結露ができる理由やその対策と窓の結露の防ぎ方

寒くなってくると気になりだすのが結露ではないでしょうか。

暖かいときにはみないのに冬になるとひょっこり顔をだします。

特に窓に結露してしまうことが多いですが、場合によっては壁に結露してしまうこともあります。

結露をそのままにしておくとカビやダニが発生してしまったり、場合によっては家の寿命に影響したりする可能性がでてきてしまいます。

なぜ結露してしまうのでしょうか?

結露を防ぐにはどのような対策をすれば良いのでしょうか?

結露ができる理由

寒くなってくると結露が見られはじめますよね。
暖かいときには全くないのに不思議です。
結露対策の前に、なぜ結露してしまうのかを考えてみましょう。
そもそも結露というのは何でしょうか。

簡単にいうと空気中の水蒸気の一部が液体の水に戻り、窓や壁などを濡らしてしまう現象が結露です。
しかし、窓が結露しても不思議なことに私たちは結露しませんよね?
それはなぜなのでしょうか?

まずはどのようなときに結露するのか考えていきましょう!
飽和水蒸気量1)空気1m3あたりに含むことができる水蒸気量の限界のことです。が20g/1m3の空気1m3中に18gの水蒸気があるとします。
飽和水蒸気量が20g/1m3、水蒸気量が18gなので、この空気はあと2gの水蒸気を含むことができます。
この空気1m3を冷やして飽和水蒸気量が10g/m3になったとします。
この空気は10g/m3しか水蒸気を蓄えることができません。
もとの空気には18gの水蒸気を含んでいました。

ということは、8gの水蒸気が空気中にいられなくなってしまい、水蒸気から水に変化します。
この8gが窓や壁などについて結露になります。

結露の対策を考える!

簡単に考えるとこんな流れで結露は起こります。

①空気があたためられ、飽和水蒸気量が増加。
(たくさん水蒸気を含むことができるようになる。)

②水蒸気の量が増加

③空気がなんらかの理由で冷やされ、水蒸気が水に変化(結露)

①~③のいずれかを断つことが出来れば結露を防ぐことができそうです。
「①空気があたためられ、飽和水蒸気量が増加」から順番に考えてみましょう。
家の場合は、空気をあたためるのはエアコンやストーブですね。

①を防ぐには空気をあたためなければ良いということになります。
つまり暖房器具は使わないということです。
真冬にあたためないというのは厳しいのでこれは却下!

「②水蒸気の量が増加」を考えてみましょう。
そもそも水蒸気の量が増加しなければ、暖められた空気が冷えても水蒸気量に変化がないので結露は起きません。
水蒸気の量を増加させなければ効果的な対策になりそうです。

水蒸気の量の増加を防ぐ方法を考えてみましょう。
水蒸気の出所はどこなんでしょうか?

水蒸気の出所を挙げると
・料理時
・観葉植物
・人間やペットの呼気
・ストーブやファンヒータなどの暖房器具(燃焼時に水蒸気がでます。)
・加湿器

意外といろいろな発生源があります。
暖房を入れ室温があがると飽和水蒸気量が多くなるため水分が蒸発しやすくなるので水蒸気量が増えやすくなります。

観葉植物の蒸散2)植物が体内の水分を水蒸気として発散することする量も増え、呼吸では湿った空気を吸った場合に比べて、乾いた空気を吸った場合の方が吐いた空気中に水蒸気をより多く含んでいることになるので、呼吸中の水蒸気量も増えると言うことができます。
また冬は乾燥するというイメージから加湿器を入れっぱなしにしているという方もいますが、きちんと湿度を見ながらon、offをしたほうが良いです。

冬場の湿度はあげすぎるとすぐ結露につながります。
湿度をあげるようにしているのは、インフルエンザ対策などで湿度が高い方がよいといわれるためだと思うのですが、湿度をあげすぎても別の場所で結露が大量に起きてしまうだけなのであまり意味もないでしょう。

