Bouwfysica
Inhoudsopgave
1 WARMTETRANSPORT................................................................................................................................... 3
1.1 WARMTEOVERDRACHT OF WARMTETRANSMISSIE ............................................................................................ 3
1.1.1 Warmteoverdrachtsvormen ............................................................................................................ 3
1.1.2 Definities en symbolen ..................................................................................................................... 4
1.2 GELEIDING ............................................................................................................................................... 5
1.2.1 Definitie ........................................................................................................................................... 5
1.2.2 Warmte-inhoud ............................................................................................................................... 5
1.2.3 Wet van behoud van energie ........................................................................................................... 5
1.2.4 Warmteweerstand........................................................................................................................... 5
1.2.5 Warmtehoeveelheid Q ..................................................................................................................... 5
1.2.6 Warmtegeleidingscoefficient of λ-waarde ...................................................................................... 5
1.2.7 Warmtestroomdichtheid ................................................................................................................. 5
1.2.8 Oefeningen ...................................................................................................................................... 5
1.2.9 Temperatuurverloop ........................................................................................................................ 6
1.2.10 Warmteweerstand van een wand............................................................................................... 6
1.2.11 Geleiding door een homogene, samengestelde wand ................................................................ 6
1.2.12 Voorbeeldoefening p24 ............................................................................................................... 6
1.2.13 Oefeningen p25........................................................................................................................... 6
1.2.14 Temperatuurverloop in een samengestelde wand...................................................................... 6
1.2.15 Samengestelde wand met NIET alle lagen van homogeen karakter........................................... 6
1.2.16 Samenvatting .............................................................................................................................. 7
1.2.17 Oefeningen (p29) ........................................................................................................................ 7
1.3 CONVECTIE EN STRALING ............................................................................................................................. 8
1.3.1 Algemeen ......................................................................................................................................... 8
1.3.2 Warmteovergang van een binnenomgeving naar de binnenzijde van een buitenwand ................. 8
1.3.3 Warmteovergang van de buitenzijde van een buitenwand naar de buitenomgeving..................... 8
1.3.4 Waarden overgangscoëfficienten.................................................................................................... 8
1.3.5 Voorbeeldoefening p 32 .................................................................................................................. 8
1.4 WARMTETRANSMISSIE DOORHEEN EEN WAND ................................................................................................ 9
1.4.1 Warmtestroomdichtheid in een buitenwand ................................................................................... 9
1.4.2 Totale warmteweerstand van een wand en warmteovergangsweerstanden ................................. 9
1.4.3 Temperatuurverloop doorheen een samengestelde wand van omgeving tot omgeving ................ 9
1.4.4 Grafische bepaling van temperatuurverloop ................................................................................... 9
1.4.5 Warmtetransport door luchtlagen (p17 ) ...................................................................................... 10
1.4.6 Warmtedoorgangscoëfficiënt van een wand (U-waarde) ............................................................. 10
1.5 THERMISCHE EISEN .................................................................................................................................. 11
1.5.1 Thermisch comfort ......................................................................................................................... 11
1.5.2 Geen (oppervlakte) condensatie .................................................................................................... 11
1.5.3 Economische aspecten ................................................................................................................... 11
1.5.4 Wettelijke eisen ............................................................................................................................. 12
2 VOCHTTRANSPORT .............................................................................................................................. 16
2.1 INLEIDING .............................................................................................................................................. 16
2.2 DEFINITIES ............................................................................................................................................. 16
