BOUWENERGIE
Basisbegrippen warmtetransport LES 2
Warmte Q = de hoeveelheid energie in Joule [J]
Warmtestroom Q’ / Warmteflux Ф = de hoeveelheid energie per tijdseenheid in Joule per seconde
[J/s] = [W]
Warmtestroomdichtheid q = de warmtestroom door een oppervlak [(J/s)/m²] of [W/m²]
Warmtegeleidingscoëfficiënt λ = de hoeveelheid energie die per seconde door een vlak van
1m² gaat bij een eenheidsdikte van 1m, per graad
temperatuurverschil [W/(m.K)] = materiaaleigenschap
Warmteweerstand R = hoe groter R, hoe groter de weerstand die de warmtestroom
ondervindt om door de constructie te stromen (en dus hoe
beter de isolatie eigenschap van de constructie) [m².K/W]
R = d/ λ meerdere materiaallagen Rc = R1 + R2 + … + Rn
inclusief overgangsweerstanden: Rtot = Rsi + Rc + Rse
Warmtedoorgangscoëfficiënt U = de hoeveelheid warmte die door een constructie gaat per
seconde per vierkante meter per graad temperatuurverschil
[(J/s)/(m².K)] = [W/(m².K)]
Overgangsweerstanden Rsi en Rse = om straling en convectie in rekening te brengen, afhankelijk
van de richting van de warmtestroom [m².K/W]
s = surface, i = interior, e = exterior
Rsi = 1/hi met hi = overgangscoëfficiënt binnen
Rse = 1/he met he = overgangscoëfficiënt buiten
hi = hic + his convectieve- en stralingsbijdrage
he = hec + hes
Richting van de warmtestroom
Opwaarts Horizontaal * Neerwaarts
RSI [(m²K)/W] 0.10 0.13 0.17
Rse [(m²K)/W] 0.04 0.04 0.04
* = geldig voor een warmtestroomrichting die niet meer dan +- 30° afwijkt van het horizontaal vlak
1. Warmteweerstand van een luchtspouw
- niet geventileerd: de lucht staat stil → stilstaande lucht isoleert goed
- matig geventileerd: afhankelijk van de ventilatieopeningen
- sterk geventileerd: als er grotere ventilatieopeningen aanwezig zijn
1
, Een niet geventileerde luchtlaag =
Dikte (d) van de Richting van de warmtestroom
luchtlaag (mm) Opwaarts Horizontaal * Neerwaarts
0<d<5 0.00 0.00 0.00
5≤d<7 0.11 0.11 0.11
7 ≤ d < 10 0.13 0.13 0.13
10 ≤ d < 15 0.15 0.15 0.15
15 ≤ d < 25 0.16 0.17 0.17
25 ≤ d < 50 0.16 0.18 0.19
50 ≤ d < 100 0.16 0.18 0.21
100 ≤ d < 300 0.16 0.18 0.22
300 0.16 0.18 0.23
* = geldig voor een warmtestroomrichting die niet meer dan +- 30° afwijkt van het horizontaal vlak
Een matig geventileerde luchtlaag = een luchtlaag waarin een beperkte luchtstroming uit de
buitenomgeving mogelijk is
Indien de totale oppervlakte van de ventilatie openingen voldoet aan de volgende voorwaarden:
- > 500 mm² maar ≤ 1500 mm² per m lengte (verticale luchtlagen)
- > 500 mm² maar ≤ 1500 mm² per m² luchtlaag (horizontale luchtlagen)
De ontwerpwaarden van de warmteweerstand van matig geventileerde luchtlagen zijn gelijk aan de
helft van de corresponderende waarden in bovenstaande tabel (enkel geldig voor oppervlakken met
hoge emissiviteit). Indien bovendien de totale warmteweerstand van de bouwlagen (van oppervlak tot
oppervlak) tussen de luchtlaag en de buitenomgeving groter is dan 0.15 m².K/W, dan zal deze
warmteweerstand begrensd blijven tot deze waarde (0.15 m².K/W).
Een sterk geventileerde luchtlaag = een luchtlaag voor dewelke de totale oppervlaktes van de
ventilatieopeningen tussen de luchtlaag en de
buitenomgeving voldoen aan de volgende voorwaarden:
- > 1500 mm² per m lengte (verticale luchtlagen)
- > 1500 mm² per m² luchtlaag (horizontale luchtlagen)
De totale warmteweerstand van de bouwelement dat voorzien is van een sterk geventileerde luchtlaag
wordt berekend door de totale warmteweerstand van de luchtlaag en van alle bouwlagen tussen de
luchtlaag en de buitenomgeving te verwaarlozen en de Rse waarde te vervangen door Rsi.
