Bekijk een hoofdstuk

Inleiding Bouwfysica 1
Voor u ligt de studiewijzer bij de module Bouwfysica 1.
Bouwfysica heeft betrekking op veel aspecten in de woning- en utiliteitsbouw, waarbij vaak meer disciplines betrokken zijn (adviseurs,
bouwkundige aannemers, installateurs etc.).
Het belang van een vak als Bouwfysica is terug te vinden in zaken als:
1. Behaaglijkheid in/van de bebouwde omgeving (denk hierbij aan een
aangenaam binnenklimaat waarin zaken als luchtkwaliteit, dag- en
kunstlicht, geluidsoverlast etc. van belang zijn).
2. Energiehuishouding (een zorgvuldige detaillering kan bijdragen aan een
laag energieverbruik en dus lagere kosten).
3. Bewoonbaarheid van gebouwen uit gezondheidstechnisch oogpunt
(denk aan vocht- en tochtproblemen).
4. Duurzaamheid, onderhoud aan gebouwen (wanneer met bepaalde
bouwfysische zaken zoals vocht en ventilatie in vroegtijdig stadium
rekening wordt gehouden, kunnen de stichtings- en onderhoudskosten
worden beperkt).
In deze module worden achtereenvolgens onderstaande onderwerpen
behandeld, waardoor belangrijke (basis)kennis wordt vergaard die uiteindelijk gebruikt wordt bij verschillende bouwtechnische (vervolg)vakken.
- Warmte, warmtetransport en thermische isolatie.
- Vocht, vochttransport en condensatie.
- Warmte- en vochttransport in de praktijk.
- Verlichting.
- Binnenmilieu en thermische behaaglijkheid.
- Ventilatie en infiltratie.
- Zontoetreding en zonwering.
- Akoestiek.
- Meten van en rekenen met geluidsisolatie.
- Geluidsisolatie in de praktijk.
Opzet van de module
Studiewijzer en literatuur
Door middel van deze studiewijzer helpen we u door de volgende literatuur:
Linden, ir. A.C. van der, e.a., Bouwfysica, Thieme Meulenhoff (2000, 5de druk,
2de oplage).
092EINL.FM
Hoofdstuk 9 ”Energiegebruik, energiebesparing en energieprestatienormering” wordt in deze module niet behandeld en komt in de hoofdfase aan de
orde.
5
Deze studiewijzer geeft aan wat er door u bestudeerd dient te worden en voorts
zijn alle relevante begrippen weergegeven; hiervan dient u kennis te nemen. Let
wel: de studiewijzer is niet meer dan een hulpmiddel naast de literatuur.
Oefenopgaven
Bij ieder hoofdstuk c.q. onderwerp zijn er oefenopgaven gemaakt. Aan het eind
van ieder hoofdstuk staan de antwoorden op deze opgaven weergegeven.
Het is raadzaam de oefenopgaven te maken als voorbereiding op zowel de
inzendopgaven als het afsluitend examen.
Inzendopgaven
In deze studiewijzer vindt u drie inzendmomenten.
Hieronder staan de inzendmomenten – inclusief de te bestuderen leerstof –
aangegeven:
- Inzendopgave 1:
• literatuur: hoofdstuk 1 t/m 3
• maken en opsturen na bestudering hoofdstuk 3.
- Inzendopgave 2:
• literatuur: hoofdstuk 4 t/m 8
• maken en opsturen na bestudering hoofdstuk 8.
- Inzendopgave 3:
• literatuur: hoofdstuk 10 t/m 12
• maken en opsturen na bestudering hoofdstuk 12.
Afronding
De module Bouwfysica 1 wordt afgerond door middel van een schriftelijk
examen.
U bent geslaagd voor het examen wanneer u het cijfer 6 of hoger behaalt.
Het afrondende examen bevat een aantal opgaven waarin de in deze module
behandelde leerstof terug zal komen. Het niveau van de inzendopgaven is
maatgevend voor het niveau van het afsluitende examen.
6
Hoofdstuk 1. Warmte, warmtetransport en thermische isolatie
Hoofdstuk 1. Warmte, warmtetransport en thermische
isolatie
De mens heeft een constante lichaamstemperatuur van rond de 37 °C.
