College aantekeningen
Samenvatting: Bouwfysische aspecten van gebouwen
- Instelling
- Universiteit Gent (UGent)
Bouwfysische aspecten van gebouwen Gegeven door prof. Janssens Ook handig voor ingenieur Bouwkunde
[Meer zien]Voorbeeld 4 van de 40 pagina's
Voorbeeld 4 van de 40 pagina's
In winkelwagenVerkoper
Volgen
Voorbeeld van de inhoud
1 Warmtestransport in bouwconstructies1.0 INLEIDING
• Temperatuur
o Bepaalt of systeem in thermisch evenwicht is met een ander systeem → geen
netto warmtetransport
o T = absolute temperatuur (K)
o 𝜃 = Celsius temperatuur (°C) = T – 273,15
• Warmte
o Q = hoeveelheid warmte (J)
o 𝜙 = warmtestroom: hoeveelheid warmte per tijdseenheid (W = J/s)
o q = warmtestroomdichtheid/warmteflux: warmtestroom per oppervlakte-
eenheid (𝑊/𝑚2 )
Wet van behoud van energie
• Gebouw/constructie/materiaal = gesloten systeem waar 𝜙 (warmtestromen) en 𝜓
(arbeidsstromen) op kunnen inwerken
• In het systeem opgestapelde energie = inwendige energie U
𝑑𝑈
o ∑ 𝜙 + ∑ 𝜓 = 𝑑𝑡
Vormen van warmteoverdracht
• Voelbare warmte
o Geleiding: warmtetransport dat optreedt in materie waarin een temp.
Verschil bestaat
∆𝜃 𝜃 −𝜃
▪ 𝑞 = 𝑅 = 𝑆𝐸𝑅 𝑆𝐼
o Convectie: warmtetransport t.g.v. stroming van fluïda
▪ Gepaard met macroscopische beweging van moleculen
o Straling: warmtetransport t.g.v. elektromagnetische golven, uitgestraald
door materiaaloppervlakken
o In gebouwen: warmteoverdracht binnen- en buitenomgeving = combinatie
convectie en straling
▪ 𝑞 = 𝛼 ∗ (𝜃𝑟𝑒𝑓 − 𝜃𝑠 )
• Latente warmte
o Toestandsveranderingen
o Plaatselijk komt warmte vrij of wordt warmte onttrokken
o q = g* h
,1.1 WARMTEGELEIDING
1.1.1 Wetten van Fourier
• Warmtetransport doorheen vaste staaf, dikte ∆𝑥
𝜕𝑈
o 𝜙𝑥 − 𝜙𝑥+∆𝑥 + 𝜓 = 𝜕𝑡
𝜕𝑞 ′ 𝜕𝑇
o − 𝑞 = −𝜌𝑐 𝜕𝑡
𝜕𝑥
• Eerste wet van Fourier
𝜕𝑇
o 𝑞 = −𝜆 𝜕𝑥
o 𝜆 = warmtegeleidingscoëfficiënt: hoe goed een materiaal
geleidt
• De warmtegeleidingscoëfficiënt
o Laag → isolatoren
o Hoog → geleiders
o Beïnvloedt door temp en vochtgehalte materiaal, ouderdom
en dikte materiaalmonster, …
o Gedeclareerde waarde 𝜆𝐷
▪ = 90-percentiel van de geproduceerde materialen
▪ Slechts 10 % heeft een hogere lambda
o Invloed van temperatuur en vocht
o Binnentoepassing (𝜆𝑈𝑖 ): hygroscopisch vochtig
