露点温度(空調用) 計算ツール｜Magnus式で露点・絶対湿度・冷却コイル除湿判定
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気温・相対湿度からMagnus式で露点温度・絶対湿度・飽和水蒸気圧・水蒸気圧を即算出。空調除湿設計・冷却コイル選定・窓ガラス結露判定・除湿機性能・半導体クリーンルーム低露点管理までカバー。SHASE空調計算基準・ISO 5149冷凍装置・建築基準法シックハウス対策・湿り空気線図(サイクロメトリック)まで、HVAC実務で必要な情報を網羅します。
露点温度(空調用) 計算機
計算式(Magnus式)
基本式
飽和水蒸気圧 es = 6.11 × exp(17.27 × T ÷ (T + 237.3)) [hPa]
実水蒸気圧 e = es × RH ÷ 100 [hPa]
α = ln(e ÷ 6.11)
露点 Td = 237.3 × α ÷ (17.27 − α) [℃]
絶対湿度(重量絶対湿度) x = 0.622 × e ÷ (P − e) × 1000 [g/kg乾燥空気]
ここで T=気温(℃)、RH=相対湿度(%)、P=大気圧(標準1013.25hPa)。Magnus式は工学分野で広く使われる近似式で、通常の空調の温度域では実用上十分な精度があります。氷点下の露点（霜点）や高温域では誤差が大きくなるため、精密な計算には気象機関・規格の式や湿り空気線図を使います。
物理的意味
露点温度は「その空気を等圧のまま冷却したとき、水蒸気が飽和して水滴が凝結し始める温度」です。冷却面の表面温度が露点以下となると、その表面で結露(凝縮)が発生します。空調・除湿・結露判定の基本指標として、HVAC(暖房・換気・空調)分野で日常的に使用されます。
Tetens式との違い
類似式にTetens式(6.1078 × 10^(7.5T/(T+237.3)))があり、Magnus式と数値的にほぼ同じ結果になります。より広い温度範囲ではArden Buck式・Wexler式（Goff-Gratch式）なども使われます。
湿度用語の整理
| 用語 | 定義 | 単位 |
|---|---|---|
| 相対湿度 RH | 水蒸気圧÷飽和水蒸気圧×100 | % |
| 絶対湿度(重量)x | 乾燥空気1kgあたりの水蒸気質量 | g/kg(DA) |
| 絶対湿度(容積)a | 空気1m³あたりの水蒸気質量 | g/m³ |
| 露点温度 Td | 水滴が凝結し始める温度 | ℃ |
| 湿球温度 Tw | 湿らせた温度計で示す温度(蒸発冷却) | ℃ |
| 飽和度 μ | 絶対湿度÷飽和絶対湿度 | % |
| 比エンタルピ h | 乾燥空気1kgあたりの熱量 | kJ/kg(DA) |
| 水蒸気分圧 e | 大気圧のうち水蒸気による分圧 | hPa |
気象・空調・製造分野で使用される湿度単位は多様ですが、「相対湿度・絶対湿度・露点」の3種類を状況に応じて使い分けます。空調設計・除湿量計算では絶対湿度と露点、結露判定では露点、体感湿度では相対湿度が主に使用されます。
気温・湿度別 露点早見表(℃)
Magnus式による計算値。1℃刻みでの詳細確認には計算機を使用してください。
| 気温 | RH40% | RH50% | RH60% | RH70% | RH80% | RH90% |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 5℃ | -7.5 | -4.5 | -2.1 | 0.0 | 1.8 | 3.5 |
| 10℃ | -3.0 | 0.1 | 2.6 | 4.8 | 6.7 | 8.4 |
