「空調をAI化するメリットってなに？」「空調制御ってAIに任せられるの？」と考えていませんか？AIで空調を制御すると、光熱費や人件費の削減が可能です。そこで今回は、AIによる空調の自動制御の仕組みや導入する理由、メリット・デメリットについて詳しく解説します。本記事を読むと、空調の光熱費を削減できるため、資金繰りに余裕が生まれ、より健全なビル経営ができるようになるでしょう。ぜひ、本記事を参考にしてみてください。AIとIoTによる空調制御とはAIとIoTによる空調の自動制御とは、ビルや工場などの建物で消費されるエネルギーを節約し、そこで快適な環境を提供する技術です。空調制御におけるAIは、空調のデータを分析し、最適な温度を設定する役割があります。一方、IoTは温度や湿度などの情報をセンサーを通じてインターネットに接続する仕組みです。後述しますが、IoTのセンサーは、空調の温度や湿度、室内の人流やCO2濃度などのデータを収集し、それらをインターネットに送ります。AIはそのデータを分析し、無駄なエネルギー消費がなく、快適に過ごせる空間になるように空調を自動的に制御します。空調制御システムの仕組みAIを使った空調制御システムは、空調機にセンサーを取り付けて、その情報をネットワークを通じて中央の制御システムに送るものです。中央制御システムのAIは、データを分析し、空調の最適な温度や湿度になるように設定します。室内が暑い場合は冷房を強め、寒い場合は冷房を弱めます。AIは過去のデータを学習して天候の変化や、人の行動パターンなどを予測します。たとえば、特定の時間に人が多くなる会議室では、事前に冷房を強めるという調整が可能です。AIやIoTの発達により、室内環境を快適に保ちながら、エネルギー消費量を抑えることが可能です。ビル管理でAIによる空調制御を導入する理由AIやIoTを活用して空調を自動制御する技術は、今後も注目されていきます。そのため、ここではビル管理にAIによる空調の自動制御を導入する理由を2つ解説します。技術者が不足する可能性があるテナントニーズに対応できないそれぞれ見ていきましょう。1. 技術者が不足する可能性がある空調を制御する技術者が不足する可能性があるため、AIによる自動制御が重要になります。AIに対応していない空調システムの設定やメンテナンスには、技術者の経験と知識が必要です。しかし、その技術やノウハウの継承は難しく、新しい技術者が育つまでの間、空調管理の質が低下するリスクも懸念されます。また、空調を含めたインフラ人材は減少傾向にあります。以下のグラフによると、インフラ系の就業者のピークは、1997年の619万人ですが、2015年には500万人まで減少しました。出典：国土交通省｜インフラ整備の担い手確保等なお、2022年のインフラ整備の担い手は、479万人です。今後、生産年齢の減少により、インフラ整備の担い手はさらに減少すると見込まれます。しかし、AIを活用すると、自動で温度や湿度の調整、稼働を行ってくれるため、人に依存しなくても空調を制御できます。2. テナントニーズに対応できないAIに対応していない空調システムを用いた商業施設では、空調の調整や整備がテナントニーズに追いつかない課題がありました。空調の調整・整備を行う担い手が減少しているためです。たとえば、あるテナントは冷房を強めたいが、別のテナントは暖房を弱めにつけたいという場合、手動での対応では手が回らず、快適な環境が提供できませんでした。しかし、AIを導入すると混雑時には冷房を強める、閑散時には冷房を弱めるといった作業を自動で行ってくれます。AIが人の流れを把握して学習するため、人の手をかけずとも快適な環境を提供することが可能です。AIで空調制御する5つのメリットAIにより空調を自動制御すると、多くのメリットを生み出します。代表的な5つのメリットは以下の通りです。人件費の削減につながる光熱費の削減につながる地球温暖化の抑制につながる人流を学習し、ニーズを読み取る温度制御により快適性が向上するそれぞれ順番に解説していきます。1. 人件費の削減につながるAIで空調を制御すると、人件費の削減につながります。空調の管理を手動で行う必要がなくなるためです。AIを導入すると、管理や設定を自動で行えます。AIが温度や湿度、人流、天候などを把握して、人が最適に暮らせるように調節するためです。AIに対応していない空調を使っている場合、専任のスタッフが出勤をして対応する必要がありました。しかし、AI化すると、空調の調整のためにスタッフが出勤する回数が少なくなるでしょう。そのため、人件費を抑えることが可能です。2. 光熱費の削減につながるAIで空調を自動制御する大きなメリットは、光熱費を削減できることです。これは家庭向けエアコンの話ですが、環境省によると、エアコンの温度を1℃緩和すると、消費電力は暖房時に約10%、冷房時に約13%削減されます。AIは人流をおおまかに把握して、空調の稼働を調整できます。たとえば、人のいない時間帯には温度を緩和したり、混雑しているときには冷房を強めたりすることが可能です。この調整を手動で行う場合は、専任のスタッフが常に空調を監視しておく必要があります。しかし、これは現実的ではないでしょう。そのため、AI化していない空調の場合は、人がいなくてもエアコンの冷房（暖房）を付けておく必要がありました。AI化により細かく設定を変更できるため、光熱費が削減できるでしょう。3. 