複層ガラス（ペアガラス・トリプルガラス）の仕組みと選び方：断熱・遮音・結露対策を徹底解説
エバープレイ編集部はじめに：複層ガラスとは何か
複層ガラス（ふくそうガラス、英: Insulating Glass Unit, IGU）は、2枚以上のガラス板の間を気体（空気やアルゴン等）で隔て、周辺を密封した建築部材です。一般に「ペアガラス（複層2枚）」や「トリプルガラス（複層3枚）」と呼ばれ、窓の熱的・音響的性能を高めることを目的としています。近年の省エネルギー基準の強化や快適性向上のニーズから、住宅・商業建築ともに標準付加となるケースが増えています。
複層ガラスの基本構成と主要部品
- ガラス板：フロートガラスが一般的。安全や遮音を目的に強化ガラスや合わせガラス（ラミネート）を用いることも多い。
- 中空層（スペーシー層）：ガラス間の空間。空気や不活性ガス（アルゴン、クリプトン等）で満たされる。厚さは6～20mmなどが一般的で、性能最適化のために設計される。
- スペーサー（枠部）：ガラス同士を保持する金属や樹脂製の枠。従来はアルミ製が多かったが、熱橋低減のため「ウォームエッジ（Warm-edge）」タイプ（ステンレス、熱可塑性材料等）が普及している。
- シール材：内側にブチル等の一次シール、外側にポリサルファイド・ポリウレタン・シリコーン等の外部シールを施し、気密性・耐久性を確保する。
- Low-E（低放射）コーティング：可視光は通しつつ長波長（赤外）放射を反射する薄膜コーティングで、断熱効果を大きく高める。
熱性能（断熱）——U値・熱貫流率の理解
窓の断熱性能は一般に熱貫流率（U値、単位：W/m2K）で表され、値が小さいほど断熱性が高いことを示します。代表的な目安は以下の通りです（目安値、仕様により変動します）。
- 単板ガラス（単層）: 約5.5～6.5 W/m2K
- 複層ガラス（空気層、Low-Eなし）: 約2.5～3.5 W/m2K
- 複層ガラス（アルゴン充填＋Low-E）: 約1.2～2.0 W/m2K
- トリプルガラス（Low-E＋ガス充填）: 約0.6～1.5 W/m2K
これらはガラス厚、空気層幅、コーティング種類、枠（サッシ）や取り付け部の熱橋の影響で変化します。窓全体の性能評価ではガラス単体のU値だけでなく、サッシを含む線熱貫流率や窓枠の熱橋・取付け位置も重要です（窓性能は壁や屋根と同等に考慮する必要があります）。
Low-E（低放射）ガラスとその違い
Low-Eコーティングには主に「ハードコート（pyrolytic）」と「ソフトコート（magnetron sputtering）」があります。ハードコートは耐久性が高く単体でも使えるが性能はソフトコートより劣る。ソフトコートは内部保護された複層体で性能（反射率・透過率のバランス）が良く、高断熱化に最適です。Low-Eにより長波長赤外放射を反射して室内熱を逃がしにくくするため、U値が大幅に改善します。
ガス充填の効果：空気、アルゴン、クリプトン
ガス充填は伝導・対流での熱移動を低減します。最も一般的なのはアルゴン（コストと性能のバランスが良い）。クリプトンはより熱伝導率が低く、狭い空間（トリプルの内層等）で有効ですが高価です。ガス選択と空間幅の組合せは熱性能に大きく影響します。一般に空気よりアルゴンでU値は数十分の一～数割改善します。
音環境：遮音性と設計のポイント
複層ガラスは音の透過を低減しますが、単にガラスを厚くすれば良いわけではありません。遮音対策の効果的な設計ポイントは以下です。
- 異厚ガラスの組合せ（厚みをずらす）で共鳴帯域を分散
- 空気層幅を適正にする（狭すぎず広すぎない設計）
- ラミネートガラス（中間膜PVB等）を用いると低周波域の遮音向上に寄与
- サッシ・取り付け部の気密性確保が重要（隙間から音が漏れる）
遮音性能はRwやSTCで示され、複層にするだけで一般に数dBの改善が見られます。状況によってはラミネート＋複層で10dB前後の改善が得られる場合もあります。
結露（内部結露）対策
結露は室内の露点温度とガラス内面温度の関係で起こります。複層ガラスは内面温度を上げるため結露を抑制しますが、エッジ（スペーサー付近）の熱損失が大きいと端部での結露が残ることがあります。対策は以下：
