインドの形態係数を示す図である。
【図８】本実施形態のブラインド制御システムのブラインドの形態係数を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明にかかるブラインド制御装置、ブラインド制御システム、及びブラインド制御方法の一実施形態を説明する。
【００１９】
図１は、本実施形態のブラインド制御システム１を示す図である。
【００２０】
本実施形態のブラインド制御システム１では、ブラインド２は、窓５１の内側に隣接して、天井５２から床５３に向かって吊り下げられている。ブラインド２は、手動又は状況に応じて自動的に高さ、すなわちブラインド２の下端部の天井からの距離を変更することが可能である。また、使用しない場合には、ブラインド２はすべて天井５２の側へ引き上げておくことが可能である。ブラインド２は複数のスラット３を有する。複数のスラット３は、それぞれ角度が変更可能に形成されている。なお、本実施形態では、ブラインド２の角度という場合、最上位置のスラット３の角度とする。また、本実施形態のブラインド制御システム１は、室内に取り付けるブラインド２に適用しているが、外付けブラインド又は２枚のガラスの間に設置するダブルスキン内ブラインドにも適用可能である。
【００２１】
ブラインド制御装置３０は、ブラインド２を制御する装置である。なお、本実施形態のブラインド制御装置３０は、一般のブラインド２に適用することが可能である。ブラインド制御装置３０は、日射量又は屋外照度等の屋外光の状態を検出する屋外光検知部１１から取得した屋外光の状態Ｘとブラインド２の状態βとから、輝度、ＰＧＳＶ、ＵＧＲ等のグレア指標演算ロジック関数Ｆ（Ｘ，β）を用いてブラインドの制御角度を決定する。ブラインド制御装置３０は、ブラインド２のスラット３をそれぞれ決定した制御角度に変更するため駆動部６１を駆動する。駆動部６１は、それぞれのスラット３に対して個別に角度を変更できるように、スラット３毎に図示しない伝達部を有してもよい。
【００２２】
ブラインド制御装置３０は、屋外光の状態及びブラインド２の角度からブラインド２の制御角度を算出するブラインド角度算出部３１と、屋外光の状態及びブラインド２の角度からグレア評価値を算出するグレア評価値算出部３２と、グレア評価値があらかじめ定めた所定のグレア閾値以下か否かを判定するグレア評価値判定部３３と、グレア評価値がグレア閾値以下の場合、ブラインド２の角度を制御角度に決定するブラインド角度決定部３４と、グレア評価値がグレア閾値より大きい場合、制御角度に対して所定の補正角度を加減した補正制御角度を求めるブラインド角度補正部３５と、を備える。
【００２３】
また、ブラインド制御装置３０では、グレア評価値算出部３２は、補正制御角度があらかじめ定めた所定の補正制御閾値よりも小さい場合、補正制御角度でグレア評価値を算出することが好ましい。
【００２４】
また、ブラインド制御装置３０では、補正制御角度があらかじめ定めた所定の補正制御閾値よりも大きい場合、ブラインド角度決定部３４は、ブラインド２の角度を前記制御角度に決定することが好ましい。
【００２５】
図２は、本実施形態のブラインド制御システム１の制御フローチャートを示す図である。図３は、本実施形態のブラインド制御システム１の各種変数を説明する図である。図４は、本実施形態のブラインド制御システム１のブラインド２の形状変数を示す図である。図５は、本実施形態のブラインド制御システム１のブラインド２の光束発散度の変数を示す図である。図６〜８は、本実施形態のブラインド制御システム１のブラインド２の形態係数を示す図である。
【００２６】
ブラインド２の角度を決定するには、まず、ステップ１で、日射量及び日時を取得する（ＳＴ１）。
【００２７】
日射量は、日射量センサ等の屋外光状態取得部１１から取得する。日射量センサとしては、太陽追尾型日射計を用いる方法、又は日射計を複数用いる方法がある。太陽追尾型日射計は、直達光を直接測定し、拡散日射量及び直達日射量を取得する。日射系を複数用いる場合には、直達日射量を鉛直面日射量計測値から計算式により取得し、拡散日射量を水平面日射量と直達日射量の差分により取得する。日時は、装置に内蔵された時計等から取得すればよい。
【００２８】
