Notes de cours
Samenvatting: Bouwfysische aspecten van gebouwen
- Établissement
- Universiteit Gent (UGent)
Bouwfysische aspecten van gebouwen Gegeven door prof. Janssens Ook handig voor ingenieur Bouwkunde
[Montrer plus]
Vendeur
S'abonner
Aperçu du contenu
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
Les avantages d'acheter des résumés chez Stuvia:
Qualité garantie par les avis des clients
Les clients de Stuvia ont évalués plus de 700 000 résumés. C'est comme ça que vous savez que vous achetez les meilleurs documents.
L’achat facile et rapide
Vous pouvez payer rapidement avec iDeal, carte de crédit ou Stuvia-crédit pour les résumés. Il n'y a pas d'adhésion nécessaire.
Focus sur l’essentiel
Vos camarades écrivent eux-mêmes les notes d’étude, c’est pourquoi les documents sont toujours fiables et à jour. Cela garantit que vous arrivez rapidement au coeur du matériel.
Foire aux questions
Qu'est-ce que j'obtiens en achetant ce document ?
Vous obtenez un PDF, disponible immédiatement après votre achat. Le document acheté est accessible à tout moment, n'importe où et indéfiniment via votre profil.
Garantie de remboursement : comment ça marche ?
Notre garantie de satisfaction garantit que vous trouverez toujours un document d'étude qui vous convient. Vous remplissez un formulaire et notre équipe du service client s'occupe du reste.
Auprès de qui est-ce que j'achète ce résumé ?
Stuvia est une place de marché. Alors, vous n'achetez donc pas ce document chez nous, mais auprès du vendeur Ikrik. Stuvia facilite les paiements au vendeur.
Est-ce que j'aurai un abonnement?
Non, vous n'achetez ce résumé que pour €6,49. Vous n'êtes lié à rien après votre achat.
Peut-on faire confiance à Stuvia ?
4.6 étoiles sur Google & Trustpilot (+1000 avis)
80796 résumés ont été vendus ces 30 derniers jours
Fondée en 2010, la référence pour acheter des résumés depuis déjà 14 ans