複層ガラスの断熱性能は熱貫流率を要チェック!

複層ガラスは断熱性能に特化した製品が多いので冬場の寒い時期でも室温を下げずに過ごしやすい室内空間を作り出してくれます。複層ガラスの断熱性能には熱の移動が深く関わっており、それを数値化したものを「熱貫流率」と呼びます。今回は熱貫流率についてと複層ガラス及びMADOショップ取手東店取り扱い商品が持つ熱貫流率についてご紹介します。

複層ガラスによる断熱は熱貫流率が重要

複層ガラスは断熱効果が高いことで有名です。しかし複層ガラスが持つ性能は製品によって大きく異なります。寒い時期でも室温を暖かく保つために複層ガラスを取り付けるのであれば断熱性能に優れている製品を取り付ける必要があります。

熱貫流率は断熱効果の数値

複層ガラスが持つ断熱性能を比較する方法は熱貫流率を参考にするのが有効です。メーカーや工務店に窓のリフォームを相談すると様々な製品を紹介されます。しかし説明を受けただけでは初心者が最も断熱に優れた窓を選定するのは難しいでしょう。その際に断熱性能を比較する指標として熱貫流率を参考にする事が出来ます。

熱を通過させるガラスの熱貫流率とは

熱は暖かい方から冷たい方へ流れて行く傾向にあります。そのため冬場の寒い時期になると室内の温度が冷たい外気に触れることで外へ逃げてしまいます。これが冬に室内が寒くなる原因です。熱貫流率はこの熱が外へ流れて行く量を数値化したものです。

固体壁の一面に高温の流体(気体または液体)、他面に低温の流体が接して いると、固体壁を通して高温流体から低温流体へ熱の移動が行われる。 この現象を熱貫流といいその程度を表す係数をいう。「熱通過率」ということ もある。この率は流体と壁面との間の熱伝達率及び壁体内の熱伝導率との間に 一定の関係がある。(kcal/㎡h℃)

引用元https://www.weblio.jp/content/%E7%86%B1%E8%B2%AB%E6%B5%81%E7%8E%87

熱の移動が少ない方が室内を暖かく保てます。そのため断熱性能に優れている複層ガラスは熱貫流率が低い数値を記録しています。逆に断熱効果の薄い既存の単板ガラスは熱を通してしまうため熱貫流率が高くなっています。

熱貫流率の計算方法

複層ガラスの熱貫流率は「W/㎡・K(ワット・パー・ヘイベイ・ケルビン)」で数値化します。W/㎡・Kは窓の外側と内側の気温差が1℃であった場合に、1㎡の窓ガラスが1時間で移動する熱量を計算します。日本では熱貫流率をU値と呼ぶこともあります。

熱貫流率の値を読むうえでの注意点

熱貫流率は低い方が良い

熱貫流率は数値が低い方が断熱効果が高い傾向にあります。そのため数値が低ければ低い程良いという事になります。熱貫流率が低い=熱の移動が少ないと覚えましょう。

「㎡K/W」は熱貫流抵抗率

複層ガラスの断熱性能を表す数値は「W/㎡・K」以外にも「㎡K/W」という単位があります。これは熱貫流抵抗率と呼ばれる数値で熱貫流率とは逆に熱の伝わりにくさを表す数値です。窓ガラスが持つ抵抗力を表しているので数値が高い方が断熱効果が高い事になります。メーカー公式サイトなどでは熱貫流率と熱貫流抵抗率が同じ場所に記載されていることもあるので混同しないように気をつけましょう。

複層ガラスの断熱性能について

室内の断熱性能を上げるためには窓を強化することが重要視されています。その理由は従来の単板ガラスは断熱効果が弱く熱貫流率も高いからです。窓は鍵をかけて閉め切っていたとしてもサッシと窓ガラスの間あるいは引き違い窓の重なっている隙間から空気が漏れてしまいます。見た目ではそれほど大きな隙間には見えないが確実に室温の低下の原因となってしまっています。また窓ガラスは建物の開口部の中でも圧倒的に薄い部分となっています。ガラス自体は木材や鉄に比べて断熱性能で劣っているわけではありません。しかし壁や柱に比べて圧倒的に薄いためどうしても熱を通してしまいます。

複層ガラスは熱を逃がさない

窓ガラスの熱の通しやすさを克服するために開発されたのが複層ガラスです。複層ガラスは2枚の単板ガラスと真ん中の中空層によって従来の窓ガラスよりも厚みが増しています。この単板ガラスには無い厚みと中空層によって熱の移動が抑えられており、熱貫流率も低くなっています。

結露も防げる

ちなみに熱貫流率が低い複層ガラスは結露防止効果にも優れています。結露が発生する原因は湿気と窓付近の気温の低下によるものです。そのため複層ガラスを設置して室温の低下を防げば自ずと結露も防止できます。

断熱性能をより詳しく!「熱伝導」と「対流」を防ぐ

熱の伝わり方には「熱伝導」「対流」「放射」の3通りがあります。複層ガラスを設置する事でこれらの中の「熱伝導」と「対流」を防ぐことが出来ます。

熱伝導

熱伝導とは熱を持った物体が接触している物体へ熱を伝える現象です。熱伝導は固体>液体>気体の順に高くなります。従来の単板ガラスは固体なのでたとえ室内を暖房器具で温めていても外が寒いと熱を外へ逃がして(伝導して)しまいます。複層ガラスの場合、中空層に乾燥空気・アルゴンガスなどが含まれています。気体は固体よりも熱伝導が低いので外が寒くても室温を逃がさずキープしてくれます。