地球温暖化の抑制につながるAIにより空調を制御すると、エネルギー消費量を大幅に削減できるため、地球温暖化の抑制につながります。AIに対応していない空調システムは、設定した温度に達するまで稼働し続けるため、過剰なエネルギーを消費していました。たとえば、室温が十分暖かくても、無駄な暖房を使用することで、余分なエネルギーを消費しています。一方、AIで空調を自動制御すると、室温が設定に達すると自動的に停止するよう設定できるため、CO2排出量を抑えられます。以下は大阪大学がAIを活用して、空調の自動制御を行ったときの、稼働状況のグラフです。出典：大阪大学｜快適性と省エネを両立する空調の自動運転技術を大学キャンパスで実証AIにより設定した温度（25℃）を維持できるように、稼働率を減らすことで、消費エネルギーを30％削減できました。省エネすると、CO2の排出量が抑えられ、地球温暖化の抑制につながります。4. 人流を学習し、ニーズを読み取るAIを導入すると、人流を学習し、ニーズに合わせた空調の運用を行うことが可能です。空調にセンサーを取り付けると、人の動きを把握してデータを記録できます。たとえば、10時〜12時にオフィスに滞在した人数や通過した人数、密集した時間帯などを詳細に記録します。集めたデータを基に、AIは「毎週火曜日10時〜11時までは15名が会議室Aに集まる」のように人流を学習します。このようなデータを基に、人が集まる時間帯には空調を稼働し、少ないときには付けないというような運転を行います。5. 温度制御により快適性が向上する空調制御をAIで自動的に行うことで、快適な温度に制御しやすくなり、室内の快適性が向上します。AIがセンサーでモニタリングして、室内が過剰な寒さや暑さにならないように設定できるためです。その結果、入居するテナントが快適に利用できる環境が作り上げられます。温度制御による快適性の向上は、さまざまなメリットを生み出せます。AIで空調制御する2つのデメリットAIで空調の自動制御するときには、デメリットもあることを理解しておきましょう。主なデメリットは以下の2つです。導入に費用がかかる最高効率を発揮するまで時間がかかるデメリットを理解して、対策を講じるのがおすすめです。1. 導入に費用がかかるAIの自動制御を導入する際には、主に以下のような費用がかかります。専門ソフトの購入センサーの設置担当者のトレーニングAIの導入には費用がかかりますが、導入することで長期的に光熱費や人件費の削減になるため、投資した分を回収できる可能性があります。また、導入を段階的にすれば初期費用を抑えられます。最初はビルの一部だけをAI化すると、初期投資を分散でき、リスクを軽減しながら導入を進められます。導入に伴う高コストは確かなデメリットですが、計画的に導入を進めると、導入初期の金銭的な負担を最小限に抑えられます。2. 最高効率を発揮するまで時間がかかるAIで空調を自動制御すると、最高効率を発揮するまでに時間がかかります。AIは人流や気温、室温などのデータを収集して学習します。エネルギー消費量が最効率化されるまでには、時間をかけた膨大なデータを蓄積する必要があります。そのため、AI導入初期では、エネルギー消費量を最大限に抑えた運転は難しい可能性があります。学習期間が長いほうが蓄積できるデータ量が多くなり、より正確な運転を可能にします。 AIによる空調制御に関するよくある質問AIを用いた空調の自動制御について、よくある質問をまとめました。質問をチェックすれば、空調の自動制御についてもイメージしやすくなります。よくある質問は以下の2つです。フィードフォワード制御とは何ですか？空調のデマンド制御とは何ですか？聞き慣れない用語についても解説しています。ぜひ最後までご覧ください。フィードフォワード制御とは何ですか？フィードフォワード制御とは、制御を乱す外的要因が温度や湿度の乱れとして表れる前に、事前にその影響を少なくするための動作を行う制御方式です。空調システムにおけるフィードフォワード制御は、天気や人流などの外的要因によって室温が乱される前に、予測を立てて冷房を強化して、室内温度を一定に保つことです。これはAIによる空調制御で用いられており、予測に基づいて先手を打つことで、より安定した空調管理を可能にします。空調機のデマンド制御とは何ですか？デマンド制御は、電力量を計画的にコントロールする仕組みのことです。空調機のデマンド制御は、ビル全体の電力消費をリアルタイムで監視し、需要のピーク時に電力使用を抑制します。抑制する方法としては、一部の空調機の停止することや、設定温度を一時的に調整することが挙げられます。AIを活用したデマンド制御では、人流予測や過去のデータの学習によってピーク時を予測し、最適な運転を可能にします。それにより目標の電力量に抑え、エネルギー効率の向上とコスト削減につなげられます。まとめこの記事では、AIによる空調制御について解説しました。AIを用いて空調制御を行うと、技術者が監視をする必要がなくなり、人件費の削減が期待できます。また、ビル全体のエネルギー消費量も抑制でき、光熱費の削減にもつながるでしょう。株式会社メンテルでは、空調システムから収集したデータを活用したアプリやソフトウェアの開発を行っています。空調の負荷を予測して、空調の稼働を最適化させることにつながりますので、建物の光熱費を抑えたいというビルオーナー様は、ぜひこちらからホームページを覗いてみてください。関連記事：AIを活用した空調制御とは？実現する快適性とエネルギー効率を解説