＜防災エコ窓用金具 + 中空ポリカの相乗効果＞
台風・犯罪に対する窓強化
断熱強化によるCO2排出削減と減音効果

NPO法人エスコット 柏環境研究所〒277-0011 千葉県柏市東上町4-17
NPO ESCOT Kashiwa Institute for Environmental Studies
Zip code 277-0011
4-17 Azumakami-cho,Kashiwa-city Chiba-pref. Japan
Tel:+81(0)4-7166-4151 mobile:+81 (0)80-4365-0861 fax:+81(0)4-7166-4128
info@npo-escot.org
https://npo-escot.org

防災エコ窓の概要説明とオプション
台風や侵入者から窓を守る唯一の強化技術です！
＊割れたガラスの飛散防止手段ではありません。
テープ、フィルム、段ボール、カーテンとは異なります。

省エネ、防音効果があります。
＊ペアガラス以上の断熱効果（熱還流率約３ｗ/ｋ・ｍ２）＊約１６ｄｂの減音効果
衝撃吸収原理窓ガラスの外側に特殊ボルトを張り、中空ポリカ板を差し込み特殊ナットで固定

通常セット価格：５００円
ボルト＝長さ7ｍｍ、直径3ｍｍ

コインナット

ベースプレート30mm

防災エコ窓用金具の外寸

φ3mm

厚さ0.8mm

30mm

7mm
高さ2.7mm

7～30mm

強風対策用オプション：筒状シリコーン + ２０㎜ボルト※ガラス面から２０ｍｍ以上の高さが必要です。
※ガラス面と中空ポリカのクリアランスは対流損出発生限界の１２ｍｍ以内とします。
※オプション価格：８０円（シリコーン緩衝材+２０ｍｍボルト）

変形と潰れで風圧と衝撃を別々吸収

STS緩衝材 + 20㎜ボルト

窓への取付方法
ステップ-１． 窓ガラスの汚れを落とし、縦横の長さを測ります。中空ポリカ板をカッターで切ります。
① 油膜・水分をアルコール等でしっかり落とします。
② 窓ガラスの大きさはパッキングの内側からの長さを計ります。
③ 中空ポリカの細長い空間が横方向になる様にカットします。
※窓形状によっては縦使用も可
注意：手袋などを着用し、怪我の無いように作業して下さい。

ステップ-２．ガラス面の角から10cm～15cm程の所に予めボルトをセットした窓用ボルトをシリコーンで貼ります。
※窓形状によって金具取付位置を変更する事も可能です。
※サイズによっては2か所止め、1か所止めとなります。

推奨シリコーン：
コニシ（株）バスボンドQ
品番：＃04888

内側から見た状態
型紙などで位置を決め窓ボルトを窓ガラスに張ります。
※多少のずれは中空ポリカ板上の穴の方で調整出来ます。
窓ボルトを取り付けてから乾燥まで1日待ちます。

ステップ-３． 予め切っておいた中空ポリカ板に釘などで穴をあけ、窓ボルトに通し、コインナットで固定し完了です。
①位置を確認しながら一カ所ずつ固定します。
※中空ポリカ板のリブ（支柱面）が邪魔する場合はアイスピック等でもんで穴を広げます。(穴は大きめで大丈夫）②コインナットは指の腹で擦る様に時計方向に回します。

完了です。お疲れ様でした!

3

清掃、取り外し方法
季節、台風などの気象状況によって簡単脱着！
窓ガラスとの隙間に入った汚れを取り、中空ポリカを洗浄します。
①コインナットを回し中空ポリカ板を外す。
②中空ポリカの表裏を洗います。
③空洞部は強めの水流で洗い流します。
④その後、乾燥させてからはめ戻します。