(evenwichtsvochtgehalte bij 50% relatieve vochtigheid)
o Buitentoepassing (𝜆𝑈𝑒 ): capillair vocht (vochtgehalte dat 75%
bedraagt v/h verzadigingsvochtgehalte)
• Tweede wet van Fourier
𝜕 𝜕𝑇 𝜕𝑇
o (λ 𝜕𝑥 ) + 𝑞 ′ = 𝜌𝑐 𝜕𝑡
𝜕
▪ T = enkele variabele
▪ 𝜌𝑐 = volumieke warmtecapaciteit
𝜕2𝑇 1 𝜕𝑇
o = 𝑎 𝜕𝑡
𝜕𝑥 2
𝜆
▪ Met a = 𝜌𝑐 = constante
• Temperatuursvereffeningscoëfficiënt = maat snelheid
waarmee temp verandering zich voortplant
▪ Geen inwendige warmtebron of -put
,1.1.2 Stationaire warmtegeleiding doorheen vlakke wand
• Enkelvoudige laag zonder warmtebron
𝜕2𝜃
o =0
𝜕𝑥 2
▪ 𝜃 = 𝐶1 𝑥 + 𝐶2
▪ 𝑥 = 0: 𝜃 = 𝜃𝑆𝐸
▪ 𝑥 = 𝑑: 𝜃 = 𝜃𝑆𝐼
𝜃 −𝜃
o 𝜃 = 𝑠𝑖 𝑑 𝑠𝑒 𝑥 + 𝜃𝑠𝑒
▪ Temp verloopt linear
𝜃𝑠𝑒 −𝜃𝑠𝑖 𝜃𝑠𝑒 −𝜃𝑠𝑖
o Warmtestroomdichtheid: 𝑞 = =
𝑑/𝜆 𝑅
2 𝑑
o Warmteweerstand R (𝑚 𝐾⁄𝑊 ) = 𝜆
▪ Hoe groter de warmteweerstand van een laag, des te kleiner de
warmtestroomdichteden doorheen de laag
• Samengestelde wanden
o Warmtestroomdichtheid q (t.g.v. temp verschil binnen en buiten) = in elke
laag dezelfde
o Laag n: 𝑞𝑅𝑛 = 𝜃𝑛−1 − 𝜃𝑠𝑖
𝜃𝑠𝑒 −𝜃𝑠𝑖 𝜃𝑠𝑒 −𝜃𝑠𝑖
o 𝑞= 𝑑 = ∑𝑛 𝑅𝑖
∑𝑛 𝑖
𝜆𝑖
▪ Totale warmteweerstand en bijgevolg
warmteverlies = NIET afhankelijk van volgorde
van lagen
𝑗
𝑗 ∑𝑖=1 𝑅𝑖
o 𝜃𝑗 = 𝜃𝑠𝑒 − 𝑞 ∗ ∑𝑖=1 𝑅𝑖 = 𝜃𝑠𝑒 + (𝜃𝑠𝑖 − 𝜃𝑠𝑒 ) 𝑅𝑡𝑜𝑡
▪
Tussen opeenvolgende scheidingsvlakken verloopt temp lineair.
▪
Over materiaal laag met hoogste R zal het grootste temp verschil
ontstaan
• Warmtedoorgangscoëfficiënt v/e wand
𝜃 −𝜃
o 𝑞 = 1 𝑒 𝑑𝑖 𝑖 1 = 𝑈(𝜃𝑒 − 𝜃𝑖 )
+∑( )+
𝛼𝑒 𝜆𝑖 𝛼𝑖
o Omgekeerde U-waarde = som drie warmteweerstanden
, ▪ Warmteweerstand buiten naar binnen
▪ Warmteweerstand doorheen de lagen
▪ Warmteweerstand binnen naar buiten
1 𝑑 1 −1
▪ 𝑈 = (𝛼 + ∑ 𝜆𝑖 + 𝛼 ) 𝑊⁄𝑚2 ∗ 𝐾
𝑒 𝑖 𝑖
• Samengestelde wand met lokale warmtebron of -put
o Tussen twee lagen kan warmte gedissipeerd worden
(verwarmingssysteem/latente warmte droging vochtige materialen)
o Stationair warmtebalans voor x, plaatselijk q’ geproduceerd
▪ Geproduceerde warmte q’
▪ Warmtestroomdichtheid, binnenomgeving → vlak x
(𝜃𝑖 −𝜃𝑥 )
• 𝑞𝑖−𝑥 = met 𝑅𝑖𝑥 = som warmteweerstanden tussen
𝑅𝑖𝑥
binnenomgeving en vlak x (inbegrip 1⁄𝛼𝑖 )
▪ Warmtestroomdichtheid, buitenomgeving → vlak x
(𝜃𝑒 −𝜃𝑥 )
• 𝑞𝑒−𝑥 = 𝑅𝑒𝑥
(𝜃𝑖 −𝜃𝑥 ) (𝜃𝑒 −𝜃𝑥 )
• + + 𝑞′ = 0
𝑅𝑖𝑥 𝑅𝑒𝑥
