窓の断熱を考えると窓から漏れる熱エネルギーの計算が気になる窓の断熱計算
．算定モデル 我が家
寒い窓の実態 はなにか
直接室内空気がガラス窓にふれる状態として室内温度20度外気10度温度差10度
のガラス窓の断熱の伝熱量を計算してみると
1W=0..8598KCAL/H =0.8598kcal/3600sec=0.0002388ｋｃａｌ／ｓｅｃとして
ガラス板面積7.424㎡／ガラス厚み０．００５＊温度差１０度＊熱伝導率１．０５＝１５５９０ワット
１５５９０W*0.0002388ｋｃａｌ／ｓｅｃ=３．７２２ｋcal/sec
アルミ枠面積2.088㎡／アルミ厚み０．０１５＊温度差１０度＊熱伝導率２２９．０４＝３１８８２３ワット
３１８８２３w*0.0002388kcal/sec=７６．１kcal/sec
窓面積9.51㎡から ガラス１５５９０㍗＋３１８８２３㍗＝３３４４１３ワットの伝熱量／秒が漏れている
３３４４１３w*0.0002388=７９．８５kcal/secの熱が漏れている計算になる
㎡あたりでは ７９．８５kcal/sec／窓面積9.51㎡＝８．３９kcal/sec／窓面積㎡の漏れになる
ガラスが複層ガラスの場合はどうなるか
防寒対策として窓 ９．５１３６㎡に複層ガラスを設置したときは
窓面積９．５１３６㎡／空気層厚み０．０１２＊温度差10度＊熱伝導率０．０２４１＝１９１㍗
㍗をキロカロリーに変換１９１＊０．０００２３８＝０．０４５０ｋｃａｌ／ｓｅｃ の漏れ
アルミ枠面積2.088㎡／アルミ厚み０．０１５＊温度差１０度＊熱伝導率２２９．０４＝３１８８２３ワット
３１８８２３w*0.0002388kcal/sec=７６．１kcal/secは同じ
窓面積9.51㎡から 複層ガラスから０．０４５０ｋｃａｌ／ｓｅｃ の漏れアルミ枠から７６．１kcal/secは
合計７６．１４５kcal/secとなって複層ガラスの効果が現れていない
アルミ枠で複層ガラスにしても㎡あたりでは ７６．１４５kcal/sec／窓面積9.51㎡＝
８．００kcal/sec／窓面積㎡の漏れになる
部屋の温度差10度の熱かろりー１６８．７６８ＫＣＡＬの熱は窓から７９．８kcal/secの熱が漏
れている
これは2秒で無くなってしまい外との温度差は無くなって寒い部屋になる暖房しても温かく
成らない 寒い窓の原因である 断熱レベル０である
我が家は昭和５８年に築造した。構造設計は鉄骨で断熱耐火性能のよいＡＬＣ壁で道路に
面する南面に二階の台所とリビングの壁面は全面天井までガラス張りで外の景色は丸見
えで部屋は明るく外から見てもかっこよく外からは内部の様子はガラスで屈折反射して中
はよく見えない物である
出来上がって住んでみて、感じたのは壁面は熱伝導率０．１７のＡＬＣ壁で作ったから暖かい
であろうと考えていたが冬になると底冷えする寒い家であった新築当時には今ほど窓の断
熱性能についての認識はなく大きな窓を作るのがブームでかっこよかった。冬になると朝起
きるのが寒くて朝の４時頃にタイマー設定で電気のヒーター暖房で部屋を暖めて６時頃には
石油の温風ヒーターのスイッチをいれて部屋を暖めて妻は７時頃起きて朝食の準備をしてい
た
この寒さをなんとか改善しなければと乗り出し断熱エコ障子を発明するきっかけになったが
開発過程で窓の断熱性能を改善するために現状の窓の断熱性能を温度計で測定調査した
結果、ガラス窓のガラスの断熱温度は０度で付着空気で３度から4度の断熱温度差であること
がわかった。
が窓はアルミサッシとガラスで構成されていてガラスの熱伝導率は１．０５で窓サッシ枠のアルミの
熱伝導率は２２９であることから外の冷気がすぐに室内に伝導して室内の暖気と窓際の冷気
が対流を起こして室内の暖気が瞬く間に無くなる
以上のデータで我が家の窓の形状に基づき断熱性能について考えてみると
リビング
の平面の大きさは２．９㍍×３．９㍍＝１１．３１㎡×天井高さ２．３５㍍で南側壁面に柱をのぞいて
幅２．２７㍍高さ２．２５７㍍の開口部の窓面積５．１２３㎡である。この中にガラス板が（０．４６
＊０．３７＋０．８＊０．３７＊２＋０．１６＊０．８２５＋０．８＊０．８２５＊２＋０４６＊０．７３５＋
０３．８＊０．７３５＊２＝3.975㎡）９枚で３．９７５㎡アルミ枠材１．１４８㎡で構成されている
台所
の平面の大きさは１．８＊３．９㍍＝７．０２㎡高さ２．３㍍でリビングと一体である
幅１．４６５高さ２．２６５の開口部窓面積３．３１８㎡である。この中にガラス板が（（０．６８５＊
０．３６５＋０．６７＊０．８２＋０．６７＊０．７３）＊２＝２．５７７㎡）6枚アルミ枠材０．７４㎡
炊事場
の平面の大きさは底辺３．９㍍上辺２．６㍍高さ２．２㍍の台形面積７．１５㎡
斜辺に窓が幅１．７３高さ０．６２窓面積１．０７２６㎡ ガラス板０．８＊０．５４５＊２枚＝
