コンクリートの熱伝導率は？W/m・Kの数値と種類・配合による違いも解説

建物や構造物を設計・施工する際、材料の熱的性質を正しく理解することは非常に重要です。

その中でもコンクリートの熱伝導率は、断熱設計や省エネ計算、温度ひび割れ対策など、さまざまな場面で必要とされる基本的な物性値のひとつです。

しかし「熱伝導率とは何か」「W/m・Kという単位が示す意味は何か」「コンクリートの種類や配合によってどれくらい変わるのか」といった点について、体系的に理解している方は意外と少ないかもしれません。

本記事では、コンクリートの熱伝導率をW/m・Kの数値を中心に、普通コンクリートと軽量コンクリートの違い、骨材の種類や配合による変化、さらには断熱設計への応用まで、わかりやすく解説していきます。

コンクリートの熱伝導率は？W/m・Kの数値と種類・配合による違いも解説

それではまず、コンクリートの熱伝導率の基本的な数値と結論について解説していきます。

コンクリートの熱伝導率は、一般的におよそ1.0〜2.0 W/m・Kの範囲に収まることが多く、普通コンクリートでは約1.6〜1.8 W/m・K程度が標準的な値として広く使われています。

この数値は、木材（約0.12〜0.17 W/m・K）と比べると10倍以上、断熱材（約0.02〜0.04 W/m・K）と比べると数十倍も高い水準です。

つまり、コンクリートは熱を伝えやすい材料に分類されます。

コンクリートはその組成や骨材の種類、配合によって熱伝導率が大きく異なるため、設計用途に応じた適切な値を選定することが求められます。

以降では、熱伝導率の基本概念から、種類・配合による違いまで順を追って確認していきましょう。

熱伝導率とは何か？W/m・Kという単位の意味を理解しよう

続いては、熱伝導率という物性値そのものの意味とW/m・Kという単位について確認していきます。

熱伝導率の定義と基本的な考え方

熱伝導率とは、材料が熱をどれくらい伝えやすいかを示す指標で、数値が大きいほど熱を通しやすく、小さいほど熱を伝えにくい材料といえます。

建築・土木分野では、壁や床・屋根などの部位における熱の移動量を計算する際に、この熱伝導率（λ：ラムダ）が基本となります。

材料内部での熱の流れは、フーリエの法則によって表されます。

W/m・Kという単位が示すもの

W/m・K（ワット毎メートル毎ケルビン）という単位は、「厚さ1mの材料の両面に1Kの温度差があるとき、1m²の断面積を通して1秒間に伝わる熱量（W）」を意味します。

この単位を見ると、厚さ・温度差・面積という3つの要素が関わっていることがわかります。

実際の設計では、材料の熱伝導率と厚さから熱抵抗（R値）を求め、それをもとに熱貫流率（U値）を算出するという流れが一般的です。

熱伝導率と熱抵抗・熱貫流率の関係

熱伝導率と密接に関連する指標として、熱抵抗と熱貫流率があります。

例えば、厚さ0.15m、熱伝導率1.6 W/m・Kの普通コンクリートの熱抵抗は、R = 0.15 ÷ 1.6 ≒ 0.094 m²・K/W となります。

この値が低いほど、断熱上の弱点になりやすいといえるでしょう。

コンクリートの種類による熱伝導率の違い

続いては、コンクリートの種類ごとに熱伝導率がどのように変化するかを確認していきます。

普通コンクリートの熱伝導率

最も一般的に使用される普通コンクリートの熱伝導率は、約1.6〜2.0 W/m・Kとされています。

JIS A 1412などの規格に基づいた実験値や、建築学会・土木学会が示す設計用標準値としては、1.6 W/m・Kが広く採用されています。

普通コンクリートは砂・砂利（川砂利・砕石）を骨材として使用しており、これらの骨材の熱的性質が全体の熱伝導率に大きく影響します。

軽量コンクリートの熱伝導率

軽量コンクリートは、人工軽量骨材（膨張頁岩・膨張粘土など）や天然軽量骨材（軽石など）を使用することで、単位体積質量（密度）を下げたコンクリートです。

軽量コンクリートの熱伝導率は約0.5〜1.0 W/m・Kと、普通コンクリートの半分以下になることも珍しくありません。

密度が低い分、内部に空隙が多く、熱を伝えにくい構造になっているためです。

各種コンクリートの熱伝導率比較表

コンクリートの種類によって熱伝導率がどれほど異なるか、以下の表で整理してみましょう。

コンクリートの種類	密度の目安（kg/m³）	熱伝導率の目安（W/m・K）
普通コンクリート	2200〜2400	1.6〜2.0
軽量コンクリート（1種）	1400〜1800	0.7〜1.2
軽量コンクリート（2種）	1000〜1400	0.4〜0.8
気泡コンクリート（ALC）	500〜700	0.15〜0.20
重量コンクリート（遮蔽用）	3000〜4000	2.0〜3.5