| 15℃ | 1.5 | 4.7 | 7.3 | 9.6 | 11.6 | 13.4 |
| 20℃ | 6.0 | 9.3 | 12.0 | 14.4 | 16.4 | 18.3 |
| 22℃ | 7.8 | 11.1 | 13.9 | 16.3 | 18.4 | 20.3 |
| 25℃ | 10.5 | 13.9 | 16.7 | 19.1 | 21.3 | 23.2 |
| 26℃ | 11.4 | 14.8 | 17.6 | 20.1 | 22.3 | 24.2 |
| 28℃ | 13.1 | 16.6 | 19.5 | 22.0 | 24.2 | 26.2 |
| 30℃ | 14.9 | 18.4 | 21.4 | 23.9 | 26.2 | 28.2 |
| 32℃ | 16.7 | 20.3 | 23.3 | 25.8 | 28.1 | 30.1 |
| 33℃ | 17.6 | 21.2 | 24.2 | 26.8 | 29.1 | 31.1 |
| 35℃ | 19.4 | 23.0 | 26.1 | 28.7 | 31.0 | 33.1 |
冷却コイル温度と除湿量
冷却除湿の原理
空調機の冷却コイル表面温度を露点温度以下にすることで、空気中の水蒸気が凝縮して除湿されます。標準的な冷房サイクルは「7〜12℃冷水」をコイルに通し、通過する空気を除湿しながら冷却、その後の必要に応じて再熱で目標温度に調整します。
コイル出口空気の状態
冷却コイル通過後の空気は「バイパスファクター(BF)」で表現されます。BF=0.1のコイルなら、通過空気の90%がコイル表面の状態になったとみなします。例:入口26℃60%(露点17.6℃・絶対湿度約12.6g/kg)、コイル表面7℃(飽和・約6.2g/kg)、BF=0.1 → 出口空気は約8.9℃、絶対湿度約6.8g/kg(相対湿度はほぼ飽和に近い)。この状態から再熱で26℃に上げると、相対湿度が下がります。
除湿量計算(概算)
除湿量(kg/h) = 風量(m³/h) × 1.2 × (入口絶対湿度 − 出口絶対湿度) ÷ 1000
例: 風量5000m³/h、入口12.6g/kg、出口6.8g/kg → 除湿量 = 5000×1.2×(12.6−6.8)÷1000 ≒ 34.8 kg/h(約35L/h)。これがドレン管から排水されます（空気の密度は約1.2kg/m³として概算）。
結露判定と対策
結露発生条件
「材料表面温度 ≦ 空気の露点温度」となった時に結露が発生します。冬の窓ガラス結露が典型例で、室内空気20℃60%(露点12℃)に対し、窓表面が10℃以下となると結露発生します。
典型的な結露リスク箇所
| 箇所 | 典型的な表面温度 | 結露条件 |
|---|---|---|
| 単板ガラスの窓(冬) | 外気温に近づきやすい | 結露しやすい |
| 複層ガラス・Low-E複層ガラス(冬) | 単板より高く保たれる | 結露しにくい（室内の露点が高いと結露） |
| アルミサッシ枠(冬) | 外気温に近づきやすい | 結露しやすい |
| 断熱不足の外壁の室内側・隅角部(冬) | 周囲より低い | 断熱不足で結露 |
| 冷水配管(夏) | 冷水温度に近い | 保温不良で結露 |
対策
結露対策の基本は「表面温度を上げる(断熱強化)」または「露点を下げる(除湿・換気)」のいずれか。窓は複層ガラス・Low-E化、サッシは樹脂枠、壁は内断熱強化。除湿は除湿機・エアコン除湿運転、換気は24時間換気システム(建築基準法第28条の2)。
低露点管理(半導体・電池・光学)
半導体・リチウムイオン電池・光学レンズ製造では、通常の相対湿度管理では不十分で「露点温度」による超乾燥管理が必須となります。
| 用途 | 必要露点 | 絶対湿度 |
