熱伝導率変換計算機｜W/m·K単位の素材比較・断熱材/金属/建材の完全ガイド
熱伝導率λ（W/m·K）を素材別に比較する無料電卓。ダイヤモンド2000・銀429・銅401・アルミ237・鉄80・ステンレス16の金属系から、ガラス1.0・木材0.15・水0.6・空気0.024の一般建材、グラスウール0.038・発泡ウレタン0.024・真空断熱材VIP 0.002の高性能断熱材まで40素材を瞬時比較。住宅省エネ基準（HEAT20 G1/G2/G3）、フーリエの法則Q=λ·A·ΔT/L、U値・R値換算、結露計算、床暖房設計、鍋の材質選び、電子機器の放熱設計まで、6000字級の解説と20用途100件の早見表で工学・建築・DIYの実務判断をサポートする無料ツールです。
熱伝導率ツール
熱伝導率の定義と計算式
熱伝導率λ（ラムダ、単位：W/m·K）は、素材内部で熱がどれだけ伝わりやすいかを示す物性値です。数値が大きいほど熱を良く通し（＝良導体）、小さいほど熱を通しにくい（＝断熱材）。国際単位系（SI）で定義され、JIS A 1412（建築用断熱材の熱抵抗試験）、JIS R 2616（耐火物）等で測定法が規格化されています。
フーリエの熱伝導方程式
Q = λ × A × ΔT ÷ L
Q：熱流量（W）
λ：熱伝導率（W/m·K）
A：断面積（m²）
ΔT：温度差（K または °C）
L：厚さ（m）
フランスの数学者・物理学者ジョゼフ・フーリエが1822年に発表したフーリエの法則が基本式。壁の断熱性能・鍋の底の熱移動・CPUヒートシンクの設計まで、あらゆる熱設計の出発点となる普遍的な式です。
熱伝導率・熱抵抗・熱貫流率の関係
熱抵抗 R（m²·K/W） = 厚さ L（m） ÷ 熱伝導率 λ（W/m·K）
熱貫流率 U（W/m²·K） = 1 ÷ ΣR（全層の熱抵抗合計）
建築業界では素材の λ より、厚さも加味した熱抵抗 R値や、複数層の壁全体の性能を示す熱貫流率 U値を使うのが一般的。同じ λ=0.04の断熱材でも、100mm厚ならR=2.5、200mm厚ならR=5.0と2倍の断熱性能になります。
金属系素材の熱伝導率
金属は自由電子が熱を運ぶため、他の素材と桁違いに熱伝導率が高いのが特徴。銀・銅・アルミが「熱伝導3強」で、鍋・ヒートシンク・電線に多用されます。
| 素材 | 熱伝導率 λ（W/m·K） | 用途 |
|---|---|---|
| 銀（Ag） | 429 | 高級鍋、電子部品、鏡 |
| 銅（Cu） | 401 | 電線、ヒートシンク、鍋 |
| 金（Au） | 318 | 電子接点、宝飾 |
| アルミニウム（Al） | 237 | サッシ、鍋、ヒートシンク |
| マグネシウム（Mg） | 156 | 軽合金、航空機部品 |
| 亜鉛（Zn） | 116 | メッキ、電池 |
| 鉄（Fe・純鉄） | 80 | 建材、機械部品 |
| 炭素鋼（軟鋼） | 50 | 建築鋼材、H鋼 |
| チタン（Ti） | 22 | 航空機、医療インプラント |
| ステンレス（SUS304） | 16 | キッチン、建材、外装 |
| 鉛（Pb） | 35 | 放射線遮蔽、ハンダ |
意外なのがステンレスの低さ（16 W/m·K）。鉄の1/5、銅の1/25で、鍋にすると底が焦げやすい。対策として業務用ステンレス鍋は底に銅・アルミを挟んだ3層構造（クラッド）を採用しています。
建材・住宅素材の熱伝導率
建築材料は熱伝導率が金属より2〜3桁小さく、家の断熱性能を左右します。ガラス・コンクリート・木材・タイルの数値を把握しておくと、リフォーム・新築時の判断が的確になります。
| 素材 | 熱伝導率 λ（W/m·K） | 備考 |
|---|---|---|
