熱貫流率とは？計算方法や結露との関係性を深掘り

2021年11月11日 2021年11月15日

管理人

寒い季節が訪れると、窓や壁の結露が気になりませんか？

結露を放置しておくと、カビの発生や床材の腐敗など、トラブルの元になります。

結露には、窓と外気温が関わっています。

とくに窓ガラスの「熱貫流率」は、結露の発生との関わりが深いので、基礎知識として知っておきたいですね。

今回は、窓ガラスの「熱貫流率」について、結露との関係を含めて詳しく解説します。

熱貫流率とは？

熱貫流率（ねつかんりゅうりつ）とは、物質の熱の伝わりやすさ、断熱性能の高さを表す数値です。

窓ガラスの外側と内側の温度差が1℃だった場合、1時間あたりに1平方メートルを通過した熱量のことを表します。

建築関係には欠かせない用語で、K値と呼ばれていましたが、平成21年4月1に省エネ法が改正してから「U値」に変わりました。

日本ではK値と呼ばれていましたが、世界ではU値が使われていることから、熱貫流率の記号を統一するために変更したのが背景です。

熱貫流率は住宅の部材ごとに求める

住宅の壁は1枚ではなく、何枚もの部材を構成して建築します。

1.外壁材（サイディング）

2.外壁下地（合板）

3.断熱材（グラスウールやスロックウールなど）

4.柱（間柱）

5.内壁下地材（石膏ボード）

熱貫流率は壁に限らず、住宅を構造する床や屋根、窓などの部材ごとに比較するため、熱がどれだけ外部から流入出したかがわかります。

熱貫流率の計算方法は？

熱貫流率は、壁を作る複数の部材の他、壁の外側と内側の表面に接した空気層も含めて、1つずつ熱抵抗値や熱伝導率を求めます。

合計した数値の逆数を取って求めるのが、熱貫流率なのです。

熱貫流率を求めるには、次の7つの調査と計算が必要です。

1.部材の熱伝導率（λ値）を知る

2.部材の厚さ（m）を知る

3.空気層の熱抵抗（㎡・K/W）を知る

4.外気側表面の熱伝達抵抗を知る

5.内側表面の熱伝達抵抗を知る

6.熱抵抗（R値）を部材別に計算する

7.熱抵抗の合計を計算する

熱伝導率とは、物質の熱の伝わりやすさを言い、熱貫流率とは意味が少し違います。

熱伝導率

・熱が物質を伝わる量

・単位は「W/（m ・K）」、ワット毎メートル毎ケルビン

熱貫流率

・熱が物質を通過する熱量

・単位は「W/（㎡・K）」、ワット毎平方メートル毎ケルビン

熱貫流率は、部材の熱伝導率を把握しておかないと計算できないため、2つは深く関係しています。

熱貫流率の計算式

熱貫流率の計算式は、次の3つの方法で求めます。

1.熱抵抗の計算	物質の厚さ÷熱伝導率
2.熱抵抗の合計	外気側表面熱伝達抵抗＋空気層の熱抵抗＋内側表面熱伝達抵抗
3.熱貫流率の計算	1÷熱抵抗の合計

もし、断熱材が「発泡ウレタン吹き付け」や「木材熱橋」など、充填断熱の住宅の場合は、熱貫流率の平均値を計算しなくてはいけません。

1.断熱材の熱貫流率を計算

2.木部の熱貫流率を計算

3.面積比率方で平均熱貫流率を計算

「面積比率法」とは、断熱材や柱・梁などの面積比率を平均して求める方法です。

柱1本ずつ求めなくても良いため、計算式の数が減ります。

熱貫流率から見る！断熱効果の高い窓ガラスは？

暑い日にエアコンの温度が一定でも室温が上がらない住宅、冬は窓からのひんやりとした空気を感じない家など、快適性を求めて断熱性の高い窓ガラスにリフォームする家庭が増えています。

年々、窓ガラスの機能性もアップしているので、リフォーム会社でも「断熱性の高い窓」を紹介しています。

断熱性能に優れた窓と言えば「複層ガラス」です。

複層ガラスは2枚のガラスの間に乾燥空気が含まれているため、1枚ガラスの一般窓に比べて熱流入の低さが特徴的です。

「複層ガラスは結露しにくい」とイメージが強いのですが、同じ複層ガラスでも機能性が違うため、熱貫流率も変わってきます。

結露予防の窓ガラスを求めるなら、熱貫流率をしっかり把握しておくことが大切です。

複層ガラスの中で、熱貫流率が低い種類をチェックしていきましょう。

複層ガラスの種類	空気層の厚さ	熱貫流率
一般的タイプ	6mm	3.4
高断熱タイプ（乾燥空気）	6mm	2.7
遮熱高断熱タイプ（乾燥空気）	6mm	2.5
高断熱タイプ（アルゴンガス）	6mm	2.3
遮熱高断熱タイプ（アルゴンガス）	6mm	2.1