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昔の日本の住宅は蒸し暑い夏を快適に過せるように工夫されており、十分な通気が行われるように設計されていた。夏にはふすまや障子を取外し、室内には外の空気がいくらでも入るようになっていた。その分冬は寒く、厚着しなければとても過せない状態だった。1950年頃の日本の住宅では冬の熱源と言えば火鉢にこたつが中心で、寝る時には湯たんぽが欠かせなかった。
1960年代の高度成長期とともに電気、ガス、石油ストーブが広く使われるようになり、またアルミサッシュも普及して雨戸やガラス障子の隙間風が少なくなって冬はかなり過しやすくなった。その後住宅向けの冷房装置も普及するようになり、住宅設計も昔の十分な通気を確保するような隙間風の多い設計より、高気密・高断熱住宅が主流となっている。
このような高気密・高断熱住宅では窓やガラス戸からの夏の日射による輻射熱が大きな熱源となり、対策が必要になってくる。大きなひさし、すだれ、よしず、藤だななどは日射による輻射熱をさえぎる方法ではあるが、土地の広い農家の住宅では適していても都会の狭い敷地に建てられた住宅や高層住宅では実用的でない場合も少なくない。またこれらの方法では窓を通しての視界が制限されることも窓本来の目的である透視性を損なう。室内側に取付けられたカーテンやブラインドは輻射熱を室内に入れてしまうので、遮熱のための効果は十分とは言えない。
先に窓の話その6『ローイーガラス』で述べたが、夏の日射による輻射熱を防ぐ目的でペアガラスの第2面に銀や金属酸化物を蒸着させた低輻射ガラス（ローイーガラス）が開発されている。ローイーコーティングを施していないガラスパネルでもガラス自身に多少の遮熱効果があるので、単なるペアガラスでもガラスを透過して室内に侵入する太陽からの輻射熱は73％程度であるが、第2面に蒸着膜を形成したローイーガラスでは約38％であり、更に高性能なローイーガラスでは30％以下まで削減出来るものもある。これに対し、単なる1枚ガラスでは太陽からの輻射熱の85%以上が室内に侵入する。
夏の日射による輻射熱を防ぐ点については、第3面にローイーコーティングを施したガラスでは、内側ガラスに吸収された輻射熱が室内に再輻射されるため、遮熱性は第2面にコーティングされたガラスより大幅に劣る。更に同一の高性能ローイーコーティングのペアガラスでも、第4面の表面温度は第2面にコーティングされている場合には28℃であるのに対し、第3面にコーティングされている場合には37℃となり、後者では熱いガラスからの再輻射熱により一層不快さが増す。
なお遮熱性だけに限って言えば色付ガラスは第3面にコーティングされているローイーガラスと同程度の遮熱性があるが、透視性が40％程度まで低下して窓の重要な機能のひとつを損なうと共に、室内側ガラス表面温度が第2面にコーティングされているペアガラスより高くなるので、第3面にコーティングされているペアガラスと同様に不快に感じる。
ひとつの例として幅1,800ミリ、高さ2,000ミリのスライディングパティオドアに関する夏の冷房費を比較する。このドアに1日に6時間の日射があるとすれば、このドアを通しての1ヶ月間（31日）の日射熱取得量は太陽からの輻射熱を725 watt/m2と仮定すると下記のように計算される。
Q = 725/1,000 x E x A x H
= 0.725 x E x 1.8 x 2.0 x 6 x 31
= 485.46 x E
Q: 日射熱取得量KWH
E: ドアの輻射熱吸収率
A: ドアの面積 m2
H: 時間 hours
従って輻射熱吸収率が86％である1枚ガラスの場合の輻射熱取得量は417 KWH、73％の単なるペアガラスでは354 KWH、第2面にローイーコーティングされている38％のペアガラスでは184 KWHとなる。電気代を1 KWHあたり20円とすれば、単なるペアガラスでは1枚ガラスよりも1ヶ月に1,260円、ローイーコーティングのペアガラスなら4,660円の節約になる。これはひとつのパティオドアに関してであり、このようなパティオドアや窓が南向きにいくつもあれば省エネルギー効果が少なくないことがわかる。
わがやは親子3代、東京通信工業と呼ばれていた時代からソニー製品の愛好者で、トランジスタラジオ、オープンリールテープレコーダー、ステレオ、トリニトロンカラーTV、ラジカセ、ウォークマン、コンピューターのモニター、ディジタルカメラに至るまで、これまで特別なことがない限りソニー製品を購入してきた。