| ダイヤモンド | 1000〜2000 | 非金属で最高、CPU冷却研究 |
| 大理石 | 2.8 | ひんやり感の正体 |
| 花崗岩 | 2.0〜3.5 | 石材 |
| コンクリート（普通） | 1.5〜1.6 | 躯体、基礎 |
| タイル（磁器） | 1.3 | 床・水回り |
| ガラス（普通板） | 1.0 | 窓、瓶 |
| ALC（軽量気泡コン） | 0.19 | 外壁材、へーベルハウス |
| 石膏ボード | 0.22 | 室内壁、天井 |
| 木材（杉・松） | 0.10〜0.15 | 木造住宅の柱 |
| 木材（ヒノキ・ケヤキ） | 0.12〜0.19 | 硬木ほど λ 大 |
| 合板（12mm） | 0.15 | 下地材、家具 |
| 畳 | 0.11 | 床材、断熱性あり |
| 紙（新聞・段ボール） | 0.05〜0.09 | 非常時の簡易断熱 |
意外な高熱伝導・低熱伝導
- 大理石2.8：木の20倍。だから冬に触ると「ひんやり」感じる。実際の温度は室温と同じでも、体温を素早く奪うため冷たく感じる。
- 木材0.12：金属の1/2000。だから木造家屋は鉄骨・RC造より暖かく感じる。
- 水0.60：氷2.2の1/4。凍ると熱伝導が良くなる（水分子の配列が変化）。冷凍食品が「ひんやり感じない」のは氷の熱伝導が高いから。
断熱材の性能比較
住宅・工場・冷凍設備で使う断熱材のλは0.02〜0.05 W/m·Kが中心。数値が小さいほど高性能で、同じ厚さでも大きな断熱効果を発揮します。近年は真空断熱材（VIP）で0.002まで達成しています。
| 断熱材 | λ（W/m·K） | 特徴・用途 |
|---|---|---|
| 真空断熱材（VIP） | 0.002〜0.008 | 冷蔵庫、宇宙服、高性能住宅 |
| 硬質ウレタンフォーム | 0.023〜0.028 | 吹付断熱、パネル |
| フェノールフォーム | 0.019〜0.022 | ネオマフォーム、最高クラス |
| 発泡スチロール（EPS） | 0.037〜0.043 | ミラフォーム、住宅外皮 |
| 押出法発泡ポリスチレン（XPS） | 0.028〜0.034 | スタイロフォーム |
| ロックウール | 0.036〜0.045 | 耐火性重視、工場 |
| グラスウール（16K相当） | 0.038〜0.045 | 最普及、コスパ良 |
| グラスウール（24K高性能） | 0.034〜0.036 | 高断熱住宅 |
| セルロースファイバー | 0.038〜0.040 | 調湿性あり、新聞紙由来 |
| 羊毛断熱材 | 0.036〜0.040 | 自然素材、エコハウス |
| 木質繊維ボード | 0.040〜0.050 | ヨーロッパで人気 |
| コルクボード | 0.042〜0.045 | デザイン、床 |
グラスウール16K・厚さ100mmと、フェノールフォーム50mmはほぼ同等の断熱性能（熱抵抗R≒2.5）。壁厚を薄くしたい都心の狭小住宅ではフェノール・ウレタン、コスト重視の郊外ではグラスウール、と使い分けます。
U値・R値・熱貫流率
基本の関係式
R値 = 厚さ ÷ λ（単一層）
ΣR = R1 + R2 + R3 + ...（多層壁）
U値 = 1 ÷ ΣR
Q値（住宅全体の熱損失） = 各部位のU×面積の合計 ÷ 延床面積
窓の熱貫流率（U値）
| 窓の種類 | U値（W/m²·K） | 備考 |
|---|---|---|
| アルミサッシ+単板ガラス | 6.5 | 1980年代標準、旧基準 |
| アルミサッシ+ペアガラス | 4.7 | 1990年代標準 |
| アルミ樹脂複合+Low-Eペア | 2.3〜3.5 | 現行の標準 |
