BOUWENERGIE
HOOFDSTUK 1 : WARMTE
1.1 WAT IS WARMTE?
- Warmte als energie:
Warmte is een vorm van energie en wordt uitgedrukt in Joule (J).
- Warmtestroom:
Warmte stroomt van een gebied met een hogere temperatuur naar een gebied met
een lagere temperatuur, totdat een evenwichtssituatie wordt bereikt.
1.2 WAT IS TEMPERATUUR?
Definitie:
Temperatuur geeft aan hoe warm of koud iets is. Het is ook een maat voor de gemiddelde
bewegingsenergie van atomen en moleculen in een stof.
Eenheden van temperatuur:
- Celsius (θ): graden Celsius (∘C)
- Kelvin (TT): de thermodynamische temperatuur (K)
o 273,15 K0∘C
1.3 BASISBEGRIPPEN WARMTETRANSPORT
Warmte (Q)
- Hoeveelheid energie (in Joule, J).
Warmtestroom (Φ) (Phi)
- Definitie: De hoeveelheid warmte-energie die per seconde stroomt, Joule/sec (J/s) of Watt (W)
- Richting: Altijd van een gebied met hoge temperatuur naar een gebied met lage temperatuur.
Warmtestroomdichtheid (q)
Definitie: Warmtestroom per vierkante meter (W/m2 )of (j/s / m2)
1
,Thermische geleidbaarheid, warmtegeliedingscoëfficiënt, lambda (λ).
Wat is het?
Een materiaaleigenschap die bepaalt hoeveel warmte door een materiaal kan stromen.
- Eenheid: W/(m⋅K)W/(m⋅K)
Hoe hoger λ, hoe beter de warmtegeleiding (en slechter de isolatie)
- Opmerking:
Vocht verhoogt de λ-waarde aanzienlijk, waardoor isolatiematerialen
slechter presteren.
Warmtedoorgangscoëfficiënt (U)
Wat is het?
Hoeveelheid warmte die per seconde (s) door een constructie van 1 m² stroomt, per graad
temperatuurverschil (K).
- Eenheid: W/( m².K)
1.3.1 Venters (en deuren), een geval apart
- Uf/p van het raam:deurkozijn (frame/paneel)
- Psi van het raamkozijn [W/(m²K)]
- Ug van het glas [W/(m²K)
- U totaal = U waarde kozijn, U waarde glas & U waarde raam
- De warmtedoorgangscoëfficiënt van een venster (Uw) of een deur
(Ud) met bepaalde afmetingen en voorzien van beglaasde delen
en/of van ondoorschijnende vulpanelen, wordt algemeen
berekend door middel van de volgende formule:
Lijn koudebruggen ook in rekeing brengen (A=som) (l=lengte)
1.3.2 Dubbelebeglazing
Warmte-isolerend door
- Beperking convectie: afhankelijk van de breedte van de spouw (optimaal 10 tot 15mm) of
genereren van meerderespouwen
- Beperking straling: door gebruik van reflecterende coatings op positie 3
- Warm-edgespacer
1.3.3 Terugblik overgangscoëfficienten
De warmte-overgangscoëfficenten bestaan uit een convectievebijdrage en een stralingsbijdrage.
(idem voor de overgangsweerstanden Rsi en Rse)
2
, - hi = hic = his
- he = hec = hes
Voro de warmte-overgangscoëfficiënten, geldend voor niet metaalachtige oppervlakken krijgen we:
- hi = 3,0 + 4,8 = 7,8 (W/m²K) zie Rsi= 1/hi = 0,13 m²K/W (aandeel straling is groter)
- he = 20 + 5.0 = 25.0 (W/m²K) zie Rse= 1/he = 0,04 m²K/W (aandeel convectie is groter)
Warmteweerstand (R)
Wat is het?
De warmteweerstand (R) geeft aan hoeveel weerstand een materiaal of
constructie biedt tegen warmtestroom. Hoe groter de R-waarde, hoe beter
de isolerende werking van het materiaal of de constructie.
De warmteweerstand van een materiaal wordt berekend met: R=dλ
- d: dikte van het materiaal (in meters).
- λ: thermische geleidbaarheid van het materiaal (in W/(m⋅K)
Meerdere lagen
Voor een constructie met meerdere lagen materialen wordt de totale warmteweerstand (Rc) berekend
door de weerstanden van alle lagen op te tellen:
Rc=R1+R2+…+Rn
Inclusief overgangsweerstanden
De totale warmteweerstand van een constructie (Rtot) houdt ook rekening met de
overgangsweerstanden aan de binnen- en buitenzijde:
Rtot=Rsi+Rc+Rse
- Rsi: overgangsweerstand aan de binnenzijde.
