2013年08月20日14:24
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并用两种无线技术
户田建设公司在工作照明和周围照明系统 （Task & Ambient）中，采用了利用ZigBee网关的无线通信技术，以及基于能量采集技术的无电池开关（无线通信采用EnOcean），目前正在验证这种系统在实际空间中是否耐用。
系统的具体照明控制流程如下：（1）将按动开关的压力通过电磁感应转换为电力，并利用该电力通过EnOcean的无线通信发送信号；（2）无线照明控制母机将EnOcean无线通信转换成ZigBee无线通信；接着（3）无线照明控制子机接收ZigBee无线通信信号，启动AC100V控制继电器，以开关照明器具。
如果仅利用EnOcean，只能控制20～30组设备。而通过组合使用ZigBee和EnOcean，便可应对精密控制整个楼层所需的50多个开关和传感器。
ZigBee的耗电量很大，约为EnOcean模块的10倍左右，但从可靠性方面考虑，必须配备。构建无线网络时，采用可靠性高的网状网络。对通信距离做了确认，结果显示，即使有铁门和间壁，也能确保100米左右。
还面向医院照明推广应用
不仅是办公室，自2013年起，户田建设还面向医院推广应用这一照明系统（图8）。2月，户田建设、村田制作所公司和牛尾光源公司3家企业宣布，共同开发出了用于医院的“智能医院照明系统”。目前已启动实证实验，正对其效果进行验证。
其特点是，可利用无线通信技术，按照“昼夜节律”轻松构建照明环境。昼夜节律是指生物体以24小时为周期变化的生理现象。3家公司强调，通过在病房等处配置该系统，有望维持患者因单调的住院生活而容易衰弱的昼夜节律，保持生活规律稳定。
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图8：通过控制色温实现多种环境 “智能医院照明系统”可实现日出（清晨）、白天（上午、下午）、日落（傍晚）、夜间（睡觉前）及深夜（关灯）5种环境。共配备了256个LED，其中冷暖色系各128个，通过对这些LED进行控制，可调整照明的色温。 |
以前，要按照昼夜节律对照明灯进行调色调光，需要进行调光专用的布线施工，并利用专用软件进行设定，存在工期长、不易采用等课题。而此次开发的智能医院照明系统利用无线通信进行调光等控制，因此无需进行专用布线等即可采用。
利用二氧化碳传感控制使换气量减少30％
关于第三项举措“利用二氧化碳传感器等，使空调换气系统实现节能化”， 户田建设目前正与村田制作所合作，在户田建设的技术研究所共同进行着相关实证实验（图9）。一定面积以上的建筑必须对换气量进行控制，使房间中央的二氧化碳浓度低于1000ppm。
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图9：优化控制二氧化碳浓度的换气系统 通过采用二氧化碳传感器，换气控制系统可根据二氧化碳浓度进行精密控制（a）。实验采用了村田制作所开发的二氧化碳传感器（b）。 |
在日本，学校和教室的二氧化碳浓度标准值为1500ppm以下。日本于1950年制定了《建筑基准法》。从那时起，关于换气量系统的思路就没有什么大变动。因此，亟需采取新措施。通过精密控制换气量，并与空调联动，应该能够实现节能。
此次实证实验设定了房间可容纳人数，并据此计算出可能产生的二氧化碳浓度，利用二氧化碳气瓶制造出了模拟环境。然后花约2个月的时间，收集了各种数据。确认了改变传感器的安装位置，或人体发热等变化，会对传感器造成何种影响等。
现已证实，通过采用控制二氧化碳浓度的系统，可削减约30％的换气量（图10）。这一数值对于一座面积约为1万平方米的办公楼而言，年用电量有望削减约1万千瓦时。如果换算成金额，全年可削减约20万日元。但实际上，要想采用该系统，首先需要花费约几百万日元的成本。目前正在验证能否进一步提高性能，以获得与投资相符的性价比。
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图10：通过控制使换气量削减30％ 已经确认，通过利用二氧化碳传感器进行控制，可削减约30％的换气量。如果是1万平方米左右的办公楼，年用电量有望削减约1万千瓦时。 |
对于我们而言，与行业不同的电子企业开展合作研究才刚刚开始。为了达成2020年实现ZEB的目标，我们打算今后继续积极采取行动。不仅大厦，还要向智能住宅等领域进行推广。建筑业的目光已瞄准电子业，尤其是电子部件行业。希望今后也能继续开展合作。（日经能源环境网 供稿）
