Samenvatting Bouwfysica
Warmtetransportmechanisme
Begrippen en warmtetransportmechanisme
Temperatuur à Maat kinetische energie die een voorwerp bezit.
à Hoe meer E-kin, hoe warmer.
à 0K = Absolute nulpunt = -273,15°C
Warmte Q [J] à Grootheid van de uitgewisselde energie tussen twee systemen
à Gebeurt diffuus en ongeordend
à Temp = potentiaal die richting en grootte bepaald
à Warmtetransport: Q = A.q
Warmtestroom ɸ [W] à hoeveelheid warmte per tijdseenheid
Warmtestroomdichtheid q [W/m2] à hoeveelheid warmte/tijd die door een eenheidsopp.
gaat dat loodrecht op de stroomrichting staat
1e Hoofdwet thermo à Behoud van Energie
2e Hoofdwet thermo à Een gesloten systeem streeft naar maximale wanorde/entropie
à Warmtestroom van warme naar koude lichaam
Types van warmtetransport
Voelbare warmte à Geleiding / Conductie
à Convectie / Warmtestroming
à Straling
Latente warmte à Toestandsverandering
Geleiding / Conductie
à E-kin overdragen van molecule op molecule
Wet van Fourier:
Figuur 1. Geleiding
ƛ à Warmtegeleidingscoeff. [W/mK]
à Afhankelijk van T,ρ & vochtgehalte
à #Q die door 1m2 en 1m dikte materiaal vloeit voor ΔT van 1K
, Convectie / Warmtestroming
à E overdragen door stroming van fluïda
Diffusie = warmtetransport door random beweging van molecule
Advectie = warmtetransport door stroming van het fluidum
Figuur 2. Convectie
Ventilatieverliezen à Bewuste ventilatie
à In/exfiltratie (kieren & spleten) à voorkomen!
Diffusie à Convectieve warmteoverdracht tussen stromend fluïdum en aangrenzend opp.
Figuur 3. Diffusie
Bij stroming langsheen een stilstaand opp. ondervindt het fluïdum wrijvingskracht.
Straling
à Geen tussenmedium nodig
Wet van Boltzmann: (zwarte stralers)
Figuur 4. Straling
M = uitgestraald vemrogen per opp-eenheid
T = Absolute temp [K]
σb = Botzmann Cte voor zwarte stralers = 5,67 . 10-8 [W/m2K4]
(grijze straler)
ε = emissiefactor (0,80 á 0,95)
Wet van Wien: Verband tussen temperatuur van het stralend oppervlak en de golflengte bij maximum
spectrale dichtheid van de energetische exitantie.
,Hogere temperatuur:
• Meer straling
• Meer kortgolvige comp.
Ideale zwarte straler: 100% invallende straling geabsorbeerd.
Grijze straler: deels gereflecteerd
à Verhouding absorptie / reflectie ≠ constant à afh. van spectrum invallend licht
Absorptiecoëff. glas:
• Kortgolvig (zonlicht) = ±0.15
• Langgolvig (i.r. bij T-omgeving) = ±0.94
Warmte/licht ongehinderd door het glas (zon)
(85%)
Grond absorbeert de warmte, warmen langzaam op
à stralen warmte terug uit in alle richtingen (16-
17°C à i.r.)
Glas wordt warm door i.r.-straling en geeft deze ook
terug op (2e hands warmte)
GEVOLG à netto meer warmte in dan uit
à Verhoging temperatuur
, Toestandsverandering
Veel meer energie nodig bij toestandsverandering dan bij verhogen
temperatuur binnen dezelfde toestand
Speciale toepassing: Phase Change Materials
à Oververhitting tegengaan.
Warmtetransportmechanisme
Begrippen en warmtetransportmechanisme
Temperatuur à Maat kinetische energie die een voorwerp bezit.
à Hoe meer E-kin, hoe warmer.
à 0K = Absolute nulpunt = -273,15°C
Warmte Q [J] à Grootheid van de uitgewisselde energie tussen twee systemen
à Gebeurt diffuus en ongeordend
à Temp = potentiaal die richting en grootte bepaald
à Warmtetransport: Q = A.q
Warmtestroom ɸ [W] à hoeveelheid warmte per tijdseenheid
Warmtestroomdichtheid q [W/m2] à hoeveelheid warmte/tijd die door een eenheidsopp.
gaat dat loodrecht op de stroomrichting staat
1e Hoofdwet thermo à Behoud van Energie
2e Hoofdwet thermo à Een gesloten systeem streeft naar maximale wanorde/entropie
à Warmtestroom van warme naar koude lichaam
Types van warmtetransport
Voelbare warmte à Geleiding / Conductie
à Convectie / Warmtestroming
à Straling
Latente warmte à Toestandsverandering
Geleiding / Conductie
à E-kin overdragen van molecule op molecule
Wet van Fourier:
Figuur 1. Geleiding
ƛ à Warmtegeleidingscoeff. [W/mK]
à Afhankelijk van T,ρ & vochtgehalte
à #Q die door 1m2 en 1m dikte materiaal vloeit voor ΔT van 1K
, Convectie / Warmtestroming
à E overdragen door stroming van fluïda
Diffusie = warmtetransport door random beweging van molecule
Advectie = warmtetransport door stroming van het fluidum
Figuur 2. Convectie
Ventilatieverliezen à Bewuste ventilatie
à In/exfiltratie (kieren & spleten) à voorkomen!
Diffusie à Convectieve warmteoverdracht tussen stromend fluïdum en aangrenzend opp.
Figuur 3. Diffusie
Bij stroming langsheen een stilstaand opp. ondervindt het fluïdum wrijvingskracht.
Straling
à Geen tussenmedium nodig
Wet van Boltzmann: (zwarte stralers)
Figuur 4. Straling
M = uitgestraald vemrogen per opp-eenheid
T = Absolute temp [K]
σb = Botzmann Cte voor zwarte stralers = 5,67 . 10-8 [W/m2K4]
(grijze straler)
ε = emissiefactor (0,80 á 0,95)
Wet van Wien: Verband tussen temperatuur van het stralend oppervlak en de golflengte bij maximum
spectrale dichtheid van de energetische exitantie.
,Hogere temperatuur:
• Meer straling
• Meer kortgolvige comp.
Ideale zwarte straler: 100% invallende straling geabsorbeerd.
Grijze straler: deels gereflecteerd
à Verhouding absorptie / reflectie ≠ constant à afh. van spectrum invallend licht
Absorptiecoëff. glas:
• Kortgolvig (zonlicht) = ±0.15
• Langgolvig (i.r. bij T-omgeving) = ±0.94
Warmte/licht ongehinderd door het glas (zon)
(85%)
Grond absorbeert de warmte, warmen langzaam op
à stralen warmte terug uit in alle richtingen (16-
17°C à i.r.)
Glas wordt warm door i.r.-straling en geeft deze ook
terug op (2e hands warmte)
GEVOLG à netto meer warmte in dan uit
à Verhoging temperatuur
, Toestandsverandering
Veel meer energie nodig bij toestandsverandering dan bij verhogen
temperatuur binnen dezelfde toestand
Speciale toepassing: Phase Change Materials
à Oververhitting tegengaan.
