JIS R 3107-2019 建築用板力ラスの熱貫流率の算定方法

建築用板力ラスの熱貫流率の算定方法(FGMAJ/JSA)日本工業標準調查会審議(日本規格協会発行)著作榷法仁上少無断℃の複裂，転减等は禁止されおbます。R3107:2019日本工業標準調査会標準第一部会建築技術専門委員会構成表(委員会長)伊伊石加橘清棚西服藤藤真村本山吉氏名川裕部幸夫田聪野珠枝野孝次所属国立研究開発法人建築研究所一般社団法人日本建設業連合会(清水建設株式会社)東京大学名誉教授国立研究開発法人建築研究所一般社团法人建築·住宅国際機構断熱·保温規格協議会相談員協会(鎌倉市消費生活センター)一般社团法人日本建築学会(一般社団法人建築研究振興協会)独立行政法人住宅金融支援機構国土交通省大臣官房官序営籍部主務大臣:経済産業大臣制定:平成10.3.20改正:平成31.3.20官報公示:平成31.3.20原案作成者:板硝子協会(于108-0074東京都港区高輪1-3-13NBF高輪ビルTEL03-6450-3926)審議部会:日本工業標準調査会標準第一部会(部会長酒井信介)審議専門委員会:建築技術専門委員会(委員会長伊藤弘)R3107:2019●序文 1 1 23用語及び定義 24記号及び添字 3 3 35基礎式 4 4 s s 6 6 6 6 6 7 7 7 7附属書A(規定)放射率の決定方法及び気体の物性値 g附属書JA(規定)真空層の熱コンダクタンスの計算方法 附属書JC(参考)方ラス温度の収束計算結果の例 ●著作権法により無断での複製,転蔽等は禁止されております。●●●日本工業規格JIS序文 ISO10292:1994,Glassinbuilding—Calculationofsteady-stateUvalues(thermaltransmittance)ofmultipleglazing(MOD)●2R3107:2019定方法熱貫流率,U値(thermaltransmittance)建築物の外皮の窓において,室外温度と室内温度との差1K当たりの,1枚ガラス板,又は複層ガラス熱抵抗(thermalresistance)表面熱伝達率(surfaceheattransfercoefficient).…3.5修正放射率(correctedemissivitx)…3R3107:20194記号及び添字記号量单位A中空層の傾斜角及び熱流方向によって決まる数値一c中空層の気体の定圧比熱dガラス板の厚さ又は合わせガラスの中間膜の厚さmGグラスホフ数一h熱コンダクタンス又は表面熱伝達率N中空層の数一Nuヌセルト数Prプラントル数-s中空層の厚さmT絶対温度K温度差KU熱貫流率E放射率θ温度℃λ熱伝導率μ中空層の気体の粘度中空層の気体の密度ステファン·ボルッマン定数(=5.67×10~8)kg/m³C対流効果係数1Kn構成する力ラス板及下合招せ力之入の中間膜の枚数中空層の傾斜角及び熱流方向によ?て決まる数値一E中空層のそれぞれの気体の容積割合m半径間隔ma2枚の力ラ表面の適応係数一比熟比気体の定压比熱一J/(一J/(kg:K)C気体の定積比熱J/(kg:K)R気体定数(=8.313).J/(mol:K)P気体の絶対压力PaM気体の千儿質量kg/molq熟流束W/m²J放射熱流束Wm²●4表2一添字記号意味mnrst1,2,…中空層の気体室外側室内側平均垂直放射中空層合計1番目,2番目,….構成支る力之又板及下合わ世力之入の中間膜の番号修正真案層.(Cは除く)..にえ一烈(C₀は除く)真空層内の気体樹脂製フィルム5.1概要板ガラスの中央部の熱貫流率Uの計算は,式(1)による。ここに,heu:室外側の表面熱伝達率[W/(m²·K)]hu:室内側の表面熱伝達率[W/(m²·K)]板ガラスの熱コンダクタンスhは,式(2)による。右辺の第1項は,中空層の熱抵抗であって,1枚のガラス板ではこれを0とする。第2項は,ガラス板及び合わせガラスの中間膜の熱伝導抵抗である。N:中空層の数(一)K:構成するガラス板の枚数(一)合わせガラスでは,それを構成するガラス板及び中間膜の枚数を含める。d:構成するガラス板の厚さ又は合わせガラスの中間膜の厚さ:構成する力之ス板の熱伝遵率又は合わ世力ラスの中間膜の熱伝遵率[W/(m·K)].