- Rse: overgangsweerstand aan de buitenzijde.
Overgangsweerstanden
Wat zijn overgangsweerstanden?
Overgangsweerstanden houden rekening met warmteverlies door convectie (luchtstroming)
en straling (warmtestraling). Ze zijn afhankelijk van:
1. De richting van de warmtestroom.
3
, 2. De omgeving, zoals de invloed van wind of de aanwezigheid van zonnestraling.
- Binnenzijde (Rsi): Afhankelijk van de luchtstroming en temperatuur binnen.
- Buitenzijde (Rse): Afhankelijk van wind en weersomstandigheden.
Berekening van overgangsweerstanden
De overgangsweerstand wordt berekend als de omgekeerde waarde van de
warmteoverdrachtscoëfficiënt (h):
Warmteoverdrachtscoëfficiënt aan buitenopp (m2 K / W)
Warmteoverdrachtscoëfficiënt aan binnenopp (m2 K / W)
- Rsi=1hi: warmteovergangscoëfficiënt door convectie en straling tussen het
binnenoppervlak en de binnenomgeving [W/(m²K)]
- Rse=1he: warmteovergangscoëfficiënt door convectie en straling tussen het
buitenoppervlak en de binnenomgeving [W/(m²K)]
Warmteovergangscoëfficiënten (hi en he):
- hi: convectie en straling binnen, typisch 7,8 W/( m2⋅K)
- he: convectie en straling buiten, typisch 25 W/( m2⋅K)
Eigenschappen van Rsi en Rse
- Rse: Is meestal constant, omdat het vooral afhankelijk is van de wind buiten (gemiddeld
berekend bij een windsnelheid van 4 m/s).
- Rsi: Variabel, afhankelijk van de richting van de warmtestroom en binnenluchtstroming
(gemiddeld bij een luchtsnelheid van 0,4 m/s).
1.3.4 Warmteweerstand van een luchtspouw
à speciaal want luchtspouw geen vaste stof zoals andere materialen
EPB doet alsof dit wel een vaste stof is
(inschatting kan verkeerd zijn als er heel veel convectie is )
opties:
1. Niet geventileerd
2. Matige geventileerd
3. Sterk geventileerd
4
HOOFDSTUK 1 : WARMTE
1.1 WAT IS WARMTE?
- Warmte als energie:
Warmte is een vorm van energie en wordt uitgedrukt in Joule (J).
- Warmtestroom:
Warmte stroomt van een gebied met een hogere temperatuur naar een gebied met
een lagere temperatuur, totdat een evenwichtssituatie wordt bereikt.
1.2 WAT IS TEMPERATUUR?
Definitie:
Temperatuur geeft aan hoe warm of koud iets is. Het is ook een maat voor de gemiddelde
bewegingsenergie van atomen en moleculen in een stof.
Eenheden van temperatuur:
- Celsius (θ): graden Celsius (∘C)
- Kelvin (TT): de thermodynamische temperatuur (K)
o 273,15 K0∘C
1.3 BASISBEGRIPPEN WARMTETRANSPORT
Warmte (Q)
- Hoeveelheid energie (in Joule, J).
Warmtestroom (Φ) (Phi)
- Definitie: De hoeveelheid warmte-energie die per seconde stroomt, Joule/sec (J/s) of Watt (W)
- Richting: Altijd van een gebied met hoge temperatuur naar een gebied met lage temperatuur.
Warmtestroomdichtheid (q)
Definitie: Warmtestroom per vierkante meter (W/m2 )of (j/s / m2)
1
,Thermische geleidbaarheid, warmtegeliedingscoëfficiënt, lambda (λ).
Wat is het?
Een materiaaleigenschap die bepaalt hoeveel warmte door een materiaal kan stromen.
- Eenheid: W/(m⋅K)W/(m⋅K)
Hoe hoger λ, hoe beter de warmtegeleiding (en slechter de isolatie)
- Opmerking:
Vocht verhoogt de λ-waarde aanzienlijk, waardoor isolatiematerialen
slechter presteren.
Warmtedoorgangscoëfficiënt (U)
Wat is het?
Hoeveelheid warmte die per seconde (s) door een constructie van 1 m² stroomt, per graad
temperatuurverschil (K).
