オフィスビルHVAC設計事例：上海 2000m² オフィスビル

1. プロジェクト概要

本ケーススタディは上海浦東新区の4階建て独立オフィスビル（各階500m²、総建築面積2000m²）を対象とします。階高3.6m、基準階平面25m×20m。建物はRCラーメン構造、外壁は200mm軽量気泡コンクリート＋50mm押出法ポリスチレン断熱、伝熱係数K=0.55W/(m²·K)。窓は断熱アルミ枠Low-E複層ガラス（6+12A+6）、K=2.2W/(m²·K)。窓壁比は南0.40、北0.30、東西0.25。

上海の冬季暖房設計用室外温度はGB 50736-2012により-2°C（5日間保証の日平均）、室内設計温度オフィス20°C、廊下・階段16°C。夏季冷房室外温度34.4°CDB、28.2°CWB、室内26°C/60%RH。本設計は冬季暖房負荷計算、ファンコイルユニット選定、ダクトシステム設計を含みます。

用途：1階エントランス・会議室（80m²）＋オープンオフィス（300m²）、2-4階基準階は個室×4（各40m²）＋オープンオフィス（約250m²）＋トイレ（各階2室、各15m²）。総人員約160名（8m²/人）。

2. ステップ1：暖房負荷計算

GB 50736-2012の基本熱損失式：Q=K×F×(t_n-t_w)×αを使用。hvaccalcpro暖房負荷計算機で自動化可能。

南向き個室オフィス（40m²）の計算例：

• 外壁：Q_wall=0.55×10.8×22≈131W。
• 窓：7.2m²×2.2×22≈348W。
• 隙間風：換気回数0.5h⁻¹、144m³、Q_inf=0.28×72×1.2×22≈532W。
• 個室合計：約1,000W。

基準階暖房負荷まとめ：

• オープンオフィス（250m²）：約6,200W
• 個室×4（各40m²）：各約1,000W、合計4,000W
• 廊下等（80m²）：約1,200W
• トイレ×2（各15m²）：各約350W、合計700W
• 基準階小計：約12,100W

建物全体：1階エントランスの隙間風侵入を加味し係数1.1→約13,300W。Q_total=13,300+12,100×3=49,600W≈50kW。単位面積熱指標25W/m²、上海オフィスビルの標準範囲（20-40W/m²）内。

3. ステップ2：ファンコイルユニット選定

基準階オープンオフィス：FP-85型FCU×4台（各850m³/h、暖房能力約4,500W）。個室：FP-51型（510m³/h、約2,800W）。廊下・トイレ：FP-34型（340m³/h、約1,800W）。全FCU三速スイッチ制御、夏冬切替バルブ付き。

夏季冷房負荷：上海オフィスビルの冷房負荷経験指標約100-150W/m²。本建物は120W/m²で推定、総冷房負荷240kW。水冷スクリューチラー2台（各130kW≈37RT、7°C/12°C）。冷却塔屋上設置。FCU選定はhvaccalcpro放熱器/FCU選定計算機、チラー選定は熱源機選定計算機で検証。

4. ステップ3：ダクトサイジング

低速送風設計（主ダクト6-8m/s、支管3-5m/s）。基準階オープンオフィス4台FCU総送風量3,400m³/h。主ダクト設計風速7m/s→断面積0.135m²、矩形800×200mm（実風速5.9m/s）。支管各FCU接続400×200mm。最長経路約30m、沿程抵抗37Pa＋局部抵抗19Pa＝約56Pa。AHU機外静圧150Pa、余裕十分。hvaccalcproダクトサイジング計算機で検証。

5. 結果まとめ

6. 使用した計算機へのリンク

本設計事例で使用したhvaccalcpro.comの無料計算機。各ツールはGB 50736-2012に準拠した中国建築向けHVAC設計に対応。

• 暖房負荷計算機 — 壁・窓・換気ごとの熱損失を室別に計算。
• 放熱器/FCU選定計算機 — 暖房負荷に基づきラジエーターまたはFCUを選定。
• ダクトサイジング計算機 — 風量と風速から円形・矩形ダクト寸法と圧力損失を計算。
• 熱源機選定計算機 — 冷暖房負荷からチラーまたはボイラー容量を決定。

免責事項：本ケーススタディは教育目的の参考資料です。実際の空調設計は資格を有する専門技術者が行い、地域の条例等に適合させる必要があります。