Architect Calculator
一套包含七个命令行 Python 计算器的工具集，用于快速进行建筑设计计算。每个计算器通过命令行参数接收输入、校验参数，并输出人类可读文本或 JSON 结构化结果。
所有脚本位于 scripts/ 目录，运行方式为：
python scripts/<calculator_name>.py [arguments]
在任意命令中添加 --json 可获得结构化 JSON 输出，便于管道传输到其他工具或自动化工作流。
- 面积计算器（area_calculator.py）
根据场地面积和容积率（FAR）计算开发密度指标，包括总建筑面积、净使用面积、住宅单元数、估算人口和停车需求。
参数：场地面积 --site-area（必填，m2）；容积率 --far（必填，ratio）；净毛比 --ntg-ratio（默认 0.80，ratio，NGA 占 GFA 比例 0.0-1.0）；平均单元面积 --avg-unit-size（默认 85，m2）；每单元人数 --persons-per-unit（默认 2.5，人）；停车比 --parking-ratio（默认 1.0，每住宅单元车位数）。
示例：python scripts/area_calculator.py --site-area 5000 --far 2.5 --ntg-ratio 0.82
示例输出包含：场地面积、容积率、总建筑面积、净毛比、净使用面积、平均单元面积、估算单元数、每单元人数、估算人口、停车比、停车位数。
- U 值计算器（uvalue_calculator.py）
通过累加各层热阻及表面热阻，计算多层墙体、屋面或楼板构造的传热系数（U 值）。
参数：层 --layers（必填，JSON 字符串，层对象数组）；内表面热阻 --rsi-internal（默认 0.13，m2K/W）；外表面热阻 --rsi-external（默认 0.04，m2K/W）。每个层对象：{"name": "...", "thickness_mm": N, "conductivity": N}。
示例输入包含砖、空腔空气层、矿物棉、混凝土砌块、抹灰等层。
示例输出包含各层厚度、导热系数、R 值，总 R 值、U 值，并给出被动房目标（墙体 0.15 W/m2K）与典型规范目标（墙体 0.30 W/m2K）的达标判断。
- 采光计算器（daylight_calculator.py）
使用 BRE 简化公式估算侧窗房间的平均采光系数。
参数：房间宽度 --room-width（必填，m）；房间进深 --room-depth（必填，m）；房间高度 --room-height（必填，m）；窗宽 --window-width（必填，m）；窗高 --window-height（必填，m）；窗台高度 --window-sill-height（必填，m）；玻璃透射比 --glazing-transmittance（默认 0.65，ratio）；平均反射比 --average-reflectance（默认 0.50，ratio）。
示例：python scripts/daylight_calculator.py --room-width 4.0 --room-depth 6.0 --room-height 3.0 --window-width 2.5 --window-height 1.8 --window-sill-height 0.9
示例输出包含：房间尺寸、窗户尺寸、窗面积、房间总表面积、窗地比、玻璃透射比、平均反射比、可见天空角、平均采光系数，并给出评估（居住房间目标 >= 2.0% 为 ADEQUATE）。
- 疏散计算器（egress_calculator.py）
依据 IBC 计算人员负荷、所需出口数量、最小出口宽度和疏散距离合规性。
参数：楼面面积 --floor-area（必填，净面积 m2）；用途类型 --occupancy-type（必填，IBC 用途 A-1 至 U）；是否设喷淋 --sprinklered（默认 False，标志）；层数 --num-stories（默认 1）。
示例：python scripts/egress_calculator.py --floor-area 800 --occupancy-type B --sprinklered --num-stories 4
示例输出包含：楼面面积、用途类型、是否喷淋、层数、人员负荷系数、人员负荷、所需出口数、最小总出口宽度、每个出口宽度、最小门宽、最大疏散距离（设喷淋）、最大公共路径、最大尽端距离，并提示在图纸上复核疏散距离。
- 结构荷载计算器（structural_load_calculator.py）
计算用于初步结构选型的从属面积重力荷载。
参数：从属面积 --tributary-area（必填，m2，柱从属面积）；层数 --num-floors（必填，整数，支撑楼层数）；恒载 --dead-load（默认 4.5，kN/m2，每层恒载）；活载 --live-load（默认 auto，kN/m2，按用途自动取值）；用途类型 --occupancy-type（默认 office，字符串，用于自动选择活载）。
示例：python scripts/structural_load_calculator.py --tributary-area 36 --num-floors 8 --occupancy-type office
示例输出包含：从属面积、层数、恒载、活载、每层合计、每层荷载、总柱荷载、考虑分项系数后的荷载（1.2D + 1.6L），并给出初步柱截面建议（约 400x400 mm 钢筋混凝土，fc'=35 MPa）。
- 能耗计算器（energy_calculator.py）
使用度日法估算年供暖和制冷能耗需求。
参数：楼面面积 --floor-area（必填，m2，空调面积）；围护结构面积 --envelope-area（必填，m2）；平均 U 值 --average-u-value（必填，W/m2K，面积加权平均 U）；采暖度日数 --heating-degree-days（必填，Kd，基准 18C 的年 HDD）；制冷度日数 --cooling-degree-days（必填，Kd，基准 24C 的年 CDD）；换气次数 --ventilation-rate（默认 0.5，ACH）；内部得热 --internal-gains（默认 5.0，W/m2）。
示例：python scripts/energy_calculator.py --floor-area 500 --envelope-area 800 --average-u-value 0.35 --heating-degree-days 3000 --cooling-degree-days 500
示例输出包含：楼面面积、围护结构面积、平均 U 值、采暖度日数、制冷度日数、换气次数、内部得热、传热损失、通风损失、内部得热（负值）、供暖需求、制冷需求、总需求、EUI，并给出被动房目标（15 kWh/m2/yr）达标判断。
- 造价计算器（cost_calculator.py）
根据建筑类型、品质等级和地理区域估算建设成本。
参数：GFA --gfa（必填，总建筑面积 m2）；建筑类型 --building-type（必填，residential/office/retail/hospital/school/hotel）；品质 --quality（默认 standard，basic/standard/premium）；地区 --region（默认 north-america，north-america/europe/middle-east/asia/australia）；是否含外部工程 --include-external（默认 False，标志）。
示例：python scripts/cost_calculator.py --gfa 5000 --building-type office --quality premium --region europe
示例输出包含：总建筑面积、建筑类型、品质等级、地区、基础单价、建设成本、专业费用（12%）、不可预见费（7.5%）、外部工程、总开发成本、单位面积总成本。
方法说明
各计算器的详细公式与方法记录于 references/calculator-reference.md。
错误处理
所有计算器都会校验输入并给出清晰的错误信息：缺少必需参数时显示用法帮助；超出范围的值会被拒绝并给出说明；无效的用途类型会列出可接受值；格式错误的 JSON 输入会显示预期格式。
集成
JSON 输出（--json 标志）可用于集成：流程中的其他脚本、表格工具（解析 JSON）、Web 仪表板、自动化报告系统、BIM 参数注入。