Bouwfysica 1 – samenvatting
Formules op formuleblad
College 1 – Warmte
Hoe loopt warmte door een constructie?
- Warmteweerstand
- Binnen naar buiten → weerstand neemt toe
- Buiten naar binnen → weerstand neemt af
Warmte = energie (beweging)
1. moleculen in beweging
2. wrijving bij beweging
- Warmte is een vorm van energie-uitwisseling tussen twee systemen die niet in
thermisch evenwicht zijn (beweging en wrijving)
- Temperatuur is een maat voor de thermische energie
Temperatuur
1. Celsius
- 0 water is bevroren (vloeibaar naar vast)
- 100 water kookt (vloeibaar naar gasvormig)
2. Kelvin
- 0 K = -273 C : moleculen bewegen niet meer schaalverdeling als bij Celsius
Wetten van Thermodynamica
1. Eerste wet: behoud van energie
- Potentiële energie > kinetische energie (bewegingsenergie) > trillingsenergie>
geluidsenergie > warmte
! Energieverbruik bestaat dus niet
2. Tweede wet: Toename van entropie (wanorde)
- Warmte kan niet volledig in arbeid worden omgezet
- Warmte stroomt uit zichzelf alleen van warm naar koud (De bewegingssnelheid
van de warme moleculen is hoger en hebben meer ruimte nodig
, Methoden warmtetransport
1. Geleiding
Warmtetransport binnen een materiaal
Medium geleiding = bouwmateriaal
Mate van geleiding in
warmtegeleidingscoëfficiënt lambda ʎ
2. Convectie (stroming)
Warmtestroom via medium
Medium convectie = lucht (soms water)
Treedt op aan beide zijden van een materiaal,
maar niet in het materiaal
Bij holten en spouw!
3. Straling
geen medium nodig
Aanwezig aan de buitenkant van een materiaal In en smalle spouw zijn straling,
Intensiteit van straling blijft gelijk geleiding en convectie
aanwezig!!!
Warmtestroom
- Het aantal Joule [J] dat per seconde [s] door een Medium:
constructie gaat J/s wordt ook wel Watt [W] genoemd
- Hoe groter het temperatuurverschil (T), hoe groter de Moleculen binnen een materiaal
warmtestroom (Q) geven warmte over aan andere
- Warmtestroom per m2 = warmtestroomdichtheid q moleculen binnen dat materiaal
[W/m2] (alleen in materialen)
Straling
- De hoeveelheid warmte die door een oppervlakte wordt afgestraald
- Geen medium nodig
Convectie
- Medium nodig (lucht / water)
- Warmte wordt door een stromend medium meegenomen.
- Convectie is een eigenschap van het medium
- water heeft een veel grotere capaciteit dan lucht → temperatuurstijging in water
veel langzamer
Geleiding
- Medium nodig (bouwmateriaal)
- Geleiding is een materiaaleigenschap: warmtegeleidingscoëfficiënt lambda λ
[W/(m.K)]
- Isolatiemateriaal meest effectief met een zo laag mogelijke
warmtegeleidingscoëfficiënt
Formules op formuleblad
College 1 – Warmte
Hoe loopt warmte door een constructie?
- Warmteweerstand
- Binnen naar buiten → weerstand neemt toe
- Buiten naar binnen → weerstand neemt af
Warmte = energie (beweging)
1. moleculen in beweging
2. wrijving bij beweging
- Warmte is een vorm van energie-uitwisseling tussen twee systemen die niet in
thermisch evenwicht zijn (beweging en wrijving)
- Temperatuur is een maat voor de thermische energie
Temperatuur
1. Celsius
- 0 water is bevroren (vloeibaar naar vast)
- 100 water kookt (vloeibaar naar gasvormig)
2. Kelvin
- 0 K = -273 C : moleculen bewegen niet meer schaalverdeling als bij Celsius
Wetten van Thermodynamica
1. Eerste wet: behoud van energie
- Potentiële energie > kinetische energie (bewegingsenergie) > trillingsenergie>
geluidsenergie > warmte
! Energieverbruik bestaat dus niet
2. Tweede wet: Toename van entropie (wanorde)
- Warmte kan niet volledig in arbeid worden omgezet
- Warmte stroomt uit zichzelf alleen van warm naar koud (De bewegingssnelheid
van de warme moleculen is hoger en hebben meer ruimte nodig
, Methoden warmtetransport
1. Geleiding
Warmtetransport binnen een materiaal
Medium geleiding = bouwmateriaal
Mate van geleiding in
warmtegeleidingscoëfficiënt lambda ʎ
2. Convectie (stroming)
Warmtestroom via medium
Medium convectie = lucht (soms water)
Treedt op aan beide zijden van een materiaal,
maar niet in het materiaal
Bij holten en spouw!
3. Straling
geen medium nodig
Aanwezig aan de buitenkant van een materiaal In en smalle spouw zijn straling,
Intensiteit van straling blijft gelijk geleiding en convectie
aanwezig!!!
Warmtestroom
- Het aantal Joule [J] dat per seconde [s] door een Medium:
constructie gaat J/s wordt ook wel Watt [W] genoemd
- Hoe groter het temperatuurverschil (T), hoe groter de Moleculen binnen een materiaal
warmtestroom (Q) geven warmte over aan andere
- Warmtestroom per m2 = warmtestroomdichtheid q moleculen binnen dat materiaal
[W/m2] (alleen in materialen)
Straling
- De hoeveelheid warmte die door een oppervlakte wordt afgestraald
- Geen medium nodig
Convectie
- Medium nodig (lucht / water)
- Warmte wordt door een stromend medium meegenomen.
- Convectie is een eigenschap van het medium
- water heeft een veel grotere capaciteit dan lucht → temperatuurstijging in water
veel langzamer
Geleiding
- Medium nodig (bouwmateriaal)
- Geleiding is een materiaaleigenschap: warmtegeleidingscoëfficiënt lambda λ
[W/(m.K)]
- Isolatiemateriaal meest effectief met een zo laag mogelijke
warmtegeleidingscoëfficiënt
