1. あさの まどの みずは、どこから きたの?
1. 朝の窓の水滴は、部屋の空気から出てきた
1. 結露の正体 ── 窓の水滴は、室内の空気中の水蒸気が冷たい面で水になったもの
さむい あさ、まどに ちいさな 水の つぶが ついて います。この 水は、そとから しみて きたのでは ありません。へやの 空気の 中に ある 水蒸気が、つめたい ガラスに ふれて、水の つぶに もどった ものです。これを けつろと いいます[1]。
東京都の アンケートでは、この 3年の あいだに けつろが あった うちは 58.4%でした。けつろが あった うちの 83.8%は、場所が まどだけでした[1]。けつろした うちの おおくで、まどに 水の つぶが ついて いました。
では、へやの 空気の 水蒸気は、どこから きて いるのでしょう。
冬の朝、窓の内側についている水滴は、外から染みてきたのではありません。室内の暖かく湿った空気が、冷たいガラスや壁に触れて温度が下がり、空気中の水蒸気が水滴になったものです。東京都のガイドは、これを冬型の結露と説明しています[1]。
東京都が平成28年度に行ったアンケートでは、過去3年間に結露が起きたと答えた世帯は58.4%でした。そのうち、場所が窓だけだった世帯は83.8%、窓と壁の両方は14.7%です(n=511)[1]。58.4%は全世帯の中の割合で、83.8%は、結露した世帯の中の割合です。結露は、窓でいちばん目にしやすいといえそうです。
では、部屋の空気に含まれる水蒸気は、どこから来るのでしょうか。
2. へやの 水蒸気は、どこから くるの?
2. 暮らしているだけで、部屋に水が増えていく
2. 水蒸気の供給源 ── 人の体と家事で、4人家族なら1日に10L程度
水蒸気は、ひとの 体からも 出ます。せんたくや おふろでも 出ます。ある けんきゅうしょの はなしでは、4人かぞくで 1日に 10Lぐらいの 水が、へやに 出ると いわれて います[2]。バケツ 1ぱいぶんぐらいです。
この 水は、へやの 中に こもります。そして、つめたい まどなどで 水の つぶに なります。ただし ほんとうは、10Lは 4人かぞくの めやすです。ひとの かずや くらしかたで かわります。
では、へやの 空気は どこも おなじ 水蒸気の りょうなのに、どうして まどだけが ぬれるのでしょう。
人の体からも、洗濯や入浴などの暮らしの中でも、水分は室内に出ていきます。北海道立総合研究機構の資料は、4人家族で1日に10L程度の水分が室内に出るとしています。この水分が室内にこもり、温度の低い窓などで結露します[2]。
10Lはバケツ1杯分ほどです。ただし、これは4人家族の目安で、人数や暮らし方で変わります。
水蒸気は部屋じゅうに広がっているはずです。それなのに、なぜ窓がとくに濡れるのでしょうか。
室内の水蒸気の主な出どころは、人の体からの水分や、洗濯・入浴などの家事だ。北海道立総合研究機構(建築研究本部)の資料では、4人家族で1日に10L程度の水分が室内に発生し、これが室内にこもって温度の低い窓などで結露するとされる[2]。10Lは、バケツ1杯分ほどにあたる。
ただし10Lは4人家族の目安で、人数や暮らし方で変わる。窓は表面温度が低くなりやすいため、結露しやすい。水滴がつくかどうかは、水蒸気の量だけでなく、触れる面の温度で分かれると考えられる。その温度は、何で決まるのか。
3. まどの ガラスは、なぜ そんなに ひえるの?
3. 窓は、外の寒さにつられて冷える
3. 窓の表面温度 ── 外気温と風の影響を受け、ガラスは熱を通しやすい
冬の まどは、そとの 空気の つめたさの えいきょうを うけて、温度が ひくく なります[1]。そとが さむくて 風が つよいほど、ガラスの へやがわは ひえます[3]。
東京都の ガイドには、けつろは 北がわの まどや かべに おおいと あります[1]。
では、あさの まどが ぬれやすいのは、そとが いちばん さむい じかんだからでしょうか。
4. なぜ あさに まどが ぬれて いるの?
