BOUWFYSICA
1) INLEIDING
• Fysica: Onderzoeken van alle verschijnselen in levenloze natuur.
Waarbij geen chemische veranderingen optreden.
Bouwfysica = Fysica dat relevant is voor gebouwen
Wat zijn de belangrijkste aspecten van een gebouw?
• Warmte
• Vocht
• Geluid
• Licht
• Lucht
2) WARMTETRANSPORT
1. WARMTEOVERDRACHT OF WARMTETRANSMISSIE
WARMTEOVERDRACHTSVORMEN
• Warmte: Is de maat van kinetische energie van moleculen
Warmte is geen temperatuur van een bepaalde stof. Want je kan zowel (vloeibaar) water als
stoom hebben van 100°C.
-> De temperatuur is hierbij gelijk, maar toch is stoom “warmer”, omdat het meer energie
bevat, de moleculen bewegen dus sneller.
Materie heeft met andere woorden warmte nodig om te
verdampen. De opgenomen warmte manifesteert zich niet in een
temperatuursverandering, maar in de “latente warmte”.
Omgekeerd komt er warmte vrij tijdens het condenseren van
waterdamp.
Minimum temperatuur = 0 Kelvin = -273°C = Absolute nulpunt
-> Wanneer de moleculen stoppen met bewegen.
-> Moleculen trillen/bewegen harder als het warmer wordt
-> Er is geen maximum temperatuur
, 0% gas/stoom
100% gas/stoom
Latente warmte
Q = Warmte hoeveelheid (= grootheid)
J = Joule (= eenheid)
T = Temperatuur (= grootheid)
°C = Graden Celcius (= eenheid)
Vloeibare warmte Vloeibare warmte
➔ Als je Q toevoegt zal T ook toenemen tot 100°C. Als men dan Q zal toevoegen, zal het
vloeistof verdampen, daarom blijft het 100°C.
= Latente warmte -> Heb je nodig om van vloeistof gas te maken
Hoe lager de luchtdruk, hoe sneller water kookt.
Voorbeelden uit het dagelijkse leven:
• Ether laten oplossen in je hand
• Met natte haren op de fiets
• Zweten
• Sauna vs. Turks stoombad
Wanneer er een temperatuurverschil bestaat tussen 2 punten of 2 materialen, dan zal er
steeds warmtetransport optreden van de warme punten/materialen naar de koude
punten/materialen.
-> Dit warmtetransport gaat door totdat er een thermisch evenwicht bereikt wordt, totdat
dezelfde temperatuur bereikt is.
-> Warmte zal dus steeds bewegen van een punt met hoge temperatuur naar een punt met
een lage temperatuur
• Temperatuurverschil: De drijvende kracht achter warmtetransport
Hoe groter het temperatuurverschil, hoe groter de warmtestroom
Bv: Als je koffie met melkt drinkt, maar je moet naar toilet, wanneer kan je dan best je melk
bij de koffie doen?
,Warmtetransport kan op 3 verschillende manieren optreden:
1. Geleiding: Warmtetransport waarbij geen massaverplaatsing plaatsvindt
2. Convectie: Warmtetransport waarbij de verplaatsing van warmte samengaat met de
verplaatsing van massa.
3. Straling: Warmtetransport waarbij geen massaverplaatsing plaatsvindt en heeft geen
medium nodig
1. Geleiding: In een stof waar de moleculen gebonden zijn aan hun plaats (=vaste stof) kan
warmtegeleiding of -conductie voorkomen.
De warme moleculen trillen om hun evenwichtstoestand. Zij geven de trilling
(= kinetische energie = warmte) door aan de koudere moleculen in de omgeving
De moleculen blijven op hun oorspronkelijke plek. Er wordt dus warmte uitgewisseld
zonder dat er massaverplaatsing is.
Bv: Pook in het haardvuur, voeten op koude vloer
2. Convectie: Is een vorm van warmtetransport in een bewegend fluïdum of tussen een
bewegend fluïdum en een vast oppervlak. Convectie is dus steeds gekoppeld aan de
beweging van een fluïdum.
Verschil in temperatuur is de oorzaak van het warmtetransport.
De grootte van de warmtestroom ten gevolge van convectie is ook afhankelijk van de
snelheid waarmee het fluïdum langs het vast oppervlak strijkt.
Er zijn 2 soorten convectie:
o Natuurlijke convectie: Beweging fluïdum is gevolg van temperatuurverschil
o Gedwongen convectie: Beweging fluïdum is gevolg van een ventilator
Convectie is een soort warmtetransport waarbij de verplaatsing van warmte samengaat
met de verplaatsing van massa.
Bv: Luchtballon, blazen in soep, boiler
, 3. Straling: Dit is het transport van elektromagnetische trillingen.
= Energieverplaatsing
Bv: Geluid, licht, straling, warmte
Elke lichaam straal warmte uit. Het resulterende warmtetransport is het verschil in
straling tussen 2 lichamen.
Straling heeft geen medium nodig.
-> Dit is in alle richtingen gelijk
Bv: De zon, radiatoren, koude ramen
Vloerverwarming is beter dan radiator:
• Lucht minder warm om zelfde comfort te hebben
• Minder warmte verlies
• Warmte zit op de juiste plek (ooghoogte)
Hoe werkt een thermofles?