Condensatie ................................................................................................................................................. 17
Verzadidingscurve ........................................................................................................................................ 17
Diagram van Mollier .................................................................................................................................... 17
2.3 OPPERVLAKTECONDENSATIE ...................................................................................................................... 17
2.3.1 Principe .......................................................................................................................................... 17
2.3.2 Voorwaarde voor oppervlaktecondensatie.................................................................................... 18
1
, 2.3.3 Hoe oppervlaktecondensatie voorkomen? .................................................................................... 18
2.4 DAMPTRANSPORT ................................................................................................................................... 20
2.4.1 Het diffusieproces .......................................................................................................................... 20
2.4.2 grootte van de diffusiestroom ....................................................................................................... 20
3.4.3 dampspanningsverloop in een wand ............................................................................................. 21
2.5 INWENDIGE CONDENSATIE ......................................................................................................................... 22
2.5.1 De methode van Glaser ................................................................................................................. 22
2.5.2 Verschillende typologieën tav inwendige condensatie .................................................................. 23
2.5.3 Het oplossen van inwendige condensatieproblemen .................................................................... 24
2.5.4 inwendige condensatie in de praktijk ............................................................................................ 24
3 AKOESTIEK ........................................................................................................................................... 26
3.1 INLEIDING .............................................................................................................................................. 26
3.1.1 Definitie ......................................................................................................................................... 26
3.2 EIGENSCHAPPEN VAN HET GELUID ............................................................................................................... 27
3.2.1 Voortplanting van het geluid ......................................................................................................... 27
3.2.2 Voortplantingssnelheid van het geluid .......................................................................................... 27
3.2.3 Amplitude en frequentie van het geluid .............................................................................................. 28
3.2.4 Soorten geluid ................................................................................................................................ 29
3.2.5 Geluidsdrukniveau = geluidsintensiteitsniveau.............................................................................. 29
3.2.6 Hoe goed horen wij? Hoe reageert een mens op geluid ................................................................ 29
3.2.7 Rekenen met dB ............................................................................................................................. 31
3.3 (LUCHT)GELUIDSISOLATIE .......................................................................................................................... 32
3.3.1 Soorten geluid en mogelijke wegen voor het geluid ...................................................................... 32
3.3.2. Luchtgeluidsisolatie: de massawet ................................................................................................ 33
3.3.3 Correctie op de massawet: coïncidentie en resonantie ................................................................. 33
3.3.4 Factoren die in reële situaties de geluidsisolatie beperken: .......................................................... 34
3.3.5 luchtgeluidsisolatie in de praktijk .................................................................................................. 34
3.4 CONTACTGELUIDISOLATIE .......................................................................................................................... 35
3.5 GELUIDSISOLATIE IN DE PRAKTIJK ................................................................................................................ 35
3.6 ZAALAKOESTIEK....................................................................................................................................... 35
3.7 AKOESTISCHE NORMEN ............................................................................................................................. 37
SYMBOLENLIJST ............................................................................................................................................ 38
2
, 1 Warmtetransport
1.1 Warmteoverdracht of warmtetransmissie
1.1.1 Warmteoverdrachtsvormen
Bij temperatuursverschillen tussen 2 punten of vlakken zal er steeds een warmtetransport
optreden van de warme naard de koude punten of vlakken.
De 2 punten zijn in thermisch evenwicht als ze zich op eenzelfde temperatuur bevinden. In
dit geval geen warmteoverdracht tussen beide punten. Warmte is de maat van de snelheid
van de moleculen.