引っ越しなどで防災エコ窓用金具を改修したいとき。
①スパチェラー等をガラスとの間に差し込み揉みながら窓ボルトを剥がします。

②接着剤としてのシリコーンが残ります。

③スクレイパー等でシリコーンを剥がします。

④乾いた布で拭いたら完了です。

4

防災エコ窓の特徴と収益について
特徴

説

明

難燃性

アクリル等と違いポリカは燃えにくい性質があります。

外(または両面)断熱

既設建造物に後づけでマドの多層化強化が出来ます。

選択採光

夏は遮光、冬の陽光を取り込み室内を明るくし、暖めます。

防犯･防災

中空ポリカにより、“ガラスは割れる”の常識が変わります。

減音防音

約１６dbの音響低減効果があります。
幹線道路に面した家屋が約25メートル離れた減音効果

空気層調整

ボルトの長さを自由に選べます。

反射角調整

太陽光反射角調整が出来ます。

長寿命

UVカットの屋根材なので建物と同程度の長寿命です。

高強度

航空機、新幹線窓、防弾ガラスと同一素材です。

軽量

1kg/m2と軽量なので窓レールを痛めません。

紫外線カット

紫外線をカットするので床を傷めません。

取り外し自由ナットを回し簡単脱着、洗浄や交換が自由に出来ます。

収益金の活用について
防災エコ窓の収益金は以下の研究開発に投入されます。
１．気候変動への具体的な実証研究☆海面水温の冷却とプランクトン増による気候変動対策 ： 波動式湧昇ポンプによる底層海水汲み上げ

出典:国立環境研究所HP

5未解決な窓割れ対策
ガラス窓を強化する方法必が要テープでは防げない窓割れ問題

風に弱いシャーター：千葉ではシャッターが飛ばされる事態が発生しました。
調べたところ大手メーカーの台風地域用耐風圧シャッターは風速44メートル（1200パスカル）が限界。
一方、関東地方の窓ガラスの耐風圧は約48メートル。
つまり、モノの衝突による衝撃には強いが風圧に関しては窓ガラスより弱いという事になります。

衝撃力(f=mv/Δｔ）についての試算
10mの高さから80gの鉄球を落とした場合の衝撃力計算です。
パネルなしの窓割れ限界の1490Nを超えてしまいます。
パネル＋STS衝撃吸収リングを付けた場合106Nとなります。
質量m0.08 kg

質量m0.08 kg

移動速度v

10 m/s

移動速度v

10 m/s

制動距離l0.001 m

制動距離l0.015 m

衝撃力F

1600.00 N

衝撃力

F

106.67 N

163.27 Kgf 重量

10.88 Kgf 重量

色々な形状ぶつによる落下試験
球体、ボルト、丁番

細かな突起物による中空ポリカの変形特性
アクリルの様に割れず、自ら変形し小片を抱え込む。

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強風に対する試算
防災エコ窓の脱落、落下によるリスク評価を風圧計算により行った。
前提条件：■風速50ｍ/ｓ■ガラス面に平行かつ横、縦方向からの風向を想定■窓との空間10㎜、パネル厚5㎜（実際は4㎜使用）、合計15㎜で計算■抗力係数には凹型受風面での係数使用■気圧1000ｈＰａ、気温20℃での空気密度を使用①横方向からの風による力抗力
L
揚力D
抗力係数
Cp
揚力係数
CL
空気密度
ρ（kg/㎥）
流れに対する物体の投影面積
流れの速度ｍ/ｓ

2.301.19A（㎡）50

凹形状の係数使用

抗力計算式
揚力計算式
合計

4.540.00
4.54kg・m/s²kg・m/s²kg・m/s²②上方向からの風による力
抗力
L
揚力
D
抗力係数
Cp
揚力係数
CL
空気密度
ρ（kg/㎥）
流れに対する物体の投影面積
流れの速度ｍ/ｓ