Omdat we warmbloedige wezens zijn, consumeren we voedsel, dat wordt
gebruikt om het lichaam in stand te houden. Bij dit proces komt warmte vrij
en dit wordt deels omgezet in uitwendige warmte (beweging kost energie) en
de rest wordt afgestaan aan zijn omgeving.
Afhankelijk van de te verrichten werkzaamheden staat een mens onder
normale omstandigheden ca. 120 watt aan zijn omgeving af. Dit kan nog
worden beïnvloed door het dragen van kleding.
Omgevingstemperatuur en behaaglijkheid zijn belangrijke zaken klimaat en
comfort. Behaaglijkheid houdt in dat de warmteafgifte gelijk is aan de
warmteproductie. Wordt dan bijvoorbeeld de omgevingstemperatuur
verlaagd, dan zal de warmteafgifte groter zijn en omgekeerd geldt uiteraard
hetzelfde. Wel moet worden opgemerkt dat ook zaken als luchtvochtigheid
en tocht een rol spelen bij de beoordeling van behaaglijkheid.
Studieopdracht
Lees uit het boek ”Bouwfysica” hoofdstuk 1: ”Warmte, warmtetransport en
thermische isolatie” door. De relevante begrippen zijn hierna vervolgens per
paragraaf weergegeven. Alle relevante begrippen die hier genoemd zijn,
kunnen/zullen in bepaalde vorm terugkeren in de inzendopgaven en in het
examen.
Oefenopgaven
We raden u aan de bij ieder hoofdstuk behorende oefenopgaven te maken
(vanaf blz. 257 e.v. in ”Bouwfysica”). De uitgewerkte antwoorden op de oefenopgaven vindt u aan het eind van dit hoofdstuk.
Voor hoofdstuk 1 kunt u de oefenopgaven 1 tot en met 47 maken. De oefenopgaven 35 en 48 t/m 52 hoeft u niet te maken. De antwoorden op deze opgaven
vindt u aan het eind van dit hoofdstuk in de studiewijzer.
Warmtetransport
Bij warmtetransport gaan we uit van een stationaire toestand: de temperatuur
en het transport zijn niet aan veranderingen onderhevig.
092E1.FM
Begrippen
Relevante begrippen en bijbehorende formules met betrekking tot warmtetransport zijn hierna weergegeven.
7
Hoofdstuk 1. Warmte, warmtetransport en thermische isolatie
a. Warmtestroom:
φ = A · q [W of J/s].
b. Warmtestroomdichtheid:
q[W/m2].
c. Convectie (stroming):
qc = αc · (T1 – T2) [W/m2].
d. Radiatie (straling):
qs = ε · 56,7 · 10–9 · T4 = ε · qsz [W/m2]
qs = αs · (T1 – T2) [W/m2]
ε1 ⋅ ε 2
- · 56,7 · 10–9 · ( T 1 4 – T 2 4 ) [W/m2].
qs = --------------------------------------ε 1 – ( ε1 ⋅ ε 2 ) + ε 2
e. Conductie (geleiding):
qg = αg . (T1 – T2) [W/m2]
--- [W/m2 · K]
αg = λ
d
f. Warmtegeleidingscoëfficiënt:
λ [W/m K].
g. Warmteweerstand:
R = --d- [m2 K/W].
λ
h. Verband warmteweerstand en warmtestroomdichtheid:
∆T- [W/m2].
q = -----R
Let op:
Bestudeer ook grondig de diverse rekenvoorbeelden in het boek ”Bouwfysica”!
Warmteweerstand van constructies
Begrippen
Relevante begrippen en bijbehorende formules met betrekking tot warmteweerstanden van constructies zijn hierna weergegeven.
a. Warmteweerstand van gelaagde constructies:
Rc = R1 + R2 + R3 + ... [m2 · K/W].
b. Warmteoverdracht in spouwconstructies: convectie, straling en geleiding.
Verticale spouw (30-100 mm):
1
- [m2 · K/W]
Rspouw = --------------------------------( αc + αs + αg )
Rspouw = 0,17 [m2 · K/W].