• Moleculen zonder warmte = stil
• Moleculen met warmte = trillen
Temperatuurverschil: de drijvende kracht achter warmtetransport
o Hoe hoger het temperatuursverschil,hoe groter de warmtestroom
Warmtetransport kan op verschillende manieren gebeuren:
Geleiding Convectie Straling
Trillen om evenwichtstoestand Natuurlijke convectie: gevolg van Transport in de vorm van
temperatuursverschil elektromagnetische trillingen
Bij gassen en vloeistof: geleiding Gedwongen convectie:
vindt plaats door het botsen van Gevolg van uitwendige
warme tegen koude moleculen opgelegde drukverschillen
GEEN massaverplaatsing WEL massaverplaatsing GEEN massaverplaatsing
(blijven op dezelfde plek) (gekoppeld aan beweging) WEL energieverplaatsing
WEL energieverplaatsing WEL energieverplaatsing
VB: Warmte verliezen wanneer VB: in winter warmte verliezen VB: warmte verliezen naar alle
met koude voeten op warme aan omgevingslucht, verschil in (ook buiten) omgevende
vloer: warmte ontvangen temp. kleding en lucht wanden door
verwarmingselementen binnen
Geleiding Convectie Straling
Vaste stof X (X)
Vloeistof in rust X (X)
Vloeistof in X (X)
beweging
Gas in rust X X
Gas in beweging X X
Vacuum X
3
, 1.1.2 Definities en symbolen
Grootheid Symbool Eenheid
Temperatuur Ѳ °C T= Ѳ + 273,14°C
T K Absolute nulpunt, dwz moleculen
stoppen met trillen = - 273,14°C
Warmtehoeveelheid Q J Hoeveelheid warmte energie die
gedurende een zekere tijd tussen
2 punten wordt uitgewisseld, of
een bepaalde materie bevat
Warmtestroom (Φ) Q, Φ W Hoeveelheid warmte die per
(=J/s) seconde tussen 2 punten wordt
uitgewisseld
Warmtestroomdichtheid q W/m^2 Warmtestroom per m²
Warmtegeleidingscoefficiënt W/m.K Een materiaaleigenschap die
(Hoe groter λ, hoe meer warmte λ aangeeft hoeveel warmte er per
er door het materiaal zal gaan seconde door een m² materiaal
stromen = hoe slechter het van 1m dik zal gaan bij een temp.
materiaal isoleert) Verschil van 1°C
= evenredigheidscoefficiënt
Warmtedoorgangscoëfficiënt U W/m².K De U-waarde geeft aan hoeveel
warmte (J) er per m² en per
seconde doorheen deze wand
stroomt van de ene omgeving
naar de andere indien het
temperatuursverschil tussen
beide omgevingen gelijk is aan
1°C
Warmteweerstand R M².K/W Warmteoverdracht tussen 2 va
elkaar gescheiden isotherme
materialen is evenredig met
temperatuursverschil
4
Inhoudsopgave
1 WARMTETRANSPORT................................................................................................................................... 3
1.1 WARMTEOVERDRACHT OF WARMTETRANSMISSIE ............................................................................................ 3
1.1.1 Warmteoverdrachtsvormen ............................................................................................................ 3
1.1.2 Definities en symbolen ..................................................................................................................... 4
1.2 GELEIDING ............................................................................................................................................... 5
1.2.1 Definitie ........................................................................................................................................... 5
1.2.2 Warmte-inhoud ............................................................................................................................... 5
1.2.3 Wet van behoud van energie ........................................................................................................... 5
1.2.4 Warmteweerstand........................................................................................................................... 5
1.2.5 Warmtehoeveelheid Q ..................................................................................................................... 5
1.2.6 Warmtegeleidingscoefficient of λ-waarde ...................................................................................... 5
1.2.7 Warmtestroomdichtheid ................................................................................................................. 5
1.2.8 Oefeningen ...................................................................................................................................... 5
1.2.9 Temperatuurverloop ........................................................................................................................ 6
1.2.10 Warmteweerstand van een wand............................................................................................... 6
1.2.11 Geleiding door een homogene, samengestelde wand ................................................................ 6
1.2.12 Voorbeeldoefening p24 ............................................................................................................... 6
1.2.13 Oefeningen p25........................................................................................................................... 6
1.2.14 Temperatuurverloop in een samengestelde wand...................................................................... 6
1.2.15 Samengestelde wand met NIET alle lagen van homogeen karakter........................................... 6
1.2.16 Samenvatting .............................................................................................................................. 7
1.2.17 Oefeningen (p29) ........................................................................................................................ 7
1.3 CONVECTIE EN STRALING ............................................................................................................................. 8
1.3.1 Algemeen ......................................................................................................................................... 8
1.3.2 Warmteovergang van een binnenomgeving naar de binnenzijde van een buitenwand ................. 8
1.3.3 Warmteovergang van de buitenzijde van een buitenwand naar de buitenomgeving..................... 8
1.3.4 Waarden overgangscoëfficienten.................................................................................................... 8
1.3.5 Voorbeeldoefening p 32 .................................................................................................................. 8
1.4 WARMTETRANSMISSIE DOORHEEN EEN WAND ................................................................................................ 9
1.4.1 Warmtestroomdichtheid in een buitenwand ................................................................................... 9
1.4.2 Totale warmteweerstand van een wand en warmteovergangsweerstanden ................................. 9
1.4.3 Temperatuurverloop doorheen een samengestelde wand van omgeving tot omgeving ................ 9
1.4.4 Grafische bepaling van temperatuurverloop ................................................................................... 9
1.4.5 Warmtetransport door luchtlagen (p17 ) ...................................................................................... 10
