Bouwfysisch Ontwerpen 1 Warmte

Warmte College 3.1. College 3.2. Wat is warmte? Vormen van warmtetransport Rekenvoorbeelden College 3.2. Ontwerpen met warmte

Zon en aarde

Vermogen zon? M = T4 [W/m2] M = 1 x 5,67.10-8 x (5500 + 273)4 Azon = 4R2 = 4(700.000 x 103)2 m2 Totaal uitgezonden vermogen: zon = MAzon = 5,67.10-8 x 57734 x 4 (700.000 x 103)2 = ca 4 x 1026 W

Zon en aarde Welk deel krijgt aarde? Zonneconstante: Ca 2 biljoenste (biljoen is 1012) Zonneconstante: Ca 1350 W/m2 (aan rand atmosfeer)

Dag en nacht

Verschil in straling per m2

Scheve as

Jaargetijden

Klimaatzones

Wat is warmte? Inwendige energie Kinetische energie Potentiele energie

Warmtetransport warmteverschil  warmtetransport richting altijd: hoge temperatuur  lage temperatuur

Vormen van warmtetransport Straling Convectie Geleiding

Geen temperatuurverschil, geen warmtetransport

Geen temperatuurverschil, geen warmtetransport

EM-straling M = T4 [W/m2] Wordt radiator kouder? Nee, want geen temperatuurverschil.

Geen temperatuurverschil, geen warmtetransport

Temperatuurverschil, warmtetransport (straling)

Warmtestroom per m2 door straling qr = hr(s - mrt) [W/m2] qr – warmtestroomdichtheid [W/m2] hr – warmteoverdrachtscoefficient [W/m2K] s – oppervlakstemperatuur radiator [C] mrt – gemiddelde stralingtemperatuur wanden, etc

Warmteoverdrachtscoefficient door straling hr = 5 W/m2K (voor normale bouwkundige materialen)

Temperatuurverschil, warmtetransport (convectie)

Warmtestroomdichtheid door convectie qcv = hcv(s - a) [W/m2] qcv – warmtestroomdichtheid door convectie hcv – warmteoverdrachtscoefficient vooe convectie s – temperatuur oppervlak radiator a – temperatuur lucht

Warmteoverdrachtscoefficient door convectie hcv = ? W/m2K

Warmteoverdrachtscoefficient door convectie

Warmteoverdracht door convectie buiten hcv = 0, 2,5 of 5 W/m2 geldt voor binnen Buiten hcv groter: In stookseizoen: 20 W/m2

Warmteoverdracht door convectie Luchtbeweging alleen door warmteverschil: Vrije convectie Luchtbeweging door uitwendige kracht: Gedwongen convectie

Temperatuurverschil, warmtetransport (geleiding)

Warmtestroomdichtheid door geleiding Afhankelijk van: Materiaal (warmtegeleidingscoefficient [W/mK]) Temperatuurverschil per eenheid van afstand (temperatuurgradient [K/m])

Warmtegeleidingscoefficienten Koper - 370 W/mK Staal - 45 W/mK Beton - 2 W/mK Baksteen - 1 W/mK Hout - 0,15 W/mK Minerale wol - 0,040 W/mK

Warmtestraling en zonnestraling Warmtestraling: infrarood (langgolvig)

Warmtestraling en zonnestraling Warmtestraling: infrarood (langgolvig) Zonnestraling: licht en infrarood (kortgolvig)

Absorptie, reflectie en doorlating

Absorptie, reflectie en doorlating E = E + E + E