Bouwfysica samenvatting

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