40度を超える猛暑日も起こる現在、室内でも熱中症のリスクが急激に高まっています。住宅の熱の出入りの約70%が窓から発生することは、多くの方が知らない事実です。エアコンを稼働させても部屋が涼しくならない、電気代が高騰する、窓辺がジリジリと暑いという悩みは、すべて窓の日射対策が不十分なことが要因となっています。
本記事では、生命を守る暑さ対策として窓フィルムによる遮熱・断熱・紫外線対策の効果と選び方を詳しく解説していきます。複層ガラスの熱割れリスクから省エネ効果まで、専門知識をわかりやすくお伝えし、あなたの住環境改善をサポートします。窓対策で年間15~25%の電気代削減も期待できる、根本的な暑さ対策を始めませんか。

目次
  1. 生命にかかわる暑さと窓対策
    1. 暑熱対策に必要な基礎知識
      1. 暑熱の要因となる日射について
      2. 窓ガラスで発生している現象
    2. 窓ガラスの遮熱対策の方法と選ぶ視点は?
      1. 遮熱カーテンのメリットとデメリット
      2. 内窓のメリットとデメリット
      3. 遮熱コーティングのメリットとデメリット
      4. 遮熱フィルムのメリットとデメリット
      5. ニーズに合う機能と省エネ効果を選択するのがポイントに
    3. 暑熱と寒冷対策を省エネで検証する
    4. 屋内の熱中症対策で重要な遮熱対策
      1. 遮熱は冷房機器の負荷を下げて電気代節減に
      2. 低放射は暖房機器の負荷を下げて燃料費節減に
      3. 省エネ計算について
    5. 窓ガラスの熱割れリスクについて
      1. 窓フィルムには熱吸収するものがある
      2. 熱割れ試算でリスクを軽減する
    6. 複層ガラス・Low-Eガラスの特徴と対策
      1. 複層ガラス・Low-Eを超える遮熱・断熱の大きな改善は見込めない
      2. 複層ガラス・Low-EのUV対策向上・減災効果は機能追加になる
      3. Low-E ペアガラスの日射カットには2タイプある
      4. 複層ガラス・Low-Eには飛散防止や防犯系がおすすめ
      5. 複層ガラスの構成自体には防犯性能はない
      6. 複層ガラスでのCPマーク対応条件
    7. ガラスフィルムの素材の強み
    8. 遮熱フィルムの種類と特徴
      1. シルバー(ミラー)遮熱フィルム
      2. クリア(透明系)遮熱フィルム
    9. シルバー(ミラー)フィルムを知る
      1. シルバーフィルムの視線対策のメリット
      2. 紫外線フリーで皮膚や家財の保護もできる
      3. 視線保護の施工実例
    10. フィルム選択と施工適応について
      1. 複層ガラスは熱割れリスクが大きい
      2. 熱割れを引き起こす要素には何が?
      3. フィルムの熱割れ助長とは?
      4. 熱割れ助長の回避には?
      5. 「熱割れ試算」の実施
      6. 「省エネ試算」の実施
    11. 飛散防止の減災効果とは
      1. 飛散防止の評価
  2. 窓の遮熱を選ぶ4ポイント
    1. 効果的な遮熱の要点と手段選択
      1. 遮熱以外に安心の強みを持つ
      2. ガラス種類に柔軟対応
      3. 複層ガラス
      4. プライバシー優先をしたい
      5. 外の景観優先をしたい
      6. 熱割れリスクが大きい環境では?
      7. 安全対策に貫通対策をする
  3. まとめ
  4. フィルムの施工ご案内
      1. 対応地域
      2. 施工者について
      3. 現場調査(安心相談)について
      4. 工賃について(参考)
      5. 別途費用加算が必要な事項
    1. 無料相談はこちらから

生命にかかわる暑さと窓対策

「気温が30度を超える」から「40度を超える」という異常に暑い夏季。『危険な酷暑』、『命にかかわる高温』という表現が、報道で頻繁に使用されています。暑熱対策は、「暑さから住民の生命を守る方法」に対策の目標が変化してきているといっても過言ではありません。

暑熱をしのぐアイテムを探すのも対策の一つですが、一時的でない対策を知るには、2つの知識が重要になります。それは、暑熱をもたらす要因の日射と、住宅の重要な場所である窓で起こっている現象を知ることです。窓から建物内の生活環境で守りたい効果的な対策と、安心をゲットするための知識を徹底解説していきます。

暑熱対策に必要な基礎知識

窓の暑熱対策には、2つの知るが必要になります。

  1. 暑熱の要因の日射を知る
  2. 窓ガラスで発生している現象を知る

この2つのポイントを見ていきます。

暑熱の要因となる日射について

日射は、地球に到達する太陽光そのものになります。太陽光は波の性質があり、波の長さは300ナノメートルから2500ナノメートルです。波長によっていくつかに下表のように分類されます。

図表1 太陽光を波長で分類

太陽光は可視光線で明るく見え、300nmからの紫外線の作用で日焼けがあり、赤外線の作用で熱を感じます。可視光線の帯域は400nmですが、赤外線の帯域は1720nmもあります。

日射の大部分を占める赤外線は、熱線ともいわれて熱に変わりやすい性質があり、日が当たると温かさを感じる熱の理由のひとつになっています。さらに、窓際で感じられるジリジリする暑熱は、紫外線によるものになります。

したがって、太陽光が差し込むと、紫外線や赤外線の作用で熱が伝わることになり、特に太陽の日差しが強い夏季は、強い日焼け、日射熱、温められた空気(外気)の熱を体に受けることになります。

窓ガラスで発生している現象

窓ガラスは、通常、1枚のフロートガラス(厚さ3mm)で構成されます。フロートガラスは、屋外と屋内を隔てる境界で、下記のような状態になります。

  • 光がよく入り、屋内が見え、外の景観もよく見えます。
  • 紫外線もよく透過してしまいます。
  • 屋内に入らない日射は、反射が8%、吸収が6%で14%しかカットしません。
図表2 日射とフロートガラス

