【DIY】出窓をプラダン内窓で2重窓化-遮光・断熱・防音性UP!

遮光・断熱・防音に優れた黒色プラダン木枠内窓をDIYする

息子部屋には上下にスライドする出窓が3つありますが、カーテンがないため、日中は眩しく、夕方は西日でかなり暑い状態です。また、息子が部屋内で曲作りなども行っているため、窓からの音漏れも気になります。そこで今回は、息子部屋の出窓に木枠と黒色プラダン(プラスチック段ボール)を使用した内窓をDIYして2重窓化し、遮光性・断熱性・防音性を向上させました。下記リンクにて動画も公開していますので、皆様のDIYライフのご参考になれば嬉しいです。【DIY】#41 出窓をプラダン内窓で2重窓化する!-遮光性・断熱性・防音性に効果がある黒色プラダン木枠内窓

1.息子部屋の出窓にはカーテンがない

息子の部屋には、西側に出窓が3つありますが…現状ではカーテンがありません。

息子はかなり昼夜逆転した生活を送っていますが、日が昇ると、当然ながら、陽が射して眩しくなり、流石にそのままでは寝ていられなくなります。そこで、写真のとおり、出窓に衣服を掛けたり、段ボールを貼り付けたりし過ごしていました。(不憫ですね)

そして、前述のとおり、出窓は西向きです。夕方になると西日が射しますので…夕方の息子部屋はかなり暑いです。

また、息子は多少の音楽活動を行っているため、自分の部屋でレコーディングすることが良くありますが、その音は騒音として窓からかなり抜けているでしょう。(お隣さんすいません)

中学から自分の部屋で生活し始めて早7年。長い間、カーテンなしの生活をさせてしまって、父さんは少しだけ責任を感じています。今回はそんな不憫な息子部屋の出窓に内窓をDIYして、遮光性・断熱性・防音性を向上させていきたいと思います。

2.木枠とプラダンで内窓をDIYする

まずは、出窓にDIYで設置する内窓の構成を考えていきます。

基本的な構成として、内窓のフレームは自由にDIYしやすい「木枠」で作成します。そして、窓部は黒の「プラダン」で作成することにしました。

図が「木枠」と「プラダン」で構成する内窓の断面図になりますが、まず、プラダンはプラスチック製の段ボールです。断面構造が図のような2重構造になっておりますので、素材の黒の材料を使用することで、かなりの遮光性を確保することが出来ます。(以前の記事、【DIY】窓の2重窓化 -ポリカ製プラダンによる引き戸式内窓では、採光を損なわないポリカ製の透明プラダンを使用しましたが、今回は逆に遮光性重視です。)

また、プラダン内には空気層があるので、外側の熱や冷気が内側に伝わりにくい構造になっています。断熱性という面でも、プラダンにはかなりの効果が期待できます。(西日になんか負けないはずです。)

更に、プラダンの2重構造には音を伝えにくくする効果もあるはずですので、ある程度の防音性も期待できます。まさに一石三鳥ですね。(ただし、防音性はプラダンだけでは不十分かもしれませんので、別途、吸音材や遮音材の追加も検討します。)

3.木枠とプラダンの内窓を詳細設計する

内窓の基本構成を決めたら、各部のサイズなどを詳細設計していきます。

出窓の内寸は「縦 900mm×横 365mm」です。そこから、内窓との間にどのくらいのクリアランスを確保するかを決めていきます。

まずは、内窓の下側には、以前の記事、【DIY】窓の2重窓化 -ポリカ製プラダンによる引き戸式内窓で使用して余っていた下記のレールを使用する前提で考えていきます。

上記は以前に横スライドの2枚扉の内窓を作成する時に購入したものなので2レール品ですが、片側をカッターでカットして、単一レール化にして使用していきます。

レールの寸法は、底面の厚みが1.5mmです。それをある程度の厚みを持った両面テープで窓枠に貼っていきますので、底面と窓枠のクリアランスは、レール+両面テープの厚みとして「2mm」で考えます。