| 樹脂サッシ+Low-Eペア | 1.7〜2.3 | 寒冷地HEAT20 G1相当 |
| 樹脂サッシ+Low-Eトリプル | 0.9〜1.4 | HEAT20 G2/G3、北海道標準 |
| 木製サッシ+Low-Eトリプル | 0.7〜1.0 | スウェーデン基準相当 |
戸建て住宅の熱損失の約50%は窓から。壁を厚い断熱材にしても、窓が単板ガラスなら効果は半減します。窓のU値改善が住宅省エネの最優先事項です。
住宅省エネ基準（HEAT20）
住宅の断熱性能を示すUA値（外皮平均熱貫流率）の基準は、国交省の省エネ基準と、民間団体HEAT20（一般社団法人 20年先を見据えた住宅シナリオ）の2系統。HEAT20の方が高い性能を要求します。
| 基準 | UA値（4-7地域） | UA値（1-3地域寒冷地） | 年間暖冷房費目安 |
|---|---|---|---|
| 1980年基準（旧） | 1.54 | 1.02 | 25〜35万円 |
| 1992年新基準 | 1.25 | 0.72 | 20〜30万円 |
| 1999年次世代省エネ | 0.87 | 0.46 | 15〜20万円 |
| 2013年省エネ基準 | 0.87 | 0.46 | 15〜20万円 |
| 2025年改正基準（義務化） | 0.87 | 0.46 | 15〜20万円 |
| ZEH基準 | 0.60 | 0.40 | 10〜15万円+太陽光 |
| HEAT20 G1 | 0.56 | 0.34 | 10〜15万円 |
| HEAT20 G2 | 0.46 | 0.28 | 7〜10万円 |
| HEAT20 G3 | 0.26 | 0.20 | 3〜7万円（欧州標準） |
2025年4月から改正省エネ基準が新築住宅の適合義務化。ただしUA=0.87は世界標準では中程度で、ドイツ・北欧の高断熱住宅（U=0.15相当）と比較すると日本の基準はまだ低水準です。
結露と断熱の関係
結露は空気中の水蒸気が「露点温度」以下の面で液化する現象。断熱不足→表面温度低下→結露発生→カビ→健康被害という連鎖を断つには、素材のλを正しく選ぶことが重要です。
露点温度の目安（室温20°C）
| 室内湿度 | 露点温度 | 結露リスク |
|---|---|---|
| 30%（乾燥） | 1.9°C | 低 |
| 40% | 6.0°C | 低〜中 |
| 50%（快適標準） | 9.3°C | 中 |
| 60% | 12.0°C | 中〜高 |
| 70% | 14.4°C | 高 |
| 80%（浴室・キッチン） | 16.4°C | 非常に高 |
アルミサッシ（λ=237、単板ガラスU=6.5）は外気0°Cで内側5°C以下となり、湿度50%でも即結露。樹脂サッシ+Low-Eペア（U=2.0）なら内側13°C以上を保ち、結露リスクが激減します。
用途別の材質選定
🍳 鍋・フライパン
熱伝導：銅401＞アルミ237＞鉄80＞ステンレス16。プロは銅鍋（熱回りが良い）、家庭は3層クラッド（ステン+アルミ+ステン）。IHでは鉄・ステンレスが必須。
🏠 住宅の断熱材
コスパ：グラスウール16K（λ=0.038）+ 100mm厚。高性能：フェノールフォーム（λ=0.020）+ 50mm厚で同等以上。狭小住宅は厚み削減できる高性能材が有利。
🌡️ 床暖房
フローリング材のλが低いと熱が伝わりにくい。床暖房対応フローリングは特殊構造で熱伝導を上げている。畳は熱を通しにくいので床暖房と相性悪い。
💻 CPU・電子機器
ヒートシンクは銅（401）が最高、次にアルミ（237）。銀ペースト（グリス）λ=8で接触抵抗を減らす。高性能PCではダイヤモンド粒子入りグリス（λ=15）も登場。
🧊 冷凍・冷蔵設備