気温が20℃(飽和水蒸気量17g/m3)の部屋で50%の相対湿度3)飽和水蒸気量に対する水蒸気量の割合で次の式で求めることができます。相対湿度[%] = {空気1m3中に含まれる水蒸気量[g/m3]/その気温での飽和水蒸気量[g/m3]}×100飽和水蒸気量が20g/m3、水蒸気量が5g/m3の時の相対湿度を求めてみましょう。相対湿度[%] = 5g/m3÷20g/m3×100
= 25%となり、相対湿度が25%ということになります。つまり相対湿度とは、飽和水蒸気量に占める水蒸気量の割合ということになります。
だとすると8.5g/m3の水蒸気を含んでいることになります。

窓辺の気温が5℃(飽和水蒸気量7g/m3)だとすると、飽和4)空気が含むことができる水蒸気量が限界に達し、それ以上水蒸気を含めない状態のことしてしまうんですね。

ちなみに気温が10℃のときでも飽和水蒸気量が9g/m3なので飽和しかけの状態ですね。
つまり加湿しすぎても窓で結露するだけなのでそれ以上は湿度が上がらないということになります。
20℃で相対湿度50%の部屋があるとすると、窓辺などでも10℃以上の気温が保てないと結露することになります。
湿度をもっとあげたいとなると工夫が必要になりそうです。

「③空気がなんらかの理由で冷やされ、水蒸気が水に変化(結露)」を考えてみましょう。
暖められて水蒸気をたくさん含んだ空気が冷やされなければ結露は起こらないということですよね。
結露しやすいところといえば窓ですよね。
結露が家にできた時の対策と水蒸気が窓につかない方法

窓の結露を防ぐ

窓の表面付近の気温が冷えていなければ結露はおきないはずです。
こんな時には、窓付近にヒーターを置いたりサーキュレーターなどで窓の表面の空気を暖かい空気と入れ換えてしまうとよいですよ。

窓の結露対策になると思います。
ただここで注意したいのは、窓に結露しなくなっただけで水蒸気はまだ空気中にあるということです。
ここで窓が暖められても壁付近が冷たければ壁に結露するということになります。

窓辺を暖めたからといって水蒸気量を増やしすぎると別の場所が結露してしまう可能性があるので注意しておきましょう。

また、増加した空気中の水蒸気量を減らす一番の方法は換気です。
寒いのですが、これが一番の方法ではないでしょうか?
水蒸気量が外気と同じ量になってしまえば結露はあり得ないからですね!

まとめ

今回は結露についてでした。
二重サッシなどの断熱性能抜群な窓だといいのですがそうでない場合は、結露しがちではないでしょうか?
冬が乾燥したイメージはありますが、家の中だと意外と水蒸気を出すものがたくさんあります。
そのせいで部屋そのものは乾燥していないことも多いのではないでしょうか。
料理などをすれば多量の水蒸気が出るのでうまく湿度のコントロールをしないと結露に繋がってしまします。
完璧に結露を防ごうと思うと難しいし、疲れてしまいます。
結露を軽減させようくらいがちょうど良いのではないでしょうか。
窓にできた結露が取れるふき取りグッズはなにがいい?

References   [ + ]

1. 空気1m3あたりに含むことができる水蒸気量の限界のことです。
2. 植物が体内の水分を水蒸気として発散すること
3. 飽和水蒸気量に対する水蒸気量の割合で次の式で求めることができます。相対湿度[%] = {空気1m3中に含まれる水蒸気量[g/m3]/その気温での飽和水蒸気量[g/m3]}×100飽和水蒸気量が20g/m3、水蒸気量が5g/m3の時の相対湿度を求めてみましょう。相対湿度[%] = 5g/m3÷20g/m3×100
= 25%となり、相対湿度が25%ということになります。つまり相対湿度とは、飽和水蒸気量に占める水蒸気量の割合ということになります。
4. 空気が含むことができる水蒸気量が限界に達し、それ以上水蒸気を含めない状態のこと