上側のレールについては手持ちにちょうどいい部品がないので、どのようなものを準備するか?は別途考えますが、内窓を嵌め込む際の内窓の軌道を考慮すると、上側の木枠と窓枠に対しては、少なくともレールの高さと同等の「3mm」のクリアランスを確保する必要があります。

「内窓を嵌め込む際の軌道」については、文字だけでは具体的な内容が解り難いので、改めて図で表現してみました。

内窓をレールに嵌め込むためには、上側のレールに内窓の上側を差し込んで、下側のレールの段差分だけ内窓を持ち上げた状態(①)で、内窓の下側をレール上にスイングさせて(②)、下側のレールに嵌め込む(⓷)必要があります。(引き戸などを嵌め込むときと同じ動きですね。)

したがって、上側の木枠と窓枠とのクリアランスは、少なくとも下側のレール高さ「3mm」以上を確保する必要がありますので、今回は上側のクリアランスを「5mm」で設定して作成していきます。

結果、窓枠と木枠の縦方向のクリアランスは、「下側 2mm+上側 5mm=7mm」となりますので、内窓の縦方向の長さは、「窓枠 900mm-クリアランス 7mm= 893mm」となりました。

横方向については、窓枠ジャストで内窓を作成できるのがベストですが、私の腕ではジャストで作ることはできないので、あらかじめ多少クリアランスを持って内窓を作成し、出来た隙間をスポンジ材などで埋めていきます。

よって、横方向のクリアランスは、ざっくり「片側 3.5mm」とし、内窓の横方向の長さは「窓枠 365mm-(クリアランス 3.5mm×2)= 358mm」としました。

また、プラダンには流通の多い下記のような4mm厚の黒いプラダンを使用します。

そして、プラダンを嵌め込む木枠の溝幅は5mmとし、溝の深さは、木枠材料のサイズによって、5mm、及び7mmとしました。結果、今回の設計図は下記のとおりとなります。

内窓は出来るだけ軽量化したいので、木枠の材料には、厚み12mmの材料を使用します。使用するレールの内寸が13mmなので、レールに対してもぴったりの設定になりますね。

木枠の幅は、長手方向の材料を18mm、短手方向の材料を30mmとしました。

また、木枠は外枠だけ(四角形状)でも作成できますが、今回は強度を考慮して、「日」形状としました。

なお、内窓を着脱する際に必要な「取っ手」などについては、完成した内窓を確認した上で、最適な仕様を決めていきます。

4.プラダン内窓の木枠を作成する

詳細が設計出来たら、材料を購入して内窓を作成していきます。

まずは、木枠となる材料を切り出します。歪みのない内窓を作成するためには、縦の2本の材料、及び横の3本の材料を均等に正確にカットすることが最も重要です。切り口がしっかり平らになることも重要なので、写真のように、同じ長さにしたい2本、および3本をクランプなどでしっかり固定して、丸ノコで同時に切断していきます。

少し面倒ですが、材料を少し長めにカットした状態でクランプで揃えて、”両側”を切り取って長さを合わせるのがベターです。(ホームセンターで販売されている木材の切り口が平らでない場合がありますので)

なお、私が愛用している電動丸ノコは下記です。充電式ではありませんが、ベースがアルミになっていて変形しにくいため、長期使用しても正確性をキープできる商品です。使用方法などは、過去記事【DIY】木工製品の完成度をあげる方法①-木材を垂直に切断するでもまとめていますのでご参考にしてみてください。

丸ノコがないなどで、正確にカットするのが難しい場合は、材料を購入するホームセンターでカットしてもらうことも出来ます。必要な道具がない場合は、そのようなサービスを積極的に利用するのが良いでしょう。(1カット¥50くらいです)

木枠の材料が切り出せたら、次はプラダンを嵌め込む溝を作成していきます。木枠に溝を作成するのに欠かせないのは下記のような電動トリマーです。

まず、電動トリマーに付属のガイド(下写真のT字型のプレート)を装着し、刃(ビット)の中心が材料の中心になるよう調整します。

そして、スコヤを写真のように使用して、トリマー底面からの刃(ビット)の凸量が、削りたい溝の深さになるよう調整していきます。(刃の凸量が削り深さになります)