1.4.6 Warmtedoorgangscoëfficiënt van een wand (U-waarde) ............................................................. 10
1.5 THERMISCHE EISEN .................................................................................................................................. 11
1.5.1 Thermisch comfort ......................................................................................................................... 11
1.5.2 Geen (oppervlakte) condensatie .................................................................................................... 11
1.5.3 Economische aspecten ................................................................................................................... 11
1.5.4 Wettelijke eisen ............................................................................................................................. 12
2 VOCHTTRANSPORT .............................................................................................................................. 16
2.1 INLEIDING .............................................................................................................................................. 16
2.2 DEFINITIES ............................................................................................................................................. 16
Condensatie ................................................................................................................................................. 17
Verzadidingscurve ........................................................................................................................................ 17
Diagram van Mollier .................................................................................................................................... 17
2.3 OPPERVLAKTECONDENSATIE ...................................................................................................................... 17
2.3.1 Principe .......................................................................................................................................... 17
2.3.2 Voorwaarde voor oppervlaktecondensatie.................................................................................... 18
1
, 2.3.3 Hoe oppervlaktecondensatie voorkomen? .................................................................................... 18
2.4 DAMPTRANSPORT ................................................................................................................................... 20
2.4.1 Het diffusieproces .......................................................................................................................... 20
2.4.2 grootte van de diffusiestroom ....................................................................................................... 20
3.4.3 dampspanningsverloop in een wand ............................................................................................. 21
2.5 INWENDIGE CONDENSATIE ......................................................................................................................... 22
2.5.1 De methode van Glaser ................................................................................................................. 22
2.5.2 Verschillende typologieën tav inwendige condensatie .................................................................. 23
2.5.3 Het oplossen van inwendige condensatieproblemen .................................................................... 24
2.5.4 inwendige condensatie in de praktijk ............................................................................................ 24
3 AKOESTIEK ........................................................................................................................................... 26
3.1 INLEIDING .............................................................................................................................................. 26
3.1.1 Definitie ......................................................................................................................................... 26
3.2 EIGENSCHAPPEN VAN HET GELUID ............................................................................................................... 27
3.2.1 Voortplanting van het geluid ......................................................................................................... 27
3.2.2 Voortplantingssnelheid van het geluid .......................................................................................... 27
3.2.3 Amplitude en frequentie van het geluid .............................................................................................. 28
3.2.4 Soorten geluid ................................................................................................................................ 29
3.2.5 Geluidsdrukniveau = geluidsintensiteitsniveau.............................................................................. 29
3.2.6 Hoe goed horen wij? Hoe reageert een mens op geluid ................................................................ 29
3.2.7 Rekenen met dB ............................................................................................................................. 31
3.3 (LUCHT)GELUIDSISOLATIE .......................................................................................................................... 32
3.3.1 Soorten geluid en mogelijke wegen voor het geluid ...................................................................... 32
3.3.2. Luchtgeluidsisolatie: de massawet ................................................................................................ 33
3.3.3 Correctie op de massawet: coïncidentie en resonantie ................................................................. 33
3.3.4 Factoren die in reële situaties de geluidsisolatie beperken: .......................................................... 34
3.3.5 luchtgeluidsisolatie in de praktijk .................................................................................................. 34
3.4 CONTACTGELUIDISOLATIE .......................................................................................................................... 35
3.5 GELUIDSISOLATIE IN DE PRAKTIJK ................................................................................................................ 35
3.6 ZAALAKOESTIEK....................................................................................................................................... 35
3.7 AKOESTISCHE NORMEN ............................................................................................................................. 37
SYMBOLENLIJST ............................................................................................................................................ 38
2
, 1 Warmtetransport
1.1 Warmteoverdracht of warmtetransmissie
1.1.1 Warmteoverdrachtsvormen
Bij temperatuursverschillen tussen 2 punten of vlakken zal er steeds een warmtetransport
optreden van de warme naard de koude punten of vlakken.