ここで、後述するグレア評価値を求めるために、日射量センサ等から取得した日射量から、非特許文献１を参照し、以下の式（１）及び式（２）を用いて、図３に示した天空光照度Ｅs、法線面直射光照度Ｅd、及び地物反射光照度Ｅg等を求める。なお、本実施形態のブラインド制御システム１は、日射量及び日時を取得して照度を求めるが、照度センサ等を用いて照度を直接取得することも可能である。この場合、式（１）及び式（２）は省略される。
【数１】
2015227546.tif 000003
ただし、
ｈsは太陽高度、
ＩDは直達日射量、
ＩSは拡散日射量、
である。
【００２９】
また、天空光照度Ｅgが求まり、地物反射率ρgを仮定すれば、式（３）により地物反射光照度Ｅsが求まる。
【数２】
2015227546.tif 000004
【００３０】
さらに、図５に示した天空輝度Ｌsky及び地表輝度Ｌgを以下の式（４）及び式（５）により求める。
【数３】
2015227546.tif 000005
【００３１】
なお、図３において、Ｐはプロファイル角度、Ｄは対象となる居住者の目と窓の距離、Ｈは対象となる居住者の目と床の距離、τはガラス透過率である。
【００３２】
次に、ステップ２で、ブラインド角度検出部１２が検出した最上のスラット３の角度からブラインド角度算出部３１がｋ番目のスラット３のブラインド制御角度βkを算出する（ＳＴ２）。なお、各スラット３の角度を全て検出してもよい。
【００３３】
ブラインド制御角度βkは、ブラインド２の種類によって算出方法が決まる。本実施形態では、図４に示したグラデーションブラインドの場合の算出式である式（６）を用いる。
【数４】
2015227546.tif 000006
ただし、
ａはスラット間隔（室内側）、
ｂはスラット間隔（外気側）、
ｓはスラット幅、
β1は最上スラットのブラインド制御角度、
βkは最上スラットから数えてｋ番目のスラットのブラインド制御角度、
である。
【００３４】
次に、ステップ３で、日射量Ｘとブラインド制御角度βkよりグレア評価値算出部３２がグレア評価値Ｙを算出する（ＳＴ３）。
【００３５】
本実施形態では、グレア評価値Ｙは、一例として、特許文献１に記載された以下の式（７）で示される窓面からの予測グレア指標ＰＧＳＶ（Predicted Glare Sensation Vote）を用いる。なお、輝度、ＵＧＲ（Unified Glare Rating）等の他のグレア指標を用いてもよい。
【数５】
2015227546.tif 000007
ただし、
Ｌsは、グレア源平均輝度[cd/m2]、
ωは、グレア源形態係数[sr]、
Ｌbは、背景輝度[cd/m2]、
である。
【００３６】
式（７）に示されるように、グレア源の平均輝度Ｌs、グレア源の形態係数ω、及び背景輝度Ｌb等のグレア源以外の輝度により求められる。ここで、ブラインド制御に用いる場合、グレア源の輝度に該当するのが、ブラインド面の輝度となる。
【００３７】
ブラインド面の輝度の算出方法の一例を以下の式（８）〜（１１）に示す。
【数６】
2015227546.tif 000008
ただし、
１）は、スラットｋ−１の裏面、
２）は、スラットｋの表面、
２）’は、スラットｋの２）面で直射光を受照する面、
２）”は、スラットｋの２）面で２）’以外の面、
Ｒ1),kは、１）面の光束発散度、
Ｒ2)',kは、２）’面の光束発散度、
Ｒ2)",kは、２）”面の光束発散度、
Ｆ1),kは、１）面の居住者から見た形態係数、
Ｆs,kは、天空の居住者から見た形態係数、
Ｆg,kは、地表面の居住者から見た形態係数、
Ｆ2)',kは、２）’面の居住者から見た形態係数、
Ｆ2),kは、２）面の居住者から見た形態係数、
Ｆ2)s,kは、天空の２）面から見た形態係数、
Ｆ2)g,kは、地表面の２）面から見た形態係数、
Ｆ1)2),kは、２）面の１）面から見た形態係数、
Ｆ1)2)',kは、２）’面の１）面から見た形態係数、
Ｆ1)2)",kは、２）”面の１）面から見た形態係数、
Ｆ1)s,kは、天空の１）面から見た形態係数、
Ｆ1)g,kは、地表面の１）面から見た形態係数、
である。
【００３８】
また、グレア源（ブラインド全面）形態係数は、以下の式（１２）により求められる。
【数７】
2015227546.tif 000009
【００３９】
次に、ステップ４で、グレア評価値判定部３３がグレア評価値Ｙを判定する（ＳＴ４）。
【００４０】