1990年代に手に入れた当時としてはやや大型スクリーンの32インチTVが古くなったので、2005年に42インチのリアプロジェクションLCD HD TVを購入した。当時は通常のLCD HD TVはこのサイズではかなり高価であり、またプラズマHD TVは主にパナソニック製の上、寿命が比較的短いとのことだったので、ソニーファンとしてはこの選択が妥当なものであったと確信している。
昨年末頃より、このTVのスクリーン中央部が黄色味を帯びるような傾向が出始め、その傾向は日々強くなってきた。通常のドラマやニュースを見ている時はあまり気にならないが、砂浜やゴルフコースのバンカーやゴルフボールを追いかけてカメラが青空を映しだす場合などこの色調の異常は顕著であり、先月ソニーのカスタマーサービスに問い合わせた。
ケーブルTV以外のDVDやVCRでもカラーの異常は同じか、などの質問の後、この場合はSony Exchange Programが適用されるので3つの選択肢があると言われた。最初の2つのオプションはより大きいLCD TVとの交換で、大きさにより$300-700の追加が必要となる。3つ目の選択肢は手持ちのTVより少し小さい40インチの最新型LCD TVとの交換で、これは無償とのことである。TVが置かれている部屋の大きさから手持ちのTVより大きいスクリーンは不適当なので、3番目のオプションを選んだ。このTVは現在販売中の最新モデルで、ソニーのインターネットストアでの価格は$764.99である。
手持ちのTVの裏側に貼ってある製造番号のラベルと画面の異常を示すカラー写真など必要書類を送り、約1週間後にSony Exchange Programが承認されたので出荷の手続きを開始すると、また更に1週間後の今日、交換用TVが出荷されたとの連絡を受けた。来週には新しいTVがわがやに届くであろう。
このSony Exchange Programとはどのようなものであるかインターネットで調べてみると、ソニーが2002年から2007年に販売した350万台のリアプロジェクションLCD HD TVに発生したOptical Block Problemの解決策のようであり、本来なら保証期間が過ぎているので何もしなくても良いが、ソニーはブランドを守るためにこのようなプログラムを行っているようだ。さすがはわがやが代々愛好するソニー、これからもソニー製品を購入しようと思う。
日本では、北海道や東北の北部、またはこの10年位の間に新築や改築した住宅でなければ窓ガラスは2重になっていないと思う。このような1枚ガラスの窓では寒い冬の日には室内側のガラス表面が結露して、まっ白なレースのカーテンにシミをつけたり、窓周辺の木製部材に黒かびを発生させたりして、住んでいる人を悩ませることになる。寒い冬の夜に鍋を囲んだりするとこの傾向は一層顕著になる。
このような窓ガラスの内側の結露はよく冷えたビールのジョッキの外側と同じで、冷えた物体の表面温度が周辺の水蒸気を含んだ空気の露点以下になると発生する。例えば室温が20℃で相対湿度が60％とすると、蒸気表によればこの湿った空気の露点は11℃であり、相対湿度が80％なら16℃となる。あまり風の強くない気象条件のもとで外の気温が0℃で室内温度が20℃の時、3ミリ厚みの1枚ガラスの窓では室内側ガラス表面温度は約5℃なので、相対湿度が40%でも結露する条件を十分に満たす。高性能なペアガラスでは同じ条件で室内側ガラス表面温度は約16℃となり、室内の相対湿度が80％近くまでは結露しない。
これまでの話はガラス中心についてであり、窓枠が熱を伝えやすいアルミの場合にはガラスは結露しなくても窓枠が結露する恐れが高い。このような問題を回避するためには断熱性の高い木製窓や塩ビ樹脂の窓枠を使えばよい。アルミサッシュでも屋外側と屋内側のアルミフレームを合成ゴムなどにより熱的に絶縁したサーマルブレイクと呼ばれる窓枠もあるが、断熱性は木製窓や塩ビ樹脂には及ばない。
気温が0℃の場合、相対湿度が100％であっても1 Kgのこの空気に含まれている水分は0.004 Kgであり、この空気を20℃まで暖房すると室内の相対湿度は30％まで低下する。そのため室内の空気がカラカラに乾燥していると感じ、人は加湿器を使ったりする。確かに乾燥し過ぎた空気は喉が痛く感じられたり、肌の潤いがなくなったりして快適とは言えない。しかし建物にとっては湿度の高い環境はカビが発生しやすく、壁の裏側にある断熱材が壁内結露する恐れもあり好ましくない。
ミネソタ大学における研究によれば、寒冷地における住宅での健康ならびに建物の保全の両者が妥協しうる室温20℃における相対湿度は、屋外の気温が‐29℃なら15-20％、‐18℃なら25-30％、‐7℃なら35-40％というデータを示している。このデータから類推すれば外気温が0℃の場合でも相対湿度は50％以下が好ましいであろうと推論出来る。
