SDGs?窓断熱シートの効果を計算で求める❕

熱コラム


今まさに冬最前線の日本ですが、寝る時部屋が寒いですよね。。。
朝方なんて寒くて寒くて・・・・。

一因は、窓ガラスからの放熱なんですよね!
放熱を防ぐためには、、、断熱材を取り付ければよい!
窓ガラス 断熱 で探すと結構色々出てきますねぇ。

今回は、そんな中でもより低コストで今では100均にも売られている

PUCHI PUCHI ぷちぷち を用います。

そんなぷちぷちですが、効果がある!と沢山ブログなどでアップされています。
DIYブームの恩恵もあってか、本当に多いです。

この記事の趣旨・・・

『どのくらい!????』と疑問が湧きませんか。
何W節約できるの?と。

お任せください。伝熱工学があるではないですか。
私たちには、伝熱工学が。。。ふふふ。

今回は概念を知る目的なので、計算はざっくりしていますがご了承ください!

① プチプチの有無比較「放熱計算」

さぁ・・・前置きが大変長くてお待たせしました。

問題を整理したいと思います。

計算の前に今回計算で求めたいことを整理しましょう!
それはズバリ・・・

「窓ガラスにプチプチを付けた場合」と「つけなかった場合」の両者の放熱量を比較する。

そして計算でとても大切なこと、「モデル化」をしましょう。
今回想定するモデルは下記の簡易モデル図を参考にします。
室内は風無しでエアコンにより温度は一定をキープ(定常状態)。
外は5℃で風無しです。その他物性値は図の通りです。

計算結果から、312.7W軽減できる事が分かりました。
プチプチを付けることで62.5%の省エネにつながるとは驚きですね。
理論的にも断熱材を付ける効果があると判明しました!

しかし注意点として、計算=実仕様には必ずならないことです。
机上計算、熱流体解析問わず、残念ながら今のあらゆる最新技術を用いても計算=実仕様ということはあり得ません。
上記計算でトライした通り、計算にはモデル化という作業があります。
計算と実験には必ず誤差が生まれますが、机上計算(伝熱基礎式を用いた場合)では、このモデル化で生じる誤差が一般的には大きいです。従って、計算して終わりでは無く、実験をして誤差を知って、モデル化の妥当性を含めた評価が重要になります。


② プチプチの有無比較②プチプチ2倍「放熱計算」

プチプチの効果は十分わかった。
ということは、厚みを倍の10mmにすると更に断熱できるのではないか。

計算してみましょう!

この計算結果から、プチプチを厚み2倍の10mmにすると、
76.9%の放熱軽減に貢献する事がわかりましたね!

ちょっと待ってください。これまでの内容を整理すると、
プチプチ無し:500W
プチプチあり(厚み5mm):187.3W(312.7W 62.5%の削減)
プチプチあり(厚み10mm):1115.4W(384.6W 76.9%の削減)

厚みを増やすことで確かに省エネになっていますが、
厚み10mmの時は厚み5mmの時ほど効果が大きく無いですね。

プチプチは増やせば増やすほど効果が比例して増大するわけではないことが分かりました。

これ実はとても大切なことで、
例えばプチプチ5mm品は市場流通が良く100円均一ショップで一つ100円で購入できます。
プチプチ10mm品は市場流通が悪く材料加工メーカー受注生産で一つ1000円します。
コスト10倍かけて14.4%削減効果を更に求めるケースは現実的ではないですよね。

つまり、伝熱計算をすることで費用対効果も正しく把握できるメリットもあるのです。

ビジネスの場でも良くある課題です。
私が断熱材のこの厚みはなぜ必要なのでしょうか。と確認すると、、、
「前担当者からの設計で容易に変更できないから。」などの理由で何となく決まっていたりするケースが多々あります。量産品になるとその影響もすさまじいです。

簡素化したモデルでも結構なので先ずは手計算をすることも大切ですね。

まとめ

今回は、最近巷で流行っている”簡易断熱シートプチプチ”の効果に関して、
伝熱工学のお力を少々お借りして検討してみました。

検討結果から プチプチの有無で62.5%以上の省エネ効果があることが判明しました!

従いまして、今年こそは暖房費を節約するぞ!とお考えのお方!
是非とも、プチプチを張りまくって断熱効果を向上させてください。

実際には、熱は熱いところから冷たいところへ逃げる修正があるため、
例えばリビングで換気扇が回っていたりすると、そこからの放熱量が上昇するだけで、
効果は低減しちゃいます。その為、ガラス窓からの放熱が最も多い部屋で行うと効果が大きくなります。

皆さま、ご閲覧頂きありがとうございました!
内容はいかがでしたでしょうか。
すこしでもご参考になれば幸いです!


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