這個計算器在做什麼
HVAC 空調負荷計算器會估算一個空間在夏天「得到多少熱」、冬天「跑掉多少熱」，並以每小時 BTU（BTU/hr）表示。這個數字就是決定冷氣、熱泵、暖爐或鍋爐該選多大容量的依據。設備選太大會頻繁啟停（短循環），既耗電又除不掉濕氣，房間吹起來又冷又黏；選太小則在最熱或最冷的設計日永遠達不到設定溫度。本工具全部採用英制單位（平方英尺、英尺、°F、BTU/hr），這是美規空調業界的慣用寫法；台灣、香港標示常見的是 kW、kcal/h 或「冷氣能力」，可自行換算：1 冷凍噸 = 12,000 BTU/hr ≒ 3.517 kW，1 坪 ≒ 35.6 ft²。
怎麼使用
先輸入需要空調的樓地板面積與天花板高度，接著選擇外殼（牆體、屋頂、門窗）的隔熱與氣密等級，再填入玻璃總面積與其日照條件，然後是室內人數，以及照明和各式設備的用電瓦數。最後輸入設計溫差：Δ T_c 是夏季室外設計溫度減去你的室內設定溫度（常見 15-25 °F，約 8-14 °C 溫差）；Δ T_h 則是室內設定溫度減去冬季設計溫度（常見 40-70 °F）。台灣平地冬季溫差小，暖氣項通常遠低於美加地區的典型值。
公式怎麼算
冷氣負荷由五項相加而成：
其中 A 為樓地板面積（ft²），H 為天花板高度（ft），F 為外殼傳熱係數（差 0.80、普通 0.55、良好 0.35，單位 BTU/hr·ft²·°F），V = A × H 為空調空間體積，ACH 為每小時換氣次數（1.0 / 0.6 / 0.35），A_w 為窗戶面積、F_w 為日射得熱係數（30、45 或 65 BTU/hr·ft²），N 為人數（每人以 600 BTU/hr 計），P 為設備瓦數，以 1 W = 3.412 BTU/hr 換算。暖氣負荷則只取前兩項，並改用 Δ T_h：室內發熱、日照得熱刻意不計入，這是為了保守取值、確保寒流來時仍夠力。
實際試算
假設一戶 1500 ft²（約 42 坪）的住宅，天花板 8 ft，隔熱普通，150 ft² 中等日照的玻璃，室內 4 人，設備 1000 W，Δ T_c = 20：
因此選 2.5 至 3 噸的機組最合適。
建築外殼、滲透和窗戶因子
此計算器將建築外殼濃縮為三個查找因子：包絡因子 f_{ins}（每平方英尺樓面積的有效 UA，參考天花板高度為 8 英尺），每小時換氣次數（ACH）形式的滲透速率，以及窗戶太陽熱增益因子 W_f。選擇絕緣水平會同時設置包絡因子和 ACH，因為密閉構造和良好絕緣通常一起進行。
| 絕緣設置 | 描述 | 包絡因子 f_{ins} (BTU/hr·ft²·°F) | 滲透 (ACH) |
|---|---|---|---|
| 1 — 差 | 無絕緣或舊外殼、單層玻璃、滲漏貫穿、未密封的閣樓 | 0.80 | 1.00 |
| 2 — 平均 | 一些牆壁和閣樓絕緣、雙層玻璃、普通防風雨條 | 0.55 | 0.60 |
| 3 — 好 | 絕緣良好、密閉空氣的現代構造、低輻射率雙層或三層玻璃 | 0.35 | 0.35 |
| 日光曝露設置 | 描述 | W_f (BTU/hr·ft² 玻璃) | |
|---|---|---|---|
| 1 — 低 | 遮陽玻璃、朝北（北半球）、深遮陽板、外部遮陽 | 30 | |
| 2 — 中等 | 混合方向、部分遮陽、內部百葉窗 | 45 | |
| 3 — 高 | 大型無遮陽的向南或向西玻璃、日光室、幕牆 | 65 |
| 來源 | 因子 | 基礎 |
|---|---|---|
| 佔用者 | 每人 600 BTU/hr | 顯熱 + 潛熱，坐著或輕度活動 |
| 照明和設備 | 每瓦 3.412 BTU/hr | 精確電氣轉換：1 W = 3.412 BTU/hr |
在應用溫度差之前，包絡和滲透項被合併為單一損耗/增益係數：
此處 A 是以平方英尺為單位的樓面積，H 是以英尺為單位的天花板高度，常數 0.018 是空氣的體積熱容量，以 BTU/ft³/°F 為單位（約 0.075 lb/ft³ × 0.24 BTU/lb·°F），它將換氣速率轉換為顯熱流。
範圍說明：這些是此計算器應用的特定因子——它們是簡化的、美國習慣單位（BTU、°F、ft²）篩選值。ACCA Manual J 是美國標準住宅負荷程序，而是使用每個組件（牆壁、天花板、地板、每種窗類型）的細粒度 U 值、特定於方向和緯度的太陽熱增益、測量或估計的鼓風機門滲透，以及單獨的顯熱和潛熱成分。期望此工具落在正確的鄰域內，而不是替代該計算。