Algemeen: hoe smaller de spouw, hoe kleiner de Rspouw.
8
Hoofdstuk 1. Warmte, warmtetransport en thermische isolatie
Horizontale spouw: invloed convectie anders; warmtestroom naar boven of
naar beneden.
c. Warmteovergangsweerstanden: van lucht naar oppervlak. Alleen convectie
en straling.
re = 0,04 [m2 · K/W] (buiten)
ri = 0,13 [m2 · K/W] (binnen).
Warmteweerstand lucht op lucht:
R1 = ri + Rc + re [m2 · K/W].
Warmtedoorgangscoëfficiënt (U-waarde):
1- [W/m2 · K]
U = ---R1
q = U · ∆T [W/m2 · K].
Let op:
Bestudeer ook grondig de diverse rekenvoorbeelden in het boek ”Bouwfysica”!
Temperatuurverloop in constructies
Begrippen
Relevante begrippen en bijbehorende formules met betrekking tot temperatuurverloop in constructies zijn hieronder weergegeven.
a. Warmtestroomdichtheid: uitgangspunt zijn een stationaire toestand en een
opgewarmd gebouw.
b. Voor iedere laag geldt:
∆T- [W/m2].
q = -----R
c. Temperatuursprong voor een laag n:
R
∆Tn = -----n · ∆T [°C].
R1
d. Op basis van b en c kan worden afgeleid:
T i – T-e
∆T- = T
i – T io
io – T eo
eo – T e
----------------=T
-------------------=T
-----------------= --------------q = -----R
ri
Rc
re
R1
Let op:
Bestudeer ook grondig de diverse rekenvoorbeelden in het boek ”Bouwfysica”!
Warmteaccumulatie
Begrippen
Relevante begrippen en bijbehorende formules met betrekking tot warmteaccumulatie zijn hierna weergegeven.
092E1.FM
a. Warmteaccumulatie: verschil zomersituatie en wintersituatie.
b. Plaats van de isolatie: invloed op warmteaccumulatie.
9
Hoofdstuk 1. Warmte, warmtetransport en thermische isolatie
c. Hoeveelheid warmte die in een laag is geaccumuleerd:
Q = ρ · c · d · ∆Tgem [J/m2].
Koudebruggen
Begrippen
Relevante begrippen met betrekking tot koudebruggen in constructies zijn
hieronder weergegeven.
a. Koudebrug.
b. Invloed op het warmtetransport.
c. Invloed op de oppervlaktetemperatuur.
Temperatuurspanningen
Begrippen
Relevante begrippen en bijbehorende formules met betrekking tot temperatuurspanningen in constructies zijn hieronder weergegeven.
a. Uitzetting van diverse materialen: lineaire uitzettingscoëfficiënt α [m/m K].
Totale lengteverandering: ∆L = α · ∆T · L [m].
b. Invloed van de plaats van de isolatie.
c. Keuze van het isolatiemateriaal.
Thermische isolatie-eisen
Begrippen
Relevante begrippen en bijbehorende formules met betrekking tot thermische
isolatie-eisen zijn hieronder weergegeven.
Deze paragraaf alleen bestuderen; termen etc. zullen bij het vervolgvak
Bouwfysica 2 uitgelegd en toegepast worden.
a.
b.
c.
d.
e.
10
Specifieke warmteweerstand (Rc).
Warmteweerstand lucht op lucht (Rl).
Warmtedoorgangscoëfficiënt (U).
Koudebruggen.
Eisen Bouwbesluit.
Hoofdstuk 1. Warmte, warmtetransport en thermische isolatie
Uitwerking van de oefenopgaven
Behorend bij H.1 Warmte, warmtetransport, thermische isolatie
Boek: Bouwfysica – V.d. Linden.
1. Warmtestroomdichtheid: de warmtestroom die per vierkante meter door
de constructie gaat.
2. Stroming (opgewarmde lucht van een radiator), straling (koud glasvlak),
geleiding (koperen staaf in soldeerbout).