つまり、日射の86%は屋内に入ってしまいますので、日射熱が屋内に伝わりやすいということになります。ガラスを閉め切って冷房で室温を下げようとしても、窓から入る熱が日中はどんどん入ってきますので、冷房に負荷をかけ(電力負荷が増大)ないと室温が下がりにくいことを意味します。

 フロートガラスでは、日射の遮蔽効果がほぼない目安として、遮蔽係数を1.0と設定します。

ガラスの種類によって、例えば2枚以上ガラスを挿入したサッシのペアガラスの構成の仕方を変えることで、遮蔽効果をある程度持たせたものがあります。

遮蔽係数が、1.0よりも小さくなればなるほど、日射をカットして暑くなりにくくなります

 また、熱貫流率は、冬季に暖房をかけて温めた空気が窓から外に逃げる割合を示し、断熱性能があるかどうかの目安ですフロートガラスを6.0として、この数字より小さければ断熱性能が高くなります。フロートガラスは、比較的熱が外に逃げやすいので断熱性能はありません。

したがって、暑熱対策を実施するということは、屋内の空気を何らかの方法で冷却することよりも、屋内に入る日射熱を軽減することで、室温を上がりにくくすることが、先に必要になるということです。

つまり暑熱対策=日射熱をカット(遮熱)して熱を屋内に伝えにくくするということになります。


窓ガラスの遮熱対策の方法と選ぶ視点は?

遮熱には、様々な方法が考えられます。

インテリア追加や窓サッシの改善として、遮熱カーテン、内窓の追加、遮熱性のあるガラスサッシに交換したり、近年では窓ガラスに遮熱コーティング塗装することも選択肢のひとつになります。ただ、窓は遮熱だけでなく、昼間の外の景観を犠牲にできるかも、居住空間の生活しやすさに関わります。

4つの代表的な対策について、メリットとデメリットを見ていきます。

遮熱カーテンのメリットとデメリット

遮熱性を持たせるには、カーテンをかけることで熱反射や、熱吸収する効果を持たせることはある程度可能になります。

コスト的に手軽な面がメリットです。

デメリットは、カーテンに吸収された熱が屋内に放射される可能性から、カーテンに熱がこもり、ガラスを温めやすくなるため、ガラスの熱割れや外気と窓ガラスの温度差による結露を誘発するリスクが高くなります。


内窓のメリットとデメリット

窓を2重にする意味合いがあります。

メリットは、窓が2重になるので、窓と窓の間に空気層が断熱材の代わりにするので、断熱性が高くなることです。

(空気層で外の熱気が屋内に入りにくい効果と防音性、防犯性を想定しています。)

フロートガラス自体の遮熱効果はそれほどありませんので、フロートガラスタイプの内窓は、遮熱効果はそれほど期待できません。

ただ、内窓に遮熱タイプのLow-E複層ガラスを設置した場合は、遮熱効果が大きくなります。

デメリットは、初期費用が高額になりやすく、清掃や開閉手間が増えたり、間口によっては設置できないこともあります。


遮熱コーティングのメリットとデメリット

窓ガラスの外側に、遮熱材を塗布します。

太陽光の赤外線を80%以上カットし、夏は屋内への熱侵入を抑え、冬は屋内の熱放出を防ぐ遮熱・断熱の効果があります。

メリットは、遮熱機能により、冷房負荷を下げることで省エネを実現できます。紫外線は99%以上カットします。

10~15年の耐用効果があり、窓フィルムより耐用期間が長めと言われています。

デメリットは、塗布手間が製品により下地処理があったり、施工に時間がかかる傾向があるほか、窓フィルムに比べると初期コストが高額になるケースもあります。


遮熱フィルムのメリットとデメリット

遮熱フィルムのメリット

窓ガラスの外側、または内側に遮熱フィルムを貼付け施工します。透明タイプやミラータイプの遮熱フィルムがあり、透明タイプは景観重視に対応できます。

ミラータイプは、高い遮熱・断熱効果と視線反射による、昼間のプライバシー保護効果があります。種類によっては、景観も違和感の少ないフィルムもあります。

紫外線遮蔽と飛散防止

フィルムの基本機能として、紫外線カットJIS A 5759 に規定されている飛散防止性能を評価する試験(A法・B法)に基づく割れた破片の飛散防止(災害時の2次災害の減災効果)の2つの機能を保持します。


省エネ

電気代や暖房の燃料費が高騰する中、省エネは家計や事業所の経費節減につながる大きな経済メリットです。

遮熱フィルムのメリットは、遮熱機能により、冷房負荷を下げることで省エネを実現できます。

※断熱機能については、遮熱+断熱の対応フィルムで冷房負荷軽減に加え、暖房負荷の軽減も実現できます。

特に窓がフロートガラスの場合、遮熱効果を遮熱フィルムで、断熱効果を遮熱・断熱フィルムで、サッシのガラスを複層ガラスに入れ替えなくても大きなメリットを得られます。


複層ガラスには熱吸収抑制型フィルムもある

2000年以降、複層ガラスを入れたサッシが急速に普及してきているように、窓の仕様の高機能化にあわせ、ペアガラスやLow-E窓ガラスに対しては、熱割れにならない許容応力の設計値に合わせ、熱吸収を抑えた高機能なフィルム選択も可能です。

