高性能な窓は何故、外側が結露するの？

皆さん、こんにちは、この時期、日中は比較的温度が上がり過ごしやすいですが、朝方はかなり冷え込み、通勤時間は手がかじかみ、体をプルプルさせながら駅まで向かっており、1日を通しての寒暖差がもっと大きい時期だなと思う今日この頃。今朝ふと我家の窓を見て、気付いたのでお話をしていきます。

窓の仕様

我家の窓の構成は断熱性能の低いアルミサッシ複層窓がもともとついており、後から室内側に内窓を取り付けいます。
既存の窓はアルミサッシで、これだけでは冬場びっしりと室内側に結露が発生し、触ると冷たく、夏は鍋が温められたかの様に熱くなり、容赦なく室内温度を乱してくれます。
内窓はLow-e複層ガラスを仕様しており、これを取り付けてからは、室内側の結露は激減し、暑さ寒さの不快感も大きく改善されました。

（奥、外側：アルミサッシ複合） ＋ （手前、内側：Low-e複層内窓）

外気温 と 室内温度

この日の朝方の外気温は8.4度。昨日の日没時気温が約15度、気温差は、約7度ほどありました。
朝方の風速は0.5mとほとんど風は感じませんでした。

外気温

室内の朝方の気温は21.9度。昨日の日没時は23度ぐらいでしたので、非常に安定をしておりました。

室内の気温

窓の結露状態

今朝方の窓の状態はアルミサッシ窓の外側が結露をし曇りかがっていました。これは高性能な窓に見られる現象の様で特に窓中央の結露が多い状況でした。
窓の内側が結露するのは想像つきやすいのですが、何故、窓の性能が良いと外側が結露するのか、深掘りしてみる事にしました。

外側が結露をしている窓

放射冷却について

まずは放射冷却についてです。地球は日々太陽の光受けおります。一方、宇宙空間の平均気温は-270度と想像を絶するぐらい寒く、地球が冷え切った宇宙空間で暖かくいられるのは、太陽の光により熱を得ている為であります。

地球は天候により雲があったりなかったりします。この雲は家で例えるなら断熱材みたいな働きがあります。
曇りの日中は太陽の光があまり入らずに地表の温度上昇は少なくなります。
熱の動き方は暖かい場所から冷たい場所へ動いていきますので夜から朝方に掛けては、地球の熱が平均気温約-270度の宇宙空間へ移動して行きます。この時、雲と言う断熱材があると熱の逃げを遮る事になるので地球の気温が下がり難くなります。

さぁ1日を通して、雲一つ無い日を想像してみて下さい。雲が無い事で日中は多くの太陽の光が降り注ぎ地球の気温が上昇。太陽が沈んだ夜から朝方に掛けては雲が無いと、どんどんと放射冷却により宇宙空間へ熱が移動していきます。

これにより、晴れている時ほど、寒暖差が大きくなります。
また、冷え込む条件はほかにもいくつかあり、「空気が乾いていること」、「風が弱いこと」などがあるようです。
空気が湿っている、つまり水蒸気が多いと、水蒸気もまた、雲と同じような役目となり、冷え込みを弱めます。
そして風が強いと、地面付近の冷えた空気が上にある暖かい空気と混ざり合うために、これも気温の低下を妨げいる様です。

窓の表面の温度と結露ついて

窓の表面温度も地球の放射冷却に影響をしてきます。窓表面の空気は昼間に温められ、日没から朝方にかけ、放射冷却により急激に温度が下がる。これにより、窓表面の空気は露点温度に達し結露となります。

では、なぜ性能が低い窓は、外側が結露しないのかと言うと、室内側の熱がガラスの外へ伝わる量が多い為、ガラス表面温度が上がり、外の窓表面の空気が露点温度まで達しない為、結露が起きないと言う事になります。

最後に

通勤時、家から駅へ向かう道で、何棟か高断熱で有名な「一条工務店」がありますが、この時期 外窓がこぞって結露をしています。そんな我家も内窓をつけた時から同じ様に結露し始め、窓の性能が良くなると当たり前の事と思っていた。
何故そうなるか、一つづつ紐解いていき、ようやく腑に落ちた本日でした。
窓の性能が良いと、室内側の結露が大きく改善され尚且つこの時期は外窓が結露した様子も見れます。皆さんも、ついつい色々な家の窓の状況が気になってしまうのでないでしょうか。
それでは本日はこれにて終わりにいたします。最後までご覧いただきありがとうございました。