「この部屋には何馬力のエアコンが必要か？」
これを決めるのが空調負荷計算です。小規模な住宅や店舗であれば、部屋の広さだけで決める「概算（坪計算）」で済ませることもありますが、ビルや工場、サーバー室などのプロの設計では通用しません。壁や窓、人体、照明などから出入りする熱量を一つひとつ積み上げ、ピーク時の最大熱量を算出する必要があります。
この記事では、負荷計算の基礎となる「熱貫流率（U値）」と、主な負荷の種類について解説します。
1. 熱貫流率（U値）とは
壁や窓ガラスなどの「熱の通しやすさ」を表す数値です。単位は W/m²K（ワット毎平方メートルケルビン） です。
この数値が小さいほど、熱を通しにくい＝「断熱性能が高い」ことを意味します。
代表的な部材のU値（目安）
- 単板ガラス（3mm厚）: U値 ≈ 6.0 W/m²K
（熱がどんどん逃げていく） - 複層ガラス（ペアガラス）: U値 ≈ 3.0 W/m²K
（単板の約2倍の断熱性） - Low-E複層ガラス（断熱タイプ）: U値 ≈ 1.5 〜 2.0 W/m²K
- コンクリート打ちっ放し壁（150mm）: U値 ≈ 3.5 W/m²K
（意外と断熱性はない） - グラスウール断熱材入りの壁: U値 ≈ 0.3 〜 0.5 W/m²K
（非常に熱を通しにくい）
最近の省エネ建築（ZEBなど）では、このU値をいかに小さくするかが設計の鍵となります。
2. 貫流負荷の計算式
壁や窓を通じて、室内外の温度差によって移動する熱（貫流負荷）は、以下の式で求められます。
Q = U × A × ΔT
- Q: 熱取得量 [W]
- U: 熱貫流率 [W/m²K]
- A: 面積 [m²]
- ΔT (ETD): 室内外の温度差（実効温度差） [℃]
計算例
夏場、外気温35℃、室内設定26℃（温度差9℃）のとき、面積10m²の窓ガラスから入ってくる熱量を計算してみましょう。
単板ガラス（U=6.0）の場合:
6.0 × 10 × 9 = 540 W
複層ガラス（U=3.0）の場合:
3.0 × 10 × 9 = 270 W
ガラスを変えるだけで、熱負荷が半分になることがわかります。540Wというのは、小型の電気ヒーター1台分に相当します。窓の断熱がいかに重要かが理解できます。
3. その他の負荷要素
空調機が処理しなければならない熱は、壁からの侵入熱だけではありません。詳細計算では以下の要素も合算します。
① 日射負荷
窓ガラスを突き抜けて直接室内に入ってくる太陽光エネルギーです。これは温度差（U値）とは無関係に発生します。
東西の窓では朝日や西日の影響が強烈で、南面の窓では庇（ひさし）の効果が大きくなります。ブラインドや遮熱フィルム（遮蔽係数）で対策します。
② 内部発熱
室内で発生する熱です。オフィスビルではこの割合が非常に高くなります。
- 人体: 人間は1人あたり約100W（静座時）の熱を出しています。満員電車が暑いのはこのためです。
- 照明: LED化で減りましたが、依然として熱源になります。
- 機器: パソコン、コピー機、サーバーなど。特にサーバー室は冬でも冷房が必要なほど発熱します。
③ 外気負荷
換気のために取り入れる外気を、室温まで冷やしたり除湿したりするための熱量です。
外気は高温かつ「多湿」であることが多いため、潜熱負荷（湿気の除去）が非常に大きくなります。全熱交換器を使うことで、この負荷を大幅に削減できます。
まとめ
空調負荷計算とは、これら全ての熱の出入りを予測し、最も条件が厳しくなる時間帯（ピーク時）に合わせて機器能力を決める作業です。
Envikitsの空気線図ツール「Psychro Canvas」を使えば、外気負荷の計算（エンタルピー差 × 風量）を視覚的に行うことができます。