Een niet (of gedeeltelijk) homogene wand (vb. houtskelet) =
de totale warmteweerstand RT van een bouwelement,
opgebouwd uit thermisch homogene en thermisch niet-
homogene bouwlagen die loodrecht staan op de
warmtestroom, wordt bepaald als het rekenkundig
gemiddelde van de boven- en onderwaarde van de
(𝑅𝑅’𝑇𝑇 + 𝑅𝑅”𝑇𝑇)
warmteweerstand: 𝑅𝑅𝑅𝑅 = 𝑚𝑚². 𝐾𝐾/𝑊𝑊
2
2
,Vensters en deuren, een geval apart =
de warmtedoorgangscoëfficiënt van een venster (UW) of een
deur (UD) met bepaalde afmetingen en voorzien van
beglaasde delen en/of van ondoorschijnende vulpanelen,
wordt algemeen berekend door middel van de volgende
formule:
𝐴𝐴𝑔𝑔 𝑈𝑈𝑔𝑔 +𝐴𝐴𝑓𝑓 𝑈𝑈𝑓𝑓 +𝐴𝐴𝑝𝑝 𝑈𝑈𝑝𝑝 +𝑙𝑙𝑔𝑔 𝛹𝛹𝑔𝑔 +𝑙𝑙𝑝𝑝 𝛹𝛹𝑝𝑝
UW of UD = 𝐴𝐴𝑔𝑔 +𝐴𝐴𝑓𝑓 +𝐴𝐴𝑝𝑝
W/m².K
Uf/p van het raam (frame/paneel)
Psi van het raamkozijn [W/(m.K)]
Ug van het glas [W/(m².K)]
2. Warmtetransport op 3 manieren:
- conductie/ geleiding
- convectie (vrij/ gedwongen)
- straling
3
, 1. Conductie / geleiding (vaste stof) medium noodzakelijk
= de warmteoverdracht doet zich voor in de materie die microscopisch in beweging is
(thermische agitatie). De energietransfer gaat van de deeltjes met een hoge thermische
agitatie naar de deeltjes met een lage thermische agitatie.
= direct contact tussen de moleculen is noodzakelijk
= geen beweging van de massa in de richting van de energiestroom
q = -λ . ΔT
q / t = (λ . A . ΔT) / d
2. Convectie (vloeistof) medium noodzakelijk
= warmteoverdracht door bewegingen van moleculen in fluïden (gassen en vloeistoffen)
= verplaatsing van massa
q = h . ΔT
a. Gedwongen convectie
Beweging wordt gedreven door een externe oorzaak (pomp, ventilatie) = snelle luchtstroom
+ hoge warmteoverdracht
b. Natuurlijke convectie
Beweging wordt gedreven door dichtheidsverschillen in het fluïdum die ontstaan door
temperatuurverschillen = trage luchtstroom
3. Straling geen medium noodzakelijk
= warmteoverdracht door elektromagnetische golven
= elk oppervlak straalt warmte uit verschil van de opgevangen en uitgezonden straling van
een oppervlak berekenen
Zwarte stralers (theoretisch object) = lichaam dat alle straling absorbeert en alle energie terug
uitstraalt (geen reflectie)
q = ε σ T4 ε = correctiefactor oppervlak (ruw/glad, zwart/wit…)
- de meeste niet metaalachtige bouwmaterialen vertonen een emissiefactor ε van 0.85 à 0.95
- gepolijste, niet-edele metalen vertonen een stralingsuitwisseling ε van 0.026 à 0.070
- typische situatie: hs = 4.8 à 5.5 W/m².K
- slechte stralers: hs = 2 W/m².K
- hi = hic + his / he = hec + hes convectie- en stralingsbijdrage
Voor de warmte-overgangscoëfficiënten, geldend voor niet metaalachtige oppervlakken:
hi = 3.0 + 4.8 = 7.8 W/m².K zie Rsi = 1/hi = 0.13 m².K/W (aandeel straling is groter)
he = 20 = 5.0 = 25.0 W/m².K zie Rse = 1/he = 0.04 m².K/W (aandeel convectie is groter)
4
Basisbegrippen warmtetransport LES 2
Warmte Q = de hoeveelheid energie in Joule [J]
Warmtestroom Q’ / Warmteflux Ф = de hoeveelheid energie per tijdseenheid in Joule per seconde
[J/s] = [W]
Warmtestroomdichtheid q = de warmtestroom door een oppervlak [(J/s)/m²] of [W/m²]
Warmtegeleidingscoëfficiënt λ = de hoeveelheid energie die per seconde door een vlak van
1m² gaat bij een eenheidsdikte van 1m, per graad
