BOUWFYSICA – SAMENVATTING
SEMESTER 1
Inhoud
les 2: basisbegrippen warmtetransport......................................................................................................... 3
temperatuur Ɵ........................................................................................................................................... 3
warmtetransportmechanismen.................................................................................................................. 3
zwart lichaam............................................................................................................................................ 4
basisbegrippen.......................................................................................................................................... 4
les 3: energieprestaties van gebouwen – Stationaire energiebalansen en de EPBD...................................6
EPBD........................................................................................................................................................ 6
winsten en verliezen? energiebalans om energiebehoefte te bepalen.....................................................7
les 4: ventilatie in abnormale tijden............................................................................................................... 9
inleiding..................................................................................................................................................... 9
waarom verluchten.................................................................................................................................. 10
gezonde lucht: en 13779 nbn15251................................................................................................... 10
CO2 concentratie binnen op basis van ventilatievoud n en de interne Co 2 productie:..........................12
ventilatievoud in h-1: nbn d50-001........................................................................................................ 12
luchtdichtheid....................................................................................................................................... 12
ventilatie.................................................................................................................................................. 14
ventilatiesystemen............................................................................................................................... 14
systeem A: natuurlijke ventilatie.......................................................................................................... 15
systeem B: mechanische toevoer........................................................................................................ 16
systeem C: mechanische afvoer.......................................................................................................... 16
Systeem D: mechanische toe- en afvoer............................................................................................. 16
warmterecuperatie............................................................................................................................... 17
ventilatiedebieten................................................................................................................................. 18
vocht........................................................................................................................................................... 19
Inleiding: probleemstelling....................................................................................................................... 19
Vochttransport – fysische processen................................................................................................... 20
(damp)diffusie...................................................................................................................................... 20
convectie............................................................................................................................................. 20
Capillaire zuiging................................................................................................................................. 21
Zwaartekracht/ uitwendige druk........................................................................................................... 21
, vochtbalans/ buffercapaciteit............................................................................................................... 21
meest voorkomende oorzaken van problemen....................................................................................22
contact met water.................................................................................................................................... 23
regendoorslag...................................................................................................................................... 23
opstijgend grondvocht......................................................................................................................... 24
bouwvocht........................................................................................................................................... 24
vocht in de lucht (meer in geïnteresseerd).............................................................................................. 25
vochtige lucht....................................................................................................................................... 25
oppervlaktecondensatie....................................................................................................................... 26
inwendige condensatie........................................................................................................................ 28
,LES 2: BASISBEGRIPPEN WARMTETRANSPORT
TEMPERATUUR Ɵ
o Graden celsius (°C)
o Thermodynamische temperatuur T Kelvin [K]
→ 273.15 K = 0°C
WARMTETRANSPORTMECHANISMEN
o Warmte Q
→ Hoeveelheid energie in Joule [J]
o Warmtestroom of warmteflux Q’ of Φ
→ Hoeveelheid energie per tijdseenheid
→ [J/s] of [W]
o Warmtestroomdichtheid q
→ Warmtestroom door een oppervlak
→ [(J/s)/m²] of [W/m²]
o Geleiding/ conductie
→ Doorgeven van bewegingsenergie aan aangrenzende deeltjes (in vaste stoffen)
Trillende deeltjes die tegen elkaar aan trillen
en zelf NIET voortbewegen
Zo warmte creëren
→ q = -kΔT
k = materiaalconductiviteit
k = λ !!!
hoe goed een materiaal en de deeltjes erin
de warmte kan overdragen
o Convectie
→ Meevoeren van warmte door een stromend fluïdum
(in gassen/ vloeistoffen)
Wel deeltjes die zich verplaatsen en zo warmte meenemen
→ q = hΔT
q = warmtestroomdichtheid
h = warmteovergangscoëfficiënt
ΔT = temperatuurverschil in Kelvin
→ Gedwongen convectie
Externe verschillen
Vb. wind, ventilatie, pomp
→ Natuurlijke convectie
Op basis van natuurlijke verschillen
o Straling
→ Uitstraling van warmte in de vorm van elektromagnetische golven.
