Bouwfysica 4
Inleiding
1
,Symbolenlijst
= heel belangrijk
In welke mate damp doorgelaten wordt
Geeft weer hoeveel keer groter de
dampweerstand van een materiaal is
t.o.v. lucht
Bepaalt toonhoogte → hoe kleiner, hoe lager de toon
De lengte van een golf
cwater = 4187J/kg.K
De hoeveelheid warmte die van de ene
naar de andere zijde in de constructie
wordt doorgelaten
Fysica = onderzoeken van alle verschijnselen in levenloze natuur
- Waarbij geen chemische veranderingen optreden
- Zwaartekracht, licht, magnetisme, nucleaire reacties, condensatie, verdamping, straling,
elektriciteit, trillingen, stabiliteit,…
Bouwfysica = fysica, relevant voor gebouwen. Voorbeelden:
Belangrijkste aspecten
• Warmte
• Vocht en de manier waarop deze zich verspreiden
• Geluid
Maar ook: licht, lucht…
2
,Hoofdstuk 1: Warmtetransport
Wat is warmte? Is het de temperatuur van een bepaalde stof?
Neen, warmte is de maat van kinetische energie (snelheid) van moleculen. De mate waarin
moleculen (de kleinste bouwstenen) trillen, hoe harder deze trillingen, hoe warmer. Als een
molecule helemaal stilstaat en dus geen trilling heeft, dan bevat deze geen warmte meer. Er is een
soort min. aan warmte die een stof kan bezitten, namelijk geen, maar er is geen max. waardoor ze
dus steeds harder gaan kunnen trillen.
Aangezien het gaat over energie gaan we het dus ook definiëren aan de hand van Joule. Wrijving is
een heel mooie manier hoe je een bepaalde soort energie kan omzetten in een andere: beweging-
of frictie → thermische energie. Energie wordt niet opgebruikt, maar je kan het omvormen of
omzetten in andere soorten energieën (= de wet op het behoud van energie), het verdwijnt dus
nooit.
Elektriciteit is een energiedrager waar je enorm veel mee kan doen, warmtepompen aandrijven
bv. In alle processen waarin energie wordt gebruikt (niet verbruikt) is warmte vaak een restproduct
en iets dat erbij komt zonder dat het eigenlijk de bedoeling was. Indien we gaan rangschikken hoe
bruikbaar een bepaalde soort energie is, gaat warmte vaak onderaan de lijst staan.
- Je kan zowel (vloeibaar) water als stoom hebben van 100°C → temperatuur is gelijk.
- Stoom is echter “warmer” (bevat meer energie, moleculen bewegen sneller).
- Temperatuur is niet hetzelfde als een maat voor warmte.
Gedachte-experiment: je hebt een glas met daarin water, indien je gaat afkoelen en je maakt het
kouder, je gaat richting “geen warmte”. Indien je een extreme microscoop hebt, dan zie je
moleculen met ertussen eigenlijk niets, dat is bij alle materie zo. Door het feit dat ze niet trillen,
vergeet je soms dat er eigenlijk niets tussen zit. Op de moment dat er geen warmte is, dan staan
de moleculen stil. Materialen gaan ijl beginnen worden en zou door elkaar beginnen verschuiven.
Als je water verwarmt, dan gaan de moleculen sneller trillen. Ze beginnen zo hard te trillen dat het
gas wordt.
Een fietswiel is eigenlijk ook redelijk leeg, indien het stilstaat dan kan je er makkelijk je hand
doorsteken, indien het echter hard beweegt, wordt het eerder een schijf en gaat dit niet. Dit is een
goede vergelijking om te maken.
Water: indien het kouder is, wordt het ijs, als je het warmer gaat maken, gaan de moleculen uit
het glas beginnen springen en gaan ze eigenlijk omgezet worden in gas.
➢ Warmte = NIET gelijk aan watertemperatuur: je gaat water koken totdat de waterkoker
stopt bij 100°C. als je een pot op het vuur zet en je blijft deze opwarmen, dan gaat het water
verdampen en stoom of damp worden.
➢ Stoom en water van 100°C hebben dezelfde temperatuur maar stoom is warmer want
heeft meer kinetische energie, je gaat je harder verbranden aan de stoom indien je je hand
erin zou steken (aangezien er condensatie zal plaatsvinden) = niet meetbaar met
standaard meettoestel. We spreken daarom over “latente warmte”.