temperatuurverschil [W/(m.K)] = materiaaleigenschap
Warmteweerstand R = hoe groter R, hoe groter de weerstand die de warmtestroom
ondervindt om door de constructie te stromen (en dus hoe
beter de isolatie eigenschap van de constructie) [m².K/W]
R = d/ λ meerdere materiaallagen Rc = R1 + R2 + … + Rn
inclusief overgangsweerstanden: Rtot = Rsi + Rc + Rse
Warmtedoorgangscoëfficiënt U = de hoeveelheid warmte die door een constructie gaat per
seconde per vierkante meter per graad temperatuurverschil
[(J/s)/(m².K)] = [W/(m².K)]
Overgangsweerstanden Rsi en Rse = om straling en convectie in rekening te brengen, afhankelijk
van de richting van de warmtestroom [m².K/W]
s = surface, i = interior, e = exterior
Rsi = 1/hi met hi = overgangscoëfficiënt binnen
Rse = 1/he met he = overgangscoëfficiënt buiten
hi = hic + his convectieve- en stralingsbijdrage
he = hec + hes
Richting van de warmtestroom
Opwaarts Horizontaal * Neerwaarts
RSI [(m²K)/W] 0.10 0.13 0.17
Rse [(m²K)/W] 0.04 0.04 0.04
* = geldig voor een warmtestroomrichting die niet meer dan +- 30° afwijkt van het horizontaal vlak
1. Warmteweerstand van een luchtspouw
- niet geventileerd: de lucht staat stil → stilstaande lucht isoleert goed
- matig geventileerd: afhankelijk van de ventilatieopeningen
- sterk geventileerd: als er grotere ventilatieopeningen aanwezig zijn
1
, Een niet geventileerde luchtlaag =
Dikte (d) van de Richting van de warmtestroom
luchtlaag (mm) Opwaarts Horizontaal * Neerwaarts
0<d<5 0.00 0.00 0.00
5≤d<7 0.11 0.11 0.11
7 ≤ d < 10 0.13 0.13 0.13
10 ≤ d < 15 0.15 0.15 0.15
15 ≤ d < 25 0.16 0.17 0.17
25 ≤ d < 50 0.16 0.18 0.19
50 ≤ d < 100 0.16 0.18 0.21
100 ≤ d < 300 0.16 0.18 0.22
300 0.16 0.18 0.23
* = geldig voor een warmtestroomrichting die niet meer dan +- 30° afwijkt van het horizontaal vlak
Een matig geventileerde luchtlaag = een luchtlaag waarin een beperkte luchtstroming uit de
buitenomgeving mogelijk is
Indien de totale oppervlakte van de ventilatie openingen voldoet aan de volgende voorwaarden:
- > 500 mm² maar ≤ 1500 mm² per m lengte (verticale luchtlagen)
- > 500 mm² maar ≤ 1500 mm² per m² luchtlaag (horizontale luchtlagen)
De ontwerpwaarden van de warmteweerstand van matig geventileerde luchtlagen zijn gelijk aan de
helft van de corresponderende waarden in bovenstaande tabel (enkel geldig voor oppervlakken met
hoge emissiviteit). Indien bovendien de totale warmteweerstand van de bouwlagen (van oppervlak tot
oppervlak) tussen de luchtlaag en de buitenomgeving groter is dan 0.15 m².K/W, dan zal deze
warmteweerstand begrensd blijven tot deze waarde (0.15 m².K/W).
Een sterk geventileerde luchtlaag = een luchtlaag voor dewelke de totale oppervlaktes van de
ventilatieopeningen tussen de luchtlaag en de
buitenomgeving voldoen aan de volgende voorwaarden:
- > 1500 mm² per m lengte (verticale luchtlagen)
- > 1500 mm² per m² luchtlaag (horizontale luchtlagen)
De totale warmteweerstand van de bouwelement dat voorzien is van een sterk geventileerde luchtlaag
wordt berekend door de totale warmteweerstand van de luchtlaag en van alle bouwlagen tussen de
luchtlaag en de buitenomgeving te verwaarlozen en de Rse waarde te vervangen door Rsi.