De 2 punten zijn in thermisch evenwicht als ze zich op eenzelfde temperatuur bevinden. In
dit geval geen warmteoverdracht tussen beide punten. Warmte is de maat van de snelheid
van de moleculen.
• Moleculen zonder warmte = stil
• Moleculen met warmte = trillen
Temperatuurverschil: de drijvende kracht achter warmtetransport
o Hoe hoger het temperatuursverschil,hoe groter de warmtestroom
Warmtetransport kan op verschillende manieren gebeuren:
Geleiding Convectie Straling
Trillen om evenwichtstoestand Natuurlijke convectie: gevolg van Transport in de vorm van
temperatuursverschil elektromagnetische trillingen
Bij gassen en vloeistof: geleiding Gedwongen convectie:
vindt plaats door het botsen van Gevolg van uitwendige
warme tegen koude moleculen opgelegde drukverschillen
GEEN massaverplaatsing WEL massaverplaatsing GEEN massaverplaatsing
(blijven op dezelfde plek) (gekoppeld aan beweging) WEL energieverplaatsing
WEL energieverplaatsing WEL energieverplaatsing
VB: Warmte verliezen wanneer VB: in winter warmte verliezen VB: warmte verliezen naar alle
met koude voeten op warme aan omgevingslucht, verschil in (ook buiten) omgevende
vloer: warmte ontvangen temp. kleding en lucht wanden door
verwarmingselementen binnen
Geleiding Convectie Straling
Vaste stof X (X)
Vloeistof in rust X (X)
Vloeistof in X (X)
beweging
Gas in rust X X
Gas in beweging X X
Vacuum X
3
, 1.1.2 Definities en symbolen
Grootheid Symbool Eenheid
Temperatuur Ѳ °C T= Ѳ + 273,14°C
T K Absolute nulpunt, dwz moleculen
stoppen met trillen = - 273,14°C
Warmtehoeveelheid Q J Hoeveelheid warmte energie die
gedurende een zekere tijd tussen
2 punten wordt uitgewisseld, of
een bepaalde materie bevat
Warmtestroom (Φ) Q, Φ W Hoeveelheid warmte die per
(=J/s) seconde tussen 2 punten wordt
uitgewisseld
Warmtestroomdichtheid q W/m^2 Warmtestroom per m²
Warmtegeleidingscoefficiënt W/m.K Een materiaaleigenschap die
(Hoe groter λ, hoe meer warmte λ aangeeft hoeveel warmte er per
er door het materiaal zal gaan seconde door een m² materiaal
stromen = hoe slechter het van 1m dik zal gaan bij een temp.
materiaal isoleert) Verschil van 1°C
= evenredigheidscoefficiënt
Warmtedoorgangscoëfficiënt U W/m².K De U-waarde geeft aan hoeveel
warmte (J) er per m² en per
seconde doorheen deze wand
stroomt van de ene omgeving
naar de andere indien het
temperatuursverschil tussen
beide omgevingen gelijk is aan
1°C
Warmteweerstand R M².K/W Warmteoverdracht tussen 2 va
elkaar gescheiden isotherme
materialen is evenredig met
temperatuursverschil
4