今回は幅が「5mm」の溝を作成していきますので、使用する刃(ビット)の径は5mmです。

また、材料によって深さが「5mm」及び「7mm」となる溝を作成していきますが、いきなり深さ「5mm」や「7mm」の溝を切るのは、トリマーにかかる負荷が大きすぎますので、一度深さ「3mm」程度の溝を作成したあとに、「5mm」や「7mm」の深さに削り込んで仕上げていきます。(正確に加工するには、急がば回れの精神が必要ですね)

なお、スコヤは電動丸ノコでカットする際に丸ノコガイドとしても使用しましたが、正確な垂直を確認できる優れたツールです。木工製品を精度よく作成するには必須の道具と思っていますので、木工DIYを行うのであれば、是非購入しておきましょう。(地味ですが大活躍します)

電動トリマーがセッティング出来たら、溝を加工していきます。

トリマーの刃(ビット)の回転方向は時計回りです。加工中には、切り口が左側に曲がっていく方向に力が加わりますので、トリマーのガイドを、溝を作る材料の右側に当てるようにセットして加工すると、比較的ズレずに真っすぐ加工することが出来ます。(写真では、材料の奥側にガイドが当たっています)

また、トリマーを動かす方向は手前から奥に向かってです。(写真の右から左の方向ですね)

それと、丸ノコを含めて、回転系の工具を使用する際に軍手を使用するのは止めましょう。一見、軍手が手を保護してくれそうな気になりますが、軍手が工具に巻き込まれるとかなり危険です。

溝が加工出来たら、木枠の材料加工は終了です。

5.プラダン内窓のプラダンを切り出す

木枠の材料が加工できたらプラダンを必要な寸法に切り出していきます。

プラダンはカッターで簡単にカットできますが、商品によっては反りが大きいものもありますので、木枠の反り具合を確認しながら、組み込んだ状態で反りの影響が出にくい方向でカットしていくのが良いです。

なお、プラダンのカット面は、組み付けた状態では木枠の溝の中に入ってしまうので見えません。それほど見た目を気にする必要はないですが、±1mmくらいの寸法の正確性は必要なので、出来るだけ大きな定規を使用して、まっすぐにカットします。(私の場合は、下記のような丸ノコガイドを使用してカットしました。)

プラダンが切り出せたら、材料の加工は全て完了です。(文章で書くと簡単ですね)

6.プラダン内窓を組み立てる

材料が加工出来たら、内窓を組み立てていきます。

まずは木枠を組み立てていきます。カットした木枠材用の長さが均一で、カット面が平らであれば、木枠が綺麗に組み立てられることが保証されたと思っても過言ではないですが、より正確に組み立てるためには、下記のようなコーナークランプを使用して組み立てるのがよいです。

なお、コーナークランプを使用した木枠を垂直に組み立てていく方法は、過去記事【DIY】木工製品の完成度をあげる方法②-木材を垂直に組み立てるでもまとめていますのでご参考にしてみてください。

コーナークランプで木枠を仮固定したら、ドリルで下穴を開けて、ネジで固定していきますが、固定に使用するネジにはコーススレッドと呼ばれるネジを使用するのがベターです。

図のように、コーススレッドにはネジ山がない部分があるので、ネジを締め付けることにより材料と材料をより密着させることが出来ます。切り口を平らにした上で、コーススレッドで固定すれば、よりぴったり垂直に材料を固定することが出来るでしょう。

また、固定するネジの頭が木枠から出ていると美しくないですし、ネジ頭を木枠に無理やり潜り込ませるよう締め付けると木枠の材料が割れてしまいます。図のように、ネジ頭の大きさのザグリを入れて、ネジ頭が材料に隠れるようにすると良いです。

ザクり加工には専用のドリルが販売されていますが、私の場合は、写真のようにドリルの先端に結束バンドなどを括りつけて、ドリルが奥まで入らないようにして通常のドリル刃で代用しています。

