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スウェーデン窓の進化
寒さが厳しいスウェーデンでは、日本が高断熱・高気密住宅を手がけ始めた以前から、
住宅の高断熱・高気密化の研究が行われています。

特に著しく進化を遂げたのは、1973年に起こったオイルショック直後です。
スウェーデンでは、消費エネルギーの多くを暖房エネルギーが占めており、
住宅(建物)の断熱・気密性能を上げることが強く要求されました。

住宅の外壁の断熱材は、12cmから24cmへとより分厚いものへ、
窓ガラスは、単層ガラスから2層・3層ガラスへ、
換気システムは、排気熱を回収する熱交換型へと進化しました。

その中で最も注目すべきものが「窓」です。
なぜなら、住宅における熱損失の大半は窓から・・・だからです。

今でこそ、「ツー・プラス・ワン」や「3層ガラス」、「外側アルミ」など
様々な高性能窓のバリエーションをもつスウェーデンですが、
もともとは単層ガラスの木製窓しかなかったのです。


スウェーデンの昔の住宅というのは、角ログや石による組石構造で
外壁に厚みがあり、開口部の外側に単層ガラスの木製窓が取り付けられていました。

左が夏場 右が冬場 25℃程度の快適な夏はこれで十分なのですが、
氷点下が続く冬は寒くて仕方がありません。
そこで、当時の人たちはどうしていたかというと、
冬の間だけ、もう一つ単層ガラスの木製窓を
開口部の内側に取り付けていたのです。
いわゆる、二重窓ですね。
(右図: 左が夏場、右が冬場)

こうすることで、外側と内側に取り付けられた
窓の間には空気層ができて、開口部の断熱性が
よくなるというわけです。

そして面白いことに、スウェーデン人はこの空間を、
小物やロウソクなどで飾り付けしていました。
寒さだけでなく暗闇が続く冬を楽しく乗り越えるための知恵といえるでしょう。


実は、この二重窓が後に進化して、「ワン・プラス・ワン」という窓が生まれます。
これは、窓扉が2つの単層ガラスの木製窓扉で成り立っており、
間の通気層にはブラインド内蔵可能、そしてこの2つの単層ガラス窓扉は分離可能です。

これと同時にガラス自体も進化しています。
これはご存知の通り、単層ガラスから2層ガラス、3層ガラスという進化です。

そして、「ワン・プラス・ワン」に2層ガラスを取り入れたものが、
「ツー・プラス・ワン」ということですね。

単層から2層、3層ガラスへ 「ワン・プラス・ワン」から「ツー・プラス・ワン」へ
(左図: 単層から2層、3層ガラスへ)
(右図: 「ワン・プラス・ワン」から「ツー・プラス・ワン」へ)



今度は、「スリー・プラス・ワン(3+1)」や「ツー・プラス・ツー(2+2)」
といったものはあるのか?
と疑問に思いますが、このようなものは見たことがありません。

恐らく、「ツー・プラス・ワン」で窓の性能的には必要十分だからでしょう。
なぜならガラス自体も2層ガラス、3層ガラスといった構造上だけでなく、
Low-Eガラスや遮熱ガラス、さらには空気層にアルゴンガスやクリプトンガスを
充填すれば、窓の性能はさらに上げられるものだからです。


例えば、窓の断熱性能(熱貫流率)を見てみると、
現在のスウェーデンの一般値は、「1.2 w/m2k」です。
これに対し、実際に市場に出ている最高値は、「0.8 w/m2k」程度です。

技術的にいえば、もっと断熱性能は上げられるわけですが、
窓メーカーの技術者いわく、これが上限値とのことです。

実は、これ以上断熱性能を上げると、寒い日には窓のガラス表面(外側)に霜が
ついてしまう危険性があり、外が全く見えなくなってしまうのだというのです。

通常の窓では、室内の暖かい空気の熱が窓から放熱されているため、
ガラス表面(外側)が氷点下になることはありませんが、
断熱性がものすごくいいと、室内の熱が断熱されてしまうというわけです。

省エネの視点で見れば、熱損失が抑えられて歓迎されるわけですが、
霜の付着によって窓からの視界が妨げられることは歓迎されないわけですね。


そしてもう一つ、大きな進化を遂げた性能が、耐久性です。
木製窓の場合、外側がどうしても日射や雨風、埃、排気ガスなどによって
劣化してしまいます。これを防ぐために、スウェーデン人はまめに塗装しているのですが、
やはり耐久性には限界があります。

そこで生まれたのが「外側アルミ」で、木製窓の外側をアルミで被覆する
手法(アルミクラッド)です。
アルミは耐久性に優れ、メンテナンスフリーの材質なのです。
日本の窓にアルミ製が多いのはまさにこの長所のお陰でしょう。
しかし短所もあって、それは熱の伝導率が非常に高いということです。
「外側アルミ」の3層ガラスと「2+1」木製窓 断熱性能は全くないといえる程です。

ですから、窓をアルミ製にするのではなく、
あくまで木製窓として、アルミは外側だけに使ったわけです。

こうすることで、「ツー・プラス・ワン」・「3層ガラス」の
木製窓は共に、外側をアルミ被覆(アルミクラッド)とすることで
耐久性を大幅に上げることに成功しました。

(右図: 「外側アルミ」の3層ガラスと「2+1」木製窓、赤線がアルミ部)


ちなみに、現在、スウェーデンの窓は、
木製窓で30年以上の耐久性、アルミ被覆の木製窓だと50年以上の耐久性といわれています。



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