- Low-Eやガス充填によるU値低減で内面温度を向上
- ウォームエッジスペーサーで端部の熱橋を低減
- 適切な室内換気・湿度管理（換気回数の確保、除湿）
寿命と劣化：シール破損、曇りの発生
複層ガラスの代表的な故障は気密シールの劣化による脱窒（ガス抜け）や内部曇り（デフロスト）です。耐用年数は設計・施工・使用環境により差がありますが、一般に10～25年程度でシール不良が発生するケースが多く、メーカー保証も10年程度が一般的です。サッシの取り付け不良や強い温度差、紫外線・化学物質によるシール劣化が寿命を縮めます。曇りが生じた場合は内部清掃ができないため、通常はIGUユニットの交換が必要になります。
安全性・防犯・防火面での配慮
安全や防犯を考慮する場合、複層構成に合わせて合わせガラス（ラミネート）や強化ガラスを選ぶことが多いです。合わせガラスは破壊時の飛散防止に優れ、侵入抑止効果も期待できます。防火性能はガラス単体では限界があるため、用途に応じた防火設備（防火窓や遮熱ガラス）や国・地域の規制基準に従う必要があります。
新築と改修（レトロフィット）での選び方
新築では断熱性能をサッシと一体で検討し、トータルでの熱損失（窓の面積比、方位、日射取得）を踏まえた仕様決定が大切です。改修時は既存サッシの状態、取付け幅、コスト、施工性を勘案します。既存枠を残したまま内側に複層ガラスを取り付けるインナーサッシや、既存ガラスを複層ユニットに交換する方法があり、費用対効果を比較して選択します。
コストと省エネの見積もり（概算と考え方）
複層ガラスは単価が高くなるものの、暖房エネルギー削減や冷房負荷の低減、快適性向上といった効果で長期的には費用回収が見込まれます。費用対効果を評価する際のポイント：
- 地域の冷暖房需要（気候条件）
- 窓面積と方位（南面は日射取得のメリットと暑さ対策のバランス）
- サッシ全体の性能（ガラス単体ではなく窓全体のU値で評価）
- 補助金・税制優遇や省エネ基準による優遇措置の有無
試算では、断熱改修で暖房費が数～数十％低減するケースがあり、居住環境やエネルギー単価によっては数年から十数年で投資回収することもあります（地域差あり）。
施工上の注意点
- 現地寸法の正確な確認：ガラスユニットは製作誤差に敏感
- 取り付け時の気密シール・防水処理：水の浸入や湿気の影響を防ぐ
- 荷扱い：ガラス割れ・フレームへのダメージ防止
- 換気計画の併用：高断熱化で室内湿度が上がる場合があるため適切な換気を設計する
- 周辺部材（カーテン、ブラインド、外付け日よけ）の活用で日射制御を最適化
環境影響とリサイクル
複層ガラスは単体ガラスより製造エネルギーが高いものの、使用中のエネルギー削減効果が大きいためライフサイクルでは有利になることが多いです。廃棄・リサイクルでは複層ユニットを解体してリサイクルする技術が進んでいますが、シール材やコーティングの影響で処理が単純ではない点に留意が必要です。
まとめ：選定のチェックリスト
- 目的は何か（断熱重視／遮音重視／防犯／日射制御）を明確にする
- U値、SHGC（g値）、可視光透過率（VT）を仕様で確認する
- サッシを含む窓全体の性能で比較する
- ガス種、スペーサー種類、Low-Eの有無を確認する
- 施工業者の施工実績・保証内容（IGUの曇り保証など）を確認する
参考文献
- U.S. Department of Energy - Windows, Doors, and Skylights
- Wikipedia - Insulating glass
- Passipedia / Passive House - Windows
- ISO 10077（窓の熱性能に関する国際標準） - ISO
- EN 1279（複層ガラス規格） - CEN
- NREL - Windows and Building Envelope Research (技術レポート)
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