０．８７２㎡ アルミ枠０．２㎡
まとめると
リビング 台所 炊事場 合計
窓の面積 ５．１２３㎡ ３．３１８㎡ １．０７２６㎡ ９．５１３６㎡ １００％
ガラス面積 ３．９７５㎡ ２．５７７㎡ ０．８７２㎡ ７．４２４㎡ ７８％
アルミ枠 １．１４８㎡ ０．７４㎡ ０．２㎡ ２．０８８㎡ ２２％
床面積 １１．３１ ７．０２㎡ ７．１５ ２５．４８㎡
体積 天井高さ２．３㍍ 合計５８．６立米
次に更に温度差が10度と大きい場合を想定して計算すると
．屋外温度10度 部屋の温度20度 内外温度差10度とすると部屋の熱量は
部屋容積５８．６立米の空気の温度を1０度上昇させる熱量は空気の密度１．２ＫＧ／Ｍ３
空気の比熱０．２４ＫＣＡＬ／ＫＧ
＝５８．６立米＊１０度＊１．２＊０．２４＝１６８．７６８ＫＣＡＬ
． 内外温度差10度の時のガラス窓からの熱漏れ
直接室内空気がガラス窓にふれる状態として室内温度20度外気10度温度差10度
のガラス窓の断熱の伝熱量を計算してみると
1W=0..8598KCAL/H =0.8598kcal/3600sec=0.0002388ｋｃａｌ／ｓｅｃとして
ガラス板面積7.424㎡／ガラス厚み０．００５＊温度差１０度＊熱伝導率１．０５＝１５５９０ワット
１５５９０W*0.0002388ｋｃａｌ／ｓｅｃ=３．７２２ｋcal/sec
アルミ枠面積2.088㎡／アルミ厚み０．０１５＊温度差１０度＊熱伝導率２２９．０４＝３１８８２３ワット
３１８８２３w*0.0002388kcal/sec=７６．１kcal/sec
窓面積9.51㎡から ガラス１５５９０㍗＋３１８８２３㍗＝３３４４１３ワットの伝熱量／秒が漏れている
３３４４１３w*0.0002388=７９．８５kcal/secの熱が漏れている計算になる
アルミサッシの窓から毎秒 ３．７２２ｋcal/sec＋７６．１kcal/sec＝７９．８kcal/secの熱が漏れている
| 断熱０ | 断熱レベル１ | 断熱レベル２ | 断熱レベル３ | 断熱レベル４ | 断熱レベル５ | 断熱レベル6 | 断熱レベル7 | 断熱レベル8 | 断熱レベル9 | 断熱レベル10 | 断熱レベル11 | |
| ７９．８kcal/sec | ０．０４５０ｋｃａｌ／ｓｅｃ の漏れ | ０．０２２７ｋｃａｌ／ｓｅｃ の漏れ | ０．０151ｋｃａｌ／ｓｅｃ の漏れ | ０．０1１３６ｋｃａｌ／ｓｅｃ の漏れ | ０．００９０９ｋｃａｌ／ｓｅｃ の漏れ | ０．００757ｋｃａｌ／ｓｅｃ の漏れ | ０．００649ｋｃａｌ／ｓｅｃ の漏れ | ０．００568ｋｃａｌ／ｓｅｃ の漏れ | ０．００514ｋｃａｌ／ｓｅｃ の漏れ | ０．００454ｋｃａｌ／ｓｅｃ の漏れ | ０．００413ｋｃａｌ／ｓｅｃ の漏れ | |
| 温度差10度の時 | 2秒で０ | 62分でない | 123分でなくなる | 185分でなくなる ３時間９分 |
２４７分でなくなる 4時間12分 |
３０９分 5時間15分 |
6時間１1分でなくなる | 7時間13分でなくなる | 8時間１５分でなくなる | 9時間6分でなくなる | 10時間18分でなくなる | 11時間20分でなくなる |
．断熱レベル０では窓から逃げる熱を電気のヒーター暖房だけでは不足で石油ファンヒータも
追加して暖房して暖房費を沢山費やして暖を取っていたということです
外の冷たい温度熱はどんどん室内に流入していることになり底冷えするはずであります
窓の断熱性能はアルミ枠材とガラス板で維持されているから暖房した熱はアルミ枠材
とガラスから外に逃げ出している状態で冬の暖房した熱がアルミ枠材から逃げ出すという
ことでしょうか。
上の計算では断熱エコ障子を多層にするほど漏れる熱は少なくなる計算です1層では
常時暖房が必要です
窓の大きさにも損失の大きさは左右されると成りますが
窓の断熱性能とは断熱してよくなる状態を指すのだがアルミ枠材の熱伝導がよすぎて
マイナス断熱であり、寒い窓には断熱エコ障子が必要です
上記24年の窓の熱の移動についての計算の真偽を高めるために25年はガスストーブの発熱量
と窓の温度計測を比較して検討をしました
１．ガスストーブで部屋を暖房するエネルギーガス使用量と漏出するエネルギーの比較
ガス使用量で確認
平成２６年度末から２７年１月１５日まで我が家の断熱性能を向上すべきにてリビング台所炊事場の
ノマドを内2層に外４層に性能アップを行った
リビング台所の窓は外に雨戸があるが雨戸を閉めるのは年１回あるかないかで台風の
時だけであるから
ま雨戸の敷居を利用してガラスとの間に４層の断熱エコ障子を高さ２３６０幅５００＊９００＊９００＊７５０＋
ベランダ入り口７５０を作り炊事場の窓は1層も利用して新たに4層を会わせて5層ににして
断熱性能を改善した
ガス使用量で確認