複層ガラスの断熱性能はスペーサーで決まる!?アルミより樹脂が良い!

複層ガラスにはその特殊な構造を形作るために中空層にスペーサーが入っています。断熱性能を謳い文句にしている複層ガラスにおいてスペーサーは重要視されていませんでしたが、実はスペーサーの材質によって断熱効果が大きく変わってしまいます。今回はそんな複層ガラスのスペーサーについて、そしてどんなスペーサーが断熱に優れているのかをご紹介します。

複層ガラスのスペーサーとは?

スペーサーとは複層ガラスに使用されている部材です。複層ガラスは2枚のガラスと中空層によって形成されているのですが、その形を保つ役割を果たしているのがスペーサーです。厚みは複層ガラスの製品によってそれぞれ違いますが、スペーサーの幅によって中空層の厚みが決まります。スペーサー自体はアルミで出来ている事が多く、中には乾燥材が入っています。これは中空層の空気の乾燥状態を保つためと内部結露を防ぐためという目的があります。

スペーサーは重要なパーツ

複層ガラスは断熱・遮熱や防音効果が高いことで有名ですが、これらの効果は中空層によって生み出されていると言っても過言ではありません。中空層はスペーサーによって形成されているのでスペーサー無くして複層ガラスは形も効果も発揮できません。つまりスペーサーは複層ガラスが断熱効果を発揮する上でとても重要なパーツであると言えます。

アルミ製スペーサーは断熱に不向き

複層ガラスに使用されているスペーサーはほとんどがアルミで出来ています。しかしこれに関しては問題視する意見もあります。何故ならばアルミは熱を通しやすい材質であり、断熱を目的とした複層ガラスのパーツには不向きだからです。

アルミは熱を通しやすい=断熱には不向き

複層ガラスを設置すると断熱効果が高まって室温の低下を防いでくれます。しかし窓にアルミで出来た製品を使用していると断熱効果が下がってしまいます。なぜならばアルミは熱伝導率が高い資材であるため、外気の影響をすぐに受けてしまうからです。一般的に窓周辺でアルミが使用されている部位はサッシです。アルミ製のサッシも従来の単板ガラスと同様に室内の熱を外へ逃がしてしまいます。そのため窓の断熱対策は複層ガラスへ交換するだけでなく、気密性の高い樹脂製サッシへの交換も浸透しつつあります。

アルミ製品は総じて断熱に向いていません。最近では窓の断熱効果を上げるならばサッシだけでなく、スペーサーもアルミ以外の材質を使うべきだという考えがあります。

樹脂スペーサーについて

ほとんどの複層ガラスにはアルミ製のスペーサーが使用されています。しかしアルミは熱伝導率が高いため折角の複層ガラスによる断熱効果を無駄にしてしまう恐れがあります。そこで最近はアルミスペーサーに変わって新たに樹脂スペーサーというものが注目を浴びています。樹脂スペーサーはその名の通り樹脂によって作られたスペーサーでアルミ製のスペーサーよりも明らかに断熱性能で上回っています

樹脂スペーサーのここがすごい

樹脂スペーサーの魅力は何といっても断熱性能の高さです。樹脂はアルミと比較すると熱伝導率が約1000分の1しかありません。そのため複層ガラスのスペーサーを樹脂製のものに変えると断熱効果がさらに上がります。

これまでガラスとサッシの結合部は断熱が弱いとされていました。そのため複層ガラスのスペーサーを樹脂製のものに変えて窓全体の断熱性能を上げればより安定感のある室内環境を実現できます。

結露も防止出来る

樹脂スペーサーで断熱性能を上げると結露防止効果も当然期待できます。前述の通り寒い季節の窓は端部の方から寒くなるので結露もサッシやスペーサーの付近で発生していました。しかし断熱性能がある樹脂スペーサーに変更すれば結露防止に大いに役立つことでしょう。

アルミ・樹脂スペーサーの温度差の実験

以前にアルミ製スペーサーと樹脂製スペーサーによる温度差を測るための実験が行われました。それは乾燥空気が封入された複層ガラスにおいてアルミスペーサーと樹脂スペーサーでどれだけ窓の表面温度が違うかを測る実験でした。実験内容は2種類のスペーサーが使用された複層ガラスが「外気温0℃・室温20℃・湿度50%」の環境下でどれくらい表面温度が変わるかというものです。その結果アルミスペーサーを使用した複層ガラスの表面温度は9℃だったのに対して樹脂スペーサーの複層ガラスは11℃もありました。つまり樹脂製スペーサーの方がアルミ製スペーサーよりも2℃暖かいということがわかります。