冷凍倉庫の壁はウレタンパネル150mm厚が標準。家庭用冷蔵庫は真空断熱材VIP（λ=0.005）を薄く挟むことで、庫内容積を最大化。
👕 衣類・寝具
羽毛（λ=0.02）・ウール（λ=0.04）は空気を含むため断熱性が高い。ダウンジャケットが暖かいのは羽毛のふくらみ＝空気層を作っているから。
よくある間違い・注意点
- λが低い=良い、と一概に言えない — 鍋・ヒートシンクなど「熱を伝えたい用途」ではλが高い方が良い。断熱材や衣類など「熱を遮りたい用途」ではλが低い方が良い。用途で正逆が変わります。
- 断熱材の性能を「λだけ」で判断する誤り — 実際の性能はλ×厚み（＝熱抵抗R）で決まります。λ=0.038のグラスウール200mmは、λ=0.020のフェノール100mmと同等の断熱性能。単価とセットで比較を。
- ステンレス鍋の底が焦げる原因 — ステンレスのλは鉄の1/5・銅の1/25と低いため、局所加熱で温度ムラが起きやすい。3層クラッド（銅・アルミ挟み）や厚底構造で対策された商品を選んでください。
- アルミサッシは結露しやすい — アルミのλ=237で室内側が外気温に近づくため、湿度50%でも簡単に結露します。樹脂サッシ・木製サッシへの交換で結露は劇的に減ります。
- 断熱材の湿気による性能低下 — グラスウールは水を吸うとλが2〜3倍に悪化。防湿シート・気密施工が必須。DIYで断熱材を追加する際は湿気管理を怠らないでください。
- 床暖房と畳の相性 — 畳（λ=0.11）は断熱材寄りで、床暖房の熱が伝わりにくい。畳の下に薄い床暖房パネルを敷いても効きが悪く、フローリング化が現実的です。
- 省エネ基準を「UA値の数字だけ」で判断 — UA値は外皮性能の平均値。実際の快適さは気密性能C値（1.0以下推奨）、換気計画、日射取得も影響します。数値だけでなく設計の総合力で判断を。
参考文献・公的資料（発リンク）
熱伝導率・断熱・住宅省エネ基準については、以下の公的機関・専門団体の一次資料を参照してください。
- 国土交通省 建築物省エネ法 ― 2025年義務化の改正省エネ基準・UA値公式基準。
- 経済産業省・資源エネルギー庁 住宅の省エネ ― 断熱材・窓・給湯器の省エネ性能公式ガイド。
- HEAT20（20年先を見据えた住宅シナリオ） ― G1/G2/G3基準の推進団体、UA値目標値。
- 日本産業標準調査会（JIS） ― JIS A 1412（断熱材熱抵抗試験）、JIS R 2616等の公式規格。
- 日本熱物性学会 ― 熱伝導率の学術データ・測定法。
- 日本建築材料協会 ― 建材・断熱材の性能データベース。
- 硝子繊維協会 ― グラスウールの物性・施工基準。
- 日本ウレタン工業協会 ― 硬質ウレタンフォームの熱伝導率・施工。
- 産業技術総合研究所（AIST） ― 材料の熱物性データ、真空断熱材の開発。
- 建築性能基準推進協会 ― 住宅性能表示制度・BELS認証。
よくある質問（FAQ）
銅と鉄の熱伝導率の差は？
銅401 W/m·K vs 鉄80 W/m·K で約5倍の差。同じ厚み・面積で、銅は鉄の5倍のスピードで熱を伝えます。銅鍋の熱回りが良い、電線に銅を使う理由はこの高い熱伝導率（と電気伝導率）です。ステンレスに至っては16 W/m·Kと鉄の1/5で、料理では熱ムラの原因になります。
断熱材の選び方は？
λが0.04 W/m·K以下が住宅用断熱材の基準ライン。コスパ重視ならグラスウール16K（λ=0.038）+ 100mm厚、薄く高性能にしたいならフェノールフォーム（λ=0.020）+ 50mm厚で同等以上。壁厚・予算・耐火性・調湿性で選択が変わります。冷蔵庫用途では真空断熱材VIP（λ=0.005）が現行最高峰です。
ダイヤモンドが熱を良く通すのはなぜ？
