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オスモ＆エーデル広報部です。今回は熱貫流率についてのお話です。
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「熱貫流率とは？」
「熱貫流率の求め方は？」
「窓ガラスの熱貫流率はどのくらい？」
快適な住空間づくりに関係する熱貫流率に関して、このような疑問をおもちではないでしょうか。
熱貫流率は高断熱な空間を実現するうえで重要な指標となります。
本記事では熱貫流率とはなにか、熱貫流率の計算方法、窓ガラスの熱貫流率などについて解説します。
目次
熱貫流率とは？
熱貫流率（U値）とは「壁の両側の温度を1℃としたとき、1時間あたり1㎡を通過する熱量」のことで、熱の通りやすさを示す指標です。
数値が小さいほど熱が通りにくく断熱に長けた部材であるといえます。
また数値が大きいほど熱が通りやすい材質であるため、窓ガラスで熱貫流率が高い場合には結露が発生しやすくなります。
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熱貫流率と熱伝導率の違い
熱貫流率は壁などを通して室内外両側の温度差が1K（ケルビン）あると仮定した場合、1㎡の面積を何W（ワット）の熱が壁や窓ガラスを通過するかを「W/（㎡ ・K）」で示します。
一方、熱伝導率は物質そのものの熱の伝わりやすさを計算するためのもので、材料の厚さを1m、材質を通した際の温度差が1℃のときの1㎡あたりの熱の伝わりやすさを「W/（㎡・(K/ｍ)）」で示します。
熱貫流率の算出方法
熱貫流率を求めるには、以下の計算式を使用します。
- 熱貫流率（U値）【W/m2K】＝1/熱抵抗値【㎡K/W】
- 熱抵抗値【㎡K/W】＝材質の厚【m】/熱伝導率【W/mK】
実際に壁の熱貫流率を計算するには、以下の流れに沿って各計算を行います。
- 一般部と熱橋部（とくに熱が伝わりやすい部分）それぞれの面積比を求める
- 室外側（外気側）と室内側の表面熱抵抗値（Ro）【㎡K/W】を求める
- 壁に含まれる各部材の熱抵抗値【W/mK】を求める
- 平均熱貫流率【W/m2K】を求める
- 実質熱貫流率【W/m2K】を求める
平均熱貫流率を求めるには、次の計算式を使用します。
- 平均熱貫流率＝一般部の熱貫流率×一般部の熱橋面積比+熱橋部の熱貫流率×熱橋部の熱橋面積比
また熱抵抗値を求める際には、外壁側に通気層がある場合、通気層より外側に設置される材料の熱抵抗は計算に含みません。
くわえて木造構造の場合には平均熱貫流率と実質熱貫流率が等しくなる点にも注意しましょう。
【種類別】ガラスの熱貫流率
ここまで熱貫流率の定義や熱貫流率の求め方について解説しました。
ここからは実際の熱貫流率の例として、ガラスの種類別に熱貫流率の違いを解説します。
フロート板ガラス
フロート板ガラスとは一枚ガラスと呼ばれ、一般的な窓ガラスにあたるものです。
フロート板ガラスの熱貫流率は約6.0です。
複層ガラス
複層ガラスとはスペーサーという金属部材で2枚のガラス間に中空層を設置したかたちの窓ガラスで、中空層には乾燥空気が閉じ込められます。
ガラスより熱伝導率の低い乾燥空気を挟み込むことで、熱移動を最小限に抑え高い断熱性能を確保します。
複層ガラスの熱貫流率は約3.4とフロート板ガラスの半分ほどで、通常の窓ガラスの約1.8倍の断熱性があります。
Low-E複層ガラス
複層ガラスの1種であるLow-E複層ガラスは、一方のガラスにLow-E膜と呼ばれる特殊な金属製の膜でコーティングが施されたものです。
Low-E複層ガラスには赤外線カットや断熱性の向上に効果を発揮する特徴があります。
Low-E複層ガラスの熱貫流率は約2.5～2.7で、通常のガラスの約2.2倍～2.4倍の断熱性があります。
アルゴンガス入りLow-E複層ガラス
アルゴンガス入りLow-E複層ガラスは、Low-E複層ガラスの中空層に熱伝導率の低いアルゴンガスを閉じ込めることで、通常よりさらに高い断熱性を確保します。
アルゴンガス入りLow-E複層ガラスの熱貫流率は約2.1～2.3で、通常のガラスの約2.6～2.9倍の断熱性があります。
真空ガラス
真空ガラスは複層ガラスの中間層を真空状態にしたものです。
真空状態では熱移動が起こらず、究極まで断熱性を高めることが可能です。
真空ガラスの熱貫流率は約1.0～1.4と他の種類と比較しても断然熱貫流率が低く、通常のガラスの約4.3～6.0倍の断熱性があります。
熱貫流率を把握して断熱性の高い住環境を手に入れよう
住宅の断熱性を確保するためには、熱貫流率をもとに適切な材質を用いた住宅設計を行うことが重要です。
熱貫流率の計算方法や材質別の熱貫流率を正しく把握し、快適な住空間の実現に役立てましょう。
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