4. 人の体から出る水分と、日の出前まで続く冷え込み
4. 朝に結露が目につく2つの理由 ── 室内で出続ける水分と、日の出前まで続く冷え込み
理由は、2つ 考えられます。
1つめは、へやの 中で、ひとの 体などから 水が 出つづける ことです[2]。ねている あいだも、ひとの 体からは 水が 出ています。
2つめは、そとの 空気が 朝まで ひえつづける ことです。晴れて 風が よわい よるは、地面の ねつが どんどん 空へ にげる ほうしゃれいきゃくで、地面ちかくの 空気が 日の でまえまで ひえつづけます[5]。
ただし ほんとうは、これは 晴れて 風の よわい よるの はなしです。くもりの よるや 風の ある よるは、あてはまりません。
では、おなじ へやの まどでも、ぬれない まどが あるのは どうしてでしょう。
冬の朝に窓が濡れやすい理由として、資料から2つが考えられます。
1つめは、室内では人の体などから水分が出続けることです。眠っているあいだも、人の体から水分は出ています[2]。
2つめは、明け方まで外の空気が冷え続けることです。晴れて風の弱い夜は、地面の熱が放射で空へ出ていき、地面近くの空気が日の出前まで冷え続けると説明されています[5]。気温が下がると窓の表面温度も下がるので、朝に結露しやすくなると考えられます。
ただし、これは晴れて風の弱い夜の話です。曇りの夜や風のある夜には当てはまりません。「朝にいちばん結露する」と全体に言える統計は、今回の資料にはありません。
それでは、同じ部屋の窓でも濡れない窓があるのは、なぜでしょうか。
冬の朝に窓が濡れている理由は、資料から2点が支えられる。第一に、室内では人の体などから水分が発生し続け、就寝中も止まらない[2]。第二に、明け方まで外気が冷え続ける。晴れて風の弱い夜は、地面付近の下層大気と地面が放射によって冷却し、乱流による熱の補給は小さい。そのため冷え込みは日の出前まで続く[5]。外気が下がればガラスの表面温度も下がり、露点を下回る窓が増える。
ただし第二の理由は、晴れて風の弱い夜という条件つきだ。曇りの夜や風のある夜には、この冷え方は弱まる。また、朝に最も結露しやすいと一般に示した統計は、今回の資料には見当たらない。朝の結露は、この2点から説明できる傾向とみるのが適切だ。
では、同じ部屋の空気に触れる窓の表面温度が窓ごとに違うのは、なぜか。
5. おなじ へやで、ぬれない まどは なにが ちがうの?
5. 露点とガラスの温度の比べっこ ── 6.0℃と15.5℃
5. 露点12℃との比較 ── 熱貫流率の小さいガラスは、室内側表面が冷えにくい
へやの 温度が 20℃、湿度が 60%の とき、この 空気が 水の つぶを つくりはじめる 温度は 12℃です。これを ろてんと いいます。ガラスの へやがわの 温度が 12℃より ひくいと、まどは ぬれると されて います。
この けいさん れいで、そとが 0℃の ばあい、1まいガラスの 表面は 6.0℃です。12℃より ひくいので ぬれます。とくべつな ガラス(Low-Eと いう ガラス)は 15.5℃で、12℃より たかいので ぬれません[3]。
ただし ほんとうは、これは 決まった じょうけんの けいさんです。ほんものの まどの 数字では ありません。
ガラスの ちがいは、ねつの とおしやすさの 数字でも わかります。1まいガラスは 6.0、とくべつな ガラスは 1.7で、小さい ほど ねつを とおしにくい ことを 表します[3]。
ろてんの はなしは、つめたい コップの メモにも あります。
空気は、冷えるとそれ以上は水蒸気を抱えきれなくなり、水滴ができはじめます。そのときの温度が露点です。室温20℃・相対湿度60%の空気の露点は、板硝子協会の資料では12℃とされています[3]。露点の考え方は、冷たいコップのメモにも書いています。
窓ガラスの室内側の表面温度が12℃以下になると、その窓は濡れます。この計算例で、外が0℃のとき、透明単板ガラスの室内側は6.0℃で、露点より6.0℃低いので結露します。Low-E複層ガラスは15.5℃で、露点より3.5℃高いので結露しません[3]。この数字は、室外0℃・室内20℃・相対湿度60%という条件つきの計算例です。実際の窓の値ではありません。
ガラスの熱の通しやすさを表す熱貫流率(小さいほど熱を通しにくい)は、透明単板ガラスが6.0、透明複層ガラスが2.9、Low-E複層ガラスが1.7、真空ガラスが1.0、複層真空ガラスが0.8 W/(m²K)と示されています[3]。熱を通しにくい窓ほど、部屋の熱が外へ逃げにくく、室内側の表面が冷えにくいのです。
ただし、Low-E複層ガラスなら絶対に結露しない、ということではありません。メーカーのカタログには、外気温がさらに下がると結露する、という計算値が載っています。その値は製品によって約−7℃〜−22℃の幅があります[4]。保証値ではない、と注記されている数字です。
では、結露を減らすために、私たちにできることはあるのでしょうか。
結露の有無は、室内側表面温度と、室内空気の露点(12℃)の比較で決まる。板硝子協会の計算例(室外0℃・室内20℃・相対湿度60%)では露点が12℃で、透明単板ガラスの室内側表面は6.0℃、Low-E複層ガラスは15.5℃だ。前者は露点を6.0℃下回って結露し、後者は3.5℃上回って結露しない[3]。露点の一般的な説明は冷たいコップのメモに譲る。この数値は風速などを仮定した条件つきの計算で、実際の窓の測定値ではない。
表面温度の差は、熱貫流率[W/(m²K)](ねつかんりゅうりつ)の差から生じる。同じ資料では、透明単板ガラス6.0、透明複層ガラス2.9、Low-E複層ガラス1.7、真空ガラス1.0、複層真空ガラス0.8だ。値が小さいほど熱を通しにくく、室内の熱が外へ逃げにくいので、室内側の表面が冷えにくい[3]。
ただし、熱貫流率が小さければ結露が起きないわけではない。ガラスメーカー(板硝子協会の会員企業)の性能表では、室内20℃・相対湿度60%・戸外風速3.5m/sの条件で、Low-E複層ガラスが結露を始める外気温度は、製品により約−7℃〜−22℃と算出されている[4]。これはメーカーの算出値で、保証値ではない注記がある。製品の優劣を決める数字として読むのではなく、断熱性能が上がるほど、結露が始まる外気温が下がることの例として読むのが妥当だ。
窓の性能は、すぐには変えられない。では、水蒸気の側からできることは何か。
6. まどを ぬらさない ために、できる ことは?
