冷房負荷計算ツール｜床面積・窓・人体・機器発熱から必要kW・畳数を即算出
部屋の床面積・窓面積・在室人数・機器発熱量から冷房負荷を計算し、必要冷房能力(kW)・冷凍トン(RT)・エアコン畳数目安を算出。住宅居室・オフィス・店舗・サーバー室など用途別の原単位に対応した簡易法で、リフォーム時の機種選定・オフィスのゾーン別空調設計・データセンターPAC容量算定に活用できます。空気調和・衛生工学会(SHASE)の慣行値、建築物省エネ法・省エネ基準の枠組みも解説します。
冷房負荷計算機
計算式と原単位
簡易法の基本式
総負荷 [kW] = ( 面積×用途原単位 + 窓面積×日射負荷×方位係数 + 人数×顕熱 + 機器発熱 ) ÷ 1000
冷房負荷は「外皮通過熱」「日射負荷」「人体発熱」「機器発熱」「換気負荷」の総和として計算します。詳細計算にはSHASE-S 111およびHASP/ACLD等の熱負荷計算ソフトを使いますが、実務の初期見積では上記簡易法で±20%程度の精度で機種選定が可能です。
用途別 原単位（W/㎡）
| 用途 | 顕熱負荷密度 | 備考 |
|---|---|---|
| 住宅居室（断熱等級4以上） | 120〜150 W/㎡ | 1〜2人在室、家電少なめ |
| 住宅居室（旧木造・無断熱） | 180〜220 W/㎡ | 大窓・西日 |
| 一般オフィス | 160〜200 W/㎡ | PC・OA機器あり |
| 会議室 | 200〜260 W/㎡ | 人体密集 |
| 物販店舗 | 200〜240 W/㎡ | 照明強化 |
| 飲食店（厨房別系統） | 260〜320 W/㎡ | 客席のみ、厨房は別途 |
| サーバー室・データセンター | 400〜2,000 W/㎡ | ラック密度で変動大 |
| 手術室・クリーンルーム | 300〜500 W/㎡ | 照明・機器・換気過多 |
方位別・窓日射負荷
窓の日射負荷は方位・時間帯・季節で大きく異なります。ピーク時（真夏の午後）の窓面あたり日射熱取得は以下の目安値です（普通ガラス・レースカーテンなし想定）。
| 方位 | ピーク日射負荷 | 係数 | 対策例 |
|---|---|---|---|
| 北面 | 約200 W/㎡ | ×1.0 | 基本的に日射なし |
| 東面 | 約400 W/㎡ | ×1.5 | 朝方対策、東面日除け |
| 南面 | 約400 W/㎡ | ×2.0 | 夏に日射角高く庇有効 |
| 西面 | 約500 W/㎡ | ×2.5 | 西日対策必須、遮熱最重要 |
| 天窓（水平） | 約700 W/㎡ | ×3.0 | ロールブラインド必須 |
Low-Eガラス（遮熱型）で日射熱取得を約50%削減、外付ブラインドで約70%削減が可能。西日対策の投資対効果は数年で回収でき、電気代削減の効果が大きい方位です。
エアコン畳数早見表（JIS C 9612）
家庭用エアコンの畳数表示は1964年制定JIS基準で、木造南向き（畳数の小さい方）と鉄筋洋室（大きい方）の両方が併記されます。現代の高断熱住宅（断熱等級5以上）では畳数表示より広い部屋でも足りるケースが多く、負荷計算で最適容量を選ぶのが省エネ・快適性の両面で有利です。
| 畳数表示 | 冷房能力 | 暖房能力 | 木造和室 | 鉄筋洋室 |
|---|---|---|---|---|
| 6畳用 | 2.2 kW | 2.5 kW | 約9.5㎡ | 約12.9㎡ |
| 8畳用 | 2.5 kW | 2.8 kW | 約12.9㎡ | 約19.4㎡ |
| 10畳用 | 2.8 kW | 3.6 kW | 約16.2㎡ | 約24.3㎡ |
| 12畳用 | 3.6 kW | 4.2 kW | 約19.4㎡ | 約29.2㎡ |
