ガラス（窓）

熱伝導を低減するための戦略は、断熱ガラスを使用することです。これは、2 枚以上のガラス板を直列に使用し、それぞれのガラス板の間には隙間を設けます。二重ガラス窓は、単板ガラスに比べて大幅な省エネ効果が得られるため、新築住宅では標準となっています。個々のガラス板は断熱性能が低く、R 値（断熱性）、つまり物体の熱伝導抵抗の尺度は 0.9 です。

しかし、2枚のガラス板を隙間を空けて直列に配置し、スペーサーで固定して密閉すると、隙間内の静止ガスが断熱材として機能します。理想的な隙間のサイズは場所によって異なりますが、平均的には15～18  mmの厚さで、 標準的なガラスの厚さを4  mmと仮定すると、最終的な組み立てサイズは23～26 mmになります。^{[ 9 ]}隙間に空気を入れた二重ガラス窓のR値は2.1で、これは単板ガラスの0.9よりもはるかに優れています。あまり一般的ではありませんが、極端な温度の環境で時折使用される三重ガラス窓のR値は3.2です。これらの値は、R値が12～15から始まる壁の値よりもはるかに低いですが、それでも熱伝達の減少は相当なものです。隙間をアルゴン（またはあまり一般的ではありませんが、クリプトンまたはキセノン）などの熱伝導率の低いガスで満たすことで、さらに高いR値を得ることができます。^{[ 10 ]}

伝導を低減するもう 1 つの代替方法は、ガラス板の間に真空を作り出して維持することであり、これにより R 値が 10 という非常に高い値を達成し、同時にガラス板間の必要な隙間を 2  mm に大幅に縮小し、アセンブリのサイズを 10 mm まで小さくすることができます 。この技術は 1996 年に初めて商業的に発売され、その後数十年で数百万台が生産されましたが、ほとんどの用途では依然として非常に高価であり、広く普及するには至っていません。^{[ 11 ]}

放射線を低減する戦略は、ガラスに低放射率（Low-E）コーティングを施すことで、入射する赤外線の大部分を反射させることです。Low-Eコーティングには2種類あります。^{[ 12 ]} 1つ目はソーラーコントロールLow-Eで、入射する太陽放射を遮断することで、建物内部の熱取得を減らし、その熱を除去するための冷房コストを削減することを目的としています。二重窓に設置する場合、コーティングは外側のガラスの内側に施され、断熱性能を向上させるために、オプションで内側のガラスの内側にも施されます。このタイプのコーティングは、冷房が主となる気候や、内部負荷が大きい建物に最適で、主な目的は建物の過熱を防ぐことです。

暖房が支配的な気候では、2 番目のタイプの Low-E コーティングの方が適しています。これはパッシブ Low-E で、建物内部の熱を保持することを目的としています。これらのコーティングは、太陽からの短波赤外線をあまり遮断しませんが、内部から来る長波赤外線を遮断し、一種の温室として機能します。これらのコーティングは、太陽熱取得を少なくしたい場合は外側の面に、太陽熱取得を多くしたい場合は内側の面に、内側のガラスに施されます。特に二重または三重のガラス窓と組み合わせると、Low-E コーティングで達成される R 値は非常に高くなり、アルゴンガスが充填された 3 枚ガラスの窓に Low-E コーティングを 1 つ施した場合、R 値は 5.4 になります。^{[ 10 ]} Low-E コーティングのトレードオフの 1 つは、主に窓を通過する赤外線の量を減らすことを目的としている一方で、通過する可視光の量もいくらか減らすため、結果として建物の照明需要が高くなる可能性があることです。

Low-E コーティングをガラスに塗布する方法には、ハードコートとソフトコートの 2 つの方法があります。ハードコートは、フロートガラス製造工程の錫浴中または錫浴直後に塗布されます。この方法では、既存の製造工程中にコーティングが追加されるため、非常に耐久性があり、安価なコーティングが得られます。ただし、ソフトコート方法ほどエネルギー効率は高くなく、より多くの赤外線が透過します。一方、ソフトコートは、ガラスがすでに製造され切断された後に塗布され、透明度が高く、断熱性に優れています。ただし、追加の製造工程により製造コストが増加し、コーティングは風雨にさらされると劣化するため、二重ガラス窓の内側にのみ塗布できます。一般的に、太陽光制御 Low-E ウィンドウはソフトコート、パッシブ Low-E ウィンドウはハードコートです。これは、ソフトコートの方が放射率が低いためです。^{[ 13 ] [ 14 ]}