「熱伝導率」と「熱貫流率」はどう違う？

熱伝導率 λ [W/(m·K)] は材料そのものの性質。熱貫流率 U [W/(m²·K)] は壁体 (材料 × 厚さ + 表面熱伝達) を組み合わせた実用指標。 U = 1 / (内部表面 + 壁体抵抗 + 外部表面)。設計者は U 値で熱負荷を計算しますが、材料選びは λ 値で比較するのが基本です。

なぜ断熱材は熱伝導率が低いほど良い？

熱伝導率が低い = 熱が通りにくい = 同じ厚さで断熱性能が高い。グラスウール (λ ≒ 0.04) は鉄 (λ ≒ 80) の 2000 分の 1 の熱しか通さないので、薄くても断熱効果が得られます。ただし密度・吸湿性・耐火性・コストとのバランスで実際の材料は選ばれます。

米国の「R-30」と日本の「R = 3」は同じ？

違います。米国 R 値の単位は hr·ft²·°F/BTU、日本の R 値は m²·K/W。 1 (米国 R) ≒ 0.176 (SI R) なので、米国 R-30 ≒ SI R-5.28 (m²·K/W)。米国の壁断熱基準 R-19〜30 を日本の感覚で見たら過剰に思えるのは、単位が違うからです。

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熱伝導率換算 (W/(m·K) / kcal/(h·m·℃) / BTU系)

熱伝導率 (材料の熱の伝わりやすさ λ) の相互換算ツール。 W/(m·K), mW/(m·K), kcal/(h·m·°C), cal/(s·cm·°C), BTU/(h·ft·°F), BTU·in/(h·ft²·°F) の 6 単位に対応。 1 kcal/(h·m·°C) = 1.163 W/(m·K)。断熱材選定・熱負荷計算に。

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熱伝導率換算 (W/(m·K) / kcal/(h·m·℃) / BTU系)について

熱伝導率換算ツールとは

このツールは、熱伝導率 λ (材料の熱の伝わりやすさ) の相互換算を行います。 W/(m·K), mW/(m·K), kcal/(h·m·°C), cal/(s·cm·°C), BTU/(h·ft·°F), BTU·in/(h·ft²·°F) の 6 単位に対応。建材の断熱性能比較、熱負荷計算、米国製品のスペック解読 (R値・U値) に。

主要な係数と材料の目安

1 kcal/(h·m·°C) = 1.163 W/(m·K) (旧 JIS で頻用)
1 BTU/(h·ft·°F) ≒ 1.730735 W/(m·K) (米国スペック)
1 BTU·in/(h·ft²·°F) ≒ 0.144228 W/(m·K) (米国の断熱材ラベルでよく見る)

代表的な材料の熱伝導率 (W/(m·K)、 20°C 付近):

銅: 約 400 (金属系で最も伝わりやすい部類)
アルミ: 約 237
鉄: 約 80
ガラス: 約 1.0
水: 0.60
木材: 0.12〜0.15
グラスウール (断熱材): 0.038〜0.045
真空: 0 (放射熱のみ伝わる)

R 値 / U 値との関係 ― 建築熱負荷計算

建築・断熱業界では、熱伝導率 λ そのものではなく以下の指標がよく使われます:

熱貫流率 U [W/(m²·K)]: 壁全体の熱の通しやすさ (薄い・λ が大きいほど大)
熱抵抗 R [m²·K/W]: U の逆数 = 厚さ / λ (大きい = 断熱性高い)
米国 R 値 [hr·ft²·°F/BTU]: R 値の英米単位、数値が日本の 5.68 倍になる (R-20 米国 ≒ R-3.52 SI)

日本のグラスウール 100mm の R 値 ≒ 100mm / 0.038 W/(m·K) = 2.63 m²·K/W (= 米国 R-15 相当)。米国の北部住宅断熱基準が R-30〜49 と高い値なのは、同じ単位で見比べると日本基準より厚く断熱しているという意味です。

よくある質問

Q. 「熱伝導率」と「熱貫流率」はどう違う？: 熱伝導率 λ [W/(m·K)] は材料そのものの性質。熱貫流率 U [W/(m²·K)] は壁体 (材料 × 厚さ + 表面熱伝達) を組み合わせた実用指標。 U = 1 / (内部表面 + 壁体抵抗 + 外部表面)。設計者は U 値で熱負荷を計算しますが、材料選びは λ 値で比較するのが基本です。
Q. なぜ断熱材は熱伝導率が低いほど良い？: 熱伝導率が低い = 熱が通りにくい = 同じ厚さで断熱性能が高い。グラスウール (λ ≒ 0.04) は鉄 (λ ≒ 80) の 2000 分の 1 の熱しか通さないので、薄くても断熱効果が得られます。ただし密度・吸湿性・耐火性・コストとのバランスで実際の材料は選ばれます。
Q. 米国の「R-30」と日本の「R = 3」は同じ？: 違います。米国 R 値の単位は hr·ft²·°F/BTU、日本の R 値は m²·K/W。 1 (米国 R) ≒ 0.176 (SI R) なので、米国 R-30 ≒ SI R-5.28 (m²·K/W)。米国の壁断熱基準 R-19〜30 を日本の感覚で見たら過剰に思えるのは、単位が違うからです。