2.3
01.19A（㎡）50

凹形状の係数使用

抗力計算式
揚力計算式
合計

2.93
0.00
2.93kg・m/s²kg・m/s²kg・m/s²

L=1/2CpρAU²
D=1/2CLρAU²

L=1/2CpρAU²
D=1/2CLρAU²

1000hPa,20℃
0.013

1000hPa,20℃
0.008

隙間15㎜中空ポリカ厚含む

吹き降ろし風※ガラス面
横風※実際には真横、真上方向からの風は建物の構造上存在しない。

隙間15㎜

7

強風地域対応、衝撃吸収用緩衝材(別売りオプション）
変化する風圧を形状で吸収
飛散物衝突を潰れで吸収

潰吸収

形状吸収

13.0㎜

3.2㎜

2.0㎜

対流損出（＝空間内で空気が動き熱を伝える事によるエネルギーロス）防止※窓ガラスと中空ポリカの間の約12㎜の空間は最も断熱効果を引き出す最大値です。

中空ポリカ4㎜：

衝撃吸収リング

窓ガラス強化構造：①中空ポリカ板4mmのたわみ+潰れ②シリコーンリングの変形による風圧吸収③シリコーン素材の潰れによる衝撃吸収注意：
取付には窓ガラス面から20㎜以上のクリアランスが必要となります。
従って、引違い窓等ではご利用になれない場合があります。

オプション価格：80円/セット
シリコーン製リング
M3 20㎜ステンレス製ボルト

技術と特許権
吸盤形状ベースボルトの吸引力試験
唯一の窓ガラス外面施工

凹み構造によりシリコーン材を保持

シリコーン材Made in Japanの品質： 特殊治具を開発しての精密加工（国内製造工場）

特許権となった方法論

9シリコーン材の接着強度と耐久性について
窓ガラスと窓ガード用金具との接着に使用するシリコーン材メーカーに問い合わせを行った。
①１月25日、11：35 、セメダイン接着技術相談センター、イトウ様 0120-984-053
シリコーン材（オキシムタイプ）の経年変化についての質問
回答⇒有効可能期限約10年、紫外線により黄変（黄色っぽくなる）するが品質に問題なし。
実験試料等については営業窓口にコンタクトしてほしい。

②１月30日、11：23 、セメダイン㈱、営業部 03-6421-7276
経年変化に関する試験データの提出についての質問
回答⇒試験データは持っていないとの事。ハウスメーカー等との情報交換の中では10年は大丈夫と話しているとの事。

※独自の強度試験を行った。
ガラス面にシリコーン（オキシムタイプ）接着した窓ボルトに10リットルの水を入れたバケツを吊し経過をみた。
2回の実験の結果、1回目は2.5日、2回目は7日間保持できる事が判明した。
写真左、全体状況、中央、吊るした直後、右、24時間後

３．安全ワイヤー
パネルが剥がれた際、落下するのを防ぐため、以下のワイヤーフックを制作した。
パネル下部の隅に窓ボルトで固定、他方は手すりに固定。

10エネルギー損出と実験値

窓からのエネルギーロス イメージイラスト（環境省外郭団体資料より）

中空ポリカーボネート・パネル施工による冬季結露状況比較
写真上：NPOエスコット 柏環境研究所
写真下：NPOエスコット 御宿町上布施試験場

中空窓ガードの熱還流率(w/㎡・k）実測値
窓ガードの有無による室外と室内の温度差比較 2013年2月11日測定
パネルを付けた窓の内側の方がパネルなしの窓の約2倍の気温で推移している。
654
内外温度差ib32

内外温度差５mmｶﾞﾗｽ

1-1171319253137434955616773798591971031091151211271331390
内外温度差11

導入費用と原価償却①中空窓ガード設置及び管理に関する費用内訳項目

単価

数量 税抜き金額

中空ポリカ板（1820x910x4㎜）、UVカット
中空窓ガード用金具（板バネなし）
取り付け工事費

1,800
500
10,0006482※柏市提出の企画では板バネ付きの金具で試算※管理費を計上

消費税

税込み金額

10,80024,00020,000

864
1,920
1,600

11,66425,92021,60054,8004,384

59,184②冷暖房コスト削減による償却について
経済効果試算①冬季12，1，2月②春・秋＝6ヶ月③夏季6,7,8月で試算
冬季の省エネ効果シュミレーション
一般的窓面積室内温度
外気気温
暖房使用時間タイプ
一般ガラス（5mm）
ガラス + ポリカ（4.5mm）