ちなみにこの環境下だと窓の表面温度が9.3℃以下になると結露が発生してしまいます。そのためアルミスペーサーの窓は結露が出てしまいますが、樹脂スペーサーの窓は結露が発生しません。それだけスペーサーの種類は結露の発生率に影響を与えてしまうことになります。ちなみに同じ環境・同じスペーサーで中空層をアルゴンガスに替えての実験も行われましたが表面温度はわずか0.2~0.3℃しか変化がありませんでした。つまり中空層の種類よりもスペーサーの種類の方が断熱性能に大きな影響を与えるということになります。

樹脂スペーサーでコールドドラフトを防ぐ

窓の断熱対策はコールドドラフト現象と密接な関係にあります。コールドドラフト現象とは簡単に言うと冷たい空気が下の方へ流れて行く現象のことです。コールドドラフトは冬場の早朝や夜間の様な寒い時間帯の室内でよく発生します。外の冷たい空気が窓や壁を伝って室内へ侵入すると下降気流が生じて下へ流れて行きます。すると窓の下の方で結露が発生したり床の表面が冷たくなり不快感を引き起こします。

コールドドラフト現象の対策としては冷気の下降気流によって冷える部分に断熱リフォームを施す・または暖かくするという方法があります。有名な方法としては床暖房や複層ガラスの設置などがあります。勿論樹脂スペーサーもコールドドラフト現象の対策としてピッタリです。特に窓ガラスの下のほうはコールドドラフト現象によって冷えたり結露が出やすいので、スペーサーをアルミから樹脂に変えれば大きな効果を発揮してくれるでしょう。

真空ガラスのスペーサーについて

複層ガラスの中空層の端部にはスペーサーが封入されており、複層ガラスにとってとても重要な中空層の形式を保っています。一般的な複層ガラスのスペーサーはガラス面の端部に取り付けてありますが、真空ガラスのスペーサーは例外となっています。

真空ガラスとは?

真空ガラスとはその名の通り中空層が真空層となっている複層ガラスのことです。真空ガラスのメリットは何といっても圧倒的な断熱性能です。中空層の厚さはわずか0.2ミリしかないので他の複層ガラスより明らかに薄いのですが、真空層によって空気の出入りを遮断するので断熱性能は乾燥空気やアルゴンガスを圧倒的に上回っています。ちなみにMADOショップ取手東店では真空ガラス「スペーシア」と「クリアFit」を取り扱っています。

スペーシアの詳細はコチラ

http://shinku-glass.jp/

クリアFitの詳細はコチラ

http://nsg-t.com/simplified-chart/clearfit/

真空ガラスのスペーサーは極小サイズ

真空ガラスの場合、中空層が0.2ミリしかないので従来のスペーサーは使用できません。変わりに中の真空層を保つためのマイクロスペーサーが封入されています。マイクロスペーサーはステンレス製の円筒型の黒い粒で大きさは直径0.5ミリしかない極小サイズとなっています。

マイクロスペーサーはガラス面に2センチ間隔でたくさん配置されています。そのため真空ガラスをよく見るとガラス面に小さな粒(マイクロスペーサー)が等間隔で配置されていることがわかります。ただし極小サイズでほとんど目立たないので窓から見える景観を損なう事はありません。ちなみに真空ガラスのマイクロスペーサーが極小サイズである理由は景色を邪魔しないこと以外に、マイクロスペーサーを介して熱が伝達する事を防ぐためという意味もあります。

豆知識:破損するとマイクロスペーサーは落ちる

真空ガラスのマイクロスペーサーはガラス面に等間隔で配置されていますが、接着剤で固定されているわけではありません。実はガラスの中の真空層にはガラス同士をくっつけようとする引力が生じており、これを利用してマイクロスペーサーが固定されています。真空層によるガラスにかかる気圧は10トン/㎡と言われています。そのためもし真空ガラスが破損して中に空気が入ってしまったらマイクロスペーサーはそのまま下へ落ちてしまいます

そのため真空ガラスを使用している方で、もしガラスの中のマイクロスペーサーが下に溜まっていたら、それはガラスが破損して空気が入り込んでしまっている証拠です。そうなってしまってはガラスとしては問題ありませんが、真空ガラスが持つ断熱性能は損なわれているので交換するべきでしょう。

まとめ

複層ガラスのスペーサーはとても大事な役割を担っています。しかしアルミ製のスペーサーだとせっかくの断熱効果が損なわれてしまう恐れがあるので注意が必要です。本格的な断熱リフォームを考えているのであれば樹脂スペーサーを利用した複層ガラスか、真空ガラスを設置することをおすすめします。

MADOショップ取手東店 窓リフォームマイスターはこちら

http://nakamura-genkan.com/works/