アメリカのある研究データによれば、シャワーを浴びると1回に付き0.24リットル、クッキングをすると1回に0.47リットル、人が呼吸すると1日に1.42リットル、植物の鉢植えは1日に0.47リットルの水分を発生する。4人家族で鉢植えが3本あるとすれば、1日に9-10リットルの水分を発生させていることになる。150m2の広さの住宅における居住空間を375m3とすると、もしも換気が一切なければこの家族の生活によって1日に発散される水分は0.018-0.020 Kg/Kg-Airとなり、20℃における相対湿度100％の水分保有量0.015 Kg/Kg-Airを超えることになる。実際にはシャワーを使う際やクッキングする時は換気扇を回すのが普通であり、また人の出入りがあるので、生活によって生ずる湿度はこれよりは少ないだろうが、気密性の高い住宅では20℃における相対湿度50％の状態は比較的容易に達成されるであろう。
2010年1月に放送されたＮＨＫの『ためしてガッテン』では、人間は暑くも寒くもない環境では体の湿度センサーが鈍感であることを実験的に示している。この番組ではやたらと加湿器を使って建物をいじめるより、ドライマウスならのど飴、、ドライアイなら目薬、乾燥肌にはクリームによる保湿を勧めている。でもこんなことを言うと加湿器メーカーから営業妨害だと文句を言われるかもしれない。
窓やパティオドアの断熱性が家計や環境保全にどのような影響を及ぼすか具体的に見ていこう。気象条件や国土交通省の基準が地域によって異なるため、断熱性による影響が顕著な北海道や東北北部3県ではなく、ここでは岐阜市について検討する。岐阜の気象条件は日本では標準的とはいえないかもしれないが、寒冷地や沖縄などを除く東京、大阪、名古屋などにおける典型的な条件に近いと思う。
岐阜県といっても平均気温は場所によって異なるが、暖房が必要な季節の気象庁による岐阜市における1日平均気温の月平均値の2000年より2006年までの7年間の平均は下記の如くである。1月4.3度、2月5.3度、3月8.3度、4月14.7度、11月12.7度、12月6.7度。
また断熱性能の比較を行うために、幅600ミリ、高さ1,200ミリのケースメント（縦すべり出し窓）15本と、幅1,800ミリ、高さ2,000ミリのスライドドア3本が取付けられているモデル住宅を仮定する。。また、室内の温度は暖房を行っている期間は一定で摂氏20度とし、暖房期間は11月から4月までと仮定する。
暖房を行っている期間の窓・パティオドアからの熱損失は下記のように算出される。
Q = K x A x (Tin – Tout) x H
Q: 熱損失 KWH
K: 窓・ドアの熱貫流率 KW/m2-deg. K
A: 窓・ドアの面積 m2
Tin: 室内温度 deg. K
Tout: 屋外温度 deg. K
H: 時間 hours
岐阜県が対象となる地域IVにおける国土交通省が定める次世代省エネルギー住宅における開口部の熱貫流率は4.65 watt/m2-deg.Ｋとなっているので、この数字を使って1月の熱損失量を計算すると、1,173KWHとなる。このようにして暖房期間の11月より4月までの月ごとの熱損失量を計算すると、年間熱損失量は4,944KWHとなる。在来の1枚ガラスアルミサッシュ（熱貫流率＝6 watt/m2-deg.Ｋ）ではこのモデル住宅における窓・ドアからの熱損失は6,379 KWHになるため、1,435 KWHの省エネルギーが達成されたことになる。暖房をすべて電気でまかなったと仮定し、電気代が20円/KWHとすると、暖房のための光熱費が28,700円節約出来たことになる。また今流行の二酸化炭素排出量については、『Web時代の環境家計簿 http://www.carbonfree.jp/200/env_gifu.html 』によれば、岐阜県における電力1 KWHは二酸化炭素0.45 Kgに相当するので、645.75Kg削減したことになる。
これに対しアメリカの木製窓メーカーであるコルビー社の木製窓の場合、熱還流率は1.70 watt/m2-deg.Ｋであるため年間熱損失量は1,808KWHとなり、地域IVにおける国土交通省の定める次世代省エネルギー基準住宅よりも更に年間あたり62,720円の電気代の節約となる。更に二酸化炭素排出量は次世代省エネルギー基準住宅よりも1,411Kg削減される。