- Eenheid: W/( m².K)
1.3.1 Venters (en deuren), een geval apart
- Uf/p van het raam:deurkozijn (frame/paneel)
- Psi van het raamkozijn [W/(m²K)]
- Ug van het glas [W/(m²K)
- U totaal = U waarde kozijn, U waarde glas & U waarde raam
- De warmtedoorgangscoëfficiënt van een venster (Uw) of een deur
(Ud) met bepaalde afmetingen en voorzien van beglaasde delen
en/of van ondoorschijnende vulpanelen, wordt algemeen
berekend door middel van de volgende formule:
Lijn koudebruggen ook in rekeing brengen (A=som) (l=lengte)
1.3.2 Dubbelebeglazing
Warmte-isolerend door
- Beperking convectie: afhankelijk van de breedte van de spouw (optimaal 10 tot 15mm) of
genereren van meerderespouwen
- Beperking straling: door gebruik van reflecterende coatings op positie 3
- Warm-edgespacer
1.3.3 Terugblik overgangscoëfficienten
De warmte-overgangscoëfficenten bestaan uit een convectievebijdrage en een stralingsbijdrage.
(idem voor de overgangsweerstanden Rsi en Rse)
2
, - hi = hic = his
- he = hec = hes
Voro de warmte-overgangscoëfficiënten, geldend voor niet metaalachtige oppervlakken krijgen we:
- hi = 3,0 + 4,8 = 7,8 (W/m²K) zie Rsi= 1/hi = 0,13 m²K/W (aandeel straling is groter)
- he = 20 + 5.0 = 25.0 (W/m²K) zie Rse= 1/he = 0,04 m²K/W (aandeel convectie is groter)
Warmteweerstand (R)
Wat is het?
De warmteweerstand (R) geeft aan hoeveel weerstand een materiaal of
constructie biedt tegen warmtestroom. Hoe groter de R-waarde, hoe beter
de isolerende werking van het materiaal of de constructie.
De warmteweerstand van een materiaal wordt berekend met: R=dλ
- d: dikte van het materiaal (in meters).
- λ: thermische geleidbaarheid van het materiaal (in W/(m⋅K)
Meerdere lagen
Voor een constructie met meerdere lagen materialen wordt de totale warmteweerstand (Rc) berekend
door de weerstanden van alle lagen op te tellen:
Rc=R1+R2+…+Rn
Inclusief overgangsweerstanden
De totale warmteweerstand van een constructie (Rtot) houdt ook rekening met de
overgangsweerstanden aan de binnen- en buitenzijde:
Rtot=Rsi+Rc+Rse
- Rsi: overgangsweerstand aan de binnenzijde.
- Rse: overgangsweerstand aan de buitenzijde.
Overgangsweerstanden
Wat zijn overgangsweerstanden?
Overgangsweerstanden houden rekening met warmteverlies door convectie (luchtstroming)
en straling (warmtestraling). Ze zijn afhankelijk van:
1. De richting van de warmtestroom.
3
, 2. De omgeving, zoals de invloed van wind of de aanwezigheid van zonnestraling.
- Binnenzijde (Rsi): Afhankelijk van de luchtstroming en temperatuur binnen.
- Buitenzijde (Rse): Afhankelijk van wind en weersomstandigheden.
Berekening van overgangsweerstanden
De overgangsweerstand wordt berekend als de omgekeerde waarde van de
warmteoverdrachtscoëfficiënt (h):
Warmteoverdrachtscoëfficiënt aan buitenopp (m2 K / W)
Warmteoverdrachtscoëfficiënt aan binnenopp (m2 K / W)
- Rsi=1hi: warmteovergangscoëfficiënt door convectie en straling tussen het
binnenoppervlak en de binnenomgeving [W/(m²K)]
- Rse=1he: warmteovergangscoëfficiënt door convectie en straling tussen het
buitenoppervlak en de binnenomgeving [W/(m²K)]
Warmteovergangscoëfficiënten (hi en he):
- hi: convectie en straling binnen, typisch 7,8 W/( m2⋅K)
- he: convectie en straling buiten, typisch 25 W/( m2⋅K)
Eigenschappen van Rsi en Rse
- Rse: Is meestal constant, omdat het vooral afhankelijk is van de wind buiten (gemiddeld
berekend bij een windsnelheid van 4 m/s).
- Rsi: Variabel, afhankelijk van de richting van de warmtestroom en binnenluchtstroming
(gemiddeld bij een luchtsnelheid van 0,4 m/s).
1.3.4 Warmteweerstand van een luchtspouw
à speciaal want luchtspouw geen vaste stof zoals andere materialen
EPB doet alsof dit wel een vaste stof is
(inschatting kan verkeerd zijn als er heel veel convectie is )
opties:
1. Niet geventileerd
2. Matige geventileerd
3. Sterk geventileerd
4