3. Warmteoverdracht door stroming is afhankelijk van: stromingssnelheid
transportmedium en het temperatuurverschil tussen voorwerp en medium.
4. Veelgebruikte warmteovergangscoëfficiënten bij stroming: binnenshuis
αc = 2 – 2,5 SI; buitenshuis bij gemiddelde wind αc = 19 – 20 SI en bij sterke
wind αc = 100 SI.
5. Warmtestroomdichtheid: qc = αc · (T1 – T2) [W/m2].
Invullen geeft: qc = 20 · (–1 – –3) = 20 · 2 = 40 W/m2.
6. Zie ook vraag 5. α = 2,1 → 10,5 W/m2; α = 2,5 → 12,5 W/m2.
7. Bij het absolute nulpunt: 0 K of –273,15 °C.
8. Doordat de temperatuur aan het binnenoppervlak veel lager is dan de luchttemperatuur en er dus koude straling van het raam komt (koudeval).
9. Emissiecoëfficiënt voor de meeste bouwmaterialen: ε = 0,9 – 0,95.
10.qs = ε · 56,7 · 10–9 · T4 = 0,9 · 56,7 · 10–9 · (273,15 + 22)4 = 387 W/m2.
375
- →T=
11.qs = ε · 56,7 · 10–9 · T4 → T4 = ---------------------------------0,9 ⋅ 56,7 ⋅ 10 –9
4
375
---------------------------------- = 292,8 K.
0,9 ⋅ 56,7 ⋅ 10 –9
800
- → ε = 0,96.
12.qs = ε · 56,7 · 10–9 · T4 → ε = -------------------------------------------------------------56,7 ⋅ 10 –9 ⋅ ( 273,15 + 75 )4
13.Relatie emissie- en absorptiecoëfficiënt: vaak geldt dat de geabsorbeerde
straling gelijk is aan de emissiecoëfficiënt. Dus: emissiecoëfficiënt = absorptiecoëfficiënt.
14.Door uitstraling naar het heelal koelt het dak van een auto af tot een lagere
temperatuur dan die van de buitenlucht.
ε1 ⋅ ε2
- · 56,7 · 10–9 · ( T 1 4 ⋅ T 2 4 ) →
15.qs = --------------------------------------ε 1 – ( ε1 ⋅ ε 2 ) + ε 2
092E1.FM
0,93 ⋅ 0,93
------------------------------------------------------------- · 56,7 · 10–9 · (3384 – 2784) = 349 W/m2.
0,93 – ( 0,93 ⋅ 0,93 ) + 0,93
11
Hoofdstuk 1. Warmte, warmtetransport en thermische isolatie
ε1 ⋅ ε 2
- · 56,7 · 10–9 · ( T 1 4 ⋅ T 2 4 ) →
16.qs = --------------------------------------ε 1 – ( ε1 ⋅ ε 2 ) + ε 2
0,93 ⋅ 0,93
------------------------------------------------------------- · 56,7 · 10–9 · (3434 – 2924) = 324 W/m2.
0,93 – ( 0,93 ⋅ 0,93 ) + 0,93
ε1 ⋅ ε 2
- · 56,7 · 10–9 · ( T 1 4 ⋅ T 2 4 ) →
17.qs = --------------------------------------ε 1 – ( ε1 ⋅ ε 2 ) + ε 2
0,93 ⋅ 0,08
------------------------------------------------------------- · 56,7 · 10–9 · (3434 – 2924) = 30 W/m2.
0,93 – ( 0,93 ⋅ 0,08 ) + 0,08
Het effect van de folie is dus duidelijk zichtbaar; er wordt veel minder
stralingswarmte afgegeven.
ε1 ⋅ ε 2
- · 56,7 · 10–9 · ( T 1 4 ⋅ T 2 4 ) →
18.qs = --------------------------------------ε 1 – ( ε1 ⋅ ε 2 ) + ε 2
0,93 ⋅ 0,93
------------------------------------------------------------- · 56,7 · 10–9 · (3384 – 2904) = 295 W/m2.