, → De hoeveelheid ‘warmte’ die uitgestraald wordt, is afhankelijk van de temperatuur van het
voorwerp (geen medium nodig)
→ q = εσT4
ε = de stralingskracht die van een voorwerp uitgaat
σ = Stefan-Boltzmann-constante
o voorbeeld netto-straling (hier zijn wij naar opzoek)
→ er is altijd straling van de omgeving en zelf straal je ook
uit
wij zijn op zoek naar de natto-straling
→ kop koffie straalt warmte uit naar omgeving en
andersom (rechts)
wij zijn geïnteresseerd in de straling die de kop
koffie zelf uitstraal (links)
→ wanneer is rechtste figuur belangrijk?
als men iets wil isoleren (warmte behouden)
-> daarom wordt convector onder raam geplaatst zodat er geen straling verloren gaat
ZWART LICHAAM
o 100% absorptie = 100% emissie
o In normale situatie
→ Reflectie
→ Absorptie
→ Emissie
o Black body of black radiator = perfect
o Grey body = theoretische manier om iets te benaderen
MAAR in realiteit zijn de stralen geen grey bodies en kan
er een andere Ԑ (stralingskracht) zijn
BASISBEGRIPPEN
o Thermische geleidbaarheid of warmtegeleidingscoëfficiënt λ (lambda)
→ Een blikje geleid gemakkelijker warmte dan een papieren beker
→ Van een materiaal = materiaaleigenschap
→ Hoeveel energie die per seconde door een vlak van 1m² gaat bij een eenheidsdikte van 1m, per
graad temperatuurverschil
→ [W/m.K]
→ Als materiaal nat wordt beter geleiden
o Warmteweerstand R
→ Van een materiaallaag/ materiaallagen = constructie-eigenschap
→ [m².K/W]
→ Hoe groter R, hoe groter de weerstand die de warmtestroom ondervindt om door de constructie
te komen = betere isolatie!
→ R = d/λ
→ Meerdere materiaallagen: Rc = R1 + R2 + … + Rn
→ R-waardes mag je optellen, U-waardes niet!
SEMESTER 1
Inhoud
les 2: basisbegrippen warmtetransport......................................................................................................... 3
temperatuur Ɵ........................................................................................................................................... 3
warmtetransportmechanismen.................................................................................................................. 3
zwart lichaam............................................................................................................................................ 4
basisbegrippen.......................................................................................................................................... 4
les 3: energieprestaties van gebouwen – Stationaire energiebalansen en de EPBD...................................6
EPBD........................................................................................................................................................ 6
winsten en verliezen? energiebalans om energiebehoefte te bepalen.....................................................7
les 4: ventilatie in abnormale tijden............................................................................................................... 9
inleiding..................................................................................................................................................... 9
waarom verluchten.................................................................................................................................. 10
gezonde lucht: en 13779 nbn15251................................................................................................... 10
CO2 concentratie binnen op basis van ventilatievoud n en de interne Co 2 productie:..........................12
ventilatievoud in h-1: nbn d50-001........................................................................................................ 12
luchtdichtheid....................................................................................................................................... 12
ventilatie.................................................................................................................................................. 14
ventilatiesystemen............................................................................................................................... 14
systeem A: natuurlijke ventilatie.......................................................................................................... 15
systeem B: mechanische toevoer........................................................................................................ 16
systeem C: mechanische afvoer.......................................................................................................... 16
Systeem D: mechanische toe- en afvoer............................................................................................. 16
warmterecuperatie............................................................................................................................... 17
ventilatiedebieten................................................................................................................................. 18
vocht........................................................................................................................................................... 19