ダイヤモンドのλ=1000〜2000 W/m·Kで銅の2〜5倍、非金属で唯一の超高熱伝導体。理由は炭素原子の共有結合ネットワークによる強固な格子振動（フォノン）の伝達。半導体レーザーやCPU用ヒートスプレッダーとして研究されており、次世代電子機器の冷却材として期待されています。
ステンレス鍋が焦げやすい理由は？
ステンレスのλは16 W/m·Kで鉄の1/5・銅の1/25。熱が広がらず加熱点だけ高温になるため、油や食材が焦げやすい。3層クラッド構造（ステン・アルミ・ステン）や5層構造で銅・アルミの高熱伝導層を挟むと解決。ティファール・全面クラッド鍋を選ぶと均一加熱が得られます。
木造住宅は本当に暖かい？
木材のλは0.10〜0.15 W/m·Kで、鉄骨（λ=50）の300分の1、コンクリート（λ=1.6）の10分の1。同じ厚みなら木材は圧倒的に断熱性能が高く、木造住宅は鉄骨造・RC造より暖かいのは事実です。ただし現代の高気密高断熱住宅ではRC造でも断熱材で対策すれば同等以上に。素材だけでなく気密・断熱の総合設計で決まります。
アルミサッシと樹脂サッシの差は？
アルミのλ=237、樹脂（PVC）のλ=0.17と約1400倍の差。同じガラスでもサッシの材質で熱貫流率U値が3倍以上変わります。アルミサッシ+単板ガラス（U=6.5）は結露多発、樹脂サッシ+Low-Eトリプル（U=1.0）は結露ゼロ・暖房費60%減も可能。窓リフォームは省エネ効果が最も大きい投資の一つです。
水と氷でλが違うのはなぜ？
水のλ=0.60、氷のλ=2.2で氷の方が約3.7倍熱伝導が高い。理由は凍ることで水分子が規則正しい結晶格子を形成し、格子振動が伝わりやすくなるため。だから冷凍食品は口に入れた瞬間に「冷たい！」と感じやすく、水よりも氷の方が体温を素早く奪います。
HEAT20 G2とG3の違いは？
HEAT20 G2はUA=0.46（4-7地域）で年間暖冷房費7-10万円、G3はUA=0.26で3-7万円と約半分の光熱費。G3は欧州標準レベルで、樹脂サッシ+Low-Eトリプル、壁200mm・屋根300mm断熱、C値0.3以下の気密性が必要。建築コストはG2で+150万円、G3で+300万円が目安ですが、光熱費削減で20年で回収可能です。
断熱材が水を吸うとどうなる？
グラスウール・ロックウール等の繊維系断熱材は水を吸うとλが2〜3倍に悪化し、断熱性能が激減します。原因は空気層（λ=0.024）が水（λ=0.6）に置換されるため。防湿シート・気密施工が必須で、雨漏り・結露で濡れた場合は交換が必要。フェノール・ウレタン等の発泡系は吸水性が低く、湿気に強い特徴があります。
床暖房に向く床材は？
タイル（λ=1.3）＞床暖房対応フローリング（λ=0.3）＞畳（λ=0.11）の順で熱を伝えます。タイルは即温まるが冷えるのも早い、フローリングはバランス型、畳は熱が伝わりにくく床暖房には不向き。無垢材フローリングも収縮するため床暖房対応品を選ぶ必要があります。
電子機器のヒートシンクは何が良い？
ヒートシンクは銅（λ=401）＞アルミ（λ=237）の順で高性能。ただし銅は重く高価なため、多くはアルミ製。高性能PCでは銅ベース+アルミフィンのハイブリッド。CPUとヒートシンクの間には熱伝導グリス（λ=1〜15）を塗布し、微小な隙間の熱抵抗を減らすのが定番です。
真空断熱材（VIP）とは？
Vacuum Insulation Panelの略。芯材（シリカ・グラスウール）を真空パックした断熱パネルで、λ=0.002〜0.008 W/m·Kと従来断熱材の10〜20倍の性能。厚さ10mmでグラスウール100mm相当。冷蔵庫の壁、宇宙服、超高性能住宅で使用。難点は真空破れで性能激減する点と、価格がグラスウールの10倍以上する点です。