0,93 – ( 0,93 ⋅ 0,93 ) + 0,93
ε1 ⋅ ε 2
- · 56,7 · 10–9 · ( T 1 4 ⋅ T 2 4 ) →
19.qs = --------------------------------------ε 1 – ( ε1 ⋅ ε 2 ) + ε 2
0,93 ⋅ 0,38
------------------------------------------------------------- · 56,7 · 10–9 · (3384 – 2904) = 125 W/m2.
0,93 – ( 0,93 ⋅ 0,38 ) + 0,38
De aluminiumlak zorgt er dus voor dat er veel minder stralingswarmte
wordt afgegeven.
20.Warmtegeleidingscoëfficiënt λ: de hoeveelheid warmte die door een laag
materiaal met een dikte van 1 meter en een oppervlak van 1 m2 bij een
temperatuurverschil van 1 K (of 1 °C) stroomt. Kortweg: het warmtegeleidend vermogen van een materiaal.
Eenheid: W/m · K.
21.Warmteweerstand R: geeft het verband aan tussen het warmtegeleidend
vermogen van een laag gerelateerd aan de dikte van diezelfde laag.
22.Relatie warmteweerstand R en warmtestroomdichtheid q:
∆T- [W/m2].
q = -----R
Dus: hoe groter de R, hoe kleiner de q en omgekeerd.
23.Warmteweerstand Rc: is de totale warmteweerstand van een gelaagde
constructie, door middel van het sommeren van de verschillende warmteweerstanden van de afzonderlijke lagen.
24.Warmteoverdracht in spouwconstructies: straling, convectie en geleiding.
Verticale spouw:
Straling:
afhankelijk van de oppervlaktetemperaturen van de spouwbladen, niet van de spouwbreedte. Heeft een negatieve
invloed op de goede isolerende eigenschappen van een
(stilstaande) luchtlaag.
Convectie: heeft een negatieve invloed op de goede isolerende eigenschappen van een (stilstaande) luchtlaag. Bij een erg smalle
spouw is de invloed minder, omdat daar minder convectie
kan optreden.
12
Hoofdstuk 1. Warmte, warmtetransport en thermische isolatie
Geleiding:
bij een smalle spouw is de warmteweerstand tegen geleiding
erg laag.
Horizontale spouw:
twee situaties m.b.t. de warmtestroom → naar boven of naar beneden.
Straling:
grote negatieve invloed; te onderdrukken door middel van
stralingsscherm in het midden van de spouw (op die manier
ontstaan als het ware twee spouwen).
Convectie: invloed kan worden beperkt d.m.v. isolatie.
Geleiding:
invloed kan worden beperkt d.m.v. isolatie.
25.Warmteweerstanden spouwconstructies:
Verticale spouw:
Rspouw; vert. = 0,17 [m2 · K/W].
Horizontale spouw:
warmtestroming naar boven:
Rspouw; hor. = 0,15 [m2 · K/W]
warmtestroming naar beneden:
Rspouw; hor. = 0,20 [m2 · K/W].
26.Warmteovergangsweerstanden re en ri: de overgang van lucht op een
materiaal brengt een zekere warmteweerstand met zich; warmteoverdracht
vindt plaats door straling en convectie. Doordat windsnelheid en oppervlaktetemperatuur steeds veranderen, werkt men met genormaliseerde
waarden: re en ri .
Afhankelijk van: straling en convectie (deze laatste is weer afhankelijk van
de windsnelheid en oppervlaktetemperatuur).
Waarden: re = 0,04 en ri = 0,13 [m2 · K/W].
27.Warmteweerstand Rl: hiermee berekent men het warmteverlies door een
constructie.
R1 = ri + Rc + re [m2 · K/W].
28.Voor iedere laag geldt: R = --d- [m2 · K/W].
λ
d luchtspouw- + --------------------d boerengrauw- + -----------------d pleisterlaag- →
d hardgrauw + ------------------Rc = -----------------λ hardgrauw λ luchtspouw λ boerengrauw λ pleisterlaag
------------ + 0,17 + 0,105
---------- = 0,47 m2 · K/W
------------ + 0,01
Rc = 0,105
1,1
0,55 0,93
R1 = ri + Rc + re → 0,13 + 0,47 + 0,04 = 0,64 m2 · K/W
1- [W/m2 · K] → --------1 - = 1,57 W/m2 · K
U = ---R1
0,64
092E1.FM
20 – –10 )- = 47,09 W/m2
------- = (-----------------------q = ∆T
R1
0,64
Temperatuurverloop → voor iedere laag n geldt:
R
∆Tn = -----n · ∆T [°C].