• 𝜃𝑥 = 𝜃𝑒 + 𝑈 ∗ 𝑅𝑒𝑥 ∗ (𝜃𝑖 − 𝜃𝑒 ) + 𝑈 ∗ 𝑅𝑒𝑥 ∗ 𝑅𝑖𝑥 ∗ 𝑞 ′
• Warmtestroomdichtheid vanuit binnenomgeving
o 𝑞𝑖−𝑥 = 𝑈 ∗ (𝜃𝑖 − 𝜃𝑒 ) − 𝑈 ∗ 𝑅𝑒𝑥 ∗ 𝑞′
o Som 𝑞𝑎𝑓𝑤𝑒𝑧𝑖𝑔ℎ𝑒𝑖𝑑 𝑤𝑎𝑟𝑚𝑡𝑒𝑏𝑟𝑜𝑛 +
𝑞𝑡𝑜𝑒− 𝑜𝑓 𝑎𝑓𝑛𝑎𝑚𝑒 𝑡.𝑔.𝑣.𝑤𝑎𝑟𝑚𝑡𝑒𝑏𝑟𝑜𝑛
▪ Invloed warmtebron ↑ naarmate 𝑅𝑒𝑥 ↑ => naarmate bron aan
binnenkant warmte-isolarende lagen gelegen is
• In het vlak samengestelde wanden
o Realistische wand bestaat uit homogene delen maar is als geheel niet
homogeen
o Elke homogene zone oppervlakte A en
warmtedoorgangscoëfficiënt U (𝑈 ̅ gemiddelde)
en n homogene zones
▪ 𝜙 = ∑𝑛(𝐴𝑖 𝑞𝑖 ) = ∑𝑛(𝐴𝑖 𝑈𝑖 ) ∗ (𝜃𝑒 − 𝜃𝑖 ) =
̅ ∗ (𝜃𝑒 − 𝜃𝑖 )
∑𝑛(𝐴𝑖 ) ∗ 𝑈
∑ 𝐴𝑖 𝑈𝑖
▪ Met 𝑈̅= onder voorwaarde dat
∑𝐴 𝑖
delen elkaar niet beïnvloeden (in realiteit
wel)
̅ voor rationeel energiegebruik
o Eisen opgelegd 𝑈
van gebouwen
Voordelen van het kopen van samenvattingen bij Stuvia op een rij:
√ Verzekerd van kwaliteit door reviews
Stuvia-klanten hebben meer dan 700.000 samenvattingen beoordeeld. Zo weet je zeker dat je de beste documenten koopt!
Snel en makkelijk kopen
Je betaalt supersnel en eenmalig met iDeal, Bancontact of creditcard voor de samenvatting. Zonder lidmaatschap.
Focus op de essentie
Samenvattingen worden geschreven voor en door anderen. Daarom zijn de samenvattingen altijd betrouwbaar en actueel. Zo kom je snel tot de kern!
Veelgestelde vragen
Wat krijg ik als ik dit document koop?
Je krijgt een PDF, die direct beschikbaar is na je aankoop. Het gekochte document is altijd, overal en oneindig toegankelijk via je profiel.
Tevredenheidsgarantie: hoe werkt dat?
Onze tevredenheidsgarantie zorgt ervoor dat je altijd een studiedocument vindt dat goed bij je past. Je vult een formulier in en onze klantenservice regelt de rest.
Van wie koop ik deze samenvatting?
Stuvia is een marktplaats, je koop dit document dus niet van ons, maar van verkoper Ikrik. Stuvia faciliteert de betaling aan de verkoper.
Zit ik meteen vast aan een abonnement?
Nee, je koopt alleen deze samenvatting voor €6,49. Je zit daarna nergens aan vast.
Is Stuvia te vertrouwen?
4,6 sterren op Google & Trustpilot (+1000 reviews)
Afgelopen 30 dagen zijn er 79202 samenvattingen verkocht
Opgericht in 2010, al 14 jaar dé plek om samenvattingen te kopen