典型設計溫度和負荷範圍
室內設定點
根據 ASHRAE 標準 55 舒適指南的常見做法是將冷卻設計為大約 75 °F (24 °C) 的室內乾球溫度，將加熱設計為大約 68–70 °F (20–21 °C)。這些設定點是測量兩個 ΔT 輸入的基礎：Δ T_c = T_{out,summer} - 75 和 Δ T_h = 70 - T_{out,winter}。
室外設計溫度（美國）
室外設計條件來自 ASHRAE 手冊——基礎氣候表：1% 夏季乾球溫度（超過大約 1% 的夏季小時數）和 99% 冬季乾球溫度（現場在 99% 冬季小時數內保持的溫度）。下面的值是幾個著名美國城市的四捨五入的近似數字，純粹是為了展示按氣候分類的分佈——查找您自己的站點而不是使用鄰近的城市，並注意這些僅是美國位置。
| 美國位置（氣候類型） | ~1% 夏季設計 (°F) | ~99% 冬季設計 (°F) | Δ T_c vs 75 °F | Δ T_h vs 70 °F |
|---|---|---|---|---|
| 西雅圖，華盛頓州（溫和海洋氣候） | ~83 | ~28 | ~8 | ~42 |
| 邁阿密，佛羅里達州（熱濕潤氣候） | ~91 | ~47 | ~16 | ~23 |
| 亞特蘭大，喬治亞州（混合濕潤氣候） | ~92 | ~23 | ~17 | ~47 |
| 芝加哥，伊利諾州（寒冷氣候） | ~90 | ~0 | ~15 | ~70 |
| 明尼阿波利斯，明尼蘇達州（極冷氣候） | ~90 | ~-11 | ~15 | ~81 |
| 鳳凰城，亞利桑那州（熱乾燥氣候） | ~108 | ~37 | ~33 | ~33 |
在大多數人口密集的美國地區，Δ T_c 落在 10–25 °F 範圍內，Δ T_h 在 30–70 °F 範圍內，在遠北方向上升至 80 °F 或更高。沙漠西南是冷卻方面的主要例外，其中 Δ T_c 可以超過 30 °F。在美國以外，使用您自己的國家或 ASHRAE 列出的設計條件——上述溫度範圍不會直接轉移到熱帶、高山或南半球氣候。
負荷密度合理性檢查
| 情況 | 冷卻負荷密度 | 每噸面積 |
|---|---|---|
| 熱氣候、平均或差的建築外殼、大量玻璃 | ~25–35 BTU/hr per ft² | ~340–480 ft²/ton |
| 溫和氣候或絕緣良好、密閉房屋 | ~15–25 BTU/hr per ft² | ~480–800 ft²/ton |
| 常見整體房屋規劃範圍（美國住宅） | ~20–30 BTU/hr per ft² | ~400–600 ft²/ton |
將您的 BTU/hr 結果除以樓面積並比較。一個房子的結果為 60 BTU/hr per ft² 或 8 BTU/hr per ft² 幾乎總是意味著輸入不良——窗戶面積以錯誤的單位輸入、ΔT 取自記錄極值而不是設計條件，或設備瓦特數以千瓦為單位輸入。
小密閉房間的快速檢查
一個 400 ft² 的房間，9 英尺天花板，良好絕緣、40 ft² 的遮陽北玻璃，2 名佔用者，300 W 的設備，Δ T_c = 18 °F：
即 6,667 BTU/hr，或約 17 BTU/hr per ft² — 舒適地在絕緣良好範圍內。
將此處的每個數字視為篩選範圍。美國的最終設備選擇應遵循逐個房間的 ACCA Manual J 負荷計算，包括 Manual S 設備選擇（如果正在設計風管，則為 Manual D）；許多司法管轄區和公用事業回扣計劃都要求這樣做。
使用注意事項與精準校對原則（6 大核心守則）
📐 1. 嚴格對齊輸入量綱與單位
輸入各項數值時請務必確認量綱（例如小時、天數、金額、百分比），避免單位不匹配引發推算偏差。
🔒 2. 純前端本機毫秒級隱私保障
所有計算邏輯 100% 在您的終端瀏覽器內完成，資料絕不上傳伺服器，嚴格守護商業與個人隱私。
📊 3. 符合公認學術與產業計算模型
演算法嚴格遵循國際通用數學公式與標準計算模型，經多重情境交叉核對，數值嚴密精確。
📋 4. 一鍵複製與免登入 PDF 匯出
支援一鍵複製推算結果字串至剪貼簿，亦可直接點擊列印按鈕輸出純淨 PDF 工作報表。
🔄 5. 多情景敏感度動態對比
建議針對極端值與多組預期情景分別試算，觀察輸出數據的波動區間，輔助做出更穩健的決策。
🛡️ 6. 專業諮詢與日常參考免責聲明
本工具運算結果供日常排程、學業研習與事前參考之用，如涉及重大法規或投資決策請諮詢持證專家。