Samenvatting INITIATIE Bouwfysica
Basisbegrippen en formules
Warmtetransport
Warmte (Q): energie (in Joule) streeft naar evenwicht: warmtestroom, uitgedrukt in (phi), graden
Celsius of Tèta Kelvin. (273.15K=0°C)
Warmtestroom (Q’, phi): in J/s of W
Q’ (phi) = q x A = A x Δθ/Rtot [W = J/s]
Warmtestroomdichtheid (q): in ((J/s)/m^2) of W/m^2
q = Δθ / (1/he + d/λ +1/hi)[W/m2]
q= Δθ / (Rse + R +Rsi)[W/m2]
q= Δθ .U[W/m2] (U=1/Rtot)
HT= U . A (W/K) = warmteverliescoëfficiënt (door transmissie) (A=oppervlakte van verliesruimte)
Transportmechanismen:
- Geleiding/conductie: doorgeven van bewegingsenergie aan aangrenzende deeltjes (vaste
stoffen)
q= -k.deltaT k=lambda=warmtegeleidingscoëfficiënt= hoeveel energie per seconde door
een materiaal in W/(m.K)
- Convectie: meevoeren van warmte door een stromen fluïdum (gas of vloeistof)
q=h.deltaT h= warmte overgangscoëfficiënt
- Straling: Uitstraling van warmte in elektromagnetische golven (geen medium nodig)
e=emissiefactor van een materiaal, o: 5.67.10^-8 W/m^2.K^4 (temp^4!)
(constante van Boltzmann)
Blackbody= perfect straler (e=1), niet metalen( e=0.85-0.95). Greybody (e=0.4), gepolijst, niet edele
metalen: (0.026-0.07)
Lambda: warmtegeleidingscoëfficient (W/m.K), hoger = betere isolatie
h= warmteovergangscoefficient (m^.K)/W
Warmtetransport door transmissie [W]
1
,(phi)t=(Ht,ie+Ht,ue+Ht,ig+Ht,ij).(Ti – Te)
Met warmteverliescoëfficiënten transmissie voor:
- Ht,ie: verwarmde ruimten naar buitenomgeving
- Ht, ue: verwarmde ruimten naar AOR
- Ht, ig: verwarmde ruimten naar grond
- Ht,ij: verwarmde ruimten naar aangrenzende verwarmde ruimte
Warmteverliescoëfficiëntdoor transmissie HT
- HT= totale warmteverliescoëfficiënt door transmissie [W/K] (= HD: HT= U.A)
- HD= warmteverliescoëfficiënt door transmissie direct naar de buitenomgeving [W/K]
- HU= warmteverliescoëfficiënt door transmissie via aangrenzend onverwarmde ruimte (AOR)
[W/K]
- HG= warmteverliescoëfficiënt door transmissie via de grond en via kelders en kruipruimten
[W/K]
Warmtetransport door ventilatie
Phi,vi=H,vi*deltaT= geen ventilatiesysteem
H,vi= Vi*0.34
Vi= max(Vinf,i , Vmin,i)
Vi=2.V.n50.0.1.1 n50= ventilatievoud door schil bij drukverschil 50 Pa(blowerdoor)
Vmin,i= 0.5.V 0.5= afhankelijk van minimum vereist luchtverversing per kamer
…=ventilatiesysteem
Warmteweerstand (R) in m^2.K/W
R=d(ikte)/lambda (1bouwlaag); Meerdere lagen: Rc=R1+R2…+Rn
Overgangsweerstand: Rsi en Rse: om straling en convectie in rekening te brengen, afhankelijk
richting warmtestroom
Rsi=1/hi (overgang coëfficiënt binnen)
Rse=1/he (overgang coëfficiënt buiten)
Warmteweerstand incl. overgangsweerstanden: Rtot=Rsi+Rc+Rse
Gedeeltelijke homogene wand: Rc= %a/(da/lambda) + %b/(db/lambdab) of (m^2.K/W)
(spauw: uitzonderingen!)
2
, Warmtedoorgangscoëfficiënt (U) in W/(m^2.K): U=1/Rtot = totale warmte
doorgang constructie
Uf/p van het raam/deurkozijn (frame/paneel)
Psi van het raamkozijn [W/(m·K)] (spacer)
Ug van het glas [W/(m²·K)]
(oppervlakte.weerdand/oppervlakte)
Glas
Warmte isolerend door beperking convectie (afhankelijk dikte afstand edge spacer 10-15mm),
beperking straling (coating, vaak op 3e positie, vanbuiten geteld), warm edge spacer.
Aanbrengen van 1 of meerdere lagen: verbetering fysische en optische eigenschappen.
EPBD en energiebalans
EPBD (energy performance of buildings directive)
(Doelstellingen die de Europese overheid oplegt rond energieprestaties van gebouwen.)
Basisprincipes: energie efficiënt minimum, doelstellingen zeker behalen, test; EBP 3G (verschillend)
- Eisen Vlaanderen: Maximale U, minimale R: elke scheidingsconstructie U waarde berekenen
- Globale isolatiepeil= S-peil
o schilpijl, per wooneenheid, hoe goed tegen kou en warmte
o bouwknopen en zonnewinsten in rekening.
o Energiebehoeftes in kWh voor verwarming per m^2 zelfde boloppervlak, maar
dimensie loos getal!
