BOUWFYSICA
WARMTETRANSMISSIE
WARMTE VERSUS TEMPERATUUR
Warmte = mechanische energie
Kwaliteit van warmte wordt bepaald door de temperatuur
2 temperatuurschaalverdelingen:
Celsius
Fahrenheit
Afhankelijk van kook- en vriespunt
Fundamentele temperatuurschaal:
Kelvin
Afhankelijk van absolute nulpunt
0K = -273,15°C
WARMTETRANSPORT EN ZIJN 3 TRANSMISSIEVORMEN
Basisprincipe: warmte gaat steeds van punten op hoge temperatuur naar punten op lage temperatuur tot
beide punten even warm zijn.
Transmissievormen:
1. Geleiding
Door de stof zelf
Warmte wordt van molecule tot molecule overgebracht via trilling
Geleiding vraagt een medium
2. Convectie
Alleen in fluïda en tussen fluïdum en vaste stof
Natuurlijke en gedwongen convectie
3. Straling
Via elektromechanische golven
Geen middenstof nodig
In vele gevallen zal men te maken hebben met een combinatie van
twee of meerdere vormen van warmtetransmissie.
GELEIDING
Isotroop materiaal: materiaal met fijne en praktisch uniforme structuur.
Vb: cellenbeton, minerale vezels, houtvezelplaten…
Stationair regime: berekening met gemiddelde temperatuurrandvoorwaarden over langere periodes.
1
,WARMTE DIE DOOR EEN ISOTROPE LAAG GELEID WORDT
Laag van een isotroop materiaal heeft:
Dikte d (m)
Oppervlakte A (m²)
Warmte scheidingsvlak T1
Koud scheidingsvlak T2
Temperatuur verschil T1 > T2
Warmte zal geleid worden van T1 naar T2
Hoeveel warmte zal er van T1 naar T2 geleid worden in een tijdspanne van t
seconden? (Warmtehoeveelheid Q (in Joules))
Q zal RER zijn met A
Q zal RER zijn met (T1-T2)
Q zal RER zijn met t
Q zal OER zijn met d
WARMTEGEIDBAARHEID Λ
λ-waarde geeft info over het materiaal waaruit de plaat bestaat.
λ=Q
d
λ=
A t∆T
Geeft bijzonderste thermische karakteristiek van materialen
Elk isotroop materiaal kan gekenmerkt worden door λ
Hoe beter het materiaal warmte isoleert, hoe kleiner de λ-waardewaarde
λi: droge materialen
λe: vochtige materialen
eenheid: W/mK
GEDECLAREERDE WAARDE ΛD
= Statistisch bekomen waarde die bepaald wordt via gemeten waarden in referentiecondities met een gegeven
temperatuur en vochtigheid
= Redelijke levensduur in normale omstandigheden
WARMTE STROOMDICHTHEID Q
(T 1−T 2)
q= d
λ
eenheid: W/m²
WARMTE WEERSTAND R
d
R=
λ
Eenheid: m²K/W
CONVECTIE EN STRALING
2
, Warmteoverdracht vindt voornamelijk plaats via infraroodstraling.
Emissiecoëfficiënt = mate waarin warmtestraling door een materiaal gaat.
Verhouding tussen de hoeveelheid energie die door het oppervlak op een bepaalde temperatuur door
infraroodstraling wordt uitgezonden en de hoeveelheid energie die door infraroodstraling wordt
uitgezonden door een zwart lichaam op dezelfde temperatuur
Symbool: ξ
1,0 = HOOG
Baksteen (0,9)
Beton (0,9)
Hout (0,9)
=> Stralen makkelijk warmte uit; verliezen dus snel hun warmte.
0,1 = LAAG
Aluminium (O,1)
=> Behouden warmte langer
Glad gepolijste oppervlakken kunnen een lagere emissiefactor
hebben, waardoor warmteoverdracht door straling beperkt wordt.
COMBINATIE VAN CONVECTIE EN STRALING
Treed op bij overgang van warme binnenomgeving naar de koudere buitenzijde van een buitenwand.
De warmteovergangscoëfficiënt van convectie (hc) en straling (hr) worden bij elkaar opgeteld. Genoteerd als h.
Eenheid: W/m²K
WARMTEOVERGANG VAN BINNENOMGEVING NAAR BINNENZIJDE VAN BUITENWAND HI
hi
Geeft de hoeveelheid warmte (J) aan die per seconde en per m² van de binnenzijde van de wand op deze
binnenzijde toekomt en dit door straling en convectie vanuit de binnenomgeving
Eenheid: W/m²K
WARMTEOVERGANG VAN BUITENZIJDE BUITENWAND NAAR BUITENOMGEVING HE
he
Hoeveelheid warmte (J) die per seconde en per m² door de buitenzijde van een buitenwand afgegeven wordt
aan de buitenomgeving door straling en convectie.