シルバータイプでもクリア(透明)タイプでも、熱吸収を抑えた高機能フィルムで、①紫外線カット②飛散防止効果を得ることができます。

さらに、シルバーフィルムの選択で、③プライバシー保護効果を得られるメリットもあります。


防犯ニーズにも対応できるフィルムもある

さらに、防犯ニーズの高まりが出ています。防犯フィルムに、遮熱機能を持たせた製品もあります。

  • 防犯+透明系遮熱フィルム
  • 防犯+シルバー系遮熱フィルム

フィルムタイプは、顧客ニーズに柔軟に合わせた対応とメリット提供が可能です。

耐久性については、外貼りは3~5年の耐久性があります。内貼りは、10~15年の耐久性があります。


遮熱フィルムでのデメリット

デメリットは、遮熱コーティングに比べて外貼りフィルムの耐久性が短いことと、熱吸収を抑える高機能タイプや、防犯複合フィルムは、フィルム価格がやや高くなることです。


ニーズに合う機能と省エネ効果を選択するのがポイントに

このように、遮熱効果を得る方法には様々なやり方があります。その中でも、遮熱コーティングや、遮熱フィルムが大きな効果があります。

窓の遮熱コーティングは、耐用年数で一番長めと言えます。

窓フィルムの遮熱フィルムは、窓ガラスの構造と遮熱のニーズに合わせやすく、省エネ効果をベースに防災・防犯・プライバシーの多機能を複合的に手に入れられることが、遮熱コーティングを超える一番の強みです。


暑熱と寒冷対策を省エネで検証する

暑熱であれば、30℃未満であれば扇風機だけでも空気の撹拌で、適温で活動になじむ環境を得ることができます。しかし、30℃を超える気温上昇になると、エアコンによる空気冷却で適温とされる28℃まで下げることで、過度の電気資源を使わないようにすることが省エネになるといわれていますね。
建築物には、外壁や屋根にも熱の伝導による、熱の輻射(入り)と熱の逃避(出し)による熱の出し入れがあります。

抑制するには断熱材充填や、外面に断熱塗装をすることで対策ができます。

窓は、何も対策しなければ、夏季は、日射熱と紫外線が入り放題になり、冬季は暖気が逃げ放題になります。
入り放題&逃げ放題 ⇒冷えてもすぐ温まる&温まってもすぐ冷える

ということになるので、冷暖房のパワーを強めたり、長時間の稼働が必要になるので、電気代や燃料費が多くかかり、コストパフォーマンスが悪くなります。
窓は、光や空気の出し入れの場所であると同時に、熱を屋内に入れる、熱を外に逃がすという熱の出し入れが大きい場所になります。
つまり、窓は、遮熱や断熱対策を実施することで、熱の出し入れを制御できる可能性が大きい場所でもあります。

屋内の熱中症対策で重要な遮熱対策

近年の猛暑で、屋外だけでなく屋内にいても熱中症のリスクが高くなっています。

乳幼児だけでなく高齢者にとっても、体温と体内水分の管理は、いのちの維持に関わる大切な問題になります。

「昔はエアコンがなかった」、「エアコンを使うのが勿体ない」ということで使わずにいて熱中症になり、重症化や死亡事故になるケースの報告が珍しくなくなっています。環境問題が、健康問題を超えて生命維持の問題に発展するほどの状況ですが、最も効果的な防御方法として、日射による熱の透過と流入を軽減することが大きなポイントになります。

つまり、窓は太陽光の日射熱の入るいわば水際の場所です。

窓から光を取り入れる、日射熱を反射・吸収させて屋内流入量を減らす、紫外線による日焼け・ジリジリの暑熱をカットするバランスを年中維持することで、室温を一定の適温範囲におさめやすく軽減するのが、窓の遮熱のポイントです。

遮熱は冷房機器の負荷を下げて電気代節減に

窓フィルムによる遮熱と省エネの効果は、冷房負荷を軽減することで大幅な電気代の削減が期待できます。

図表3 遮熱と省エネ

低放射は暖房機器の負荷を下げて燃料費節減に

窓フィルムによる低放射(断熱)と省エネの効果は、暖房負荷を軽減することで燃料費の削減が期待できます。

図表4 遮熱・低放射と省エネ

省エネ計算について

窓面積に対して使用するフィルム面積と機能や、部屋の広さ、冷暖房の使用時間などの条件によって節減できる割合は変動します。

一般に、1年を通じて15~20%は電気代を節減できると見込まれます。施工前に、「省エネ試算」を実施することでどの程度の省エネが可能かがわかります。条件が良ければ、25%を超えるケースもあり得ます。
窓フィルム施工業者は、省エネ試算を実施できますので、施工をご検討の際は事前にお訊ねください。


窓ガラスの熱割れリスクについて

近年、猛暑が強くなっている傾向があります。2024年7~8月では、網入りガラスの熱割れが多く発生し「熱割れ」がトレンドにもなりました。

図表5-A 網入りガラスの熱割れ

窓ガラスに日射があたるとき、ガラスの中央部から日があたりやすいため、中央部から温まります。ガラスは温められると、外側に向かって膨張しようとします。窓のサッシに隠れているガラスの周辺部分では、温度が低いままになります。

つまり、ガラス中央部からガラスの温度が急激に上昇すると、サッシに隠れた周囲部分は温度上昇が遅れます。さらに、ガラスには外環境の木・電柱・外壁などの構造物や、カーテン等による影がかかることがあります。影も、サッシに隠れた部分以外の部分で、温度上昇に対する温度差の原因となります。

図表5-B 熱割れのしくみ
  1. 温度が低い部分は、中央からの熱膨張を止めようと(拘束)するため、ガラスを引っ張る作用(引っ張り応力)が発生します。
  2. 引っ張り応力が、ガラスの設計上の応力を超えた時、ひび割れるような割れを誘発します。

これが熱割れです。

網入りガラスの場合は、ガラスの中に防火用のワイヤーが入っています。ワイヤーが急激な温度上昇により、熱割れを助長しやすくなります。


窓フィルムには熱吸収するものがある

窓フィルムの中で、遮熱系フィルムやプライバシー系フィルムは、多層化したフィルム構造の中に、金属層が構成されています。

金属層が、熱吸収をする性質があるので、温度差による熱割れを助長してしまうリスクがあります。
特に、2000年以降に新築の建築案件では、2枚以上のガラス構成の複層ガラス(ペアガラス)の普及が進み、中でも外側ガラス内側に遮熱コーティング→遮熱タイプ、内側ガラス外側に断熱コーティング→遮熱・断熱タイプの普及がかなり多くなっています。
ペアガラス自体、ガラスにある程度の熱吸収を設計していますので、熱割れのリスクがあります。