対流

対流とは液体や気体などの流動体が熱を持っている場合、移動先に熱を伝える現象のことです。エアコンやファンヒーターはこの対流の現象を利用して室内に暖かい空気を伝えています。複層ガラスの場合、中空層がとても狭い(約10mm)ので空気による対流が発生しません。そのため熱の移動を防ぐことが出来ます。しかし中空層の幅が15mm以上になると対流が発生し、断熱効果が下がってしまいます。中空層の幅は単純に広ければ良いというわけではないのでほとんどの複層ガラスは中空層の幅が15mm以下になっています。

複層ガラスとMADOショップ取手東店取り扱い商品の熱貫流率

複層ガラスは様々な種類が販売されており、熱貫流率もかなりの差が生じています。厚さ3ミリの単板ガラスの熱貫流率が6.0W/㎡・Kなのに対して、乾燥空気が入った従来の複層ガラスは2.7W/㎡・K、アルゴンガスとLow-e膜が貼られた高断熱複層ガラスは2.3W/㎡・Kとなっています。中でも優れた数値を記録しているのがMADOショップ取手東店でも取り扱っている真空ガラス「スペーシアシリーズ」です。断熱に特化したスペーシアは熱貫流率1.4W/㎡・Kという驚異の数値を記録しています。

MADOショップ取手東店取り扱い商品「スペーシア」「クリアFit」

MADOショップ取手東店で取り扱っている真空ガラス「スペーシア」と「クリアFit」は中空層が真空層となっており、複層ガラスの中でも特に断熱性能に優れている製品です。窓の厚み自体は6.2mmなので従来の複層ガラスよりも薄くなっています。しかし中空層が真空層になっているため「熱伝導」と「対流」が起きなくなっています。そのため真空ガラスは薄くても低い熱貫流率を記録しています。

また真空ガラスが持つ断熱性能は結露防止にも関係しています。室内が湿度60%・室温20℃だった場合、単板ガラスの部屋は外気が8℃以下になったら結露が発生します。それに対してスペーシアは外気が-25℃以下になるまで結露を防いでくれます。

MADOショップ取手東店取り扱い商品の熱貫流率一覧表

https://ecomado.net/window-vcm/

厚みがあれば熱貫流率が低いわけではない

実際にはスペーシアと同等の熱貫流率を持つ複層ガラスは存在します。しかしそれらは分厚いガラスを使用していたり、ガラスを3枚使用する事で中空層を二重構造にするなどの処置を施しています。そうなるとガラスに厚みが増してしまい、窓を開ける際に重さを感じてしまいますし雨戸や網戸などにぶつかってしまう可能性もあります。真空ガラスは厚さ6.2mmなので厚みも重さもそれほど気になりません。重要なのは中空層の厚さではなく中身の種類と言えるでしょう。

スペーシア:単板ガラスの約4倍の熱貫流率

真空ガラス「スペーシア」は数ある複層ガラスの中でもトップクラスの断熱性能を誇ります。単板ガラスの熱貫流率が6.0W/㎡・Kなのに対してスペーシアはわずか1.4W/㎡・Kしかありません。そのためスペーシアを設置すれば冬でも室温を逃がさずに快適な空間を作り出せます。

またスペーシアが持つ熱貫流率の低さはエアコン代の省エネにも繋がります。東北地方での年間のエアコン代は単板ガラスの場合62,000円~82,000円、乾燥空気が入った従来の複層ガラスの場合38,000円~53,000円と言われています。しかしスペーシアを取り付けた家庭では年間で27,000円~38,000円しかかかりません。つまり単板ガラスと比較すると約40%、従来の複層ガラスと比べても約20%も節約する事が出来ます。

スペーシアクール:夏にも強く頼れる真空ガラス

スペーシアクールの熱貫流率はわずか1.0W/㎡・Kしかありません。そのため単板ガラスと比較すると約6倍もの断熱効果があります。またスペーシアクールは断熱だけでなく遮熱にも優れています。夏場の日差しを約半分も反射するため遮熱効果は単板ガラスの約4倍となっています。スペーシアクールは寒さにも暑さにも強いため、取り付ければ安心して1年中快適に過ごすことが出来ます。

クリアFit

クリアFitもスペーシアシリーズと同様に中空層が真空層によって構成されています。しかしLow-e膜が無いのでスペーシアに比べると断熱性能で劣ります。それでもクリアFitの熱貫流率は2.6W/㎡・Kなので単板ガラスの倍以下の数値となっています。結露に関しては室内が湿度60%・室温20℃だった場合、外気がー5℃以下になるまで結露を防いでくれます。

まとめ

窓ガラスの熱貫流率とは窓越しにどれくらいの熱が通り過ぎるかと数値化したもので、数値が低ければ低い程断熱性能に優れていることを表します。MADOショップ取手東店では真空ガラス「スペーシア」「スペーシアクール」「クリアFit」を取り扱っており、どの商品も単板ガラスの倍以下の熱貫流率を記録しています。自宅に断熱対策を施すのであれば是非取り入れたい商品と言えるでしょう。

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