|---|---|---|
| 露点+5℃ | — | 約5.4 g/kg |
| 露点−20℃ | — | 約0.6〜0.8 g/kg |
| 露点−40℃ | リチウムイオン電池のドライルームなどで使われる水準の例 | 約0.08 g/kg |
| 露点−60℃ | — | 約0.007 g/kg |
| 圧縮空気 JIS B 8392-1 水分3級 | 加圧下露点−20℃以下 | （加圧下の値のため大気圧の絶対湿度とは異なる） |
低露点の実現にはデシカント除湿機(シリカゲル・ゼオライトなどによる吸着除湿)が一般に使われます。冷水コイルによる冷却除湿は、コイル表面の凍結を避ける必要があるため、得られる露点に限界があります。
業界での応用
🏢 オフィス・商業施設空調
目標室内条件(夏26℃・50%/冬22℃・40〜50%など)に対し、冷却コイル出口条件を露点計算で設計。建築物衛生法(ビル管理法)の建築物環境衛生管理基準では、特定建築物の相対湿度を40%以上70%以下としています。
🏥 病院・手術室・クリーンルーム
手術室・クリーンルームは、施設の種類ごとの設計基準・指針に基づいて温湿度と清浄度を管理します。清浄度の等級はISO 14644（粒子による分類）で表し、温湿度は別に設計します。
🍜 厨房・食品工場
厨房排熱・調理蒸気で高湿度になりやすく、露点30℃超では冷蔵庫扉結露・カビ発生リスク大。強制換気・スポットクーラー・除湿機で厨房内露点を下げる設計が必須。
🏭 半導体・電子工場
クリーンルームでは粒子の清浄度（ISO 14644）と温湿度を管理します。低い露点が必要な工程では、デシカント除湿を組み合わせます。24時間連続運転のため消費電力が大きくなります。
🔋 リチウムイオン電池ドライルーム
電解液などが水分を嫌うため、露点の低いドライルームで組立てを行います。必要な露点は工程・製品で異なり、デシカント除湿設備の規模も大きくなります。
🏠 住宅・戸建結露対策
冬の窓・壁結露が住宅のカビ・ダニ発生源。建築基準法シックハウス対策(24時間換気義務)・結露計算(住宅省エネ基準の外皮平均熱貫流率UA値)で対策設計。
湿り空気線図(サイクロメトリック)の使い方
HVAC実務では「湿り空気線図」(サイクロメトリックチャート)を使い、乾球温度・湿球温度・露点・相対湿度・絶対湿度・比エンタルピ・比容積を1枚のグラフで相互変換します。ASHRAEの線図のほか、日本でも空気調和・衛生工学会などが湿り空気線図を示しています。
基本の使い方
2つの状態値(乾球温度と相対湿度、乾球温度と湿球温度など)を入力すると、他の状態値が読み取れます。空調過程(冷房・暖房・加湿・除湿)は線図上の直線・折れ線として表現され、必要熱量・水量が視覚的に把握可能。
代表的な空調過程
顕熱冷房:水平左移動(温度下降・絶対湿度一定)、冷却除湿:コイル表面の状態に向かう左下移動、蒸発冷却:湿球温度一定線に沿った左上移動、デシカント除湿:ほぼ比エンタルピ一定線に沿った右下移動(絶対湿度が下がり温度が上がる)。
快適域と健康リスクの湿度目安
湿度と住まい・材料への影響の一般的な目安です（基準値ではありません）。
| 相対湿度域 | 影響 | 対応 |
|---|---|---|
| <30% | 乾燥・木材収縮・静電気発生 | 加湿を検討 |
| 30〜40% | やや乾燥・呼吸器負担 | 冬季住宅の下限目標 |
| 40〜60% | 一般に快適とされる範囲（建築物衛生法の基準は40〜70%） | 維持が目安 |
| 60〜70% | やや高湿・カビ発生リスク増 | 除湿検討 |
| 70〜80% | 不快指数上昇・ダニ繁殖・木材膨張 | 除湿・換気必須 |
| >80% | 結露多発・カビ・電子機器故障 | 強制除湿 |