ペアガラスに遮熱フィルムや、プライバシーフィルムを貼るには、予め「熱割れ試算」という計算予測を実施し、ガラスメーカーが耐えられるように設計した、引っ張り応力の上限値を下回るフィルムを選定して、施工する必要があります。


熱割れ試算でリスクを軽減する

単板のフロートガラスは、厚みは2mmから25mmほどまで、用途に合わせて使用されます。建築用途では、下記のように用いられます。

図表6 フロートガラスの厚さによる用途

建築用ガラスに用いられるのは、単板ではフロートガラス、網入りガラス、くもりガラス、型板ガラス、熱線吸収ガラス、熱線反射ガラス等があり、さらに2枚以上のガラスの間に空気層を設けた複層ガラスやLow-Eガラス、防犯等に特化した合わせガラスなど多岐にわたります。

建築の際、目的に応じて使用するガラス及びサッシの構造が決められています。

ガラスの特性は様々ですが、ガラスで構成されていますので熱割れリスクには大小の違いがあります。

特に、個宅・商業目的に関わらず居住目的に用いる場合、窓フィルムを用いる場合は、居住環境の安全のために「熱割れ試算」を事前に実施することが推奨されています。

窓フィルム施工事業者は、窓の環境を予め確認したうえで「熱割れ試算」を、必要に応じ実施します。

近年、想定を超える気温上昇が起こる可能性があるため、熱割れリスク自体はゼロにはなりませんが、「熱割れ試算」を事前に実施し、リスクを軽減するフィルム選択をすることで、適切な遮熱及び断熱対策を実施できます。


複層ガラス・Low-Eガラスの特徴と対策

複層ガラス・Low-Eを超える遮熱・断熱の大きな改善は見込めない

ペアガラスは、空気層による断熱機能を持たせたガラスで、Low-Eガラスは、さらに遮熱や断熱コーティングを加えたものです。

ある程度の遮熱・断熱ができるため、熱割れ試算を実施したうえで施工可能なフィルムを施工したとしても、フィルムの持つ遮熱や断熱数値が加わるという、大幅な改善効果は見込めません。


複層ガラス・Low-EのUV対策向上・減災効果は機能追加になる

複層ガラス・Low-Eの場合、設計上の紫外線対策自体は80~85%の機能があります。

窓フィルムを施工することで、

  1. 紫外線の遮蔽(カット)率が99~100%へ向上
  2. 飛散防止機能で減災効果の獲得

の2つのメリットが付加できます。
さらに複層ガラス・Low-Eに、プライバシー保護を獲得したい時は、シルバー(ミラー)遮熱フィルムを施工して、昼間の視線対策ができます。


Low-E ペアガラスの日射カットには2タイプある

Low-Eペアガラスで日射をカットする考え方は、大きく分けて2タイプがあります。

遮蔽(熱反射)型と熱吸収型の2つになります。これらは、外側ガラスの室内側または、内側ガラスの外側に、Low-Eの金属膜をコーティングしています。

それぞれの機能に合わせて、フィルムの機能の選択の仕方もニーズと合わせながら変えていく必要があります。

遮蔽型

外側ガラスの内側のコーティングで、日射熱の反射を主機能とするタイプです。

このタイプでの目隠しニーズには、標準的なシルバーフィルムで対応できることも多いです。

さらに、ガラスの日射熱反射・断熱機能に加え、フィルムの遮熱機能で冷暖房の省エネも向上できるケースもあります。

(※事前の熱割れ試算と省エネ試算で、シミュレーションをすることが必須です。)

熱吸収型

外側ガラスの内側または内側ガラスの外側のコーティングで、日射熱の吸収を主機能とするタイプです。

このタイプでは、熱吸収を抑えるタイプの高機能フィルムで対応することが多いです。

フィルムの遮熱機能で冷暖房の省エネも向上できるケースもあります。

(※事前の熱割れ試算と省エネ試算で、シミュレーションをすることが必須です。)


複層ガラス・Low-Eには飛散防止や防犯系がおすすめ

複層ガラス・Low-Eの場合、設計上の遮熱・断熱機能がありますので、飛散防止フィルムや、台風などの貫通対策フィルム、防犯フィルムの施工がおすすめです。

その理由は、飛散防止・貫通対策・防犯フィルムには、熱吸収がありません

暑さについては、紫外線フリーを実現できるので、窓際のジリジリの暑熱からは解放されます。

飛散防止系のフィルムで得られる効果を整理しますと、

  1. 紫外線対策率が99~100%へ向上
  2. 紫外線に反応する虫の忌避
  3. 飛散防止機能で減災効果の獲得
  4. 紫外線由来の窓際のジリジリ暑さをカットできる

ということになります。

さらに、ガラスに対する打撃に対しては、貫通対策・強貫通対策のフィルムを施工する方法があります。

  • 飛来物衝突の貫通対策(厚さ100~200μm)
  • 防犯の打撃対策の強貫通対策(厚さ350μm以上)

