なぜ暑い

お部屋が暑くなるのは

夏に時期、お部屋が蒸し風呂のように暑くなるのは、窓にそのほとんどの原因があります。
夏の時期、窓のそばに立つと肌を刺すようにジリジリと熱を感じる日射熱だけでなく、窓ガラスを通り抜けた日射は床や壁に当たり、日射によって熱くなった床や壁は熱を室内に放出(「放射熱」または「輻射熱」といいます。)この2つはいずれも日射に原因があるのですから日射を遮ることで暑さは大きく和らげることができます。
ただし、住宅密集地では様子が変わります。お隣のエアコンの室外機からの熱や、お隣の金属製の屋根からの熱、アスファルトからの熱など、「熱」は日射熱だけではなく、様々なものから放出されています。これらの熱はすだれなどの日射遮蔽物では防ぐことができません。

 

熱の正体。それは赤外線

熱はすべて赤外線です。太陽の熱(日射熱)も、暖房の熱もすべて赤外線です。可視光はそのままお部屋の中に取り込み、赤外線だけをカットできる窓ガラスがあれば、夏でも明るく、暑くないお部屋ができるはずです。

 

ガラスは赤外線を遮蔽できるのか

下の図は一枚ガラスの光の特性を示したものです。近赤外線=日射は、一枚ガラスを簡単に通り抜けてしまうことがよく分かります。「日射」とは近赤外線であることが、図から読み取れます。それ以外の暖房などの熱や、日射によって熱しられた物質から発せられる放射熱はすべて遠赤外線です。

 


日本板硝ペアマルチカタログから抜粋

 

上の図を見ると遠赤外線(お隣の屋根やアスファルトなどからの放射熱)は、そのほとんどが一枚ガラスに吸収されます。「吸収」、つまりこれはガラスを熱くし、屋外、室内側に放出することを示唆しています。そして、この時、室内が冷房で冷やされていればいるほど、熱くなったガラスの熱は室内側に放出されます。これは、熱は温度差が大きいほど熱移動が大きくなる=放出される量が多くなるからです。一枚ガラスでは赤外線を遮断することはできません。
気温が37度なら、冷房を入れていないお部屋の室温は簡単に37度以上になるはずです。なぜなら、熱は必ず温度が高いほうから低い方へ移動する一方通行であり、日射で37度以上に熱くなった窓ガラスが温度の壁となるからです。

 

ペアガラスを検討する

では、断熱ガラスであるペアガラス(間に空間を持つ二重ガラス)はどうでしょうか。もうお分かりいただけていると思います。上の図から一枚ガラスの「反射(押し返す力)」は約10%ですから、それを2枚にしたところで100%-90%×90%=19%しか日射熱(近赤外線)を押し返せそうになく、ペアガラスでは暑さを和らげることはできそうにないとおわかりいただけるはずです。

 

便利なLow-Eガラス

この問題をクリアできるのがLow-Eガラスです。Low-Eガラスは一枚ガラスに金属(銀と亜鉛)を真空蒸着(メッキ)させたガラスです。薄色のサングラスを窓ガラスにかけさせることで、赤外線(=熱)反射を高めたペアガラスです。

 

断熱Low-E
日本板硝ペアマルチカタログから抜粋

 

上の図によれば遠赤外線(お隣の屋根・アスファルトなどからの熱)の約90%を屋外に反射させ、近赤外線=日射も多く反射させることが分かります。
上のLow-Eガラスですと、日射はある程度取り込みますが、Low-Eガラスの種類を変えることで下のようにより多く日射をカットできるタイプもあります。

 

遮熱Low-E
日本板硝子ペアマルチカタログから抜粋

 

でも万能ではないLow-Eガラス

金属膜の工夫や真空蒸着を重ねることで赤外線=熱の反射を高めることはできます。ただしその反面、窓ガラスから熱を貰えない、つまり冬は窓から熱を貰えなくなりますので、ある程度のところで止める必要があります。また、性能を上げることは窓から差し込む光量(可視光)も減らすことになります。Low-Eガラスといっても様々で「採光」、「熱遮断」、「日射取得」のバランスを考えながら窓ガラスも選択する必要があるのです。

 

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