中空層の熱コンダクタンスhは,式(3)による。h=h+h₈………………(3)he:気体の伝導及び対流による熱コンダクタンス(気体熱コンダ中空層が真空層の場合は附属書JAによるて真空層の熱ヨン然々名ンスれを.樹脂製スイルム怎倉む中著作権法により無断での被製,転載等は禁止されております。5空層の場合は附属書JB化占2下热口>夕久夕入h,を求める。中空層办真空層の場合は,h=h上东る。Me₂,εe₂:中空層に接する二つのガラス面の修正放射率(一)(6.1参照)Tm:中空層に接する二つのガラス面の絶対温度の平均値(K)板力之人温度をJISR3106の94(力之入板の間の中空屑の熟口>夕久夕>ス)比上2て求如る場合比ここに,s:中空層の厚さ(m)C:対流効果係数(一)Nu≤1のときC=1Nu=A·(Gr·Pr)…………(6)Gr:グラスホフ数(一)[式(7)によって求める。]Pr:ブラントル数(一)[式(8)によって求める。]6R3107:20196基礎的な材料物性値6.1放射率の值式(4)によって中空層の放射熱コンダクタンスhを計算するための修正放射率ε及びεe₂の値は,A.2ににおいて,中空層の気体の密度p,粘度μ,熱伝導率λ及び定圧比熱cの値は,表A.2による。なお,混合気体の物性値は,式(9)～式(12)によって計算する。 ここに,pi,pz……:それぞれの気体の密度(kg/m³)λ₁,λ₂,:それぞれの気体の熱伝導率[W/(mλ₁,λ₂,:それぞれの気体の熱伝導率[W/(mK)]ci,c₂,…:それぞれの気体の定圧比熱[J(kg·K)]F₁,F₂……:それぞれの気体の容積割合(一)表A.2に規定しない気体の物性值は,それぞれの気体の密度,粘度,熱伝導率及び定圧比熱の値を用い6.3気体熱コンダクタンス計算に用いる値ヌセルト数Nuを計算する式(6)において,A及びnは,次による。a)中空層が垂直で熱流方向が水平の場合A=0.035,n=0.38b)中空層が水平で熱流方向が上向きの場合A=0.16,n=0.28c)中空層が45°で熱流方向が上向きの場合A=0.10,n=0.31熱流方向が下向きのときは,Nu=1とする。eea:室外側ガラス表面の修正放射率(-)ent:室内側ガラス表面の修正放射率(一)ただし,常温熱放射の波長域で高い反射率をもつ薄膜加工品の修正放射率の値は,薄膜面上の結露がない場合に限って用いる。式(13)及び式(14)は,建築物の外皮の窓など垂直位置のガラスに限って適用する。垂直以外の傾斜角におの値を用いなければならない。著作権法により無断での複L,転載等は禁止されております。7b)気体の密度,粘度,熱伝導率及び定圧比熱●8R3107:2019附属書A(規定)スの表面では,0.837とする。垂直放射率ε係数eJen0.030.050.10.20.30.40.50.60.70.80.890.980.960.950.94表に示すε以外の値における係数e,は,刻み間を直線とした内揮又は外揮によって求める。R3107:2019気体℃kg/m³熱伝導率λ定圧比熱c空気-1002.3362.4162.4962.576-1002.0382.1012.1642.2280.519六ふっ化硫黄-1006.8446.6026.3606.1180.614-1003.8323.6903.5603.4302.2602.3302.4002.4700.8420.8700.9000.9260.245)之厶2-1000.1850.1780.1720.1665.193-1000.9340.9000.8680.8382.8682.9393.0083.0774.4324.5414.6494.756-1006.1215.8975.6895.4952.0782.1522.2262.2990.4940.5120.5290.5460.161表に示す以外の温度における物性値は,刻み間を直線とした内揮又は外揮によつて求める。●●真空層の熱コンダクタンスの計算方法JA.1一般JA.2計算方法h₁=h₀+h+h………………(JA.1)に配置する小さなスペーサー部材(以下,ピラーという)の配列をいう。