| 14畳用 | 4.0 kW | 5.0 kW | 約22.7㎡ | 約34.0㎡ |
| 18畳用 | 5.6 kW | 6.7 kW | 約29.2㎡ | 約43.7㎡ |
| 23畳用 | 7.1 kW | 8.5 kW | 約37.3㎡ | 約55.9㎡ |
| 26畳用 | 8.0 kW | 9.5 kW | 約42.1㎡ | 約63.2㎡ |
用途別 冷房負荷密度の詳細
建築物省エネ法の告示や空気調和・衛生工学会の設計資料に基づく、代表的な用途の熱負荷密度参考値です。
| 施設 | 顕熱負荷 | 換気外気負荷 | 合計目安 |
|---|---|---|---|
| 戸建て住宅リビング | 140 W/㎡ | 15 W/㎡ | 155 W/㎡ |
| マンション主寝室 | 110 W/㎡ | 10 W/㎡ | 120 W/㎡ |
| 賃貸ワンルーム | 160 W/㎡ | 20 W/㎡ | 180 W/㎡ |
| 一般オフィス（10㎡/人） | 180 W/㎡ | 30 W/㎡ | 210 W/㎡ |
| コールセンター（4㎡/人） | 250 W/㎡ | 60 W/㎡ | 310 W/㎡ |
| 会議室（2㎡/人） | 230 W/㎡ | 80 W/㎡ | 310 W/㎡ |
| 物販店舗 | 220 W/㎡ | 25 W/㎡ | 245 W/㎡ |
| 飲食店客席 | 280 W/㎡ | 50 W/㎡ | 330 W/㎡ |
| 教室（大学講義） | 250 W/㎡ | 60 W/㎡ | 310 W/㎡ |
| 体育館 | 150 W/㎡ | 20 W/㎡ | 170 W/㎡ |
| 病室 | 120 W/㎡ | 30 W/㎡ | 150 W/㎡ |
| 手術室 | 400 W/㎡ | 200 W/㎡ | 600 W/㎡ |
| データセンター（低密度） | 500 W/㎡ | — | 500 W/㎡ |
| データセンター（高密度） | 1,500〜3,000 W/㎡ | — | 専用PAC必須 |
人体・機器発熱の詳細
人体からの発熱（顕熱・潜熱）
人間は活動状況で発熱量が大きく変化します。以下は成人男性の1人あたり発熱量目安（空気調和・衛生工学会便覧より）。
| 活動 | 顕熱 | 潜熱 | 合計 |
|---|---|---|---|
| 安静・座位 | 60 W | 40 W | 100 W |
| デスクワーク | 75 W | 55 W | 130 W |
| 立ち仕事・軽作業 | 85 W | 85 W | 170 W |
| 接客・販売 | 90 W | 110 W | 200 W |
| 調理・厨房 | 105 W | 170 W | 275 W |
| スポーツ・激しい運動 | 170 W | 255 W | 425 W |
主要機器の発熱量
| 機器 | 消費電力 | 発熱量目安 |
|---|---|---|
| デスクトップPC＋モニター | 150〜250 W | 150〜250 W |
| ノートPC | 30〜80 W | 30〜80 W |
| 複合機（大型） | 1,500 W | 使用時のみピーク |
| サーバー1U | 200〜600 W | 常時発熱 |
| ラック（42U満載） | 5〜30 kW | 設計時最大値で算定 |
| 大型冷蔵ショーケース | 800〜2,000 W | 店舗ではメイン負荷 |
| 業務用調理機器 | 1〜30 kW | 厨房系統は別扱い推奨 |
| 照明（LED） | 8〜15 W/㎡ | 1㎡あたり |
| 照明（蛍光灯） | 15〜25 W/㎡ | 1㎡あたり |
外気温・換気負荷の扱い
簡易法では省略する換気外気負荷ですが、24時間換気（住宅で0.5回/h、オフィスで人1人あたり25㎥/h）による外気導入は冷房負荷を大きく押し上げます。