Eenheid: W/m²K
3
WARMTETRANSMISSIE
WARMTE VERSUS TEMPERATUUR
Warmte = mechanische energie
Kwaliteit van warmte wordt bepaald door de temperatuur
2 temperatuurschaalverdelingen:
Celsius
Fahrenheit
Afhankelijk van kook- en vriespunt
Fundamentele temperatuurschaal:
Kelvin
Afhankelijk van absolute nulpunt
0K = -273,15°C
WARMTETRANSPORT EN ZIJN 3 TRANSMISSIEVORMEN
Basisprincipe: warmte gaat steeds van punten op hoge temperatuur naar punten op lage temperatuur tot
beide punten even warm zijn.
Transmissievormen:
1. Geleiding
Door de stof zelf
Warmte wordt van molecule tot molecule overgebracht via trilling
Geleiding vraagt een medium
2. Convectie
Alleen in fluïda en tussen fluïdum en vaste stof
Natuurlijke en gedwongen convectie
3. Straling
Via elektromechanische golven
Geen middenstof nodig
In vele gevallen zal men te maken hebben met een combinatie van
twee of meerdere vormen van warmtetransmissie.
GELEIDING
Isotroop materiaal: materiaal met fijne en praktisch uniforme structuur.
Vb: cellenbeton, minerale vezels, houtvezelplaten…
Stationair regime: berekening met gemiddelde temperatuurrandvoorwaarden over langere periodes.
1
,WARMTE DIE DOOR EEN ISOTROPE LAAG GELEID WORDT
Laag van een isotroop materiaal heeft:
Dikte d (m)
Oppervlakte A (m²)
Warmte scheidingsvlak T1
Koud scheidingsvlak T2
Temperatuur verschil T1 > T2
Warmte zal geleid worden van T1 naar T2
Hoeveel warmte zal er van T1 naar T2 geleid worden in een tijdspanne van t
seconden? (Warmtehoeveelheid Q (in Joules))
Q zal RER zijn met A
Q zal RER zijn met (T1-T2)
Q zal RER zijn met t
Q zal OER zijn met d
WARMTEGEIDBAARHEID Λ
λ-waarde geeft info over het materiaal waaruit de plaat bestaat.
λ=Q
d
λ=
A t∆T
Geeft bijzonderste thermische karakteristiek van materialen
Elk isotroop materiaal kan gekenmerkt worden door λ
Hoe beter het materiaal warmte isoleert, hoe kleiner de λ-waardewaarde
λi: droge materialen
λe: vochtige materialen
eenheid: W/mK
GEDECLAREERDE WAARDE ΛD
= Statistisch bekomen waarde die bepaald wordt via gemeten waarden in referentiecondities met een gegeven
temperatuur en vochtigheid
= Redelijke levensduur in normale omstandigheden
WARMTE STROOMDICHTHEID Q
(T 1−T 2)
q= d
λ
eenheid: W/m²
WARMTE WEERSTAND R
d
R=
λ
Eenheid: m²K/W
CONVECTIE EN STRALING
2
, Warmteoverdracht vindt voornamelijk plaats via infraroodstraling.
Emissiecoëfficiënt = mate waarin warmtestraling door een materiaal gaat.
Verhouding tussen de hoeveelheid energie die door het oppervlak op een bepaalde temperatuur door
infraroodstraling wordt uitgezonden en de hoeveelheid energie die door infraroodstraling wordt
uitgezonden door een zwart lichaam op dezelfde temperatuur
Symbool: ξ
1,0 = HOOG
Baksteen (0,9)
Beton (0,9)
Hout (0,9)
=> Stralen makkelijk warmte uit; verliezen dus snel hun warmte.
0,1 = LAAG
Aluminium (O,1)
=> Behouden warmte langer
Glad gepolijste oppervlakken kunnen een lagere emissiefactor
hebben, waardoor warmteoverdracht door straling beperkt wordt.
COMBINATIE VAN CONVECTIE EN STRALING
Treed op bij overgang van warme binnenomgeving naar de koudere buitenzijde van een buitenwand.
De warmteovergangscoëfficiënt van convectie (hc) en straling (hr) worden bij elkaar opgeteld. Genoteerd als h.
Eenheid: W/m²K
WARMTEOVERGANG VAN BINNENOMGEVING NAAR BINNENZIJDE VAN BUITENWAND HI
hi
Geeft de hoeveelheid warmte (J) aan die per seconde en per m² van de binnenzijde van de wand op deze
binnenzijde toekomt en dit door straling en convectie vanuit de binnenomgeving
Eenheid: W/m²K
WARMTEOVERGANG VAN BUITENZIJDE BUITENWAND NAAR BUITENOMGEVING HE
he
Hoeveelheid warmte (J) die per seconde en per m² door de buitenzijde van een buitenwand afgegeven wordt
aan de buitenomgeving door straling en convectie.
Eenheid: W/m²K
3