勢いでドリルが深く入ってしまうこともありますが、ザグリはネジ頭を隠すために入れるだけなので、深さなどは適当で大丈夫です。

そんな感じで木枠を「H」の形まで組み付けることが出来たら、いよいよプラダンを組み付けていきます。

プラダンの組み付け方法は、写真のように木枠の両側の溝にプラダンを嵌めた状態にして、奥までスライドさせていくだけです。(寸法通り出来ていれば簡単に嵌めることが出来ます)

上下にプラダンを組み付けることが出来たら、木枠の上端、下端にも材料を固定して、コーススレッドで固定していきます。

以上で内窓の組み立ては完了です。同じ作業を行い、内窓を3個作成していきます。

7.内窓を仮設置してを完成形をイメージする

内窓の組み立てが完了したら、まずは組み立てた内窓を実際に窓枠に嵌めてサイズ感を確認します。

設計段階で、縦方向に7mm、横方向に7mmのクリアランスを設けています。重力で片側(下側)によってしまう縦方向には、上側に十分な隙間が空いていますね。(ネライ通りですけど)

横方向は同じようにクリアランスを7mm設けていますが、内窓が中心にある状態で片側3.5mmの設定です。見た感じでは、それほど隙間がないように見えます。元々、スポンジ材を追加する前提なので、もう少し隙間を大きくしても良かったかもしれませんね。

続いて、上下のレールの方針を決めます。下側は2項で説明した樹脂製のレールを使用する前提ですが、上側はどうしたものか?あり物の材料で使えそうなものを探してみます。

色々と探してみた結果、以前の記事【DIY】浴室のドアパッキンを交換する -パナソニック製で、交換用の新しいパッキンを購入した時に、パッキンの梱包材としてついてきたL字型の段ボールが保管されていました。こちらを窓枠の大きさにカットして、レールとして使用していきます。(写真は長かったL字の段ボールを、必要な長さにカットしたものです)

使用方法は下図のとおりです。L字の段ボールを2個使用し、窓枠の厚み分の間隔を開けて内窓の外側と内側に配置して固定します。

そして、図のようにその間に内窓を嵌め込むことで、2個のL字段ボールでレールを作る作戦です。

見た目的には…ですが、まあ、この辺はあり物で作成しているってことで、息子にも我慢してもらいましょう。

あと決めなければいけない設計仕様は、取っ手の取り付け位置などですね。

元々は、左右両方につけるイメージで部材を準備していたので、取っ手は全部で6個用意していましたが、左右の木枠幅が想像していたより細いこと、そして窓枠としての重さも想像していたより軽いことなどから、取っ手は中央に1個だけ取り付ける仕様とします。(余った取っ手は他の用途に使用しましょう)

また、遮光性のある内窓を設置しっぱなしでは健康に悪いので、たまには内窓を外して窓を開け、新鮮な空気を取り入れてもらいたいです。取り外した状態でどこかに収納することを考慮し、内窓の上部に、吊り下げ用の穴を開けることにしました。

なお、穴を開けることによって漏れてくる光は、L字型の段ボールでしっかり遮光する想定です。

8.プラダン内窓を仕上げる

仮設置して最終形のイメージが出来たら、内窓の仕上げ加工を実施していきます。

まずは、組み付けたプラダンを一旦取り外し、木枠の仕上げ加工を行います。

木枠の上部にドリルで吊り下げ用の穴を開け、プラダンが嵌る溝の中を紙やすりで整えます。更に、木枠の表面をサンダーで磨いて仕上げていきます。

木工DIYを行う場合、私はこのサンダー掛けを必ず行いますが、この加工をやるのとやらないのとでは、見た目の完成度が段違いです。職人さんのカンナ掛けには到底かないませんが、木工DIYでは是非取り入れたい工程ですね。

なお、私が使用しているサンダーは下記のリョービ製 S-5000です。(振動するだけのツールなので、安価なもので十分な効果があるでしょう)

木枠の表面をサンダーで整えたら、表面処理を施していきます。

室内に設置するものなので、表面処理は必須ではないですが、息子に褒められたい父さんは頑張りますよ。(笑)

なお、今回は、窓枠の色が淡い出窓に、黒のプラダンで作成した内窓を設置しています。その中間に位置する木枠をどんな色で処理するか?少し迷いましたが、折角なら木目を生かした処理にした方がよいだろうということで、オイルステインのナチュラル色を選択しました。(やはり木目が引き立つのは美しいです)