6. 水蒸気を逃がす ── 就寝前の5分の換気
6. 室内の水蒸気を減らす対策 ── 東京都のガイドが挙げる換気と洗濯物
まどは、すぐには かえられません。でも、へやの 水蒸気を へらす ことは できます。
東京都の ガイドには、ねる まえに 5分ぐらい まどを あけて 空気を いれかえると、へやの しめりけが にげて、けつろが へる と あります[1]。りょうりや ごはんを たく ときに 空気を いれかえる ことや、せんたくものを なるべく へやの 中に ほさない ことも のって います。
ただし ほんとうは、さむい へやで まどを あける ときは、おうちの 人と いっしょに して ください。
東京都の住まいの健康ガイドは、結露を減らす方法として、調理や炊飯のときに換気すること、洗濯物をなるべく室内に干さないこと、就寝前に5分程度窓を開けて換気することを挙げています。5分ほど窓を開けると、室内の湿気が逃げて結露が軽くなる、という説明です[1]。
窓の性能を変えなくても、水蒸気の量を減らせば、露点が下がります。露点が窓の表面温度より低くなれば、水滴はできません。
東京都のガイドは、結露対策として、調理・炊飯時の換気、洗濯物をなるべく室内に干さないこと、就寝前に5分程度の窓開け換気をすることを挙げる。就寝前に換気すると、室内の湿気が逃げて結露が軽減されるという[1]。
理屈は、露点の側から説明できる。水蒸気を減らすと露点が下がり、窓の表面温度との差が開く。窓を変えずに、結露の条件から遠ざかるわけだ。
7. じぶんでも しらべて みよう
7. 自分でも調べてみたくなったら
7. 自分でも調べてみたくなったら
けつろが ある あさに、ためして みたい ことが あります。
まどの うえの ほうと、したの ほうを、ゆびさきで そっと さわって みます。どちらが つめたいでしょうか。水の つぶの おおい ところと くらべます。さわった あとは、てを ふきます。
もう1つは、まどの 水の つぶが おおい あさと、すくない あさを、ノートに かく ことです。そとが くもって いたか、晴れて いたかも、あわせて かいて おきます。
もっと 読みたい ときは、東京都の ガイド[1]に、けつろの ふせぎかたが あります。
しらべた ところ
参考にした情報源
参考にした情報源
出典について:東京都・北海道立総合研究機構は公的機関の資料、板硝子協会は業界団体、ガラスのカタログはメーカーの算出値、近藤純正氏のページは気象学者の解説です。
- 東京都「住まいの健康ガイド(結露の防止)」。 https://www.hokeniryo1.metro.tokyo.lg.jp/allergy/pdf/indoor02.pdf (結露の定義、アンケート結果、北側の窓、換気などの対策)
- 北海道立総合研究機構 建築研究本部「応急仮設住宅での暮らしを快適にするために NO.4」。 https://www.hro.or.jp/upload/24377/181228_4.pdf (4人家族で1日10L程度の水分が室内に出ること)
- 板硝子協会「板ガラスと結露」(ガラス・ワンダーランド掲載)。 https://glass-wonderland.jp/cms/wp-content/uploads/2020/10/2024_g04_037-.pdf (ガラス表面温度の計算例、露点12℃、熱貫流率の表)
- ガラス・ワンダーランド(板硝子協会)掲載のガラスカタログ(性能表)。 https://glass-wonderland.jp/cms/wp-content/uploads/2019/05/2023_s02-044-045.pdf (結露が発生する外気温度の算出値。保証値ではない)
- 近藤純正「身近な気象のふしぎ 放射冷却と最低気温」(近藤純正ホームページ)。 https://wind.gp.tohoku.ac.jp/personal/rk7j-kndu/kisho/kisho104.html (晴れて風の弱い夜の放射冷却と、日の出前の最低気温)
なおした ところ
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