壁体プリセット
単純壁
コーナー
窓枠
バルコニー
等温線・温度コンターマップ（青=低温、赤=高温）。「解析実行」で有限差分法を100ステップ反復。
定常2D熱伝導（ラプラス方程式）:
$$\nabla^2 T = \frac{\partial^2 T}{\partial x^2}+ \frac{\partial^2 T}{\partial y^2}= 0$$
熱流束: $q = -k\,\nabla T$
線形熱貫流率: $\psi = Q_{2D}- U_{1D}\cdot L$
表面温度係数: $f_{Rsi}= \frac{T_{si,min} - T_e}{T_i - T_e}$
熱橋・断熱欠損 2D熱伝導シミュレーターとは
🙋
「熱橋」って何ですか？壁の絵で、鉄骨の部分だけ青くなってるのが気になります。
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大まかに言うと、壁の中で熱が逃げやすい「抜け道」のことだよ。例えば、コンクリートの壁に鉄骨が埋まっていると、断熱材を入れていても、その鉄骨の部分だけが熱の通り道になってしまうんだ。シミュレーターの「壁体プリセット」を「鉄骨ブリッジ」にしてみて。鉄骨部分（k₃）が一気に青くなって、温度が低くなるのがわかるよね。これが熱橋の可視化だ。
🙋
え、そうなんですか！確かに鉄骨のところが冷えてます。これが結露の原因ということですか？でも、数値でどのくらい悪いかわかりますか？
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その通り。表面温度が下がると結露やカビの原因になる。どのくらい悪いかは「線形熱貫流率ψ値」で評価するんだ。このシミュレーターはリアルタイムでψ値を計算してるよ。右のパネルを確認してみて。鉄骨ブリッジのψ値は結構大きいでしょ？今、鉄骨の熱伝導率k₃を下げるスライダーを動かしてみて。鉄がアルミに変わるイメージだね。するとψ値が小さくなるのがわかる。これが設計改善の確認方法だ。
🙋
なるほど！ψ値を見ればいいんですね。でも、このシミュレーターはどうやって温度を計算してるんですか？絵がどんどん変わっていくのが面白いです。
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壁を細かい格子（メッシュ）に分割して、一つ一つの点の温度を隣の点との関係から順番に計算しているんだ。これを「有限差分法」っていうよ。室内温度T_Hと外気温度T_Cを境界条件として与えて、各材料の熱伝導率（k₁, k₂, k₃）を使って、熱が流れ落ち着く（定常状態）までの温度分布を反復計算で求めている。上の「計算を開始」ボタンを押すと、その計算過程がアニメーションで見られるんだ。
よくある質問
シミュレーション結果のψ値（線形熱貫流率）はどのように解釈すればよいですか？
ψ値は熱橋部1mあたりの付加的な熱損失量[W/(m·K)]を示します。値が小さいほど断熱性能が高く、一般的な目安として0.1以下が良好、0.3以上は断熱欠損が大きいと判断できます。異なる仕様の比較にご活用ください。
材料の熱伝導率はどこで設定できますか？デフォルト値は何ですか？
画面上部の材料パレットから各領域の熱伝導率λ[W/(m·K)]を直接入力できます。デフォルト値はコンクリート1.6、断熱材0.04、空気層0.025など一般的な建築材料の代表値が設定されています。実測値があれば上書きしてください。
計算結果の温度分布が直感的に理解できません。色の見方を教えてください。
温度はカラーマップで表示され、赤色が高温（室内側）、青色が低温（室外側）を示します。等温線の間隔が狭いほど熱流束が大きく、断熱欠損箇所では急激な温度変化が確認できます。マウスオーバーで任意点の温度値を表示可能です。
このシミュレーターで窓周りの熱橋も評価できますか？
可能です。壁体断面として窓枠・ガラス・周辺躯体をモデル化し、各材料に適切な熱伝導率を設定することで、窓周りの熱橋影響を評価できます。ただし、2次元断面解析のため、窓コーナー部の3次元効果は含まれない点にご注意ください。
実世界での応用
建築設計・省エネ計算： 建築物の外皮（壁、床、屋根）の断熱性能を評価するために必須です。特にパッシブハウスなどの高性能住宅では、熱橋の影響を極力抑える（ψ値を小さくする）設計が要求され、このようなシミュレーションが設計段階で頻繁に用いられます。
結露・カビ被害の予測と防止： 室内側の表面温度が露点温度を下回ると結露が発生します。シミュレーションで$f_{Rsi}$値や表面温度を確認することで、カビが生えやすい危険な箇所を事前に特定し、断熱材の追加やヒートブリッジ（熱橋）解消の対策を講じることができます。
建材・サッシの性能開発： 窓の周辺部やバルコニーの取り合い部分など、複雑な形状の熱橋対策部材（断熱サッシ、断熱ブリッジなど）の開発において、様々な材料と形状の組み合わせによる温度分布やψ値を比較検討するツールとして活用されます。
既存建築物の断熱改修計画： 省エネ改修を行う際、どこに断熱材を追加すれば最も効果的か、また逆に新たな熱橋を作り出さないかをシミュレーションで検証します。コストと性能のバランスを考える上での重要な判断材料となります。
よくある誤解と注意点
このシミュレーターを使い始めるとき、いくつか気をつけてほしいポイントがあるよ。まず、「熱伝導率の値は材料名だけで決まらない」 ということ。例えば「コンクリート」と一口に言っても、密度や含水率で熱伝導率は大きく変わるんだ。ツールのデフォルト値はあくまで代表値。実プロジェクトでは、使用する材料のカタログ値や規格値（JIS A など）を確認して入力するのが鉄則だ。適当な値を使うと、ψ値が実際より30%も違ってくることもあるからね。
次に、2D解析の限界を理解しておこう 。このツールは断面を切り取って見ているから、角部や柱頭・柱脚のような「3次元的な熱橋」の全体像は捉えきれない。例えばコンクリートの角部は、内側の2面と天井面の3方向から熱が集中して逃げる「三次元熱橋」になる。2D解析で表面温度が高めに出ても、実際の角では結露リスクが残っている可能性があるんだ。特に重要な部分は3Dシミュレーションで確認するのがベストだ。
最後に、境界条件の設定ミス 。室内側と外気側の表面熱伝達抵抗（Rsi, Rse）は、デフォルトでISO規格の値が入っていることが多いけど、これは「通常の自然対流」が前提。例えば、外壁の前に大きな家具を置いて空気の流れを妨げたり、室内で強制換気をしていたりすると、実際の熱の伝わり方は変わる。シミュレーション結果を過信せず、「この条件で計算したらこうなる」 という前提を常に明記するクセをつけよう。