1. Geen geleiding door vacuüm
2. Geen convectie doordat er geen contact
3. Geen straling door zilver coating
1) INLEIDING
• Fysica: Onderzoeken van alle verschijnselen in levenloze natuur.
Waarbij geen chemische veranderingen optreden.
Bouwfysica = Fysica dat relevant is voor gebouwen
Wat zijn de belangrijkste aspecten van een gebouw?
• Warmte
• Vocht
• Geluid
• Licht
• Lucht
2) WARMTETRANSPORT
1. WARMTEOVERDRACHT OF WARMTETRANSMISSIE
WARMTEOVERDRACHTSVORMEN
• Warmte: Is de maat van kinetische energie van moleculen
Warmte is geen temperatuur van een bepaalde stof. Want je kan zowel (vloeibaar) water als
stoom hebben van 100°C.
-> De temperatuur is hierbij gelijk, maar toch is stoom “warmer”, omdat het meer energie
bevat, de moleculen bewegen dus sneller.
Materie heeft met andere woorden warmte nodig om te
verdampen. De opgenomen warmte manifesteert zich niet in een
temperatuursverandering, maar in de “latente warmte”.
Omgekeerd komt er warmte vrij tijdens het condenseren van
waterdamp.
Minimum temperatuur = 0 Kelvin = -273°C = Absolute nulpunt
-> Wanneer de moleculen stoppen met bewegen.
-> Moleculen trillen/bewegen harder als het warmer wordt
-> Er is geen maximum temperatuur
, 0% gas/stoom
100% gas/stoom
Latente warmte
Q = Warmte hoeveelheid (= grootheid)
J = Joule (= eenheid)
T = Temperatuur (= grootheid)
°C = Graden Celcius (= eenheid)
Vloeibare warmte Vloeibare warmte
➔ Als je Q toevoegt zal T ook toenemen tot 100°C. Als men dan Q zal toevoegen, zal het
vloeistof verdampen, daarom blijft het 100°C.
= Latente warmte -> Heb je nodig om van vloeistof gas te maken
Hoe lager de luchtdruk, hoe sneller water kookt.
Voorbeelden uit het dagelijkse leven:
• Ether laten oplossen in je hand
• Met natte haren op de fiets
• Zweten
• Sauna vs. Turks stoombad
Wanneer er een temperatuurverschil bestaat tussen 2 punten of 2 materialen, dan zal er
steeds warmtetransport optreden van de warme punten/materialen naar de koude
punten/materialen.
-> Dit warmtetransport gaat door totdat er een thermisch evenwicht bereikt wordt, totdat
dezelfde temperatuur bereikt is.
-> Warmte zal dus steeds bewegen van een punt met hoge temperatuur naar een punt met
een lage temperatuur
• Temperatuurverschil: De drijvende kracht achter warmtetransport
Hoe groter het temperatuurverschil, hoe groter de warmtestroom
Bv: Als je koffie met melkt drinkt, maar je moet naar toilet, wanneer kan je dan best je melk
bij de koffie doen?
,Warmtetransport kan op 3 verschillende manieren optreden:
1. Geleiding: Warmtetransport waarbij geen massaverplaatsing plaatsvindt
2. Convectie: Warmtetransport waarbij de verplaatsing van warmte samengaat met de
verplaatsing van massa.
3. Straling: Warmtetransport waarbij geen massaverplaatsing plaatsvindt en heeft geen
medium nodig
1. Geleiding: In een stof waar de moleculen gebonden zijn aan hun plaats (=vaste stof) kan
warmtegeleiding of -conductie voorkomen.
De warme moleculen trillen om hun evenwichtstoestand. Zij geven de trilling
(= kinetische energie = warmte) door aan de koudere moleculen in de omgeving
De moleculen blijven op hun oorspronkelijke plek. Er wordt dus warmte uitgewisseld
zonder dat er massaverplaatsing is.
Bv: Pook in het haardvuur, voeten op koude vloer
2. Convectie: Is een vorm van warmtetransport in een bewegend fluïdum of tussen een
bewegend fluïdum en een vast oppervlak. Convectie is dus steeds gekoppeld aan de
beweging van een fluïdum.
Verschil in temperatuur is de oorzaak van het warmtetransport.
De grootte van de warmtestroom ten gevolge van convectie is ook afhankelijk van de
snelheid waarmee het fluïdum langs het vast oppervlak strijkt.
Er zijn 2 soorten convectie:
o Natuurlijke convectie: Beweging fluïdum is gevolg van temperatuurverschil
o Gedwongen convectie: Beweging fluïdum is gevolg van een ventilator
Convectie is een soort warmtetransport waarbij de verplaatsing van warmte samengaat
met de verplaatsing van massa.
Bv: Luchtballon, blazen in soep, boiler
, 3. Straling: Dit is het transport van elektromagnetische trillingen.
= Energieverplaatsing
Bv: Geluid, licht, straling, warmte
Elke lichaam straal warmte uit. Het resulterende warmtetransport is het verschil in
straling tussen 2 lichamen.
Straling heeft geen medium nodig.
-> Dit is in alle richtingen gelijk
Bv: De zon, radiatoren, koude ramen
Vloerverwarming is beter dan radiator:
• Lucht minder warm om zelfde comfort te hebben
• Minder warmte verlies
• Warmte zit op de juiste plek (ooghoogte)
Hoe werkt een thermofles?
1. Geen geleiding door vacuüm
2. Geen convectie doordat er geen contact
3. Geen straling door zilver coating