10 m2
20 ℃
8℃
10 時間

熱貫流率 面積
5.9
10310

高温側
2020

低温側
温度差
8128
12
一日の省エネ効果
月間の省エネ効果
冬期３月間経済効果

春・秋の熱損失シュミレーション
一般的窓面積10 m2
22 ℃
室内温度
15 ℃
外気気温
10 時間
エアコン使用時間比較
熱貫流率 面積 高温側温度 低温側温度 温度差
5.91022157
一般ガラス（5mm）31022157
ガラス + ポリカ（4.5mm）
一日の省エネ効果
月間の省エネ効果
春・秋6月間経済効果
夏の熱損失シュミレーション
一般的窓面積室内温度
外気気温
エアコン使用時間
比較
一般ガラス（5mm）
ガラス + ポリカ（4.5mm）

10 m2
28 ℃
35 ℃
10 時間
熱貫流率 面積 室内温度 低温側温度 温度差
5.9
10
28
35-73
1028
35-7
一日の省エネ効果
月間の省エネ効果
夏季３月間経済効果

暖房使用時間1010時間1010時間1010

年間経済効果価格(フルサイズｘ6枚、約10ｍ２)
償却年数

窓経由のエネルギーロ
ス7,080 whr
3,600 whr
3,480 whr
107,880 whr
8,318 円 —①

移動熱エネルギー
4,130 whr
2,100 whr
2,030 whr
60,900 whr
9,391 円 —②

移動熱エネルギー
4,130 whr
2,100 whr
2,030 whr
60,900 whr
4,695 円 —③

22,404 円 —①+②+③
37,584 円
1.68 年※この数字は試算値であって保証値ではありません。

12中空ハモニカ構造のスマートな採光特性
夏は遮光、冬は採光

中空ポリカ横置きによるブラインド効果イラスト

表面と裏面をつなぐリブ（支柱）中空ハモニカ構造による光強度(w/㎡)減衰試験
入射角による光強度測定グラフ
ブラインド効果試験結果
350
300
250
200

反射+ﾌﾞﾗｲﾝ
ﾄﾞ

透過光強度

150
100

ブラインド形状による遮光効果

5000102030

40

50

60

70

80

90

対地角度

ブラインド構造による冬季の採光状況比較
写真左：窓ガラスのみ 写真右：中空ハモニカ構造による反射光13P/L保険
１億円の製造物責任賠償保険加入

14各地での施行例：
千葉県内 I氏邸
ガレージ窓をテープ補強

ガレージ窓に中空ポリカ板を施工
小窓なので防災エコ窓金具１つで施工

神奈川県 E氏邸
出窓(写真左上）
押し出し窓(写真右上)
玄関上部フィックス窓(写真下）

15

福岡県 N氏邸

台風接近に備えテープで補強

防災エコ窓金具を購入

テープ補強窓の外側に中空ポリカ4mmをDIY施工

静岡県内 U氏邸

16

柏市役所における試験データ
背景：気候変動①夏季の猛暑対策 ：屋内でも熱中症が多発②想定を超える強風対策 ：超大型台風、急な突風・竜巻による窓割れリスク発生（窓の限界風速49m/秒）③確実な省エネ推進 ：即効性のあるCO2削減の義務化④地域経済活性化 ： SDGｓに沿った次世代型ビジネスモデル
実証試験：①実験場所：柏市役所本庁舎南側１階部分 千葉県柏市柏5丁目10番1号②現状課題：特に夏季における冷房空調に対する改善が求められていた。
③柏市役所４階窓への中空エコ窓取付と計測

南西向きの柏市庁舎、一階、入り口部分

柏市庁舎4階での設置写真
窓と中空ポリカの間にスダレ挿入

内側に段ボールを張った遮熱対策

NPOエスコット柏環境研究所での実施状況写真

17

柏市庁舎に於ける＜防災エコ窓＞設置効果検証試験

場所：千葉県柏市柏5丁目10番1号
課題：夏季のエアコン能力不足等
概要：中空ポリカーボネート板（以後、中空ポリカと呼ぶ）4mm厚の単体および同厚中空ポリカ+スダレの2種類を窓ガラス外側に設置、断熱・遮熱効果を検証。