日本に比べアメリカは地球温暖化に熱心でないと思われているかもしれないが、窓に関してはアメリカの方が進んでいると言えるかもしれない。
歴史的に見ると日本の住宅は亜熱帯地域の住宅を原点としており、夏の蒸し暑い気候に対応することが基本で、外部からの通気を重視した構造となっていた。
現代の日本における快適な住宅としては寒い時期には暖房が、また暑い季節には冷房が必須となるが、折角暖冷房を行っても気密性や断熱性が低いと、住宅から屋外に熱が逃げて暖冷房の効果が期待出来ない。そのため省エネルギー住宅を目指した国土交通省は1999年の住宅品質確保促進諸法（通称は品確法）に住宅建材の断熱基準を定め、省エネルギー住宅の普及を促している。
住宅各部からの熱の放散を測るのに熱貫流率と呼ばれる尺度を使うが、これは室内外の温度差が摂氏1度の時、1 平方メートルの面積を貫流する熱量をワットの単位で示したものである。窓やドアの熱貫流率については北海道および東北北部3県では2.33、その他の東北と新潟、長野、栃木では3.49、沖縄を除く他の都府県では4.65、沖縄では6.51としている。この基準は寒冷地ではフランス、ドイツ、アメリカの中北部における基準と同等である。
窓の話4『ガラス』で既に述べたが、2003年の（財）建築環境・省エネルギー機構資料によれば、日本の在来型のモデル住宅では窓やガラス戸などの開口部からの冬の暖房中の熱損失は住宅全体の48％に達する。
従来広く使用されてきた1枚ガラスの窓では熱貫流率は約6ワットであるのに対し、ペアガラスの窓では約3 ワットまで低減する。すなわちペアガラスの窓を使用すれば、北海道および東北北部3県以外では省エネルギー住宅基準を満たす。窓の話6『ローイーガラス』で述べたように、ローイーコーティングを施したペアガラスでは、室内側からの輻射伝熱による熱貫流が大幅に削減されるため、熱貫流率は更に1.5ワット程度まで大幅に低減して北海道および東北北部3県の基準を満たし、断熱効果はきわめて高い。
なお、ここで述べている熱貫流率はガラスパネルそのものの数値であり、窓の中心部熱貫流率と呼ばれるものである。窓はガラスパネルをサッシュにはめ、このサッシュが窓枠に取付けられているため、窓全体の熱貫流率は窓枠の材質によって大きく変わる。熱を伝えにくい木製、塩化ビニル製、ＦＲＰ製の窓では熱貫流率がガラスパネルそのものの数値よりやや低減する程度であるが、熱の良導体であるアルミ製の窓では窓全体の熱貫流率はガラスパネルの熱還流率よりも大きくなる。
参考までに言うと、品確法の省エネルギー住宅では外壁の熱貫流率については北海道および東北北部3県では0.35ワット、その他の地域では0.53ワットを基準値としており、ローイーコーティングを施したガラスパネルを使用したハイテク窓でも外壁の3倍以上の放熱があるため、断熱性だけの見地からは窓は少なく小さい方が良い住宅ということになる。しかしそれでは採光に問題を生じ、また外の美しい景色を楽しむことが出来なくなるので、断熱性のより高い高性能の窓を使って妥協することになる。
冬の寒い日にガラス越しに差し込む日差しは暖かく猫の昼寝には最適だが、真夏の強烈な太陽が差し込む時は辟易とする。太陽の日差しによる熱は輻射熱であるが、ガラスの性質としてその一部は反射されて室内に侵入しない。窓に使用される通常のフロートガラスでは輻射熱の15％程度が反射される。この反射率を高めたガラスが低輻射ガラス（ローエミッシビティガラス、約してローイーガラス）であるが、はじめは溶融した錫の薄膜をガラス表面に溶着させて生産していた。この薄膜は硬く傷が付きにくいが、輻射熱の遮熱率は20-40％程度とあまり高くない。
現在ローイーペアガラスに広く使用されている低輻射ガラスは銀、金属酸化物などのきわめて薄い膜を真空蒸着させて生産するが、このコーティングは機械的強度が低く、そのため外部からの接触がないペアガラスのエアスペースに施すことにより保護されている。
アメリカの窓業界ではペアガラスの表面を屋外側から順に屋外側ガラスの外側を第1面、その内側（エアスペース側）を第2面、室内側ガラスの屋外側（エアスペース側）を第3面、その内側、すなわち室内から触れることが出来る面を第4面と呼ぶ。
ペアガラスに銀、金属酸化物などのコーティングを施した低輻射ガラスは、本来は夏の太陽からの輻射熱を防ぐことを目的に開発されたものであるが、冬期の室内からの輻射伝熱による放熱を防ぐにも大きな効果がある。屋外側-18℃、室内側20℃の条件では、単なるペアガラスの窓では伝導伝熱による放熱を削減することは出来るが、輻射伝熱による放熱を削減することが出来ない。ローイーガラスのペアガラスでは輻射伝熱による損失が大幅に低減するため、総熱損失が単なるペアガラスの約半分、すなわち単なる1枚ガラスの25％程度となる。このような熱損失低減効果はローイーコーティングが第2面であるか、第3面であるかによらない。窓の話その4『ガラス』で述べたように、4重ガラスの窓のガラスを通しての熱損失量は単なる1枚ガラスの25％程度であるが、ローイーガラスのペアガラスはそれと同等の断熱性能がある。