- K-peil= enkel voor industrie (inclusief installaties= E-peil), globale warmte isolatie.
o Compactheid
o Bouwknopen
Wet behoud energie:
warmtebalans: warmte winsten zijn gelijk aan verliezen (in W)
s: warmtewinsten door bezonning
i: interne warmtewinsten
h: netto-energievraag voor verwarming en koeling
t: transmissieverliezen
v: ventilatieverliezen
3
Basisbegrippen en formules
Warmtetransport
Warmte (Q): energie (in Joule) streeft naar evenwicht: warmtestroom, uitgedrukt in (phi), graden
Celsius of Tèta Kelvin. (273.15K=0°C)
Warmtestroom (Q’, phi): in J/s of W
Q’ (phi) = q x A = A x Δθ/Rtot [W = J/s]
Warmtestroomdichtheid (q): in ((J/s)/m^2) of W/m^2
q = Δθ / (1/he + d/λ +1/hi)[W/m2]
q= Δθ / (Rse + R +Rsi)[W/m2]
q= Δθ .U[W/m2] (U=1/Rtot)
HT= U . A (W/K) = warmteverliescoëfficiënt (door transmissie) (A=oppervlakte van verliesruimte)
Transportmechanismen:
- Geleiding/conductie: doorgeven van bewegingsenergie aan aangrenzende deeltjes (vaste
stoffen)
q= -k.deltaT k=lambda=warmtegeleidingscoëfficiënt= hoeveel energie per seconde door
een materiaal in W/(m.K)
- Convectie: meevoeren van warmte door een stromen fluïdum (gas of vloeistof)
q=h.deltaT h= warmte overgangscoëfficiënt
- Straling: Uitstraling van warmte in elektromagnetische golven (geen medium nodig)
e=emissiefactor van een materiaal, o: 5.67.10^-8 W/m^2.K^4 (temp^4!)
(constante van Boltzmann)
Blackbody= perfect straler (e=1), niet metalen( e=0.85-0.95). Greybody (e=0.4), gepolijst, niet edele
metalen: (0.026-0.07)
Lambda: warmtegeleidingscoëfficient (W/m.K), hoger = betere isolatie
h= warmteovergangscoefficient (m^.K)/W
Warmtetransport door transmissie [W]
1
,(phi)t=(Ht,ie+Ht,ue+Ht,ig+Ht,ij).(Ti – Te)
Met warmteverliescoëfficiënten transmissie voor:
- Ht,ie: verwarmde ruimten naar buitenomgeving
- Ht, ue: verwarmde ruimten naar AOR
- Ht, ig: verwarmde ruimten naar grond
- Ht,ij: verwarmde ruimten naar aangrenzende verwarmde ruimte
Warmteverliescoëfficiëntdoor transmissie HT
- HT= totale warmteverliescoëfficiënt door transmissie [W/K] (= HD: HT= U.A)
- HD= warmteverliescoëfficiënt door transmissie direct naar de buitenomgeving [W/K]
- HU= warmteverliescoëfficiënt door transmissie via aangrenzend onverwarmde ruimte (AOR)
[W/K]
- HG= warmteverliescoëfficiënt door transmissie via de grond en via kelders en kruipruimten
[W/K]
Warmtetransport door ventilatie
Phi,vi=H,vi*deltaT= geen ventilatiesysteem
H,vi= Vi*0.34
Vi= max(Vinf,i , Vmin,i)
Vi=2.V.n50.0.1.1 n50= ventilatievoud door schil bij drukverschil 50 Pa(blowerdoor)
Vmin,i= 0.5.V 0.5= afhankelijk van minimum vereist luchtverversing per kamer
…=ventilatiesysteem
Warmteweerstand (R) in m^2.K/W
R=d(ikte)/lambda (1bouwlaag); Meerdere lagen: Rc=R1+R2…+Rn
Overgangsweerstand: Rsi en Rse: om straling en convectie in rekening te brengen, afhankelijk
richting warmtestroom
Rsi=1/hi (overgang coëfficiënt binnen)
Rse=1/he (overgang coëfficiënt buiten)
Warmteweerstand incl. overgangsweerstanden: Rtot=Rsi+Rc+Rse
Gedeeltelijke homogene wand: Rc= %a/(da/lambda) + %b/(db/lambdab) of (m^2.K/W)
(spauw: uitzonderingen!)
2
, Warmtedoorgangscoëfficiënt (U) in W/(m^2.K): U=1/Rtot = totale warmte
doorgang constructie
Uf/p van het raam/deurkozijn (frame/paneel)
Psi van het raamkozijn [W/(m·K)] (spacer)
Ug van het glas [W/(m²·K)]
(oppervlakte.weerdand/oppervlakte)
Glas
Warmte isolerend door beperking convectie (afhankelijk dikte afstand edge spacer 10-15mm),
beperking straling (coating, vaak op 3e positie, vanbuiten geteld), warm edge spacer.
Aanbrengen van 1 of meerdere lagen: verbetering fysische en optische eigenschappen.
EPBD en energiebalans
EPBD (energy performance of buildings directive)
(Doelstellingen die de Europese overheid oplegt rond energieprestaties van gebouwen.)
Basisprincipes: energie efficiënt minimum, doelstellingen zeker behalen, test; EBP 3G (verschillend)
- Eisen Vlaanderen: Maximale U, minimale R: elke scheidingsconstructie U waarde berekenen
- Globale isolatiepeil= S-peil
o schilpijl, per wooneenheid, hoe goed tegen kou en warmte
o bouwknopen en zonnewinsten in rekening.
o Energiebehoeftes in kWh voor verwarming per m^2 zelfde boloppervlak, maar
dimensie loos getal!
- K-peil= enkel voor industrie (inclusief installaties= E-peil), globale warmte isolatie.
o Compactheid
o Bouwknopen
Wet behoud energie:
warmtebalans: warmte winsten zijn gelijk aan verliezen (in W)
s: warmtewinsten door bezonning
i: interne warmtewinsten
h: netto-energievraag voor verwarming en koeling
t: transmissieverliezen
v: ventilatieverliezen
3