R1
Dit geeft de volgende temperatuurlijn:
– 10; –8,12; –3,62; 4,38; 13,37; 13,88; 20 °C.
13
Hoofdstuk 1. Warmte, warmtetransport en thermische isolatie
Afb. 1. Uitwerking oefenopgave 28.
29.Voor iedere laag geldt:
R = --d- [m2 · K/W]
λ
d hardgrauw + -----------d isolatie- + --------------------d boerengrauw- + -----------------d pleisterlaag- →
Rc = -----------------λ hardgrauw λ isolatie λ boerengrauw λ pleisterlaag
0,06 + 0,105
---------- = 1,76 m2 · K/W.
------------ + 0,01
------------ + -----------Rc = 0,105
0,041 0,55 0,93
1,1
R1 = ri + Rc + re → 0,13 + 1,76 + 0,04 = 1,93 m2 · K/W
1- [W/m2 · K] → --------1 - = 0,52 W/m2 · K
U = ---R1
1,93
20 – –10 )- = 15,54 W/m2.
------- = (-----------------------q = ∆T
R1
1,93
Temperatuurverloop → voor iedere laag n geldt:
R
∆Tn = -----n · ∆T [°C] .
R1
Dit geeft de volgende temperatuurlijn:
– 10; –9,38; –7,90; 14,85; 17,81; 17,98; 20 °C.
14
Hoofdstuk 1. Warmte, warmtetransport en thermische isolatie
Afb. 2. Uitwerking oefenopgave 29.
30.Voor iedere laag geldt:
R = --d- [m2 · K/W].
λ
d bitumen- + ---------d beton- + ----------d HWC →
Rc = -------------λ bitumen λ beton λ HWC
------------ = 0,31 m2 · K/W
------- + 0,025
------------ + 0,2
Rc = 0,006
0,17 1,9 0,15
R1 = ri + Rc + re → 0,13 + 0,31 + 0,04 = 0,48 m2 · K/W
1- [W/m2 · K] → --------1 - = 2,10 W/m2 · K
U = ---R1
0,48
20 – –10 )- = 62,86 W/m2.
------- = (-----------------------q = ∆T
R1
0,48
092E1.FM
Temperatuurverloop → voor iedere laag n geldt:
R
∆Tn = -----n · ∆T [°C].
R1
Dit geeft de volgende temperatuurlijn:
– 10; –7,49; –5,27; 1,35; 11,38; 20 °C.
15
Hoofdstuk 1. Warmte, warmtetransport en thermische isolatie
Afb. 3. Uitwerking oefenopgave 30.
31.Voor iedere laag geldt:
R = --d- [m2 · K/W].
λ
d bitumen- + -----------d isolatie- + ---------d beton- + ----------d HWC →
Rc = -------------λ bitumen λ isolatie λ beton λ HWC
0,05 + 0,2
------------ = 2,16 m2 · K/W
------- + 0,025
------------ + -----------Rc = 0,006
0,17 0,027 1,9 0,15
R1 = ri + Rc + re → 0,13 + 2,16 + 0,04 = 2,33 m2 · K/W
1- [W/m2 · K] → --------1 - = 0,43 W/m2 · K
U = ---R1
2,33
20 – –10 )- = 12,88 W/m2.
------- = (-----------------------q = ∆T
R1
2,33
Temperatuurverloop → voor iedere laag n geldt:
R
∆Tn = -----n · ∆T [°C].
R1
Dit geeft de volgende temperatuurlijn:
– 10; –9,48; –9,03; 14,82; 16,18; 18,33; 20 °C.
16
Hoofdstuk 1. Warmte, warmtetransport en thermische isolatie
Afb. 4. Uitwerking oefenopgave 31.
32.Voor iedere laag geldt:
R = --d- [m2 · K/W].
