BOUWFYSICA
INLEIDING WARMTETRANSPORT
Warmte
Vorm van energie, (eenheid, Joule, J)
Streeft naar evenwichtssituatie -> warmtestroom
➔ Van gebied met hoge temperatuur naar lage temperatuur
Temperatuur
= maat voor hoe warm of koud iets is = maat voor de gemiddelde bewegingsenergie
van atomen en moleculen (trillingen)
Temperatuur θ − graden Celsius °C
Thermodynamische Temperatuur T -> Kelvin K (geen graden)
273,15 K = 0°C
Warmtestroom -> transportmechanismen
- Geleiding/conductie
- Convectie
- Straling
Basisbegrippen warmtetransport
- Warmte Q
➔ een hoeveelheid energie in Joule [J]
- Warmtestroom/waterflux Q’ of Φ (Phi)
➔ een hoeveelheid energie per tijdseenheid = [J/s] = [W]
- Warmtestroomdichtheid q
➔ warmtestroom door een oppervlak = [(J/s)/m² ] of [W/m²]
transportmechanismen
- Geleiding/Conductie
➔ Doorgeven van bewegingsenergie aan aangrenzende deeltjes (in vaste stoffen)
- Convectie
➔ Meevoeren van warmte door een stromend fluïdum (in gassen/vloeistoffen)
- Straling
➔ Uitstaling 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)
stroming in pan: vloeistof warmt op -> warme deeltjes stijgen, koude zakken
,Convectie:
Straling:
Nettostraling: verschil tussen stralen geven en ontvangen
Zwarte straler: neemt alle straling op, 100% absorptie
Voelen wij Stralingsassimitrie: niet gelijkmatig
warmte verliezen zorgt voor discomfort
Oplossing: verwarming onder raam
zorgt voor warmtemuur voor raam
,Straling
Niet metaalachtige bouwmaterialen: emissiefactor/emissiviteit: ε = 0.85 à 0.95 .
Gepolijste, niet-edele metalen: ε = 0.026 - 0.070
Bij een typische situatie: hs = 4,8 à 5,5 W/m²K
Bij slechte stralers: hs = 2 W/m²K
Thermische geleidbaarheid of Warmtegeleidingscoëfficient λ
(lambda)
= van een materiaal materiaaleigenschap
= hoeveel energie die per seconde door een vlak van 1
m² gaat bij een eenheidsdikte van 1 m, per graad
temperatuurverschil = W/(m.K)
= beïnvloed door vochtigheid
Warmteweerstand R
= van een materiaallaag/materiaallagen constructie-eigenschap
= m².K/W
= hoe groter R, hoe groter de weerstand die de warmtestroom ondervindt en hoe
beter de materiaallaag isoleert
R = d/λ
Meerdere materiaallagen Rc = R1 + R2 + ... + Rn (= R mag je optellen)
s = surface, i = interior, e = exterior
Om straling en convectie in rekening te brengen
Afhankelijk van richting warmtestroom
Rsi = 1/hi met hi = overgangscoëfficient binnen
Rse = 1/he met he = overgangscoëfficient buiten
Meerdere materiaallagen Rc = R1 + R2 + ... + Rn
Incl. Overgangsweerstanden − Rtot = Rsi + Rc + Rse
, Overgangsweerstanden Rsi en Rse [m².K/W]
Warmtedoorgangscoëfficiënt U
= van een constructie
= W/(m².K)
= de hoeveelheid warmte die door een constructie gaat per seconde (s) per vierkante
meter (m2) per graad temperatuurverschil (K)
Warmteweerstand van een luchtspouw:
- Niet geventileerd:
- Matig geventileerd
Sterk geventileerd
INLEIDING WARMTETRANSPORT
Warmte
Vorm van energie, (eenheid, Joule, J)
Streeft naar evenwichtssituatie -> warmtestroom
➔ Van gebied met hoge temperatuur naar lage temperatuur
Temperatuur
= maat voor hoe warm of koud iets is = maat voor de gemiddelde bewegingsenergie
van atomen en moleculen (trillingen)
Temperatuur θ − graden Celsius °C
Thermodynamische Temperatuur T -> Kelvin K (geen graden)
273,15 K = 0°C
Warmtestroom -> transportmechanismen
- Geleiding/conductie
- Convectie
- Straling
Basisbegrippen warmtetransport
- Warmte Q
➔ een hoeveelheid energie in Joule [J]
- Warmtestroom/waterflux Q’ of Φ (Phi)
➔ een hoeveelheid energie per tijdseenheid = [J/s] = [W]
- Warmtestroomdichtheid q
➔ warmtestroom door een oppervlak = [(J/s)/m² ] of [W/m²]
transportmechanismen
- Geleiding/Conductie
➔ Doorgeven van bewegingsenergie aan aangrenzende deeltjes (in vaste stoffen)
- Convectie
➔ Meevoeren van warmte door een stromend fluïdum (in gassen/vloeistoffen)
- Straling
➔ Uitstaling 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)
stroming in pan: vloeistof warmt op -> warme deeltjes stijgen, koude zakken
,Convectie:
Straling:
Nettostraling: verschil tussen stralen geven en ontvangen
Zwarte straler: neemt alle straling op, 100% absorptie
Voelen wij Stralingsassimitrie: niet gelijkmatig
warmte verliezen zorgt voor discomfort
Oplossing: verwarming onder raam
zorgt voor warmtemuur voor raam
,Straling
Niet metaalachtige bouwmaterialen: emissiefactor/emissiviteit: ε = 0.85 à 0.95 .
Gepolijste, niet-edele metalen: ε = 0.026 - 0.070
Bij een typische situatie: hs = 4,8 à 5,5 W/m²K
Bij slechte stralers: hs = 2 W/m²K
Thermische geleidbaarheid of Warmtegeleidingscoëfficient λ
(lambda)
= van een materiaal materiaaleigenschap
= hoeveel energie die per seconde door een vlak van 1
m² gaat bij een eenheidsdikte van 1 m, per graad
temperatuurverschil = W/(m.K)
= beïnvloed door vochtigheid
Warmteweerstand R
= van een materiaallaag/materiaallagen constructie-eigenschap
= m².K/W
= hoe groter R, hoe groter de weerstand die de warmtestroom ondervindt en hoe
beter de materiaallaag isoleert
R = d/λ
Meerdere materiaallagen Rc = R1 + R2 + ... + Rn (= R mag je optellen)
s = surface, i = interior, e = exterior
Om straling en convectie in rekening te brengen
Afhankelijk van richting warmtestroom
Rsi = 1/hi met hi = overgangscoëfficient binnen
Rse = 1/he met he = overgangscoëfficient buiten
Meerdere materiaallagen Rc = R1 + R2 + ... + Rn
Incl. Overgangsweerstanden − Rtot = Rsi + Rc + Rse
, Overgangsweerstanden Rsi en Rse [m².K/W]
Warmtedoorgangscoëfficiënt U
= van een constructie
= W/(m².K)
= de hoeveelheid warmte die door een constructie gaat per seconde (s) per vierkante
meter (m2) per graad temperatuurverschil (K)
Warmteweerstand van een luchtspouw:
- Niet geventileerd:
- Matig geventileerd
Sterk geventileerd