換気外気負荷の目安
外気負荷 [W] = 換気量 [m³/h] × 温度差 [℃] × 0.35（顕熱のみ）
例：オフィス50㎡、10人、換気量250 m³/h、外気30℃・室内26℃なら 250×4×0.35 ≒ 350 W。潜熱を含む全熱換気では2〜3倍になります。全熱交換器（ロスナイ・エルスマート等）を使えば外気負荷を60〜70%削減可能。
設計外気温（建築物省エネ法）
| 地域 | 都市例 | 冷房設計外気温 |
|---|---|---|
| 1地域 | 札幌 | 29.5℃ |
| 3地域 | 盛岡・仙台 | 31.5℃ |
| 4地域 | 宇都宮 | 32.5℃ |
| 5地域 | 東京・大阪 | 33.5℃ |
| 6地域 | 福岡 | 34.0℃ |
| 7地域 | 宮崎・鹿児島 | 34.0℃ |
| 8地域 | 那覇 | 33.0℃（湿度高） |
業界・現場での応用
住宅設備設計・リフォーム
築30年木造住宅→内窓＋断熱改修時のエアコン能力見直し。旧「6畳用2.2kW」で足りていたLDKが、断熱リフォーム後は「4畳用（1.8kW相当）」に落とせるケース多数。過大容量エアコンは短時間ON/OFF繰り返しで除湿性能が落ち、電気代も25〜30%増となります。
オフィス空調設計
ゾーン別負荷計算で、セントラル空調 vs 個別空調（マルチエアコン・室内機分散）の使い分けを判断。ペリメーターゾーン（窓際）はインナーゾーンより日射負荷が大きく、系統分離が原則。BEMS（ビル用エネマネ）と組み合わせて空調電力を20〜30%削減可能。
データセンター・サーバー室
ラック発熱密度（5〜30kW/ラック）からパッケージ空調（PAC）必要台数と冗長構成（N+1・2N）を算定。近年はコールドアイル封じ込め・液冷（Immersion Cooling）でPUE 1.2以下の低消費電力設計が主流。
店舗・飲食店
飲食店では客席・厨房を別系統にし、厨房は排気換気で負荷を逃す設計が定石。物販店では入店客増（来客時ピーク10人/100㎡）を見込んだ設計。夏の週末ピーク対応で通常より20〜30%余裕を持たせるのが安全です。
病院・クリーンルーム
手術室（クラス1000〜10,000、給気20〜40回/h）、ICU、無菌室はSHASE-S 219「病院空調設備の設計・管理基準」に基づき、冷房負荷に大量の換気外気負荷が加算。手術室単室で30〜50kWの冷房能力が必要。
工場・製造業
プレス機・溶接機・射出成形機など機器発熱の大きい工場では、局所冷房（スポットクーラー）＋自然換気の組み合わせが省エネ。全空調にすると数千kW規模になるため、作業員の熱中症予防に特化した局所化が実務解。
よくある間違い・注意点
- 畳数表示のまま選定 — JIS C 9612の畳数表示は1964年制定の木造南向き基準。現代の高断熱住宅（断熱等級5以上）では過剰、旧木造・大窓部屋では不足になりやすい。負荷計算で±20%以内の適正容量を選ぶのが省エネ・快適性の両面で有利です。
- 過大能力エアコンの弊害 — 過大容量は短時間ON/OFF繰り返し（サーモON/OFF）で除湿できず、体感温度が下がらないまま湿度が高い状態に。電気代も25〜30%増。逆に過小だと連続運転で電気代大きく、寿命短縮。
- 日射負荷を無視 — 南西窓は北窓の2〜3倍の日射負荷。方位別補正（北×1.0、東×1.5、南×2.0、西×2.5）が必要。Low-Eガラス化・外付ブラインドで日射負荷を50〜70%削減できます。
- 換気負荷を含めない — 建築基準法の24時間換気（住宅0.5回/h）でも200〜500Wの外気負荷。オフィスの全熱換気（30m³/h/人）なら人1人あたり100Wの追加負荷。全熱交換器で60〜70%削減可能。