実施方法：
１．市庁舎南西側面窓の外側に中空ポリカ板2枚を張るが、うち1枚にはガラス面と中空ポリカとの間にスダレを挟む。
２．①、③には空間約10㎜の板バネ付ボルト使用。
３．①、②、③の温度センサーは室内側ガラス面上に、外気温測定ロガー④はベランダ日陰部に設置。
４．センサーの高さは全て揃え、①、③では中空ポリカの中心に来るようにする。
５．１０分間隔で温度の記録をとり、断熱、遮熱効果を検証する。
実施期間：2019年1月25日～2019年9月7日

市庁舎、南西側、4階窓

幅170cmの中央ガラスに設置
温度ロガー取り付けイメージ（外側から）※赤棒は温度ロガー
屋内側でパネル中央に設置③板バネ+スダレ①板バネ
のみ②パネルなし④外気温
直射日光を避ける為ダンパーの内側の日陰に設置

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センサー検温部を2つ折りし側面をステイプルで閉じた白色面ファスナー内に差し込み設置
窓への固定は面ファスナーの片面接着機能により行った。

外気温計測ロガー、直射日光の当たらない日陰に設置

窓ガラス内面測定ロガー

窓ガード設置内面測定ロガー

窓ガード+スダレ内面測定ロガー

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温度グラフが示す試験結果

採用期間：2019年3月12日～3月15日
グラフ色別：ブルー＝パネルのみ

最高温度42～45℃（外気温21.9℃）、最低温度6～7℃（外気温2.4℃）

赤＝パネルなし

緑＝パネル+スダレ

紫＝外気温①日射がなく、屋内暖房が切られたと考えられる青線四角の時間帯では窓ガラスの断熱効果は限定的であった。
②パネルのみとパネル＋スダレではパネル＋スダレは冬季保温効果が高い事が確認された。
③日射のある日中の赤線四角囲いの時間帯ではパネル+スダレの遮熱効果が最も高かった。
※パネル+スダレの組み合わせを用いる事で屋内側気温を約2℃程度下げられる事が認められた。
※この時間帯の最高気温が40℃以上に達するのは日射熱と暖房熱がブラインド閉じ込められ蓄熱した為と考えられる。
結論
オフィス環境では中空ポリカ+スダレの組み合わせが、日中、直射光を遮りパソコン利用環境を高める。
また、夜間の放熱を防ぎ、翌朝からの暖房コスト削減に寄与するものと考えられる。

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全体の温度グラフが示す夏場における試験結果③①②②③21

まとめ：１）新規性・相違点
１．窓ガラスと中空ポリカ板の間にスダレを挿入した。
２．中空ポリカ板と窓ガラスの間隔を大きくして板バネを挿入した。
３．中空ポリカ板のみの窓ボルトの位置を衝撃吸収を考慮した位置とした。
２）回収データの質的課題

１．屋外側に柱があり、同時刻同条件でのデータとはずれが生じる。
２．屋内側にエアコンの吹き出し口、ブラインド、ロッカー等が存在し、多様な人為的影響を伴う。
例：休日、ブラインドの開け閉め等
３）結論
１．窓ガラスの断熱・遮熱能力は限定的
窓ガラスのみの部分は冬寒く、夏暑いという事がグラフから改めて確認された。
２．パネル＋スダレの組み合わせは冬季の保温、夏季の遮熱、直射日光によるパソコン事務環境の悪化対策として有効であると考えられる。
３．窓ガラスと中空ポリカ板の間隔を１ｃｍ以上にしても強度的に問題がないことが確認された。
※2度の台風による強風による実績。
４．窓ボルトの位置を内側に寄せすぎると熱によると思われる反りが生じることが判明した。

ボルト位置と反り返り

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