rp,dpp:ラ一の半径，厚さ,間隔3)(m)ここに,o:ステファン·ポルツマン定数=5.67×10~W/(m²·K)Eel,ecz:真空層に接する二つのガラス面の修正放射率(一)(6.1参照)●ここに,a:2枚のガラス表面の適応係数⁴)(一)R:気体定数[=8.314J/(mol·K)]P:気体の絶対圧力(Pa)●●附属書JBフィルム材で分割した中空層の熱コンダクタンスの計算方法JB.1一般この附属書は,複層カラスの中空層をガラス板ではない1枚の樹脂製フィルム材で2分割した中空層の熱コンダクタンスの計算方法について規定する。ここでは,フィルム材の常温熱放射の波長域(以下,長波放射という。)の透過を考慮する。なお,この附属書の計算方法を拡張することで,2枚以上のフィルム材によって中空層を3分割以上にする場合にも適用することができる。注記この計算方法は,ISO15099に規定する多層ガラスのエネルギーバランスの解法を参照[]。JB.2計算方法2枚のガラス板に挟まれた中空層が1枚のフィルム材で仕切られている場合,その二つの中空層の熱コTg:ガラス1の絶対温度(K)T:フィルム材の絶対温度(K)二つの中空層の熱流束は,気体の伝導及び対流の成分並びに放射成分を合計し,式(JB.3)及び式(JB.4)にg₃₁=h₁(Tr-Tg)+J₂-J…………………(JB.3)gz=h₂₂·(Tμ-T)+J₄-J₃…………(JB.4)ここに,h₄₁:中空層1の気体熱コンダクタンス[W/(m²·K)J₁:ガラス1からフィルムヘのJ₂:フィルムからガラス1へのJ:フィルムからガラス2へのJ₄:ガラス2からフィルムヘの放射熱流束(W/m²)放射熱流束(W/m²)放射熱流束(W/m²)放射熱流束(W/m²)中空層1及び中空層2の気体熱コンダクタンスは,5.3による。ガラスからフィルム又はフィルムからガラスに向けて射出される放射熱流束は,フィルムの長波放射の透過成分を考慮し,式(JB.5)～式(JB.8)による。J₁=e₁σ·Ta⁴+p₁·J₂………(JB.5)Jz=ez^σ·TY+z∵J4+pz·J₁………………(JB.の)J₃=e₃·σ·T⁴+t₃·J₁+p₃*J₄……………………(JB.7)J₄=e₄·σ·Tz⁴+p₄·J₃……………(JB.8)ここに,e,:面iの修正放射率(一)o:ステファン·ボルツマン定数[=5.67×10~⁸W/(m²·K]p;:面iの長波放射の反射率(一)t,:面iの長波放射の透過率(一)注記1長波放射の反射率及び透過率は,JISR3106のJB.2.2(垂直放射率の計算)及びJB.3.2(透過率の計算)による常温熱放射の波長域における反射率及び透過率をいう。O室内室外室内図JB.1ーフィルム材で分割した中空層の熱伝達モテル放射熱流束J₁~J₄は,式(JB.5)～式(JB.8)を連立方程式とし,式(JB.9)によって求めることができる。…………(JB.9)…………ここで,式(JB.9)中の温度Tg,T₁及びT₂は未知数であるので,8.2と同じく,反復循環収束による数値計算を行う。なお,フィルム材を挟む二つの中空層の熱流束には,式(JB.10)に示す熱平衡条件を加える。qsi-9s2=0………………………(JB.10)注記2式(JB.10)は,熱貫流率の計算のために板ガラスが受ける日射量をゼロとした場合のものである。JISR3106に従って日射熱取得率を計算する場合は,式(JB.10)の代わりに,式(JB.11)を用いる。qs₁-9sz=I·aer……………………(JB.11)aer:フィルム材の日射吸収率(一)●著作権法により無断での複型,転載等は禁止されております。附属書JC(参考)ガラス温度の収束計算結果の例mm温度℃熱伝違率又は熱コンダクタンス室外一20.401Low-Eガラス3ミリ333.333中空層12ミリ8.752.691透明フロート板ガラス3ミリ333.333室内一20.008.620ガラス構成は,室外側から順にLow-Eガラス3ミリ+アルゴンガス層9ミリ+透明フロート板ガラス3mm温度℃熟伝達率又は熱コンダクタンス室外一20.401Low-Eガラス3ミリ333.333アルゴンガス層9ミリ透明フロート板ガラス3ミリ333.333アルゴンガス層9ミリLow-Eガラス3ミリ333.333室内一8.620R3107:2019●O●[2]NIST(NationalInstituteofStandardsandTechnology)-ChemistryWEBBookMcCarty,R.D.;Arp,V.D.,ANewWideRangeEquationofStateforHelium.,Adv.Cryo.Eng.,1990,35,1465-1475.Hands,B.A.;Arp,V.D.,ACorrelationofThermalConductivityDataforHelium,Cryogenics,1981,21,12,697-703.Arp,V.D.;McCarty,R.D.;Friend,D.G,ThermophysicalPropertiesofHelium-4from0.8to1500KwithPressuresto2000MPa,TechnicalNote1334,NationalInstituteofStandardsandTechnology,Boulder,CO,1998,0.[3]NIST(NationalInstituteofStandardsandTechnology)-ChemistryWEBBook,Katti,R.S.;Jacobsen,R.T.;Stewart,R.B.;Jahangiri,M.,ThermodynamicPropertiesforNeonforTemperaturesfromtheTriplePointto700KatPressuresto700MPa,Adv.Cryo.Eng.,1986,31,1189-1197.[4]EN673:2011,Glassinbuilding—Determinationofthermaltransmittance(Uvalue)—Calculationmethod[5]ISO/FDIS19916-1,Glassinbuilding—Vacuuminsulatingglass—Part1:Basicspecificationofproductsandevaluationmethodsforthermalandsoundinsulatingperformance[6]富永五郎,过泰:真空技術講座I真空工学の基礎,日刊工業新聞社,1964[7]R.E.Collins,A.C.Fischer-CrippsandJ.Z.Tang,SolarEnergy,Vol.49,No.5,pp.333-359,1992[8]ISO15099:2003,Thermalperformanceofwindows,doorsandshadingdevices—Detailedcalculations西西R3107:2019附属書JD(参考)JISJISR3107:2019建築用板ガラスの熱貫流率の算定方法transmittance)ofmultipleglazing(I)JISの規定国際規格番号(III)国際規格の規定(IV)JISと国際規格との技術的差異の簡条ごとの評価及びその内容(v)JISと国際規格との技術的差異の理由及び今後の対策簡条番号及び題名内容簡条番号内容簡条ごとの評価技術的差異の内容3用語及び定義5項目を規定。2熱貫流率だけ定義。追加用語を追加。JISとして必要な用語を追加した。4記号及び添字324の記号,10の添字を規定。追加記号及び添字を追加。附属書の追加に伴う記号及び添字を追加した。室内侧の表面熱伝達率K)]薄膜なしのガラス面の場合,6薄膜なしのガラス面の場合,変更JISとISO規格とで異なる値を採用。旧JISからの変更は市場に混乱を招くおそれがあり,旧JISの値を踏襲した。なお,傾斜窓における表面熱伝違率は,ISO規格にも規定されておらず,これをISO規格及びJISに導入することは,今後の課題であいる値8.2中空層の熱コンダ計算に用いる温度及び温度差の值中空層及び真空層の熱コンダクタンスの計算に用いる温度及び温度差は,伝熱理論式の数値解によって求める。この場合,室外温度273K,室内温度293Kとする。ただし,2枚のガラスから成る複層ガラス及び真空ガラスの場合は,規定値を用いて7中空層の熱コンダクタンスの計算に用いる温度及び温度差は.2枚のガラスから成る複層ガラスの場合は,JISと同じ規定値を用いる。3枚以上のガラスから成る複層ガラスの場合は,伝熱理論式の数値解によって求める。