夏の太陽からの輻射熱を防ぐ点については、ローイーコーティングが第2面に施されている場合は輻射熱を屋外にはねかえすため大きな遮熱効果があるが、第3面に施されている場合には内側ガラスにおける室内側への再輻射現象のため、第2面である場合よりも遮熱効果が大幅に劣る。そのため一般的な地域では第2面にローイーコーティングを施したガラスパネルが一般的であるが、北欧などの極寒冷地で夏の太陽の遮熱は重要でなく、むしろ冬の太陽からの輻射熱を積極的に室内に取り入れたい場合には第3面にコーティングを施したガラスパネルが使用される。
一口にローイーペアガラスといってもその性能は同じではない。窓のガラスにとって重要な性能は、透視性、断熱性、遮熱性、紫外線防止性などである。ローイーコーティングを行うと、コーティングを行っていないガラスに較べ透視性が低下するが、他の性能は格段に良くなる。透視性をあまり犠牲にせずに他の性能を高めることがローイーガラス技術の見せ所となる。アメリカCardinal社のLoE3-366と呼ばれるローイーガラスは最先端の真空蒸着による3層の銀・金属酸化物コーティング技術を採用しており、透視性をあまり犠牲にせずに高い断熱性、遮熱性、紫外線防止性を誇っている。透視性は1枚のガラスでは90％、単なるペアガラスでは80％、通常のローイーペアガラスでは70％であるのに対し、LoE3-366は66％を確保している。
因みに色付きガラス（Tinted Glass）も夏の太陽からの輻射熱をある程度防ぐことが出来るが、サングラスをかけているのと同じで窓の透視性が45％程度まで低下する。
また昔ながらの方法として屋外にすだれを垂したり、にがうりなどを植えて夏の太陽からの輻射熱が室内に侵入することを防ぐこともそれなりに効果があるが、高遮熱のローイーペアガラスの窓ならそのような手間をかけずに、また屋外の景観を楽しみながら夏の暑さをしのぐことが出来る。
肝心のローイーペアガラスの遮熱性能については後述するが、第2面に蒸着膜を形成したローイーガラスでは約62％であり、更に高性能なローイーガラスでは70％程度削減出来るものもある。
![窓の話5『ペアガラスの構造』]()
写真は高性能ペアガラスの一例である。ペアガラスでは2枚のガラスの間に挟むパーツをスペーサーと呼ぶが、スペーサーは金属製が一般的である。しかし金属は熱を伝えやすいので、断熱性が重要な極寒冷地向けには合成樹脂製のスペーサーも開発されているが、有機ガスを発生するなど素材特有の欠点もあり温帯地域の窓としては普及していない。同じ金属でもアルミニウムのスペーサーはステンレス製に較べて11倍も熱を伝えやすいので断熱性を低下させ、またガラス周辺部で室内側に結露を起す恐れがあるため、高性能なペアガラスではステンレス製スペーサーを使用する。
スペーサーにより形成されるペアガラス内部空間をエアスペースと呼ぶが、エアスペースに存在する空気はこれを生産した工場の空気であり、常にある程度の水分を含んでいる。この水分が気温の低下した時に結露を起さないように、スペーサーの内部にはシリカゲル、モレキュラーシーブのような乾燥剤を充填してエアスペースに含まれている水分を除去するのが一般的である。生産工場の空気を使用せず、乾燥したアルゴンガスをエアスペースに充填する場合でもスペーサーに乾燥剤を充填する。
ペアガラスのスペーサーをよく見ると、4隅では直線のスペーサーを突き当てているタイプと、写真のようにコーナー部分が湾曲しているタイプがある。前者の方が製作コストを低減することが出来るが、コーナーが湾曲しているスペーサーでは寒暖の差によるスペーサーの伸縮による応力をコーナー部分に集中させない。この点は後述するペアガラスの寿命に少なからぬ影響を及ぼすので注目に値する。
ガラスとスペーサーの接着はガラスパネルメーカーにより使用する接着剤が異なり、またひとつの接着剤のみであるか、あるいは2段階の接着方式を採用しているかの違いがある。ガラスとスペーサーの接着が少しでも破損すると、エアスペースにアルゴンガスを封入している場合にはこれが漏洩し、またどのようなペアガラスの場合にも水蒸気を含んだ外気がペアガラス内部に侵入し、内部で結露する問題を起すことになる。このような内部結露を起すと修理することが出来ず、ガラスパネル全体を交換しなければならなくなる。そのため、窓を選ぶ際にはガラスとスペーサーの接着方式をよく検討する必要がある。しかしカタログに記載されているのはまれであり、消費者が特段の努力をしない限りこの接着方式を知ることは出来ない。