- 機器発熱を過小評価 — サーバールームや厨房、コインランドリー等では機器発熱が主負荷。IT機器のW数を電源仕様書ベースで積算し、最大値の80%程度で設計。
- ピーク時対応の余裕率忘れ — 会議室満員時・店舗週末ピーク・イベント時など、通常より20〜30%余裕を持たせる設計が実務常識。
- 単相200V/三相200Vの誤選定 — 家庭用は単相200V（4kW以下）、業務用は三相200V（4kW超）が主流。電源工事の費用と容量計算を並行検討。
関連する規格・法令
- SHASE-S 111 ― 空気調和・衛生工学会規格。空気調和設備の設計計算方法を規定。設計外気温、負荷計算法、換気量算定の実務標準。
- SHASE-S 219 ― 病院空調設備の設計・管理基準。手術室・ICU・無菌室のクラス別給気回数と負荷設計。
- JIS C 9612 ― ルームエアコンディショナー。畳数表示（木造南向き〜鉄筋洋室）の算定基準。
- JIS B 8615-1 ― パッケージエアコンディショナー。業務用エアコンの能力表示・試験方法。
- 建築物省エネ法（建築物のエネルギー消費性能の向上に関する法律） ― 2017年施行、2025年から住宅を含む全建築物で省エネ基準適合が義務化。BEI（一次エネルギー消費量指標）の算定に空調設計が必須。
- 省エネ基準（外皮性能・一次エネルギー消費量） ― UA値・ηAC値、地域区分別基準、住宅性能表示制度と連動。
- 建築基準法 第28条の2（換気設備） ― シックハウス対策で機械換気0.5回/h以上義務。冷房負荷に外気負荷を加算する根拠。
- HASP/ACLD ― 空気調和・衛生工学会が提供する詳細熱負荷計算ソフト。動的計算・時刻別負荷・機器選定に対応。
- ASHRAE Handbook - Fundamentals ― 米国暖房冷凍空調学会。国際的な冷房負荷計算の標準テキスト。
参考文献・公的資料
より正確な負荷計算・法令適用を確認したい場合は、以下の公的機関・学会の資料を参照してください。
- 公益社団法人 空気調和・衛生工学会（SHASE） ― SHASE-S 111・219等の空調設備設計規格の発行元。技術資料・便覧・HASPソフトを提供。
- 国土交通省 建築物省エネ法 ― 建築物のエネルギー消費性能向上に関する法律の公式情報。2025年から住宅省エネ義務化。
- 一般財団法人 住宅・建築SDGs推進センター（旧IBEC） ― 建築物省エネ法の計算プログラム・技術資料の提供機関。
- 経済産業省 資源エネルギー庁 住宅の省エネ ― 省エネ基準・ZEH（ネット・ゼロ・エネルギー・ハウス）の制度説明。
- 一般社団法人 日本冷凍空調工業会（JRAIA） ― エアコン業界団体。JIS基準・省エネ性能・APF等の情報。
- 日本産業標準調査会（JISC） ― JIS C 9612・JIS B 8615等のJIS規格公式索引。
- ASHRAE（米国暖房冷凍空調学会） ― Handbook Fundamentals、SSPC 90.1省エネ基準等の国際規格。
- 国土交通省 住宅性能表示制度 ― UA値・断熱等級・省エネ性能等級の公式情報。
- 東京電力エナジーパートナー 電気料金プラン ― 動力プラン（三相200V）の料金計算に必要な情報。
- 環境省 COOL CHOICE ― 省エネ・脱炭素の啓発サイト。夏季の冷房温度設定（28℃）根拠情報。
よくある質問（FAQ）
6畳エアコンの2.2kWで実際何畳まで冷える？
高断熱住宅（断熱等級5以上）で8〜10畳、旧木造無断熱で4〜5畳と、住宅性能で倍の差。JIS C 9612の畳数表示は1964年木造基準で、現代住宅では表示より広い部屋でも足ります。正確には床面積×150W/㎡＋窓・人体・機器を積算した実負荷計算次第です。
冷凍トン（RT）とkWの関係は？