いずれかの機能を追加することができます。

複層ガラスの構成自体には防犯性能はない

通常の複層ガラスは、ガラスの枚数に関係なく単板のフロートガラスを使用しています。

ガラスの性質として、打撃に対して絶対割れないガラスはありません。

1枚のガラスは、3mm以上のフロートガラスを使用しているため、打ち破り・こじ破り・焼き破りの攻撃に対する強度がありません。

侵入者が、ピッキング,ドア錠のこじ破り,打ち破りなどの行為を開始してから、建物室内に侵入が可能になるまでの時間を「抵抗時間」といいます。

防犯性能とは、抵抗時間が5分以上(打ち破りは1分以上)かかり、人体が通過できる状態にならなかったものをいいます。

2枚以上のフロートガラスを使った複層ガラスでも、それぞれのガラスの強度は同じため防犯性能はありません。

対策としては、防犯用の合わせガラスを用いた複層ガラスを用いるのも1つの方法ですが、デメリットとしては、1枚あたりのガラスの価格が高価になります。

厚さ350μm以上の防犯フィルムであれば、窃盗犯の侵入を遅らせる効果があります。

さらに、防犯フィルムには、CPマーク対応の製品もあります

防犯フィルムのメリットは、価格が合わせガラス施工よりも安価で、紫外線フリーを付加できるほか、遮熱性能やプライバシー(ミラー)性能も選択可能です。

一般に10~15年の耐久性があります。

複層ガラスでのCPマーク対応条件

複層ガラスでは、ガラスの厚さ4mm以上で防犯フィルムを施工すれば、CPCrime Prevention)マークを貼付できますが、下記の条件があります。

  • ガラスの厚さが4mm以上
  • ガラスにCP対応製品の防犯フィルムを全面貼りすること
  • サッシのクレセントがサブロック機能付き+補助錠を設置していること

ガラスフィルムの素材の強み

窓フィルムは、建築用ガラスフィルムのことになります。フィルムの基本機能は、紫外線対策と飛散防止です。ガラスフィルムは、素材としてペットボトルにも用いられるPET(ポリエステル)で製造されています。プラスチックのフィルムの中で、ポリエステルは非常に強靭です。

ポリエステルの特性は下記のとおりです。

  • 衝撃に非常に強い
  • 適度に伸びる特性があって柔軟性がある
  • 耐熱性がある
  • 透明性(表面もすべすべする平滑性や光沢性)が優れている
  • 耐薬品性(弱酸/有機溶剤/アルコールに対する耐久性)がある
  • 寸法安定性(温度による収縮が小/吸水による収縮が小)がある

割れたガラスの破片の飛散防止について、人体衝突や地震等の災害で割れたガラス破片の飛散防止を目的に、ポリエステルの素材特性を活用して実現しています。

最も基本的な飛散防止フィルムの厚みは、50~70ミクロンメートル程度になります。


遮熱フィルムの種類と特徴

ガラスフィルムのメーカーには、3M(スリーエム)は国産メーカーで、高機能なフィルムが多種発売されています。

グラフィルは、三菱レイヨンの米国子会社で、比較的安価で高機能な安心品質のフィルムを提供しています。

他にもサンゲツでは、装飾系や目隠し系で多様なフィルムを提供しています。
グラフィルや3Mの遮熱フィルムから、シルバー系で4種類、クリア系で5種類、あわせて9種類を紹介します。

シルバー(ミラー)遮熱フィルム

日射を反射・吸収でカットすると同時に、可視光線も反射することで昼間の視線カットも同時に実現できるフィルムです。

RSP15

グラフィル製のシルバー遮熱フィルムになります。屋内側のフィルムの色味は濃い藍色になります。

日射取得率(日射反射+日射吸収)は、90%とかなり高めです。フィルムの熱反射が、熱吸収より高いフィルムです。

目隠しに特化したいケースで、プライバシーフィルムとしてよく使われます。

図表7 RSP15(グラフィル)
RSP35

グラフィル製のシルバー遮熱フィルムです。屋内側のフィルムの色味はごく薄い藍色になります。

外の景観は、フィルムなしと比べても違和感はありません。

日射取得率(日射反射+日射吸収)は、71%と高めです。フィルムの熱反射よりも、熱吸収が高いフィルムです。

外の自然な景観をベースに、軽度の目隠しをしたいケースでよく使われます。

図表8 RSP35(グラフィル)
RSP35LE

グラフィル製のシルバー遮熱・断熱フィルムになります。遮熱機能に加え、低放射(断熱)機能があります。

屋内側のフィルムの色味はごく薄い藍色です。

外の景観は、フィルムなしと比べても違和感はありません。

日射取得率(日射反射+日射吸収)は、71%と高めです。フィルムの熱反射と熱吸収はほぼ同じで、外への暖気の逃避を抑えるフィルムです。

図表9 RSP35LE(グラフィル)
アンバー35

3M(スリーエム)製のシルバー遮熱フィルムです。

複層ガラスの熱割れリスクに対し、熱吸収を抑えて熱割れしにくく設計され、プライバシー効果を実現できるフィルムです。

日射取得率(日射反射+日射吸収)は83%と高めで、熱反射を高くして熱吸収を抑えた高機能フィルムです。

図表10 アンバー35(3M)

クリア(透明系)遮熱フィルム

ややグレー掛かった色味の透明系遮熱フィルムになります。

NS60

グラフィル製のクリア遮熱フィルムです。やや濃い目のグレーの色味になります。

日射取得率(日射反射+日射吸収)は、56%です。フィルムの熱反射が42%と高めで、熱吸収を抑えたフィルムです。

図表11 NS60(グラフィル)
NS70

グラフィル製のクリア遮熱フィルムです。やや薄目のグレーの色味です。

日射取得率(日射反射+日射吸収)は、48%です。フィルムの熱反射と熱吸収は、ほぼ同じのフィルムです。

図表12 NS70(グラフィル)
NS70LE

グラフィル製のクリア遮熱・断熱フィルムです。遮熱機能に加え、低放射(断熱)機能があります。

屋内側のフィルムの色味はごく薄い藍色になります。

外の景観は、フィルムなしと比べても違和感はありません。

日射取得率(日射反射+日射吸収)は、52%です。フィルムの熱反射がNS70よりもやや高めで、外への暖気の逃避を抑えるフィルムです。

図表13 NS70LE(グラフィル)
NANO90S

3M製のクリア遮熱フィルムになります。

複層ガラスの熱割れリスクに対し、熱吸収を抑えた高機能フィルムです。

日射取得率(日射反射+日射吸収)は32%と低めで、フィルムの熱吸収が12%と抑えられているフィルムです。

図表14 NANO90S(3M)
CBL80

グラフィル製のナチュラル系遮熱フィルムです。

ライトブルーの色味のナチュラル系フィルムで自然な景観があり、熱吸収を高くしつつ可視光線透過率を高めたフィルムです。

特に、マンション高層階での眺望のニーズに向いているフィルムです。

日射取得率(日射反射+日射吸収)は42%で、高層階での日射反射を抑えるニーズに合わせ、熱吸収がやや高めのフィルムです。

図表15 CBL80(グラフィル)