Inleiding: probleemstelling....................................................................................................................... 19
Vochttransport – fysische processen................................................................................................... 20
(damp)diffusie...................................................................................................................................... 20
convectie............................................................................................................................................. 20
Capillaire zuiging................................................................................................................................. 21
Zwaartekracht/ uitwendige druk........................................................................................................... 21
, vochtbalans/ buffercapaciteit............................................................................................................... 21
meest voorkomende oorzaken van problemen....................................................................................22
contact met water.................................................................................................................................... 23
regendoorslag...................................................................................................................................... 23
opstijgend grondvocht......................................................................................................................... 24
bouwvocht........................................................................................................................................... 24
vocht in de lucht (meer in geïnteresseerd).............................................................................................. 25
vochtige lucht....................................................................................................................................... 25
oppervlaktecondensatie....................................................................................................................... 26
inwendige condensatie........................................................................................................................ 28
,LES 2: BASISBEGRIPPEN WARMTETRANSPORT
TEMPERATUUR Ɵ
o Graden celsius (°C)
o Thermodynamische temperatuur T Kelvin [K]
→ 273.15 K = 0°C
WARMTETRANSPORTMECHANISMEN
o Warmte Q
→ Hoeveelheid energie in Joule [J]
o Warmtestroom of warmteflux Q’ of Φ
→ Hoeveelheid energie per tijdseenheid
→ [J/s] of [W]
o Warmtestroomdichtheid q
→ Warmtestroom door een oppervlak
→ [(J/s)/m²] of [W/m²]
o Geleiding/ conductie
→ Doorgeven van bewegingsenergie aan aangrenzende deeltjes (in vaste stoffen)
Trillende deeltjes die tegen elkaar aan trillen
en zelf NIET voortbewegen
Zo warmte creëren
→ q = -kΔT
k = materiaalconductiviteit
k = λ !!!
hoe goed een materiaal en de deeltjes erin
de warmte kan overdragen
o Convectie
→ Meevoeren van warmte door een stromend fluïdum
(in gassen/ vloeistoffen)
Wel deeltjes die zich verplaatsen en zo warmte meenemen
→ q = hΔT
q = warmtestroomdichtheid
h = warmteovergangscoëfficiënt
ΔT = temperatuurverschil in Kelvin
→ Gedwongen convectie
Externe verschillen
Vb. wind, ventilatie, pomp
→ Natuurlijke convectie
Op basis van natuurlijke verschillen
o Straling
→ Uitstraling van warmte in de vorm van elektromagnetische golven.
, → De hoeveelheid ‘warmte’ die uitgestraald wordt, is afhankelijk van de temperatuur van het
voorwerp (geen medium nodig)
→ q = εσT4
ε = de stralingskracht die van een voorwerp uitgaat
σ = Stefan-Boltzmann-constante
o voorbeeld netto-straling (hier zijn wij naar opzoek)
→ er is altijd straling van de omgeving en zelf straal je ook
uit
wij zijn op zoek naar de natto-straling
→ kop koffie straalt warmte uit naar omgeving en
andersom (rechts)
wij zijn geïnteresseerd in de straling die de kop
koffie zelf uitstraal (links)
→ wanneer is rechtste figuur belangrijk?
als men iets wil isoleren (warmte behouden)
-> daarom wordt convector onder raam geplaatst zodat er geen straling verloren gaat
ZWART LICHAAM
o 100% absorptie = 100% emissie
o In normale situatie
→ Reflectie
→ Absorptie
→ Emissie
o Black body of black radiator = perfect
o Grey body = theoretische manier om iets te benaderen
MAAR in realiteit zijn de stralen geen grey bodies en kan
er een andere Ԑ (stralingskracht) zijn
BASISBEGRIPPEN
o Thermische geleidbaarheid of warmtegeleidingscoëfficiënt λ (lambda)
→ Een blikje geleid gemakkelijker warmte dan een papieren beker
→ Van een materiaal = materiaaleigenschap
→ Hoeveel energie die per seconde door een vlak van 1m² gaat bij een eenheidsdikte van 1m, per
graad temperatuurverschil
→ [W/m.K]
→ Als materiaal nat wordt beter geleiden
o Warmteweerstand R
→ Van een materiaallaag/ materiaallagen = constructie-eigenschap
→ [m².K/W]
→ Hoe groter R, hoe groter de weerstand die de warmtestroom ondervindt om door de constructie
te komen = betere isolatie!
→ R = d/λ
→ Meerdere materiaallagen: Rc = R1 + R2 + … + Rn
→ R-waardes mag je optellen, U-waardes niet!