ちなみに、使用したオイルステインは下記です。塗布して5分経ったら余分なオイルを布でふき取り、その状態でしっかり乾燥させる仕様です。(乾燥時間は気温20℃で4時間です)

オイルステインがしっかり乾燥したら、木枠に再度プラダンを組み付けて最終固定します。(これが最終のネジの締め付けです。)

そして、それぞれの内窓の木枠の中央に、取っ手を取り付けていきます。

取っ手の取り付けはネジ2本で固定するだけなので簡単ですが、取っ手に付属されていたネジでは長すぎました。(裏側に貫通してしまいました。。。)急遽、手持ちの短いネジを用意して固定しました。(確認不足でした。。。)

そして最後に、窓枠との横方向の隙間を埋めるスポンジ材を貼り付けます。

今回用意したのは、写真のダイソーのすきまテープです。圧縮した時の厚みが0.4mmなので、窓枠との横方向のクリアランス(片側0.35mm)よりも少し大きいですが…まあ、何とかなるでしょう。

なお、こちらのすきまテープは長さが2mの商品です。内窓の縦方向寸法は893mmなので、こちらのすきまテープを、内窓1個に付き1個使用し、計3個準備しました。(それでも¥300です。100均って素晴らしいですね。)

すきまテープを木枠の左右に貼り付けることが出来たら、内窓の作成は全て完了です。

9.プラダン内窓の最終設置と反省点

内窓が完成したら、まずは窓枠に嵌め込んで、すきまテープ込みでのサイズ感を確認します。

3個とも窓枠に嵌め込むことは出来ましたが…嵌め込むときの嵌合がかなりきついです。窓枠と内窓の左右のクリアランス設定が0.35mmなのにも関わらず、圧縮状態で0.4mmのすきまテープを貼ってしまった影響でしょう。(笑) 

対応として、もう少し薄いスポンジに貼り換えるという方法もありますが、少なくともダイソーのすきまテープは今回の0.4mmが最薄です。そして、今更、100均ではないものを買い足すのは微妙です。

なお、左右からの光漏れは全くありません。(嵌合がきついだけあって、しっかり遮光できています。)そして、この嵌合の感じだと、上下のレールなどない状態でもしっかり固定出来てしまうでしょう。

そこで、今まで想定していた上下レールの設計は白紙に戻し、レールの設計を大幅に変更することにしました。結論としては、内窓を窓枠に圧入するだけの設計に変更していきます。

図の左側が今まで考えていた設計、右側が変更後の設計です。

まず、窓枠に内窓を圧入するだけの設計に変更するので、下側に設置する予定だったレールは削除します。(単一レールに加工したのに残念ですが…)

そして、上側は2個のL字段ボールで挟み込んでレールとする設計だったものを、外側1個のみとして内窓が奥まで入らないためのストッパーとしました。

下側は丁度いい感じにサッシの出っ張りがストッパーになってくれたので、特に何も設置しません。

そして、上下方向のクリアランスは、木枠の下側にすきまテープを追加で貼り付けることで埋めていきます。

その設計で最終設置したのが写真の状態になります。

うん。想定外となった部分が多々ありましたが、外観的には極めて美しく仕上がりましたね。父さんとしては満足できる出来なので、息子にも喜んでもらえるでしょう。

吊り下げ用に開けた穴も、L字段ボールに重なって遮光性も完璧です。

これで、遮光性・断熱性、ついでの防音性能を備えた内窓の設置が完了しました。

ただ、反省点としては、今回は横にスライドしたりする2枚構成の内窓ではないので、レールに固定する必要性が最初からありませんでした。内窓の全周にクリアランスを設けて柔らかめのスポンジ材を配置し、それを軽く潰して圧入固定する設計とした方が考え方としてはより簡単でしたね。(あとは圧入する方向の位置決めを考えればいいだけですから)

この反省は今後のDIYに活かしたいと思います。(右近次は経験値を34入手し、賢さが2上がった)

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