λ
Zonder isolatie:
d afwerklaag- + ---------d beton- → 0,03
---------- = 0,13 m2 · K/W
---------- + 0,13
Rc = ----------------0,93 1,4
λ afwerklaag λ beton
R1 = ri + Rc + re → 0,13 + 0,13 + 0,13 = 0,39 m2 · K/W.
Let op:
Omdat er geen overdracht van buitenlucht naar materiaal plaatsvindt,
moet er gerekend worden met 2 maal ri!
1- [W/m2 · K] → --------1 - = 2,60 W/m2 · K
U = ---R1
0,39
092E1.FM
19 – 14 )- = 12,98 W/m2.
------- = (--------------------q = ∆T
R1
0,39
Temperatuurverloop → voor iedere laag n geldt:
R
∆Tn = -----n · ∆T [°C].
R1
Dit geeft de volgende temperatuurlijn:
14; 15,69; 16,89; 17,31; 19 °C.
17
Hoofdstuk 1. Warmte, warmtetransport en thermische isolatie
Afb. 5. Uitwerking oefenopgave 32.
Met isolatie:
d afwerklaag- + ---------d beton- + -----------d isolatie- → 0,03
0,04 = 1,27 m2 · K/W
---------- + --------------------- + 0,13
Rc = ----------------0,93 1,4 0,035
λ afwerklaag λ beton λ isolatie
R1 = ri + Rc + re → 0,13 + 1,27 + 0,13 = 1,53 m2 · K/W.
Let op:
Omdat er geen overdracht van buitenlucht naar materiaal plaatsvindt,
moet er gerekend worden met 2 maal ri!
1- [W/m2 · K] → --------1 - = 0,65 W/m2 · K
U = ---R1
1,53
19 – 14 )- = 3,27 W/m2.
------- = (--------------------q = ∆T
R1
1,53
Temperatuurverloop → voor iedere laag n geldt:
R
∆Tn = -----n · ∆T [°C].
R1
Dit geeft de volgende temperatuurlijn:
14; 14,43; 18,17; 18,47; 18,57; 19 °C.
18
Hoofdstuk 1. Warmte, warmtetransport en thermische isolatie
Afb. 6. Uitwerking oefenopgave 32.
33.Voor iedere laag geldt:
R = --d- [m2 · K/W].
λ
d bitumen- + ----------------d spaanplaat- + -------------d balklaag- + --------------d gipsplaat- →
Rc = -------------λ bitumen λ spaanplaat λ balklaag λ gipsplaat
Rc = 0,005
------------ + 0,02
---------- + 0,02
---------- + 0,012
------------ = 0,35 m2 · K/W
0,17 0,15 0,13 0,38
R1 = ri + Rc + re → 0,13 + 0,35 + 0,04 = 0,52 m2 · K/W
1- [W/m2 · K] → --------1 - = 1,93 W/m2 · K
U = ---R1
0,52
22 – –10 )- = 61,89 W/m2.
------- = (-----------------------q = ∆T
R1
0,52
092E1.FM
Temperatuurverloop → voor iedere laag n geldt:
R
∆Tn = -----n · ∆T [°C].
R1
Dit geeft de volgende temperatuurlijn:
– 10; –7,52; –5,70; 2,55; 11,83; 13,95; 20 °C.
19
Hoofdstuk 1. Warmte, warmtetransport en thermische isolatie
Afb. 7. Uitwerking oefenopgave 33.
34. Voor iedere laag geldt:
R = --d- [m2 · K/W].
λ
d bitumen- + -----------d isolatie- + ----------------d spaanplaat- + -------------d balklaag- + --------------d gipsplaat- →
Rc = -------------λ bitumen λ isolatie λ spaanplaat λ balklaag λ gipsplaat
0,04 + 0,02
------------ = 1,32 m2 · K/W
---------- + 0,012
---------- + 0,02
------------ + -----------Rc = 0,005
0,17 0,041 0,15 0,13 0,38
R1 = ri + Rc + re → 0,13 + 1,32 + 0,04 = 1,49 m2 · K/W
1- [W/m2 · K] → --------1 - = 0,67 W/m2 · K
U = ---R1
1,49
22 – –10 )- = 21,44 W/m2.