よくある間違い・注意点
- 相対湿度だけで結露判定 — 結露は絶対的な露点温度で判定します。冬季の室内20℃60%と外気5℃60%では相対湿度が同じでも露点が全く異なる(12℃と−2℃)ため、結露リスクは全く別物です。
- 「露点=気温」と誤解 — RH=100%(飽和)のときのみ露点=気温となります。それ以外は必ず露点<気温。降雨時・霧発生時のみ露点=気温です。
- 全空気系の露点均一を想定 — 空気混合・熱交換で局所的に露点は上下します。空調系統別・部屋別に評価する必要があります。特にダクト内での温度低下による結露発生に注意。
- 絶対湿度と相対湿度の混同 — 絶対湿度(g/kg)は温度非依存の実質水蒸気量、相対湿度(%)は温度依存の相対比。加湿・除湿の効果評価は絶対湿度で行うべきです。
- Magnus式の適用範囲外での使用 — 氷点下の霜点や高温域では誤差が大きくなります。精密な計算が必要な場合は、気象機関・規格の式や湿り空気線図を使います。
- 大気圧補正の忘れ — 標高が高い地域(標高1500m以上)では大気圧が850hPa以下となり、絶対湿度計算に補正が必要。標準1013hPa前提の計算では10%以上の誤差が出るケースも。
- 低露点(−40℃以下など)を冷却コイルで実現しようとする — 冷水コイルの冷却除湿は表面の凍結を避ける必要があり、得られる露点に限界があります。低露点はデシカント除湿を組み合わせます。
関連する規格・法令
- 空気調和・衛生工学会（SHASE）の規格・便覧 ― 湿り空気の性質・空調負荷計算などの実務資料。
- JIS Z 8806 ― 湿度-測定方法。絶対湿度・相対湿度・露点の測定方法JIS規格。
- ISO 5149 ― 冷凍装置及びヒートポンプ-安全及び環境要求事項。国際的な冷凍装置基準。
- 建築基準法第28条の2(シックハウス対策) ― 住宅・建築物の24時間換気システム設置義務。
- 建築物衛生法(ビル管理法) ― 特定建築物の建築物環境衛生管理基準（温度18〜28℃〔2022年4月から〕・相対湿度40〜70%等）。
- ISO 14644 ― クリーンルームの空気清浄度（粒子）の分類。温湿度・露点は別途設計。
- 住宅省エネ基準 外皮平均熱貫流率(UA値) ― 断熱性能基準。結露計算・室内表面温度予測に使用。
- ASHRAE Standard 55(米国) ― 温熱環境の快適性の評価方法を定める規格。
参考文献・公的資料
湿り空気の物性値・空調設計・結露対策の詳細については、以下の公的機関・専門学会の一次資料を参照してください。
- 公益社団法人 空気調和・衛生工学会(SHASE) ― 日本の空調・衛生工学の中核学会。規格・便覧の発行機関。
- 厚生労働省 建築物衛生法 ― ビル管理法の所管省庁。特定建築物の空気環境基準の公式情報。
- 国土交通省 住宅省エネ基準 ― 住宅の断熱・結露計算・外皮平均熱貫流率(UA値)の公式資料。
- 気象庁 湿度・温度と生活 ― 湿度と体感・健康影響の解説。
- 日本冷凍空調工業会(JRAIA) ― 冷凍・空調機器の業界団体。技術資料・統計・国際規格対応。
- 公益社団法人 日本冷凍空調学会 ― 冷凍空調分野の学術団体。技術論文・湿り空気線図の公式解説。
- ASHRAE Handbook(米国暖房冷凍空調学会) ― HVAC分野の世界的な標準リファレンス。湿り空気の物性値・空調設計基準の一次情報。
- 日本産業標準調査会(JISC) ― JIS Z 8806(湿度測定方法)等の公式索引。
- NIST Chemistry WebBook(米国国立標準技術研究所) ― 水蒸気の物性値の公式データベース。
- 日本化学工業協会 ― 化学プラント・クリーンルームの湿度管理標準。
よくある質問（FAQ）