ペアガラスの接着剤として一般的に使用されているものにはポリイソブチレン、ポリサルファイド、ポリブチレン、ポリウレタン、シリコンなどがあるが、ガラスとスペーサーとの接着力、水蒸気分子の透過性、紫外線などに対する接着剤の耐久性などが重要な因子となる。ペアガラスで重要な水分子の透過性について言えば、ポリイソブチレンが最も低く、ポリサルファイドはその約10倍、ポリシリコンは約100倍である。しかし接着力およびその耐久性についてはポリシリコンが最も優れており、これらの特徴を考慮して高級な窓のペアガラスにはポリイソブチレンの1次シールとポリシリコンの2次シールの組合せを採用しているものもある。
![窓の話4『ガラス』]()
窓にはガラスがはめられている。先にその2『窓の役割』で述べたように、一般住宅の窓にガラスがはめられるようになったのは19世紀に板ガラスの大量生産が始まってからであり、人類の歴史では最近のことである。数十年前までは大工さんか建具屋さんが造ったサッシュにガラス屋さんがパテでガラスをはめていたが、今ではアメリカで窓を買えばガラスが工場ではめられているので、街のガラス屋さんの商売も昔とは違って、住宅や自動車の窓ガラスの修理や交換などが中心となっている。これは日本でも同じだと思う。
何枚もの長方形のガラス板をブラインドのように連結して開閉するジャロジー窓を除いて、開閉する窓ではガラスは必ずサッシュにはめられるが、サッシュを開閉しない固定窓の場合、サッシュを使わずに窓枠に直接ガラスをはめることが多い。このような方法をディレクトセット（Direct Set）と言う。これに対し開閉しない固定窓でもガラスをサッシュにはめ、このサッシュを窓枠に取付ける方法をサッシュセット（Sash Set）と呼ぶ。機能的には両者にあまり差はないが、建築学的に見るとデザインの上で大きく異なることがある。一例をあげれば添付の写真に示したように、観音開きのケースメント窓の上に半円形の窓を取付ける場合、サッシュセットではケースメント窓と半円窓のかまちの幅が同じであるのに対し、右端に示したディレクトセットでは半円窓のかまち幅がなく、下のケースメントに較べてガラスの幅が揃っていない。この差は些細な事のように見えるが、建築学的に正しい建物を建てる場合には、部品の点数が増えてもサッシュセットの固定窓が必要となる。アメリカにはこのような点にも配慮しているこだわりの高級木製窓メーカーがある。
19世紀にシーメンス炉が開発されて、板ガラスの大量生産が行われる以前は大きな板ガラスを造ることは困難だった。そのため宮殿や教会などの大きな窓にガラスをはめる際、サッシュに格子をつけてその格子に小さな板ガラスをはめていた。そのなごりで大きな板ガラスが廉価に手に入る今でもサッシュに格子をつけることが様式として残っている。
現代の住宅においては窓やガラス戸などの開口部からの熱損失はとても大きく、2003年の（財）建築環境・省エネルギー機構資料は、日本の在来型のモデル住宅では開口部が冬の暖房時には住宅全体の48％の熱損失源となり、また夏の冷房時（昼間）には71％の熱流入源であると言う。
そのため、開口部における熱効率の向上は省エネルギー住宅にとってとても重要であり、断熱性の高い2重ガラスの窓がはやりである。窓のガラスを1枚のものから2枚のペアガラスに代えると、ガラスを通しての放熱量（熱貫流量）が約50％となり、更に3重ガラスとすると33％、4重ガラスとすると25％まで低減するためである。しかし3重や4重ガラスの窓は構造が複雑になりコストが上昇する割に省エネルギー効果は限定的なため、2枚のガラスによるペアガラスの窓が省エネルギー住宅の主役となる。
通常ペアガラスを生産している工場は平地にあるため、このペアガラスを標高1500メートルのような高所に持っていくと、ペアガラス内外の気圧差のためにメタボおじさんのお腹のようにふくらみ、場合によっては破裂する。これを防止するために、高地向けのペアガラスにはブリーザーチューブと呼ばれる細い管を取付け、ペアガラス内外の気圧差を調整するようになっている。しかしペアガラス内部に湿った外部の空気が侵入すると、後述するがペアガラスの内部で結露して曇ってしまうことがある。一般的に高地では湿度が低いのでその恐れは高くないが、曇ったペアガラスは治らないので交換しなければならない。高級ペアガラスには2枚のガラスにはさまれたスペーサーと呼ばれるパーツに内径0.3ミリ、長さ300ミリ位のステンレス製毛細管を取付けて、スペーサーに囲まれた空気層に呼吸させる。この毛細管の直径と長さは、ペアガラス空気層の気圧が外部と平衡に達した後、外部から侵入する水分がペアガラスの寿命の間に内部結露の原因とならないよう、実験室での試験結果に基づいて決定されている。