予測グレア指標ＰＧＳＶは、−１〜３．５までの数値を「０：感じ始める、１：気になり始める、２：不快と感じ始める、３：ひどすぎると感じ始める」という段階で窓面のグレアを判定する。
【００４１】
予測グレア指標ＰＧＳＶが１より大きい場合、ステップ５に進む。予測グレア指標ＰＧＳＶが１以下の場合、ステップ７に進む。
【００４２】
ステップ５では、ブラインド角度補正部３５で、β＝β＋Δβと定義する（ＳＴ５）。ここで、βは制御対象となるスラット３のブラインド角度、Δβは制御対象となるスラット３のブラインド角度変化量であり、スラット３の分解能等に設定することが好ましい。
【００４３】
次に、ステップ６で、β≧βmaxを満たすか否かを判定する（ＳＴ６）。ただし、βmaxは、ブラインド最大角度である。
【００４４】
ステップ６において、β≧βmaxを満たす場合、ブラインド２の角度βが最大値となってもグレア指標に問題があり、ブラインド２の角度βを最大値βmaxとしてステップ７に進む。ステップ６において、β≧βmaxを満たさない場合、ステップ３に戻る。
【００４５】
ステップ７では、ブラインド角度決定部３４でブラインド２の角度βを決定し（ＳＴ７）、制御を終了する。
【００４６】
このように、本実施形態のブラインド制御装置３０によれば、屋外光の状態及びブラインド２の角度からブラインド２の制御角度を算出するブラインド角度算出部３１と、屋外光の状態及びブラインド２の角度からグレア評価値を算出するグレア評価値算出部３２と、グレア評価値があらかじめ定めた所定のグレア閾値以下か否かを判定するグレア評価値判定部３３と、グレア評価値がグレア閾値以下の場合、ブラインドの角度を制御角度に決定するブラインド角度決定部３４と、を備えるので、一般的な既製のブラインド及びグラデーションブラインドに適用することができ、グレアを抑制しながら昼光を利用することが可能となる。
【００４７】
また、グレア評価値がグレア閾値より大きい場合、制御角度に対して所定の補正角度を加減した補正制御角度を求めるブラインド角度補正部３５を備えるので、グレアを抑制するためにブラインドの角度を的確に変更することが可能となる。
【００４８】
また、グレア評価値算出部３２は、補正制御角度があらかじめ定めた所定の補正制御閾値よりも小さい場合、補正制御角度でグレア評価値を算出するので、グレアをさらに抑制することが可能となる。
【００４９】
また、補正制御角度があらかじめ定めた所定の補正制御閾値よりも大きい場合、ブラインド角度決定部３４は、ブラインドの角度を制御角度に決定するので、ブラインドの角度を的確に決定することが可能となる。
【００５０】
本発明にかかるブラインド制御システム１によれば、ブラインド２は、複数のスラット３を有し、屋外光の状態を取得し、ブラインド角度算出部３１に入力する屋外光状態取得部１１と、複数のスラットのうち所定のスラットの角度を検出し、ブラインド角度算出部３１に入力するブラインド角度検出部１２と、ブラインド制御装置３０と、ブラインド角度決定部３４が決定した制御角度に応じて複数のスラット３をそれぞれ駆動し、複数のスラット３の角度をそれぞれ変更する駆動部６１と、を備えるので、グレアを抑制しながら昼光を利用することが可能となる。
【符号の説明】
【００５１】
１…ブラインド制御システム、２…ブラインド、３…スラット、１１…屋外光状態取得部、１２…ブラインド角度検出部、３０…ブラインド制御装置、３１…ブラインド角度算出部、３２…グレア評価値算出部、３３…グレア評価値判定部、３４…ブラインド角度決定部、３５…ブラインド角度補正部、５１…窓、５２…天井、５３…床、６１…ブラインド駆動部（スラット駆動部）
【図１】
2015227546.tif 000010
【図２】
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【図３】
2015227546.tif 000012
【図４】
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【図５】
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【図６】
2015227546.tif 000015
【図７】
2015227546.tif 000016
【図８】
2015227546.tif 000017