------- = (-----------------------q = ∆T
R1
1,49
Temperatuurverloop → voor iedere laag n geldt:
R
∆Tn = -----n · ∆T [°C].
R1
Dit geeft de volgende temperatuurlijn:
– 10; –9,14; –8,51; 12,40; 15,26; 18,48; 19,21; 20 °C.
20
Hoofdstuk 1. Warmte, warmtetransport en thermische isolatie
Afb. 8. Uitwerking oefenopgave 34.
35.Niet uitwerken.
36.U-waarde: dit is de zogenaamde warmtedoorgangscoëfficiënt. Dit geeft aan
hoe groot de warmtestroomdichtheid is door een constructie bij een temperatuurverschil van 1 K of 1 °C.
37.Bij enkel glas wordt de warmteweerstand voornamelijk bepaald door de
warmteovergangsweerstanden, omdat glas zelf een vrij hoge warmtegeleidingscoëfficiënt bezit.
De dikte van het glas is dus van zeer geringe invloed.
38.Rl-waarde van dubbel glas met coating en edelgasvulling: 0,67 m 2 · K/W.
Rl-waarde van een ongeïsoleerde spouwmuur: 0,56 m2 · K/W.
De oppervlaktetemperatuur van het dubbel glas is ca. 1 °C hoger dan die
van een ongeïsoleerde spouwmuur, dus geeft dit een behaaglijker binnenklimaat.
39.De oppervlaktetemperatuur.
092E1.FM
40.Warmteaccumulatie: is letterlijk warmteophoping. Het is het vermogen van
een constructie om warmte op te slaan.
De invloed op het binnenklimaat is navenant: een gebouw met een slecht
warmteaccumulerend vermogen warmt snel op, maar verliest ook weer snel
21
Hoofdstuk 1. Warmte, warmtetransport en thermische isolatie
die warmte. Bij een gebouw met een groot warmteaccumulerend vermogen
is dit juist andersom.
41.Dit is afhankelijk van de massa van de constructie: een zware constructie
kan veel warmte opslaan, maar het duurt ook vrij lang voordat de
constructie opgewarmd is. Voor een cv-installatie betekent dit dat bij lichte
gebouwen de installatie vaak en snel zal moeten reageren om temperatuurschommelingen te kunnen opvangen. Bij zware gebouwen zal de warmte er
eerst ingebracht moeten worden, waarna er een stabiel en behaaglijk(er)
binnenklimaat zal ontstaan.
42.Q = ρ · c · d · ∆Tgem → 2.500 · 840 · 0,2 · 6 = 2.520.000 J/m2.
43.Koudebrug: soort lek in de isolatie; dus een plek met een veel lagere
warmteweerstand.
Gevolgen: condensatie en alle daaruit voortvloeiende gevolgen.
44.Problemen door temperatuurspanningen: scheurvorming.
Voorbeelden: plaats isolatie aan de onderzijde bij een betondak → te grote
temperatuurverschillen waardoor de lengteverandering van het beton te
groot wordt. Hierdoor zullen er scheuren ontstaan.
45.Lengteverandering:
∆L = α · ∆T · L = 23 · 10–6 · 83 · 57 = 0,1088 m = 109 mm.
Dit betekent voor een maximale lengte van ca. 3 m → 57/3 = 19 delen,
ofwel 18 voegen; deze 18 voegen moeten dus 109 mm lengteverandering
kunnen opnemen → 109/18 = 6 mm.
46.Voordelen losliggende dakbedekking: lengteveranderingen kunnen goed
worden opgevangen, temperatuurverschil in isolatielaag wordt iets minder
door verminderde zoninstraling.
Nadeel losliggende dakbedekking: zware belasting.
47.Sterk geventileerde spouw: openingen die de spouw aan weerszijden met de
buitenlucht in verbinding brengen, groter zijn dan:
• 1.000 mm2 per m1 gevellengte bij verticale spouw
• 500 mm2 per m1 gevellengte bij horizontale spouw.
22

Download Report