現代の飛行機内部の気圧は0.8気圧程度に保たれており、これは標高2000メートル位に相当する。そのためペアガラスの窓を航空便で輸送すると、窓の寸法によっては機内でガラスが破損する恐れがあるので注意を要する。蛇足だが現在ボーイングが開発中の次世代旅客機787ドリームライナーでは機内の気圧がより地上に近いということなので、航空便によるペアガラスの輸送には朗報である。
日本では窓の開口部を支えるフレームだけでなく、ガラスをはめる枠（サッシュ）をまとめて窓枠と言うことが多いが、ここではより正確にフレームを窓枠、フレームの中に取付けられるガラスをはめる枠をサッシュと定義する。
1940年代までは住宅の窓は現場で大工さんが作るのが一般的で、窓枠やサッシュはほとんど例外なく木製だった。窓は雨や風にさらされるため、アメリカでは窓枠やサッシュの樹種としては腐蝕しにくいレッドシダー（米杉）、ダグラスファー（米松）、レッドウッド、マホガニーなどを使うこともあったが、これらの中には加工性がよくないものや高価な樹種もあり、多くの住宅では耐候性は高くないが加工性の良いパイン系樹種の木材を使って屋外側にハウスペイントによる保護膜を形成させて耐久性を高めてきた。
アメリカでは1940年代から住宅用窓を工場で生産するようになり、その場合も木材で窓を作るのが主流だった。工場で窓を生産する際には、縦かまちや横かまち、ガラスストップや格子などの細かい木製パーツを量産する上で加工性が良く、更に長期間に渡り寸法安定性の高い樹種が求められ、キルンで乾燥されたウェスタンパインが最も広く使われるようになった。これらの木製パーツは更に撥水性や腐食防止、防虫などに効果のある薬剤を含浸させて耐久性を高めて使用され現在に至っている。
通常の木製窓では屋外側ペイントは10-15年に一度再塗装する必要があるが、木製窓の屋外側に焼付け塗装したアルミニウムをはり付けたアルミクラッド窓はこれら屋外側再塗装を軽減することが出来るため、現在では多くの木製窓メーカーがアルミクラッド窓を生産している。
第二次世界大戦が終わるとアルミニウムが民生用として急速に普及して、1960年頃になると主に商業建築の窓用アルミサッシュが生産され、それまでのスチールサッシュに代り高層ビルに広く採用されるとともに徐々に住宅用サッシュとしても普及するようになって、1980年頃にはアメリカの新築住宅用窓の約半分はアルミ製の窓枠やサッシュとなった。しかしアルミは熱をよく伝える性質があるため、たとえ断熱性の高いペアガラス（2重ガラス）をはめた窓でも窓枠やガラス周辺のサッシュが屋外の寒さをよく伝え断熱性を著しく損なうとともに、アルミ製パーツが結露を発生すること、更に1990年代からの断熱性の優れた低価格な塩化ビニル製窓枠材が普及することにより、アメリカでは1990年代後半以降、アルミサッシュは断熱性能が必ずしも重要ではない温暖な地域向け住宅や高層ビル、商業建築にのみ使用されるようになった。アルミサッシュでも屋外に晒される部分と室内側パーツとの間に合成ゴムなどを挟んで熱を遮断するThermal Breakと呼ばれる窓枠やサッシュもあるが、それでも断熱性能はより廉価な塩化ビニル製窓枠には及ばないため、住宅用としてはあまり使用されない。
引抜き塩化ビニルを使用した樹脂サッシュは第二次世界大戦後、木材やアルミに代わる窓としてドイツで生れたが、初めはデザインが重厚であまり普及しなかった。1970年代から断熱性の高い窓の需要が高まり、またデザインも改善されて1980年代以降は樹脂サッシュが高断熱で廉価な住宅用窓としてアメリカで急速に普及しはじめ、1998年には遂にその生産量が木製窓を超えるに至った。樹脂サッシュは断熱性と価格競争力により、今後も住宅用窓として一層普及することと思われるが、塩ビ樹脂の塗装には特殊なコーティング技術が必要なため、多くのメーカーの窓枠やサッシュは原料ポリマーによるホワイトやベージュなどのカラーに限定されている。なお樹脂サッシュの寿命についてはまだ十分解明されておらず、アメリカの有力な住宅建築雑誌によれば、これらの窓の寿命は20-30年と言われている。
