複層ガラスの詳細情報
地球温暖化防止対策と代替複層ガラス
国は京都議定書を遵守するために、大気中に放出される排ガス中の二酸化炭素を分離回収し固定化する技術開発のために莫大な費用をかけてきましたが、 分離回収固定にはあまりにもコストがかかり過ぎるためにこの数年はその対象を省エネによる二酸化炭素排出量の削減と二酸化炭素排出権の売買に注力する方向に変化してきています。 特に、家庭における省エネについては、世帯数の多いことから全体としてみるとその効果が大きく、細かく節電、節エネルギー、節ドライブなど呼びかけられるようになってきています。
その省エネ対策の一つとして省エネ効果のある複層ガラスについても地域ごとの基準は定めてその設置を奨励する動きがでてきていますが、複層ガラスの設置費用が高いために、新築住宅はともかく既存住宅の単ガラスの複層化が遅れているのが現状です。原油の値上がりによる石油燃料の高騰が避けられない今日、複層ガラスの設置により回収益が出る安価な複層ガラスが開発されれば、普及が進み地球温暖化防止に貢献できるという発想から短期で投資額を回収できる複層ガラスを開発すべく改良検討を重ねた結果、1年で回収益を出すことは無理としても、ほとんど複層ガラスの十分の一の費用で設置できる“代替複層ガラス”を製作することが可能となりました。
複層ガラスとは
図1 標準複層ガラス
JIS R 3209(複層ガラス)には“複層ガラスは、2枚以上の板ガラス、加工ガラスまたはそれらの表面に光学薄膜を加工したものを、一様の間げきをおいて並置し、その間げきに、大気圧に近い圧力の乾燥空気を満たし(以下、中空層と呼ぶ。)、その周辺を封止したものである”と定義されており、板硝子協会では断熱効果の違いにより“複層ガラス”、“断熱・複層ガラス”、“遮熱・断熱・複層ガラス”と三種類の基準を定めています。
代表的な“複層ガラスの構造を図1に示す。
代替複層ガラスとは
図2 代替複層ガラス
JISで定義された“複層ガラス”が2枚以上の板ガラス、加工ガラスまたはそれらの表面に光学薄膜を加工したものに対して“代替複層ガラス”は既存の板ガラス(単ガラス)と1枚のアクリル板を使っていることが最大の特徴であり、アクリル板を使って単ガラスを複層ガラス化したものをいいます。
その構造を図2に示す。
代替複層ガラスの断熱性
ガラス表面からの放熱量は、室温と外気温の差に熱貫流率を乗じたものであり、断熱性の高いものほど熱貫流率は小さい値を示す。“単ガラス”、“複層ガラス”、“代替複層ガラス”の熱貫流率をJIS R 3107に従って計算した結果を表1に示す。
この結果より“単ガラス”を“代替複層ガラス”に改造することによりガラス表面からの放熱量を47%削減できることがわかります。
| 種類 |
構成 |
U(W/m2K) |
| 代替複層ガラス |
板ガラス(3mm)+中間層(8mm)+アクリル板(1mm) |
3.2 |
| 単ガラス |
板ガラス(3mm) |
6.0 |
| 複層ガラス |
板ガラス(3mm)+中間層(6mm)+板ガラス(3mm) |
3.4 |
都市別“代替複層ガラス”の省エネ効果
省エネ効果は、地域によって外気温度が異なるため一様はありません。
代表都市として札幌、仙台、東京における月別の省エネ効果を月間平均気温と16時間稼動を前提に暖房時のサッシ2枚分(3.38m2)の省エネ効果について計算した結果を表2に示す。
1.札幌
| |
単位 |
11月 |
12月 |
1月 |
2月 |
3月 |
4月 |
合計 |
| 平均気温 |
℃ |
4.6 |
-1 |
-4.1 |
-3.5 |
0.1 |
6.7 |
- |
| 室内温度 |
℃ |
23 |
23 |
23 |
23 |
23 |
23 |
23 |
| 省熱量(3.38m2) |
kcal/h |
150 |
195 |
221 |
216 |
186 |
133 |
1100 |
| 月間省熱量 |
×1000kcal |
72 |
94 |
106 |
104 |
89 |
64 |
528 |
| 灯油換算 |
L |
8.7 |
11.4 |
12.8 |
12.6 |
10.9 |
7.7 |
64 |
| 炭酸ガス削減量 |
kg |
22 |
28 |
32 |
31 |
27 |
19 |
160 |
2.仙台
| |
単位 |
11月 |
12月 |
1月 |
2月 |
3月 |
4月 |
合計 |
| 平均気温 |
℃ |
9.1 |
4.3 |
1.5 |
1.7 |
4.5 |
10.1 |
- |
| 室内温度 |
℃ |
23 |
23 |
23 |
23 |
23 |
23 |
- |
| 省熱量(3.38m2) |
kcal/h |
113 |
152 |
175 |
173 |
151 |
105 |
869 |
| 月間省熱量 |
×1000kcal |
54 |
73 |
84 |
83 |
72 |
50 |
417 |
| 灯油換算 |
L |
6.6 |
8.9 |
10.2 |
10.1 |
8.8 |
6.1 |
51 |
| 二酸化炭素削減量 |
kg |
16 |
22 |
25 |
25 |
22 |
15 |
127 |
3.東京
| |
単位 |
11月 |
12月 |
1月 |
2月 |
3月 |
4月 |
合計 |
| 平均気温 |
℃ |
13 |
8.4 |
5.8 |
6.1 |
8.9 |
14.4 |
- |
| 室内温度 |
℃ |
23 |
23 |
23 |
23 |
23 |
23 |
23 |
| 省熱量(3.38m2) |
kcal/h |
81 |
119 |
140 |
138 |
115 |
70 |
663 |
| 月間省熱量 |
×1000kcal |
39 |
57 |
67 |
66 |
55 |
34 |
318 |
| 灯油換算 |
L |
4.7 |
6.9 |
8.2 |
8.0 |
6.7 |
4.1 |
39 |
| 二酸化炭素削減量 |
kg |
12 |
17 |
20 |
20 |
17 |
10 |
96 |