建築物の熱損失計算：計算式と実例

建築物の熱損失計算を理解する

このガイドでは、建築物の熱損失計算の主要な概念、計算式、実用的な方法を解説します。すべての方法はSHASE-S 101およびGB 50736標準に基づいています。

暖房負荷計算の基本計算式は、SHASE-S 101 第18章（非住宅）および第19章（住宅）で説明されている熱収支法に基づいています。総暖房負荷は、外皮を経由した伝導損失と浸入・換気損失の合計です。

Q_合計 = Q_壁 + Q_窓 + Q_屋根 + Q_床 + Q_浸入 + Q_換気

各成分：Q = 面積 × U値 × ΔT　ここでΔT = 室内設計温度 − 室外設計温度（所在地のSHASE-S 101 99%暖房設計温度を使用）。

条件：ニューヨークの150平方フィート（14 m²）寝室（室外設計温度14°F（-10°C）、室内70°F（21°C）、ΔT=56°F（31°C））。

既知条件：外壁2面（合計180平方フィート／17 m²、U=0.077）、窓1枚（15平方フィート／1.4 m²、U=0.5）、天井（150平方フィート／14 m²、U=0.03）、浸入（0.7 ACH）。

壁：180 × 0.077 × 56 = 777 BTU/h（228 W）

窓：15 × 0.5 × 56 = 420 BTU/h（123 W）

天井：150 × 0.03 × 56 = 252 BTU/h（74 W）

浸入：0.018 × 0.7 × (12×12×8 ft / 3.7×3.7×2.4 m) × 56 = 813 BTU/h（238 W）

合計：777 + 420 + 252 + 813 = 2,262 BTU/h（663 W）

5つの構成要素：1）壁（外壁を経由した伝導損失）、2）窓（伝導＋空気漏れ）、3）屋根・天井（上方への伝導）、4）床（地盤への伝導）、5）浸入（亀裂や開口部からの空気漏れ）。

Q = 0.018 × ACH × 容積 × ΔT。ACH = 1時間あたりの換気回数（高気密住宅0.5、一般的な住宅1.0、隙間の多い住宅2.0）。容積 = 長さ × 幅 × 高さ（立方フィート／m³）。

U値（熱貫流率）は材料を経由した熱流量を測定する指標です。数値が低いほど断熱性能が高い。R-13壁 → U=0.077、R-19壁 → U=0.053、複層ガラス窓 → U=0.5、単層ガラス窓 → U=1.1。

免責事項：概算設計用です。現地の規格および専門的なエンジニアリング要件に基づいて検証してください。