窓ガラスが曇るのはなぜ？結露のしくみ
寒い朝、窓ガラスが白く曇ったり、水滴がびっしりついたりするのは、空気中の水蒸気が冷たいガラスの表面で水に変わるからです。この現象を「結露」といいます。曇りの正体は、ガラスについたとても小さな水滴です。
透明なガラスが白く曇るのは、小さな水滴のため
空気中には、目に見えない「水蒸気」という気体の水が含まれています。水蒸気を含んだ空気が冷たい窓ガラスに触れると、ガラスのすぐ近くで空気が冷やされます。すると、水蒸気の一部が液体の水に変わり、ガラスの表面に小さな水滴としてつきます。
はじめは細かな水滴がたくさん並んでいるため、ガラスが白っぽく曇って見えます。水滴があると、窓の向こうから来た光がさまざまな方向に散らばり、景色がぼやけるからです。
さらに水滴が増えてつながると、大きなしずくになって下へ流れることがあります。白い曇りと、窓を伝う水滴は、どちらも同じ結露が進む中で見られる姿です。
冬の窓ガラスが曇りやすいのはなぜ？
窓ガラスは外の空気に面しています。冬は外気の冷たさがガラスを通して伝わり、室内側の表面まで冷えやすくなります。
一方、室内では暖房をつけたり、料理をしたり、お風呂を使ったりすることで、暖かい空気や水蒸気が生まれます。人の呼吸や洗濯物の部屋干しも、室内の水蒸気を増やす原因になります。
このような空気が冷えた窓に触れると、ガラスの表面で結露が起こります。とくに夜から朝にかけて外が冷え込むと、窓の表面温度が低くなり、朝起きたときに曇りや水滴が目立つことがあります。
何度くらいまで冷えると結露する？「露点」とは
空気がどれくらいの水蒸気を含めるかは、温度によって変わります。暖かい空気は多くの水蒸気を含めますが、冷たい空気が含める量は少なくなります。
空気を冷やしていったとき、水蒸気が水滴に変わり始める温度を「露点（ろてん）」といいます。窓の表面温度が、その窓に触れる空気の露点以下になると、結露が発生しやすくなります。
例えば、室温20℃・湿度60％の空気は、露点が約12℃です。この空気に触れる窓ガラスの表面が約12℃以下まで冷えると、水滴ができ始める条件になります。これはYKK APが示している温度と湿度の例です。
同じ20℃の部屋でも、湿度が高いほど露点も高くなるため、あまり冷えていないガラスにも結露ができることがあります。「室温」と「湿度」と「ガラスの表面温度」の組み合わせが大切なのです。
同じ部屋なのに、曇る窓と曇らない窓があるのはなぜ？
窓の向き、外の気温や風、ガラスや窓枠の作りによって、表面温度は変わります。部屋の温度と湿度が同じでも、外気の冷たさが伝わりやすい窓では結露が起きやすくなります。
例えば、一枚のガラスを使った窓に比べ、二枚のガラスの間に空気の層がある「複層ガラス」は、外の冷たさを室内側へ伝えにくい構造です。そのため、室内側のガラスが冷えにくくなり、結露を減らすのに役立ちます。
また、厚いカーテンをぴったり閉めていると、部屋の暖かい空気がガラスに届きにくくなり、窓の内側が冷たいままになることがあります。曇り方に差があるのは、ガラスに触れる空気と表面温度の条件が場所ごとに違うためです。
窓の内側だけでなく、外側も曇ることがある？
結露するのは、冷たいガラスと湿った空気が触れている面です。冬に室内側が曇りやすいのは、外で冷えたガラスに、室内の湿った空気が触れるからです。
反対に、蒸し暑い日に冷房などでガラスが冷やされ、外の湿った空気がその表面に触れれば、窓の外側にも水滴ができることがあります。どちら側に曇りができるかは、室内外の温度と湿度によって変わります。
窓が曇ったときは、まず水滴がどちらの面についているかを確かめると、結露の起きた場所を考えやすくなります。
曇りを減らすには、ガラスの冷えと湿気がポイント
結露を減らす考え方は、窓の室内側を冷やしすぎないことと、空気中の水蒸気を増やしすぎないことです。台所や浴室で出た湿気を換気で逃がすことや、加湿器を使いすぎないことが役立ちます。窓の断熱性能を高める方法もあります。
すでに水滴がついている場合は、窓枠や床に水がたまらないよう、乾いた布などで拭き取りましょう。窓の曇りは、空気中の水が冷たい表面で姿を変えたものだと分かると、起こりやすい条件も理解しやすくなります。