Latente warmte
= iets dat aanwezig is zonder dat het heel duidelijk of zichtbaar is, je kan het niet meten met je
thermometer, water dat je dus niet kan afleiden op een temperatuurschaal. Dit is warmte die dus
3
, geen effect heeft op de temperatuur maar die niet reëel is voor de stof → is wel nodig voor de
verdamping. Op de moment van verdamping komt deze energie weer vrij op de plek waar de
condensatie zelf plaatsvindt.
Overgang van vloeistof naar gasvorming = verdamping. Maar
omgekeerd is het ook zo.
Q = hoeveelheid warmte en hoeveel er bv. in een liter water
aanwezig is
T = temperatuur uitgedrukt in °C
Eerste deel grafiek: je gaat er energie in pompen: je hebt een
recht evenredig verband in het begin tussen temperatuur en
energie-inhoud. Indien je energie verdubbelt, gaat de
temperatuur ook verdubbelen = hoe meer warmte, hoe hoger de
temperatuur.
Tweede deel grafiek: dit loopt tot op het punt dat het water
100°C is, op die moment ga je er energie blijven insteken maar
de temperatuur neemt niet toe. De energie die je er vanaf die
moment gaat gebruiken, gaat gebruikt worden voor de
verdamping van het water én niet voor de opwarming van het
water. In het begin van de grafiek is het water vloeibaar en
daarna gaat het dampvormig worden, alle energie die je vanaf
dan toevoegt, zal instaan voor de verdamping en niet voor de
temperatuur.
Latente warmte: links hebben we 100% water en rechts
hebben we 100% damp. Je steekt er dus energie in, maar
vertaalt zich in een faseverandering en niet in een
temperatuursverandering.
Laatste deel: nog meer energie toevoegen dan gaan we de
temperatuur van de waterdamp verhogen.
Op de moment dat het gas vloeibaar wordt, gaat deze energie
weer vrijkomen.
Warmtetransport
Materie (bv. Water) heeft m.a.w. warmte nodig om te verdampen. De opgenomen warmte
manifesteert zich niet in een temperatuursverandering → “latente warmte”
- Omgekeerd komt er warmte vrij tijdens het condenseren van waterdamp.
- Luchtvochtigheid veranderen gaat ervaring van warmte ervaren.
Voorbeelden uit het dagelijks leven:
- Ether laten oplossen in je hand
4
Inleiding
1
,Symbolenlijst
= heel belangrijk
In welke mate damp doorgelaten wordt
Geeft weer hoeveel keer groter de
dampweerstand van een materiaal is
t.o.v. lucht
Bepaalt toonhoogte → hoe kleiner, hoe lager de toon
De lengte van een golf
cwater = 4187J/kg.K
De hoeveelheid warmte die van de ene
naar de andere zijde in de constructie
wordt doorgelaten
Fysica = onderzoeken van alle verschijnselen in levenloze natuur
- Waarbij geen chemische veranderingen optreden
- Zwaartekracht, licht, magnetisme, nucleaire reacties, condensatie, verdamping, straling,
elektriciteit, trillingen, stabiliteit,…
Bouwfysica = fysica, relevant voor gebouwen. Voorbeelden:
Belangrijkste aspecten
• Warmte
• Vocht en de manier waarop deze zich verspreiden
• Geluid
Maar ook: licht, lucht…
2
,Hoofdstuk 1: Warmtetransport
Wat is warmte? Is het de temperatuur van een bepaalde stof?
Neen, warmte is de maat van kinetische energie (snelheid) van moleculen. De mate waarin
moleculen (de kleinste bouwstenen) trillen, hoe harder deze trillingen, hoe warmer. Als een
molecule helemaal stilstaat en dus geen trilling heeft, dan bevat deze geen warmte meer. Er is een
soort min. aan warmte die een stof kan bezitten, namelijk geen, maar er is geen max. waardoor ze
dus steeds harder gaan kunnen trillen.
Aangezien het gaat over energie gaan we het dus ook definiëren aan de hand van Joule. Wrijving is
een heel mooie manier hoe je een bepaalde soort energie kan omzetten in een andere: beweging-
of frictie → thermische energie. Energie wordt niet opgebruikt, maar je kan het omvormen of
omzetten in andere soorten energieën (= de wet op het behoud van energie), het verdwijnt dus
nooit.
Elektriciteit is een energiedrager waar je enorm veel mee kan doen, warmtepompen aandrijven
bv. In alle processen waarin energie wordt gebruikt (niet verbruikt) is warmte vaak een restproduct
en iets dat erbij komt zonder dat het eigenlijk de bedoeling was. Indien we gaan rangschikken hoe
bruikbaar een bepaalde soort energie is, gaat warmte vaak onderaan de lijst staan.