このように、コンクリートの種類によって熱伝導率は実に10倍以上の差が生じることもあります。

用途や求められる断熱性能に応じて、適切な種類のコンクリートを選択することが重要です。

配合・骨材・含水率が熱伝導率に与える影響

続いては、コンクリートの配合や骨材の種類、含水率などが熱伝導率にどのような影響を与えるかを確認していきます。

骨材の種類と熱伝導率の関係

コンクリートの体積の約60〜70%を占める骨材の種類は、熱伝導率を左右する最も重要な要因のひとつです。

一般に、石英質を多く含む硬質砂岩や花崗岩系の骨材は熱伝導率が高く、石灰岩系や玄武岩系の骨材は比較的低い傾向があります。

骨材の種類	熱伝導率の目安（W/m・K）
石英・珪岩系	5.0〜7.0
花崗岩系	2.5〜3.5
石灰岩系	2.0〜3.0
玄武岩系	1.5〜2.5
軽量骨材（人工）	0.1〜0.5

骨材そのものの熱伝導率がコンクリート全体の値に大きく反映されるため、骨材の選定は断熱性能に直結する重要な設計項目といえます。

水セメント比・単位水量と熱伝導率の関係

コンクリートの配合における水セメント比（W/C）や単位水量も、熱伝導率に影響を与えます。

水の熱伝導率は約0.6 W/m・Kで、空気（約0.024 W/m・K）よりも高い値を示します。

そのため、コンクリートが湿潤状態か乾燥状態かによっても熱伝導率は変化し、湿潤状態のほうが値が高くなる傾向があります。

また、水セメント比が低いほど緻密な組織となり、空隙が減ることで熱伝導率がやや高くなるケースも見られます。

含水率・温度・養生条件の影響

コンクリートの熱伝導率は、含水率の変化によって顕著に変わることが知られています。

乾燥状態では空気が空隙を占めるため熱伝導率が下がり、飽水状態では水が空隙を満たすため熱伝導率が上昇します。

また、温度が高くなるにつれて熱伝導率がわずかに低下する傾向があることも、高温環境下での設計では押さえておくべきポイントでしょう。

養生条件（湿潤養生か乾燥養生か）も最終的な熱伝導率に影響するため、施工後の管理も軽視できません。

断熱設計における熱伝導率の活用と注意点

続いては、実際の断熱設計においてコンクリートの熱伝導率をどのように活用するか、また注意すべき点を確認していきます。

省エネ基準・断熱計算への適用

建築物省エネ法や住宅の省エネルギー基準（ZEH・ZEB基準を含む）において、外壁・床・屋根などの断熱性能を評価する際、各部位の熱貫流率（U値）を計算することが求められます。

この計算には各層の熱伝導率と厚さが必要となるため、コンクリート壁や床スラブの熱伝導率を正確に設定することが計算精度を左右します。

国土交通省や建築学会が公表している資料では、普通コンクリートの設計用熱伝導率として1.6 W/m・Kが一般的に採用されています。

熱橋（ヒートブリッジ）への対策

コンクリートは断熱材と比較して熱伝導率が非常に高いため、断熱層を貫通するコンクリート部材（梁・柱・スラブ端部など）が熱橋（ヒートブリッジ）となりやすい点に注意が必要です。

熱橋部分では、局所的に熱損失が増大し、結露が生じやすくなります。

断熱補強や付加断熱の設計においては、コンクリート部材の熱伝導率を踏まえた詳細な熱橋計算が求められます。

他材料との複合壁における熱伝導率の取り扱い

実際の建物外壁は、コンクリートのみで構成されることはなく、断熱材・モルタル・仕上げ材などと組み合わせた複合壁となることがほとんどです。

複合壁の熱貫流率は、各層の熱抵抗の合計から算出されます。

このように、断熱材の存在がコンクリートの熱伝導率の影響を大きく緩和することがわかります。

コンクリート単体では断熱性が低くても、適切な断熱材と組み合わせることで高性能な外壁を実現できるでしょう。

まとめ

本記事では、コンクリートの熱伝導率はW/m・Kの数値と種類・配合による違いについて解説してきました。

普通コンクリートの熱伝導率は約1.6〜2.0 W/m・Kが一般的な設計値であり、軽量コンクリートや気泡コンクリート（ALC）になるほど値は低くなります。

骨材の種類・配合・含水率・温度条件といったさまざまな要因によって熱伝導率は変化するため、設計の目的や使用環境に応じた適切な値を選定することが重要です。

また、断熱設計においてはコンクリート単体の性能だけでなく、断熱材との組み合わせや熱橋への対処まで含めた総合的な視点が必要となります。

熱伝導率という基本的な物性値をしっかりと理解することが、より精度の高い設計・施工への第一歩となるでしょう。