シルバー(ミラー)フィルムを知る

プライバシー効果と景観ー

シルバー(ミラー)フィルムは遮熱がメイン機能ですが、最近はプライバシー保護のニーズもかなり高まっており、プライバシーフィルムとしてもご提案しています

シルバーフィルムの視線対策のメリット

外部からの視線は、屋内にいる人にとってプライバシー面でストレスになりやすいです。昼間、日射と可視光線を反射することで、室内を見えにくくすることができますので、カーテンやブラインドを窓にかけずに外の景観も見ることができます。



紫外線フリーで皮膚や家財の保護もできる

さらに、紫外線も99%以上カットすることも加えて、女性や肌の弱い子供さんにとってもメイクや日焼け止めがなくても安心になります。

紫外線には、主にUVAUVBの2種類があります。

図表16 紫外線とその影響

危険なUVBは、ガラスでほぼ吸収されます。しかし、UVAは、ガラスを透過してしまうので防御が必要になります。

図表17 窓フィルムのUVカットのしくみ

窓フィルムの粘着材層には、耐紫外線処理剤が含まれており、しっかりとUVAを吸収します。在宅でワークする女性としても、仕事に安心して集中できるのは大きなメリットですね。


視線保護の施工実例

実際に施工した実例から、屋内の見え方と外からの視線保護を紹介します。

屋内からの景観
図表18 RSP35の室内景観

左側の引違い掃出窓は、未施工です。右側の引違い掃出窓は、RSP35を施工しました。

景観の色合いには、違和感がそれほどないのがわかります。


屋外からの景観
図表19 RSP35LEの室外・室内景観

遮熱・断熱機能のあるRSP35LEを施工しました。
左側の外観では、外部からの視線がミラーのように反射されて屋内は目隠しされて見えません。

昼間は、可視光を反射するので、屋内はカーテンレスで保護されます。

また、右側の屋内から外の景観も、遮熱フィルムと同様に違和感がありません。


フィルム選択と施工適応について

施工候補のフィルムが実際に施工適応するかは、熱割れリスクが高いか低いかによります。これは、「熱割れ試算」の結果を検討して判定します。

複層ガラスは熱割れリスクが大きい

複層ガラスは、複数枚のフロートガラスの間の中空層に、空気やアルゴンなどのガスを入れたものです。

種類としては大きく3種類に分類されます。

  • 単純なペアガラス
  • 遮熱系Low-Eガラス
  • 遮熱・断熱系Low-Eガラス

ガラスの厚みや、ガラスに遮熱や断熱の金属膜をコーティングするなど、様々な機能が設計された製品があります。

一般的な性質としては、複層ガラス自体に日射熱を吸収する割合が高くなっています

構成されている1枚のガラスに対し、熱膨張による引張りの許容応力は、あらかじめ設計されています。

下図は、複層ガラスの熱割れ例です。室内側のガラスに熱割れが起こっています。

図表20 複層ガラスの熱割れ例

複層ガラスは断熱性に優れていますが、熱吸収しやすく影のかかった部分との温度差で、網入りガラスのように熱割れしやすい素材です。

熱割れしやすい理由としては、ガラスの間に空気層やガス層を持たせる構造ですので、

  1. ガラスの表面に不均一な温度分布のムラが生じます。
  2. 温度差による膨張と収縮が引き起こされます。
  3. ガラス内部に大きな熱応力が発生します。
  4. 設計上の許容限界を超える応力が発生すると、割れが発生します。

というしくみで熱割れが引き起こされます。

近年の酷暑のように、強い日射しや高い気温などの設計の想定を超える環境条件によっては、ガラスが耐えられずに割れてしまうリスクがあります。

このため、遮熱対策には「熱割れしにくい」条件を検討する必要があると言えるのです。

熱割れを引き起こす要素には何が?

窓の外に建物や電柱など、日射が当たらない影がガラスに映ると、日射で温められた部分と影などで温度が低い部分が起こります。

  • ガラスの種類(ガラスの構成)
  • ガラスの厚み
  • 窓の方角
  • サッシのはめ込み種類
  • サッシの材質や色味
  • グレチャンの種類
  • ガラスとカーテンレールの距離
  • カーテンの種類
  • ガラスにかかる影の種類
  • エアコンの稼働時間帯

などの環境の要素があります。

窓にかかる影の影響

例えば、ガラスにかかる影の種類というのは、窓の外に建物や電柱など、日射が当たらない影がガラスに映ることにより、日射で温められた温度が高い部分に対して、影などで温度が低い部分が同じガラス上に起こるので、熱割れの誘因になります。

例えば、ガラスにかかる影の種類というのは、窓の外に建物や電柱など、日射が当たらない影がガラスに映ることにより、日射で温められた温度が高い部分に対して、影などで温度が低い部分が同じガラス上に起こるので、熱割れの誘因になります。

カーテンの影響

また、ガラスの室内側にカーテンがあるとカーテンも熱反射や熱吸収をします。室内側のガラス付近に、特に厚手の素材になればなるほど、熱がこもりやすくなります。

窓際は、夏場は冷房で空冷されやすいのですが、冬場は暖房で室内側の暖気が窓に向かって流れて熱がこもりやすくなります。

熱割れは夏場にも起こるリスクがありますが、冬場のほうが影やカーテンの影響でよりリスクが高くなりやすいです。

フィルムの熱割れ助長とは?

窓フィルムの中で、遮熱系や目隠し系のフィルムは、可視光や日射熱を遮る金属層を持っています。反射させる機能を持ちつつ、熱吸収しやすい性質があります。

このため、フィルムが熱をガラスに伝えてしまい、結果として熱割れを助長するリスクが発生します。

熱割れ助長の回避には?