26℃60%の露点は？
Magnus式で計算すると約17.6℃となります。冷却コイルの表面温度をこれ以下にすることで除湿が発生します。標準的な冷房サイクルの冷水温度7〜12℃であれば、余裕を持って除湿できます。窓ガラスがこの温度以下だと結露します。
露点温度で結露リスクがわかる？
はい。「材料表面温度 ≦ 空気の露点温度」が結露発生条件です。冬季の室内20℃60%(露点12℃)で窓ガラス表面10℃なら結露、複層ガラス表面15℃なら結露しません。断熱性能と換気設計の要点です。
相対湿度と絶対湿度の違いは？
相対湿度(%)は温度依存の割合で、飽和水蒸気圧に対する現在の水蒸気圧の比。絶対湿度(g/kg)は温度非依存の実質水蒸気量で乾燥空気1kgあたりの水蒸気質量。加湿・除湿効果の評価は絶対湿度で、体感湿度は相対湿度で判断します。
低露点ドライエアとは？
露点が大きく氷点下（例えば−40℃前後以下）の乾燥空気のこと。リチウムイオン電池のドライルームなど水分を嫌う工程で使われます。冷水コイルの冷却除湿では得られないため、デシカント除湿機(シリカゲル・ゼオライト吸着)を使います。
Magnus式の精度は？
通常の空調の温度域では実用上十分な精度です。氷点下の霜点や高温域では誤差が大きくなるため、精密な計算にはArden Buck式・Wexler式などや湿り空気線図を使います。
冷却コイル温度は何度に設定？
冷水温度7〜12℃程度の冷水をコイルに通す設計が多く見られます。バイパスファクターBF=0.1・コイル表面7℃なら、入口26℃60%の空気は出口で約8.9℃・絶対湿度約6.8g/kg(ほぼ飽和に近い)になります。目標室内条件と外気条件から必要な冷水温度・風量を逆算します。
湿り空気線図とは？
乾球温度・湿球温度・露点・相対湿度・絶対湿度・比エンタルピ・比容積を1枚のグラフで相互変換できるサイクロメトリックチャートのこと。ASHRAEチャート・SHASE準拠図が代表で、HVAC設計実務では必須のツールです。
体感湿度が高いのはなぜ？
体感は気温+湿度+風+放射+着衣+活動量で決まります。30℃・RH 40%(露点約15℃)より30℃・RH 70%(露点約24℃)の方が汗が蒸発しにくく不快に感じます。室内の湿度の目安は、建築物衛生法の基準で相対湿度40〜70%です。
建築基準法の湿度規定は？
建築物衛生法(ビル管理法)の建築物環境衛生管理基準で、特定建築物(延べ面積3,000m²以上など)の相対湿度40%以上70%以下、温度18℃以上28℃以下(2022年4月から)などが定められています。建築基準法第28条の2（シックハウス対策）で、住宅等には原則として機械換気設備の設置が求められています。
ドライエアと圧縮空気の違いは？
圧縮空気は加圧された工場ユーティリティ空気で、冷凍式ドライヤでは加圧下露点が数℃程度、より低い露点には吸着式ドライヤを使います。JIS B 8392-1(ISO 8573-1)では水分の等級を加圧下露点で区分し、例えば1級−70℃以下、2級−40℃以下、3級−20℃以下、4級+3℃以下です。
デシカント除湿と冷却除湿の違いは？
冷却除湿は冷却コイルで水蒸気を凝結させる方式で、コイル表面の凍結を避けるため得られる露点に限界があります。デシカント除湿はシリカゲル・ゼオライトなどによる吸着で大きく氷点下の露点まで下げられますが、吸着材を再生するための加熱エネルギーが必要です。
結露計算に必要な情報は？
①室内空気条件(乾球温度・相対湿度→露点)、②材料の熱伝導率(λ)、③材料厚み、④屋外空気条件、⑤材料表面熱伝達率(α_i, α_o)。これらから定常熱伝導計算(フーリエの法則)で内表面温度を計算し、露点と比較します。結露計算プログラム(WUFI等)で非定常計算も可能です。