ただし,この場合の境界条件は定められていない。変更JISでは,複層ガラス及び真空カラスのカラス板の枚数によらず,熱コンダクタンスの計算に用いるガラス温度及び温度差を反復循環収束による数值計算で求めることを標準とした。また,ISO規格では,境界条件が与えられていないが,JISにはこれを記載した。JISでは,複層ガラスの中空層及び真空ガラスの真空層の熱コンダクタンスの計算に一貫性をもたせるために,ガラス板の枚数に上らず,反復循環収束による温度計算を標準とした。また,市場に混乱を生じさせないために,旧JISを踏襲して境界条件を規定した。RR3107:2019(I)JISの規定国際规格番号(II)国際規格の規定(IV)JISと国際規格との技術的差異の簡条ごとの評価及びその内容(V)JISと国際規格との技術的差異の理由及び今後の対策簡条番号及び題名内容簡条番号内容简条ごとの評価技術的差異の内容U値は四捨五入によって有効数字2桁に丸めた数值で記載。その他,受渡当事者間の協定により報告する内容を規定。7U值は小数1桁に丸めた数値で記載。追加ISO規格では,U値以外の報告については規定さJISは,国内市場の実態に即して必要な規定内容を追加した。附属書A(規定)垂直放射率の算定方法はJISR3106の附属書JBに記載。AnnexAA.1垂直放射率の算定方法を規定。削除JISでは垂直放射率の算定方法は,JISR3106の附属書JBを引用し,本文には記載していない。JISでは市場に混乱を生じさせないために,旧JISを踏襲して,垂直放射率の算定方法はJISR3106に規定した。A.3気体の物性值7種の気体の物性値を規定。A.34種の気体の物性值を規定。追加JISでは3種の気体を追加した。JISでは,国内の現状に即して必要な気体及びEN673に記載の気体の物性値を追加した。附属書JA(规定)真空層の熱コンダクタンスの計算方法を規定。一追加ISO規格では規定していJISでは,国内市場に対応するために附属書を追加した。附属書JB(規定)フィルム材で分割した中空層の熱コンダクタンスの計算方法を規定。一追加ISO規格では規定していJISでは,国内市場に対応するために附属書を追加した。附属書JC(参考)中空層の熱コンダクタンスの計算に用いるガラス板及び中空層の温度の反復循環収束による数値計算結果の例を参考として記載。一一追加ISO規格では記載がなJISでは,国内の必要性を勘案して附属書を追加した。JISと国際規格との対応の程度の全体評価:ISO10292:1994,MOD注記1簡条ごとの評価欄の用語の意味は,次による。一削除……………国際規格の規定項目又は規定内容を削除している。一追加……………国際規格にない規定項目又は規定内容を追加している。一変更……………国際規格の規定内容を変更している。注記2JISと国際規格との対応の程度の全体評価欄の記号の意味は,次による。—MOD…………国際規格を修正している。RR現行規格(JISR3107:2019)旧規格(JISR3107:1998)改正理由簡条番号及び題名内容簡条番号及题名内容規格の名称建築用板ガラスの熱貫流率の算定方法glazing規格の名称板ガラス類の熱抵抗及び建築における熱貫流率の算定方法適用範囲の変更に合わせて,規格の名称も変更し規格の構成一規格の構成一可能な限り対応国際規格に整合させた。ただし,旧規格から計算式の変更はない。1適用範囲この規格は,建築物の外皮に使用される板ガラスの中央部の熱貫流率(U値)の算定方法について規定する。1.適用範囲この規格は,板ガラス類の熱抵抗及び板ガラス類を建築物の外壁部の窓に用いた場合の熱計算に必要となる熱貫流率(U値)の算定方法について規定する。近年は他のJIS,省エネルギー基準,各種制度なとにおいて、熱貫流率だけが引用されている状況を考慮し,対応国際規格に整合させて,熱抵抗に関する記載を削除した。8.2中空層の熱コンダ計算に用いる温度及び温度差の值複層ガラス及び真空ガラスの中空層の熱コンダクタンスの計算に用いる温度及び温度差は,室外温度及び室内温度を境界条件とする伝熱理論式の反復循環収束による数値計算によって求める。