1冷凍トン(RT) = 3.517 kW = 3,024 kcal/h = 12,000 BTU/h。米国系業務用エアコン・大型冷凍機の能力表示に使用。日本の家庭用はkW、業務用パッケージは馬力（HP）、大型はRTと単位が混在するので注意。1HP ≒ 2.8kW、1RT ≒ 1.25HP。
サーバー室の冷房能力目安は？
ラック密度で大きく変動。低密度4kW/ラック→400W/㎡、高密度20kW/ラック→2,000W/㎡。20㎡ラック密度8kW/㎡なら約160kW必要。近年はGPUサーバー・AI用途で30kW/ラックも増え、液冷（Immersion Cooling）検討が必要です。PUE 1.2以下を目指す。
日射負荷が高い部屋の対策は？
Low-Eガラス化で50%削減、遮熱フィルムで40%削減、外付ブラインドで70%削減、庇（ひさし）増設で夏の南面日射30〜60%削減が可能。西日の強い部屋はスクリーン・ルーバーで根本対策を。窓面積が大きい南西方位ではLow-E＋外付ブラインドの組合せが最強。
畳数表示より小さいエアコンでも良い？
断熱等級5以上の新築住宅では、畳数表示より1〜2ランク下でも快適に使えるケース多。過大容量は短時間ON/OFF繰り返しで除湿できず湿度が下がらないまま、電気代も25〜30%増になる弊害あり。逆に過小だと連続運転で寿命短縮。負荷計算の±10%以内が理想。
APF・COP・SEERの違いは？
COP：定格運転時の効率（能力/消費電力）。APF：年間通期エネルギー消費効率、日本のJIS指標。SEER：米国の季節エネルギー効率指標。省エネエアコン選定はAPFで比較（家庭用6.0以上が省エネ達成）。APF7.0のエアコンは5.0機比で電気代が約28%安い計算。
店舗の冷房設計で気をつけることは？
物販店は入店客ピーク時の人体負荷、飲食店は厨房系統の分離、コンビニは冷蔵ショーケースの排熱が3大注意点。ピーク時に通常負荷の1.3〜1.5倍を見込み、能力に余裕を持たせる。エアカーテンで入口の外気侵入を防ぐと負荷5〜10%削減。
家庭用と業務用エアコンの違いは？
家庭用は単相100V/200V、能力4kW以下、APF重視。業務用は三相200V、能力4〜20kW、連続運転耐久性重視。業務用は耐用年数15年、家庭用10年が目安。家庭用を業務用途で使うと寿命が半分以下になり故障多発。
換気外気負荷はどう計算する？
顕熱のみなら 換気量[m³/h] × 温度差[℃] × 0.35。潜熱含む全熱換気は温度差×比エンタルピー差×1.2倍程度。50㎡オフィス10人、換気量250m³/h、外気30℃/室内26℃なら 250×4×0.35 ≒ 350W。全熱交換器で60〜70%削減可。
建築物省エネ法の適合判定は必要？
2025年4月からすべての新築住宅・非住宅で省エネ基準適合が義務化。300㎡以上の非住宅は「省エネ計画届出＋適合性判定」が必要。BEI（基準値比の一次エネルギー消費量）1.0以下、住宅はUA値0.87以下（6地域）等の基準クリアが必要です。
冷房温度28℃はエビデンスがある？
環境省COOL CHOICEの推奨値だが、「室温28℃」であり「エアコン設定28℃」ではない。実際の室温28℃を維持するにはエアコン設定26〜27℃が必要な建物も多い。労働安全衛生法事務所衛生基準規則では「17〜28℃」が努力目標。熱中症警戒アラート発令時は無理せず26℃以下推奨。
詳細な熱負荷計算はどうすればいい？
SHASE提供のHASP/ACLD（月額有償）、MICRO-HASP（無償版）、DOE-2（米国製）、EnergyPlus（米国製オープンソース）等の動的熱負荷計算ソフトを使用。設計時刻別負荷（例：8/7・14時ピーク）を算出し、機器選定・年間消費電力量予測に活用。建築設備士に外注する場合の相場は10万円〜50万円/物件。