Een niet (of gedeeltelijk) homogene wand (vb. houtskelet) =
de totale warmteweerstand RT van een bouwelement,
opgebouwd uit thermisch homogene en thermisch niet-
homogene bouwlagen die loodrecht staan op de
warmtestroom, wordt bepaald als het rekenkundig
gemiddelde van de boven- en onderwaarde van de
(𝑅𝑅’𝑇𝑇 + 𝑅𝑅”𝑇𝑇)
warmteweerstand: 𝑅𝑅𝑅𝑅 = 𝑚𝑚². 𝐾𝐾/𝑊𝑊
2
2
,Vensters en deuren, een geval apart =
de warmtedoorgangscoëfficiënt van een venster (UW) of een
deur (UD) met bepaalde afmetingen en voorzien van
beglaasde delen en/of van ondoorschijnende vulpanelen,
wordt algemeen berekend door middel van de volgende
formule:
𝐴𝐴𝑔𝑔 𝑈𝑈𝑔𝑔 +𝐴𝐴𝑓𝑓 𝑈𝑈𝑓𝑓 +𝐴𝐴𝑝𝑝 𝑈𝑈𝑝𝑝 +𝑙𝑙𝑔𝑔 𝛹𝛹𝑔𝑔 +𝑙𝑙𝑝𝑝 𝛹𝛹𝑝𝑝
UW of UD = 𝐴𝐴𝑔𝑔 +𝐴𝐴𝑓𝑓 +𝐴𝐴𝑝𝑝
W/m².K
Uf/p van het raam (frame/paneel)
Psi van het raamkozijn [W/(m.K)]
Ug van het glas [W/(m².K)]
2. Warmtetransport op 3 manieren:
- conductie/ geleiding
- convectie (vrij/ gedwongen)
- straling
3
, 1. Conductie / geleiding (vaste stof) medium noodzakelijk
= de warmteoverdracht doet zich voor in de materie die microscopisch in beweging is
(thermische agitatie). De energietransfer gaat van de deeltjes met een hoge thermische
agitatie naar de deeltjes met een lage thermische agitatie.
= direct contact tussen de moleculen is noodzakelijk
= geen beweging van de massa in de richting van de energiestroom
q = -λ . ΔT
q / t = (λ . A . ΔT) / d
2. Convectie (vloeistof) medium noodzakelijk
= warmteoverdracht door bewegingen van moleculen in fluïden (gassen en vloeistoffen)
= verplaatsing van massa
q = h . ΔT
a. Gedwongen convectie
Beweging wordt gedreven door een externe oorzaak (pomp, ventilatie) = snelle luchtstroom
+ hoge warmteoverdracht
b. Natuurlijke convectie
Beweging wordt gedreven door dichtheidsverschillen in het fluïdum die ontstaan door
temperatuurverschillen = trage luchtstroom
3. Straling geen medium noodzakelijk
= warmteoverdracht door elektromagnetische golven
= elk oppervlak straalt warmte uit verschil van de opgevangen en uitgezonden straling van
een oppervlak berekenen
Zwarte stralers (theoretisch object) = lichaam dat alle straling absorbeert en alle energie terug
uitstraalt (geen reflectie)
q = ε σ T4 ε = correctiefactor oppervlak (ruw/glad, zwart/wit…)
- de meeste niet metaalachtige bouwmaterialen vertonen een emissiefactor ε van 0.85 à 0.95
- gepolijste, niet-edele metalen vertonen een stralingsuitwisseling ε van 0.026 à 0.070
- typische situatie: hs = 4.8 à 5.5 W/m².K
- slechte stralers: hs = 2 W/m².K
- hi = hic + his / he = hec + hes convectie- en stralingsbijdrage
Voor de warmte-overgangscoëfficiënten, geldend voor niet metaalachtige oppervlakken:
hi = 3.0 + 4.8 = 7.8 W/m².K zie Rsi = 1/hi = 0.13 m².K/W (aandeel straling is groter)
he = 20 = 5.0 = 25.0 W/m².K zie Rse = 1/he = 0.04 m².K/W (aandeel convectie is groter)
4