フィルム選定の際、

  • 遮熱・断熱・目隠しの求めたい目的の優先順位を考える
  • フィルムの熱反射・熱吸収・可視光反射・可視光透過の機能のバランスをとる

これが、遮熱系や目隠し系のフィルム選びで大切な視点になります。

最も重要なのは、上記の2つの視点を基準にして、熱割れのシミュレーションを行うことです。

「熱割れ試算」の実施

フィルム施工業者は、「熱割れ試算」を実施します。

方角や影などの環境条件、窓回りで計測できる数値、サッシの構成条件、カーテンの種類、エアコンの使用条件など必要なデータを計算システムに入れます。

そして、ガラスの熱膨張とサッシ周辺部との温度差で発生する熱応力を計算します。

ガラスフィルムの製品ごとに、算出された数値をもとにガラスフィルムが施工可能か?の判定を、

  • フィルムの外貼り(複層ガラスの場合は室外側ガラス)
  • フィルムの内貼り(複層ガラスの場合は室内側ガラス)

それぞれに対してシミュレーションできます。

「省エネ試算」の実施

窓ガラスフィルム施工業者は、フィルムの「熱割れ試算」だけでなく、遮熱・断熱の「省エネ試算」の両方を行います。

ガラスフィルムの遮熱・断熱機能により、年間15~25%の省エネ効果を条件により期待できるケースがあります。

節減できる程度は、室外環境、ガラスの種類、部屋の広さ、空調設備の条件、使用時間、電気基本料金などにより変動しますので、が低くなる場合もあります。

窓サッシが単板のフロートガラスの場合は、ガラスフィルムによる省エネ効果が見込めますので、窓リフォームの一つとして窓フィルムは有力な選択肢です。

安全性を高めるには

施工できるという判定結果は、設計上の許容応力の値より数学的に低い数値であれば出ます。

窓フィルムの耐用年数は、一般に10~12年。(フィルムに含まれる、紫外線防止剤の一般的な寿命によります。)

ただ、日があまり当たらない北向きなど、環境条件が良ければ15年持つケースもあります。

しかしながら、10~12年先の気温上昇予測は、誰も予測ができません。

計算結果により、「絶対熱割れしない」という保証はできませんが、ある程度の数値の余裕を持たせるフィルム選定が必要です。

そこで、筆者の店舗では、熱割れリスクが低い条件として、計算された結果よりもさらに1.0MPa(メガパスカル)を差し引いた数値と考えて対応しています。

例えば、設計上の許容応力の値が17.7MPaだったとします。

この場合、安全な数値は

17.7-1.0=16.7(MPa)

となりますので、16.7MPaを下回る計算結果が出れば、その方角の窓でフィルムの施工が可能と判定をします。

このように、フィルム施工業者は、低リスク判定のため厳し目の条件で計算を行い、ご希望のタイプの中で施工可能なフィルムを推奨します。

このように、施工環境により対応できるフィルムが変わる可能性がございます。

フィルム選択の視点

汎用的に使われるフィルムに比べますと、熱吸収を抑制する高機能タイプのフィルムは高価になりやすい傾向がありますが、

  • 耐用年数
  • 省エネによる経済効果
  • 得られる効果によるメリット
  • 災害の減災効果

を総合的に考えて選ぶことが大事になります。


飛散防止の減災効果とは

ガラス面に飛来物や人体の衝突、地震の揺れによる窓枠の歪みなどで衝撃があると、ガラスは割れます。

世の中には、絶対割れないガラスは存在しません。

窓フィルムの飛散防止機能は、

  • フィルムのPET素材が強靭で壊れにくい
  • 割れたガラス破片を粘着層でしっかりホールドする

この素材の性質と破片を粘着する機能を生かし、床等に破片が落下するリスクを大きく軽減します。

これにより、破片による怪我の2次被害が人に及ぶことを軽減し、被災後の安全な避難につながります。

飛散防止の評価

JIS A 5759規格に窓ガラスの飛散防止の評価があり、2種類があります。

  • 人体衝突や強風による飛来物衝突等を想定した衝撃試験(A法)
  • 地震の揺れによる窓枠のゆがみを想定した層間変位試験(B法)
A法の試験

ガラスが破壊されない場合は、落下高さを45cmにして、10回までの自由落下で打撃を加えます。

重さ45Kgのショットバッグを落下高さ30cmから振り子形式で自由落下させて、ガラスの中心を打撃する試験方法です。

イメージは次のリンクからご覧いただけます。

  1. 破壊した場合は、大きな破片を10個選んだ総質量が80グラム以下。
  2. 落下高さ45cmから10回の打撃を加えてもガラスが破壊されない。

❶または❷のいずれかに適合する必要があります。


B法の試験

4本の鋼製フレームで構成されている装置にフィルムを貼ったガラスをセットし、上部の水平フレームを水平移動させて行います。

図表21 層間変位試験の概念図

試験片のガラスを4枚用意して、破壊させて飛散したガラス片の総質量を計量します。

ガラスの飛散防止率を4枚の試験の平均値で算出し、95%以上(D1)を合格とします。


A法とB法の評価

旧JISでは、A法とB法の両方を満たす必要がありましたが、平成20年(2008年)の改正で、A法とB法のいずれかを満たせば飛散防止性能に適合するとみなされるようになりました。(※ 改正後もA法とB法両方に適合するように求められるケースがあります。)

A法合格:衝撃破壊対応ガラス飛散防止フィルム(GI)

B法合格:層間変位破壊対応ガラス飛散防止フィルム(GD)


地震災害とガラス飛散防止問題

平成7年(1995年)1月の阪神・淡路大震災で、強烈な揺れで窓ガラスが多数破損するとともに、飛散したガラス破片によって負傷した人が多く発生しました。この被災経験をきっかけに、建築物の建築用ガラスの安全性の向上や、防災意識の強化の対策が進んできました。

