2013年08月20日14:24
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並用兩種無線技術
戶田建設公司在工作照明和周圍照明系統 （Task & Ambient）中，採用了利用ZigBee網關的無線通信技術，以及基於能量採集技術的無電池開關（無線通信採用EnOcean），目前正在驗証這種系統在實際空間中是否耐用。
系統的具體照明控制流程如下：（1）將按動開關的壓力通過電磁感應轉換為電力，並利用該電力通過EnOcean的無線通信發送信號﹔（2）無線照明控制母機將EnOcean無線通信轉換成ZigBee無線通信﹔接著（3）無線照明控制子機接收ZigBee無線通信信號，啟動AC100V控制繼電器，以開關照明器具。
如果僅利用EnOcean，隻能控制20∼30組設備。而通過組合使用ZigBee和EnOcean，便可應對精密控制整個樓層所需的50多個開關和傳感器。
ZigBee的耗電量很大，約為EnOcean模塊的10倍左右，但從可靠性方面考慮，必須配備。構建無線網絡時，採用可靠性高的網狀網絡。對通信距離做了確認，結果顯示，即使有鐵門和間壁，也能確保100米左右。
還面向醫院照明推廣應用
不僅是辦公室，自2013年起，戶田建設還面向醫院推廣應用這一照明系統（圖8）。2月，戶田建設、村田制作所公司和牛尾光源公司3家企業宣布，共同開發出了用於醫院的“智能醫院照明系統”。目前已啟動實証實驗，正對其效果進行驗証。
其特點是，可利用無線通信技術，按照“晝夜節律”輕鬆構建照明環境。晝夜節律是指生物體以24小時為周期變化的生理現象。3家公司強調，通過在病房等處配置該系統，有望維持患者因單調的住院生活而容易衰弱的晝夜節律，保持生活規律穩定。
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圖8：通過控制色溫實現多種環境 “智能醫院照明系統”可實現日出（清晨）、白天（上午、下午）、日落（傍晚）、夜間（睡覺前）及深夜（關燈）5種環境。共配備了256個LED，其中冷暖色系各128個，通過對這些LED進行控制，可調整照明的色溫。 |
以前，要按照晝夜節律對照明燈進行調色調光，需要進行調光專用的布線施工，並利用專用軟件進行設定，存在工期長、不易採用等課題。而此次開發的智能醫院照明系統利用無線通信進行調光等控制，因此無需進行專用布線等即可採用。
利用二氧化碳傳感控制使換氣量減少30％
關於第三項舉措“利用二氧化碳傳感器等，使空調換氣系統實現節能化”， 戶田建設目前正與村田制作所合作，在戶田建設的技術研究所共同進行著相關實証實驗（圖9）。一定面積以上的建筑必須對換氣量進行控制，使房間中央的二氧化碳濃度低於1000ppm。
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圖9：優化控制二氧化碳濃度的換氣系統 通過採用二氧化碳傳感器，換氣控制系統可根據二氧化碳濃度進行精密控制（a）。實驗採用了村田制作所開發的二氧化碳傳感器（b）。 |
在日本，學校和教室的二氧化碳濃度標准值為1500ppm以下。日本於1950年制定了《建筑基准法》。從那時起，關於換氣量系統的思路就沒有什麼大變動。因此，亟需採取新措施。通過精密控制換氣量，並與空調聯動，應該能夠實現節能。
此次實証實驗設定了房間可容納人數，並據此計算出可能產生的二氧化碳濃度，利用二氧化碳氣瓶制造出了模擬環境。然后花約2個月的時間，收集了各種數據。確認了改變傳感器的安裝位置，或人體發熱等變化，會對傳感器造成何種影響等。
現已証實，通過採用控制二氧化碳濃度的系統，可削減約30％的換氣量（圖10）。這一數值對於一座面積約為1萬平方米的辦公樓而言，年用電量有望削減約1萬千瓦時。如果換算成金額，全年可削減約20萬日元。但實際上，要想採用該系統，首先需要花費約幾百萬日元的成本。目前正在驗証能否進一步提高性能，以獲得與投資相符的性價比。
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圖10：通過控制使換氣量削減30％ 已經確認，通過利用二氧化碳傳感器進行控制，可削減約30％的換氣量。如果是1萬平方米左右的辦公樓，年用電量有望削減約1萬千瓦時。 |
對於我們而言，與行業不同的電子企業開展合作研究才剛剛開始。為了達成2020年實現ZEB的目標，我們打算今后繼續積極採取行動。不僅大廈，還要向智能住宅等領域進行推廣。建筑業的目光已瞄准電子業，尤其是電子部件行業。希望今后也能繼續開展合作。（日經能源環境網 供稿）
