窓から入ってくる熱について考えてみる

　毎日暑くて死にそうです。一応、エアコンをかけていれば快適なのですが、電気代が結構かさんでしまいます。設定温度は28.5度で、室温28度をキープしていますが、外気温は36度。8度差を埋めるために、部屋のエアコンは150～200Wくらいの電力を消費しています。（ちなみに電力測定にはこちらを使用）

　で、この消費電力が妥当なのかどうなのか、家を建てるときに樹脂サッシが高かったのでアルミ・樹脂複合サッシを選んでしまったのが良かったのか悪かったのか...あたりを考えるために、あちこち測って計算してみました。

前提条件
測定データ
計算
（おまけ）8月のエアコン電気代
参考リンク

前提条件

　まずは、測定対象となる部屋のスペックです。

従来軸組工法、木造２F　北側　6畳
北に 16507引き違い窓（YKK防火窓G、Low-E複層、A12-FL3）2.33W/m2K
東に 07407滑り出し窓（YKK防火窓G、Low-E複層、A12-FL3）2.33W/m2K
壁断熱　16Kグラスウール 105mm
天井断熱 10Kグラスウール 66mm
勾配天井屋根断熱 16Kグラスウール 155mm

　ついで、環境条件です。東京23区、天気は晴れ。午後3時くらい。

外気温　36度
小屋裏温度　42度
エアコンのない部屋の室温 33度
エアコンのかかった部屋の室温 28度

　それでは、測ってみましょう。

測定データ

　温度は放射温度計で測るのですが、ちゃんとしたものは高いので、シンワさんの「ポッケ」を使いました。割とお手軽な値段で、小さくて便利です。

　まずはエアコンの効いた部屋を測ります。室温28度。

壁　27度～28度
天井　27度～29度
窓ガラス面　28度
窓枠　室内側　32度
窓枠　外側　36度
換気口付近　33度

f:id:shimimin:20200829142623j:plain — 北側窓の温度

　つぎに、エアコンのかかってない、西日が当たっている部屋。室温33度。

壁　33度
天井 33度～35度
窓ガラス面　36度
窓枠　室内側　38度
窓枠　外側　41度

f:id:shimimin:20200829142643j:plain — 西日が当たっている窓の温度

　ということで、西日が当たっていると窓枠の温度も気温以上になるのだということや、クーラーが効いた部屋は壁面やガラス面も室温と同じになるが、窓枠は外気温の影響を受けることがわかりました。西日については、サッシの前にヨシズとかをかけるとよさそうです。

計算

　では、外の熱がどれくらい伝わってくるかを計算してみましょう。室外36度、室内28度なので8度差です。天井、壁の熱貫流率はザックリ、0.6W/m2Kとしましょう。小屋裏は42度なので14度差です。

16507引き違い窓→　1.65x0.7x2.33=2.69W/K　→x8で約22W
07407滑り出し窓→　0.74x0.7x2.33=1.21W/K　→x8で約10W
天井面→　10x0.6=6W/K →x14で　84W
壁面→　2.4(天井高)x8(壁長概算）x0.6=約 12W/K →x8 で 96W

　ここまでの合計で、おおよそ200W強の熱が流れ込んでくることがわかりました。床と、廊下側の壁面を計算に入れると、大体250Wくらいになるでしょうか。あとは人間一人の発熱が100Wくらいであるならば、合わせて350W。室温維持のためにエアコンが 200W くらいの消費電力で動いているというのは、まぁ妥当かなと言う考えに至りました。ザックリですが...外気温が32度くらいの日にエアコンの消費電力が100Wちょいに下がるのも納得です。

　で、思ったのは、窓から入ってくる熱量が案外小さい、ということでした。サッシ屋さんのホームページとかを見ていると、窓が問題だ！という風なのですが...流入熱量の74％が窓からだ、なんてことはなかったようです。うちの場合は1割～2割ですね。

www.ykkap.co.jp

　例えば最新の APW430の Low-Eトリプルガラスを選んだとすると、熱貫流率は 1.7W/m2K なので、上の計算で 22W だったところが 16Wに、10Wだったところが 7W になるわけですが、全体が250Wならば、その差は4%くらい。まぁ電気代はチリつもだから、という考えもできますが、アルミ樹脂複合サッシを選んでも、ガラスがLow-Eならそんなに変わらない、と考えて良さそうです。

　差が出るのは、外気温と室温の差が大きくなる冬なのかもしれません...また冬に計算してみよう。

（おまけ）8月のエアコン電気代

　今月は連日気温が36度とか37度とかになってヘロヘロでしたが、エアコン（ダイキンの2.2KWベーシックモデル）の消費電力をずっとモニターしておりまして、あと二日残っているものの、大体55Kwhくらい（27円/Kwhとすると、1485円！）になりそうなのでグラフを貼っておきます。何日か留守にしていたり、外出のため日中電源オフだったりという日がありますが、なんとなく感覚でいうと、一日当たりの消費電力量はこんな感じでしょうか。