下記のように

  • 強化ガラス
  • 合わせガラス
  • 飛散防止フィルムの施工

が対策として普及が進んできました。

中でも、破片の落下を防止する飛散防止フィルムは、地震の際に屋内から安全に避難する行動の助けになり、減災対策として有効です。

遮熱フィルム、プライバシーフィルム、防犯フィルムを含む窓フィルムは飛散防止機能が備わっており、窓に安心をセットするところに大きな強みがあります


窓の遮熱を選ぶ4ポイント

窓は、日射の差し込みにより屋内の明かり取りや換気という面で大きな役割がありますが、同時に熱帯化した暑熱対策として、紫外線や日射熱の放射から保護する必要もあります。

暮らしを守るという観点では、耐久性、多機能性、省エネ、防災性、ストレス軽減がポイントです。初期コストが多少かかっても、耐久性や機能の多さや省エネが付加価値として導入を絞り込む決め手になります。

効果的な遮熱の要点と手段選択

窓で遮熱することは、屋内への日射熱を少なくできるため冷房負荷も軽減して、電気代の省エネにも寄与します。窓への日射カットは、紫外線と日射熱のカットが中心となります。方法として耐久性があり、遮熱をカットするには窓外の遮熱塗装の他に、窓の外側に遮熱コーティング塗装、窓フィルム施工、窓の外側または内側に遮熱フィルムを貼付けの2つが効果が高いです。


遮熱以外に安心の強みを持つ

そのうち窓フィルムは、飛散防止による減災効果紫外線対策機能をベースとして、暑熱対策を加えることで日射熱からいのちの安全を守ります。

飛散防止機能の減災効果は、具体的には災害の2次被害が起こるリスクを軽減できる、窓に安心をはめ込む大きな強みです。

可視光線を制御するシルバーフィルムを使用することで、さらに視線対策を追加することもできます。

また、遮熱に加えて低放射(断熱)機能を持つフィルムもあります。

窓フィルムでは、多機能で必要なニーズにあわせて、安心を窓にはめ込むオーダーメイドの対策が可能になります。


ガラス種類に柔軟対応

複層ガラス

2000年以降、新築の建築物では、単純な複層ガラスだけでなく Low-E ペアガラスも戸建て・共同住宅で普及してきています。

プライバシー優先をしたい

複層ガラス(Low-Eガラスを含む)では、プライバシー優先ならシルバーフィルムがおすすめです。

室内側ガラスへの内貼りに、熱吸収を抑える高機能シルバーフィルムも、よく選択されます。


外の景観優先をしたい

室内から外の景観を重視するなら、紫外線フリーを優先目的にする方法もあります。

  • クリア(透明)系で熱吸収を抑えたフィルムを使う。
  • 遮熱機能のない「飛散防止フィルム」の紫外線カットで対応する。

熱割れリスクが大きい環境では?

ガラスの種類により、網入りガラスのようにガラスの熱吸収が高いものがあります。

遮熱系フィルムをガラスの内側に施工することが、リスクが大きくできないと判断するケースがあります。

このような場合、日射を外に反射させる目的で、外貼り対応フィルムで窓ガラスの外側に施工する対応もできます

ただ、外貼りフィルムは外から日射が直接当たるので、素材そのものが劣化しやすいです。

耐用年数は3~5年が目安です。劣化程度を経年確認しながら、適切なタイミングで貼り替えが必要です。

最適なフィルムと施工方法をご案内できますので、詳しくはフィルム施工業者にお訊ねください。


安全対策に貫通対策をする

台風など強風に備える防災対策から保安の防犯対策をご希望の場合、

  • クリア遮熱系防犯フィルム
  • シルバー遮熱系防犯フィルム

強貫通対策のフィルムに、遮熱の機能を持たせた製品があります。

様々なニーズのご相談についても対応可能なフィルムがございますので、お気軽に窓フィルム業者にご相談ください。

まとめ

猛暑対策で最も重要なのは、窓からの日射熱をいかに効率的にカットするかです。

窓フィルムは遮熱・断熱効果に加え、紫外線対策99%、飛散防止による減災効果、プライバシー保護まで多機能を発揮します。

複層ガラスにも熱割れ試算により安全に施工可能です。遮熱・断熱機能では、年間15~25%の省エネ効果を条件により期待できるケースがあります。

命を守る暑さ対策として、窓フィルムによる総合的な環境改善をご検討ください。


フィルムの施工ご案内

対応地域

筆者の店舗では、直接施工対応は九州全県及び山口県、中国地方西部です。

上記以外の地域につきましては、無料オンライン相談の上、施工業者をご紹介することもできます。お気軽にお訊ね下さい。


施工者について

筆者の店舗では、2級ガラス用フィルム施工技能士(国家資格)保有者が施工します。


現場調査(安心相談)について

事前に現場調査で窓環境を確認し、遮熱では「熱割れ試算」や「省エネ試算」も実施します。また、フィルムサンプル体験や遮熱体感実験もご体験いただけます。

お客様のお悩みに寄り添い、最適な施工内容をご提案します。

なお、現場調査・お見積りは無料で実施します。


工賃について(参考)

筆者の店舗のPOT3(ポットスリー)では、遮熱系フィルム施工については、下記の通りご対応いたします。

飛散防止、遮熱、防犯の各用途の工賃一覧です。(フィルム代・運搬費は別途。)

POT3

既設の窓フィルムがある場合、剥がし工賃が必要です。
工賃には、フィルム代は含まれていません。 
施工業者により、工賃の料金の多少の相違がございます。


別途費用加算が必要な事項

  • 横幅が90cmを超える窓につきましては、幅広工賃が別途必要になります。
  • フィルム代は、窓の大きさに合わせて必要な長さの代金合計を請求します。
  • 2.5mを超える高所では、足場架設費が別途必要になります。
  • 既存の照明では暗い暗所では、照明設置費が別途必要です
  • 資材運搬に伴う交通費として、運搬費が別途必要になります

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