- Je kan zowel (vloeibaar) water als stoom hebben van 100°C → temperatuur is gelijk.
- Stoom is echter “warmer” (bevat meer energie, moleculen bewegen sneller).
- Temperatuur is niet hetzelfde als een maat voor warmte.
Gedachte-experiment: je hebt een glas met daarin water, indien je gaat afkoelen en je maakt het
kouder, je gaat richting “geen warmte”. Indien je een extreme microscoop hebt, dan zie je
moleculen met ertussen eigenlijk niets, dat is bij alle materie zo. Door het feit dat ze niet trillen,
vergeet je soms dat er eigenlijk niets tussen zit. Op de moment dat er geen warmte is, dan staan
de moleculen stil. Materialen gaan ijl beginnen worden en zou door elkaar beginnen verschuiven.
Als je water verwarmt, dan gaan de moleculen sneller trillen. Ze beginnen zo hard te trillen dat het
gas wordt.
Een fietswiel is eigenlijk ook redelijk leeg, indien het stilstaat dan kan je er makkelijk je hand
doorsteken, indien het echter hard beweegt, wordt het eerder een schijf en gaat dit niet. Dit is een
goede vergelijking om te maken.
Water: indien het kouder is, wordt het ijs, als je het warmer gaat maken, gaan de moleculen uit
het glas beginnen springen en gaan ze eigenlijk omgezet worden in gas.
➢ Warmte = NIET gelijk aan watertemperatuur: je gaat water koken totdat de waterkoker
stopt bij 100°C. als je een pot op het vuur zet en je blijft deze opwarmen, dan gaat het water
verdampen en stoom of damp worden.
➢ Stoom en water van 100°C hebben dezelfde temperatuur maar stoom is warmer want
heeft meer kinetische energie, je gaat je harder verbranden aan de stoom indien je je hand
erin zou steken (aangezien er condensatie zal plaatsvinden) = niet meetbaar met
standaard meettoestel. We spreken daarom over “latente warmte”.
Latente warmte
= iets dat aanwezig is zonder dat het heel duidelijk of zichtbaar is, je kan het niet meten met je
thermometer, water dat je dus niet kan afleiden op een temperatuurschaal. Dit is warmte die dus
3
, geen effect heeft op de temperatuur maar die niet reëel is voor de stof → is wel nodig voor de
verdamping. Op de moment van verdamping komt deze energie weer vrij op de plek waar de
condensatie zelf plaatsvindt.
Overgang van vloeistof naar gasvorming = verdamping. Maar
omgekeerd is het ook zo.
Q = hoeveelheid warmte en hoeveel er bv. in een liter water
aanwezig is
T = temperatuur uitgedrukt in °C
Eerste deel grafiek: je gaat er energie in pompen: je hebt een
recht evenredig verband in het begin tussen temperatuur en
energie-inhoud. Indien je energie verdubbelt, gaat de
temperatuur ook verdubbelen = hoe meer warmte, hoe hoger de
temperatuur.
Tweede deel grafiek: dit loopt tot op het punt dat het water
100°C is, op die moment ga je er energie blijven insteken maar
de temperatuur neemt niet toe. De energie die je er vanaf die
moment gaat gebruiken, gaat gebruikt worden voor de
verdamping van het water én niet voor de opwarming van het
water. In het begin van de grafiek is het water vloeibaar en
daarna gaat het dampvormig worden, alle energie die je vanaf
dan toevoegt, zal instaan voor de verdamping en niet voor de
temperatuur.
Latente warmte: links hebben we 100% water en rechts
hebben we 100% damp. Je steekt er dus energie in, maar
vertaalt zich in een faseverandering en niet in een
temperatuursverandering.
Laatste deel: nog meer energie toevoegen dan gaan we de
temperatuur van de waterdamp verhogen.
Op de moment dat het gas vloeibaar wordt, gaat deze energie
weer vrijkomen.
Warmtetransport
Materie (bv. Water) heeft m.a.w. warmte nodig om te verdampen. De opgenomen warmte
manifesteert zich niet in een temperatuursverandering → “latente warmte”
- Omgekeerd komt er warmte vrij tijdens het condenseren van waterdamp.
- Luchtvochtigheid veranderen gaat ervaring van warmte ervaren.
Voorbeelden uit het dagelijks leven:
- Ether laten oplossen in je hand
4