なお,2枚のガラス板から成る複層ガラス及び真空ガラスの場合,中空層の熱コンダクタンスの計算に用いる温度及び温度差に既定値を用いてもよい。5.4.1中空層の熱コンスの計算に用いる温度及温度差の值2枚のガラス板から成る複層ガラスの場合,中空層の熱コンダクタンスの計算に用いる温度及び温度差に既定値を用い3枚以上のガラス板から成る複層ガラスでは,室外温度及び室内温度を境界条件とする伝熱理論式の反復循環収束による数値計算で求める。複層ガラス及び真空ガラスの構成によって計算方法の取扱いが異なることは混乱を招くこと,2枚のカラス板から成る複層ガラス及び真空ガラスでも実際には仕様によって温度分布が異なること,近年はコンピュータプログラムによって収束計算が容易に実施可能であることなどの理由によって,複層ガラス及び真空ガラスを構成するガラス板の枚数にかかわらず,温度収束計算を実施することを標準の計算手順とした。ただし,数値計算に不慣れな計算実施者のために,2枚のガラス板から成る複層ガラス及び真空ガラスのための標準温度を補助的に用いてもよいことと現行規格(JISR3107:2019)旧規格(JISR3107:1998)改正理由簡条番号及题名内容簡条番号及び題名内容附属書A(規定)放射率の決定方法及び気体の物性表A.2に空気,アルゴン,六ふっ化硫黄,クリプトン,ヘリウム,ネオン及びキセノンの物性値を示す。5.3.2気体の物性值付表2に空気,アルゴン,SF₆及びクリプトンの物性値を示す。旧規格に記載の気体に加えて,ヘリウム,ネオン及びキセノンの物性値を追加した。ヘリウム及びネオンの追加は,防音性能を目的とした複層ガラス製品の中空層に封入されることに対応するためのものである。キセノンを封入した複層ガラス製品は,いまだ一般的ではないが,アルゴン及びクリプトンに次ぐ低い熱伝導率の不活性ガスとして欧州規格EN673には既に記載されているため,今回の改正で追加Lた。附属書JA(規定)真空層の熱ンスの計算真空ガラスの真空層の熱コンダクタンスの計算方法について規定する。一国内市場に対応するために附属書を追加した。この計算方法は,ISO/TC160/SCI/WG10にて原案作成され,間もなく発行が見込まれているISO/FDISに記載のものと同一のものである。附属害JB(規定)フィルム材で分割した中空層の熱ンスの計算複層ガラスの中空層をガラス板ではない1枚の樹脂製フィルム材で2分割した中空層の熱コンダクタンスの計算方法について規定する。一国内市場に対応するために附属書を追加した。この計算方法は,ISO15099を参考としたもので,ガラス板とは異なり遠赤外域の常温熱放射を透過する材料を含む複層ガラスの熱平衡を解く方法で附属書JC(参考)力ラス温度の収束計算結果の例中空層の熱コンダクタンスの計算に用いるガラス板及び中空層の温度の反復循環収束による数値計算結果の例を示す。一計算実施者が自作のコンピュータプログラムの計算結果の妥当性を確認できるようにするため,附属書を追加した。RR3107:2019建築用板ガラスの熱貫流率の算定方法“建築物のエネルギー消費性能の向上に関する法律(平成27年法律第53号)”の施行によって,建築物の結果,板ガラス構成にかかわらず計算手順を一通りにし,全ての複層ガラスについてガラス板の温度及4適用範囲について5主な改正点主な改正点は,次のとおりである。おり,3枚以上のガラス板から成る複層ガラスの場合には,冬期の夜間を想定した室外温度及び室内温度を境界条件として,ガラス板の温度及び中空層の熱コンダクタンスを反復循環収束による数値計算によって求めることと規定していた。複層ガラスの構成によって計算方法の取扱いが異なることはと,近年はコンピュータプログラムによって収束計算が容易に実施可能であることなどの理由によって,今回の改正では,複層ガラスを構成すことを標準の計算手順とした。ただし,数値計算に不慣れな計算実施者のために,2枚のガラス板かR3107:2019解説いるISO/FDIS19916-1,Glassinbuilding—Vacuumglass—Part1:Basicspecificationofproする動きがあり,今後,対応国際規格の改正作業が進したときは,こさらに,鉛直窓以外の窓(傾斜窓)における板ガラスの表面熱伝達率については,この