2000年以降は再生木材繊維とビニル樹脂による複合材や、ファイバーグラスを使用した窓枠やサッシュによる窓も生産されている。ファイバーグラスは小型船や車両、浴槽など広範に使用されており、その強度や耐久性については実証済みと言え、下地塗りの上から塗装することが出来、構造強度も十分なため、今後樹脂サッシュと並んで広く普及すると思われる。ただ屋外側塗装は10-15年ごとに再塗装する必要があることは木製窓と変らない。
インテリアとして窓を考えると、塩化ビニル樹脂やファイバーグラスの窓は機能的には優れた点があるものの、木製フローリングや木製ドアを用いた住宅には木製の窓が似合う。アメリカの高級住宅では室内のフローリング、ドア、壁パネル、窓・ドアまわりの額縁、幅木などにダグラスファー（米松）、オーク（樫）、メープル（かえで）、アルダー（はんの木）、チェリー（桜）、マホガニーなどの樹種を使うことが少なくないが、その場合、窓枠やサッシュも同じ樹種に統一する必要があり、アメリカの高級木製窓メーカーはそのような需要に応えるために色々な樹種の木製窓を製作している。
住宅建築において人々はなぜ窓をつけるのだろうか。
人類は洞穴での生活をやめて家を建てるようになってから、採光、換気、自然を利用した空調などのために窓を発明し愛用してきた。初めは単なる穴だったが、雨やほこりなどを防ぐためにひさしや開閉式の木製の蓋が取付けられ、更に採光のために原始時代には動物の皮が、そしてローマ時代の頃にはアラバスター（雪花石膏）や雲母などが窓にはめられるようになったそうだ。
ガラスが最初に工業的に生産されたのは紀元前３世紀頃で、バビロニアで発明された吹きガラスの技術によりグラスなどの食器類がつくられた。紀元79年のベスビオス火山の噴火により埋没したローマ帝国のポンペイの大浴場には90 cm x 120 cmのガラスがはめられた窓が取付けられていたことがわかっている。中世以降は大寺院にはステンドグラスが取付けられているが、非常に高価なため一般の住宅の窓にガラスがはめられるようになるのは、シーメンス炉による板ガラスの大量生産が出来るようになった19世紀まで待たなければならなかった。
現代の住宅では集中冷暖房や計画換気などをおこない、人工的な照明もふんだんに取り入れることが出来る。もしもエネルギー効率の優れた住宅を建築したければ、窓は出来るだけ少なくするのが良い。ツーバイフォー住宅のごく普通の外壁の断熱性は、最も優れたペアガラスの窓の断熱性より4-5倍優れているからだ。それでも現代人は窓を愛用する。閉所恐怖症の人でなくても密閉された窓のない空間は息が詰る。人は野原をかけまわっていた大昔の先祖の追憶がDNAに残っており、如何に人工的な換気設備や照明があっても太陽を浴びている屋外の木々や草花を眺め、それらを通り抜けてきた外気を室内に取入れたい、という願望があるからではないだろうか。住宅は悪天候や外敵から身を守るためのシェルターではあるものの、寒さの厳しい北国と温暖な地域ではその大きさに差はあるが、人々は環境が許す範囲で出来るだけ大きな窓やガラス障子をつけた住宅を建ててきた。
採光や換気や天然の空調、それに美しい野外の景色をながめる眺望の他に窓の役割はあるだろうか。それは建物をより美しく見せるためのアクセサリーとしての役割である。ローマ帝国時代に書かれた建築の理論書である「建築論」によれば建築には用・強・美を兼ね備えることが必須であり、その中の美を究めるのに中世はもちろん近代建築でも窓は重要な要素として扱われている。
窓はエクステリアとしてだけでなく、インテリアとしても建築美学の上で重要な建具である。机やテーブルなど家具は気に入らなければ簡単に買い換えることも出来るが、窓を一度取付けると交換することは容易ではない。だから家を建てる時はその家に置く家具を選ぶのと同じか、それ以上の時間をかけて窓を選ぶ必要がある。それにもかかわらず残念ながら多くの人々は窓の選択にほとんど時間をかけていないのが実情である。
美しさとともに窓の大切な役割は屋外の自然環境からの保護である。窓は風雨や豪雪、厳寒や灼熱の太陽などの自然から室内に住む人間を守らなければならない。そのため窓は嵐にも耐える十分な構造的強度を持ち、冬の寒さをしのぐ断熱性があり、真夏の太陽を防ぐ遮熱性を兼ね備えていなければならない。その上屋外の大自然の景色を十分に楽しむことが出来る透視性も要求される。これらのすべてを満足する窓は最先端の技術を駆使して設計され、近代住宅に使われる建具の中ではハイテクな建具といえる。窓はまさにArt & Scienceと言われる所以である。
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