放射冷房 熱負荷シミュレーター

オフィス・公共建築：天井放射冷房は、欧州を中心にオフィスビル・図書館・空港・美術館などで広く採用されています。静音で気流がなく、書類や展示物が舞わず、温度ムラの少ない均一な快適環境をつくれるためです。多くの場合、天井チルドビーム（放射＋誘引対流の複合パネル）や毛細管マットを天井に組み込み、外気処理空調機（DOAS）と組み合わせて顕熱と潜熱を分担させます。

住宅の輻射冷暖房システム：床・天井・壁にパイプを通し、夏は冷水、冬は温水を流す輻射式冷暖房は高断熱住宅で人気が高まっています。冷房時は本ツールが示すとおり結露が最大の課題で、室内湿度を換気・除湿でコントロールし、供給水温を露点に応じて自動で上げ下げする制御が欠かせません。

データセンター・サーバー室の局所冷却：発熱密度の高いラック上部に放射・接触冷却パネルを設けると、送風ファンの電力と騒音を抑えつつ機器を冷やせます。ただし露点管理は一段とシビアで、湿度が低く管理された専用空間でのみ低温パネルが許されます。

HVAC設計の初期検討とCAE：詳細なCFD（数値流体解析）で室内の温度・気流・放射場を解く前に、本ツールのような熱収支の概算で「パネル面積が足りるか」「結露余裕がどれだけあるか」を当たりづけします。概算で結露余裕がマイナスなら、CFDを回す前に湿度設計から見直すべきというサインになります。

まず最大の誤解が、「冷房能力さえ足りれば設計OK」という思い込みです。放射冷房は顕熱（温度）しか処理できず、湿気＝潜熱は一切取れません。能力 q を大きくしようとパネル温度を下げても、室内湿度が高ければ露点を下回って結露します。本ツールが結露余裕を独立した数値として表示しているのはこのためです。冷房能力と結露防止は別々の制約で、両方を同時に満たさなければ設計は成立しません。湿度処理は必ず換気・除湿の別系統で担保してください。

次に、「定常状態の能力だけで湿度の変動を見落とす」こと。本ツールは定常の熱収支を扱いますが、実際の室内湿度は人の出入り、ドアの開閉、外気の侵入、雨天で刻々と変わります。晴れた日に余裕0.8℃で運転していても、夕立で外気の湿気が入り込めば露点が一気に上がり、その瞬間にパネルが結露します。実機では露点センサーを設け、パネル供給水温を露点＋1〜2℃以上に保つフィードバック制御を必ず組み込みます。固定温度での運転は危険です。

最後に、「総合熱伝達率 h を一定の固定値と考える」点。本ツールは h≈11 W/m²K の一定値を用いていますが、これはあくまで天井チルドシーリングの代表的なオーダーです。実際の h は、パネルが天井か壁か床か（対流成分が大きく変わる）、パネル表面の放射率、室内の平均放射温度、家具による視野遮蔽などで変動します。床放射冷房は冷気が下にたまりやすく対流が弱まるため、同じ温度差でも能力は天井式より小さくなります。最終設計では EN 14240 等の規格試験値やメーカーの能力曲線を用い、本ツールはあくまで概算・教育用としてお使いください。