熱負荷計算の計算方法について解説【3分でわかる設備の計算書】

今回はこんな疑問にお答えします。

3分でわかる設備の計算書では、建築設備に関する計算方法について、3分で理解できる簡単な解説を行います。

より詳細な解説はおすすめの設備書籍をご参照ください。

本記事では熱負荷計算の計算方法について解説します。

熱負荷計算の内の通過熱負荷（構造体負荷）についてはボリュームがあるため、別記事にまとめました。

通過熱負荷の計算方法は以下の記事をご確認ください。

熱負荷計算の通過熱負荷（構造体負荷）の計算方法について解説【3分でわかる設備の計算書】

熱負荷計算の種類

空調の熱負荷計算は以下の6種類の総和で算出します。

1. 通過熱負荷
2. 日射負荷
3. 照明負荷
4. 人体負荷
5. 機器負荷
6. 外気負荷

これに加えてすきま風負荷がありますが、原則無視して問題ありません。

近年の気密化に伴い、その値は微小であるためです。

すきま風が多いと判断できる場合等、必要に応じてすきま風負荷も見込んでください。

通過熱負荷の計算方法

通過熱負荷（構造体負荷）についてはボリュームがあるため、別記事にまとめました。

通過熱負荷の計算方法は以下の記事をご確認ください。

熱負荷計算の通過熱負荷（構造体負荷）の計算方法について解説【3分でわかる設備の計算書】

日射負荷の計算方法

日射負荷計算式は以下の通りです。

計算式中の日射熱取得や遮へい係数は方位がガラス材によって異なります。

各書籍で表にまとめられていますので、そちらの値を参照してください。

参考：空気調和設備計画設計の実務の知識

計算式

qg2 = I × SC × A

計算式の凡例

qg2：日射負荷[W]
I：ガラス面標準日射熱取得[W/m2]
SC：遮へい係数[-]
A：ガラス面面積[m2]

計算例

条件
ガラス面標準日射熱取得：42W/m2　遮へい係数：0.89　ガラス面面積：10m2

計算結果
日射負荷 = 42 × 0.89 × 10 ≒ 380W

照明負荷の計算方法

照明負荷計算式は以下の通りです。

計算式

qe = Wl × A

計算式の凡例

qe：照明負荷[W]
Wl：単位面積当たりの照明器具の消費電力[W/m2]
A：室面積[m2]

計算例

条件
単位面積当たりの照明器具の消費電力：10W/m2　室面積：10m2

計算結果
照明負荷 = 10 × 10 = 100W

人体負荷の計算方法

人体負荷計算式は以下の通りです。

計算式

qh = n × qhs + n × qhl

計算式の凡例

qh：人体負荷[W]
n：各室の人員数[人]
qhs：人体からの顕熱量[W] (＝ 事務室、26℃：69[W/人])
qhl：人体からの潜熱量[W] (＝ 事務室、26℃：53[W/人])

計算例

条件
事務室、26℃　人員数：5人

計算結果
人体負荷 = 5 × 69 + 5 × 53 = 610W

機器負荷の計算方法

機器負荷計算式は以下の通りです。

計算式

qm = P1 × A × φ + P2 × φ

計算式の凡例

qm：機器負荷[W]
P1：OA機器の消費電力[W/m2](＝ 10～30[W/m2])
A：室面積[m2]
P1：複写機、大形事務機器等の消費電力[W]
φ：負荷率(≒ 0.6)

計算例

条件
OA機器の消費電力：20W/m2　室面積：10m2　大形プリンタ消費電力：1000W

計算結果
機器負荷 = 20 × 10 × 0.6 + 1000 × 0.6 = 720W

外気負荷の計算方法

外気負荷計算式は以下の通りです。

風量の求め方は以下の記事にまとめてありますので、ぜひチェックしてください。

換気計算による「法定換気量」の決定方法【3分でわかる設備の計算書】

換気計算による「設計換気量」の決定方法【3分でわかる設備の計算書】

計算式

qo = 0.33 × Q × (hoj – hi)

計算式の凡例

qo：外気負荷[W]
Q：外気量[m3/h]
hoj：外気の比エンタルピー[kJ/kg(DA)]
hi：室内空気の比エンタルピー[kJ/kg(DA)]

計算例

条件
風量：100m3/h　外気の比エンタルピー：84.4kJ/kg(DA)　室内空気の比エンタルピー：52.9kJ/kg(DA)

計算結果
外気負荷 = 0.33 × 100 × (84.4 – 52.9) ≒ 1040W

余裕係数を加味して時間別に集計

計算は原則として、9、12、14、16の各時刻に行い、6種類の負荷を集計します。

また集計の際は余裕係数を加味します。

余裕係数

朝9時に日射の影響を受ける面の負荷：1.1
人体潜熱と外気負荷を除いた熱負荷：1.0～1.2

計算例

条件
時刻：9時
通過熱負荷：構造体負荷200W　ガラス面負荷200W
日射負荷：380W　
照明負荷：100W
人体負荷：顕熱345W　潜熱265W
機器負荷：720W
外気負荷：1040W

計算結果
空調負荷 = 1.1 × (200 + 380) + 1.16 × (200 + 100 + 345 + 720) + 265 + 1040 ≒ 3550W

まとめ

本記事では熱負荷計算の計算方法について解説しました。

本記事は簡単に計算方法をまとめています。
以下の書籍により詳しい内容が記載されています。
持っていない方は購入をおススメします。

本記事が皆さんの実務や資格勉強の参考になれば幸いです。

» 参考：建築設備士に合格するためのコツと勉強方法【学科は独学、製図は講習会で合格です】

» 参考：一級建築士試験の資格学校4選について解説【おすすめはスタディングとTACです】

» 参考：設備設計一級建築士の修了考査通過に向けた学習方法を解説【過去問を入手しよう】

以上、熱負荷計算の計算方法について解説【3分でわかる設備の計算書】でした。