hygrothermie van de woning - warmte...•r-waarden tabel 2 trd (vorige dia) matig geventileerde...

Hygrothermie van de woning - warmte

ir. Marcus Peeters, lector / onderzoeker pBa Bouw

Odisee AALST – campus Dirk Martens

Begrippen uit de bouwfysica

1. Warmtetransport: 4 wegen

2. Begrippen warmtetransmissie: λ, R, U, K, E

3. Vocht in de woning: R.V., Mollier, µ, Sd

4. Glazerberekening

Provincie Oost-Vlaanderen - Steunpunt Duurzaam Bouwen 2

Warmtetransport?

ENERGIE WARMTE


Warmte - eenheden Q

warmte = energie = arbeid (Nm)

Joule (J)

Φ

warmtestroom = warmte per tijdseenheid (J/s)

Watt (W)

q

warmtestroomdichtheid = warmteflux =

warmtestroom per (loodrechte) doorstroomoppervlakte

Watt/m² (W/m²)


Warmte - eenheden

• θ of t Celciustemperatuur

graden Celsius (°C)

T absolute temperatuur

Kelvin (K) T = (θ + 273,15) K 0 K = - 273,15 °C


Warmte = energie Q

warmte = energie Joule (J)

Q

warmte = energie kilowattuur (kWh)

1 kWh = 1000 J/s x 3600 s = 3,6 . 106 J = 3,6 MJ

Q

warmte = energie calorie (cal)

1 cal = 4,19 J

1 kcal = 1 Cal = 4,19 kJ


Warmtetransport

HOE?

Straling (radiatie)

Stroming (convectie)

Geleiding (conductie)

?

ENERGIE WARMTE


Straling

10 Provincie Oost-Vlaanderen - Steunpunt Duurzaam Bouwen

Zon: X-ray beeld

Straling


Straling energie-uitwisseling door straling

q

T1 T2


Straling


Straling


http://www.sacinspect.com/id172.html

Warmtetransport

HOE?

Straling (radiatie)



?

ENERGIE WARMTE


Stroming


Stroming


Natuurlijke convectie

Stroming


Aangedreven convectie

Stroming Warmtetransport naar een vast oppervlak

q

Tw Tf


Warmtetransport

HOE?

Straling (radiatie)



?

ENERGIE WARMTE


Geleiding


Geleiding warmtetransport doorheen materiaal

q

T2 T1 R


Warmtetransport

• Geleiding • Straling • Stroming

Kunnen samen optreden bijvoorbeeld: luchtspouwen


Warmtetransport

HOE?

Straling (radiatie)



?

ENERGIE WARMTE


Warmtetransport

HOE?

ENERGIE WARMTE

faseverandering van een stof +

transport van de stof +

faseverandering omgekeerd aan eerste

Bijvoorbeeld water: ca. 2500 KJ/kg bij 0°C tot 2260 KJ/kg bij 100°C Rekenwaarde bij omgevingstemperatuur: 2415 KJ/kg


Bijvoorbeeld H2O


Bijvoorbeeld H2O

Bron: www.begeleidzelfstandigleren.com , Bart Van Bossuyt

Q = 2260 KJ/kg vrijgegeven

Q = 2260 KJ/kg opgenomen

vergelijk opwarmen water c=4,19 KJ/kgK

Belangrijk principe bij

koelmachines condensatieketel

omgevingsdruk, 100°C


http://www.begeleidzelfstandigleren.com/

Bijvoorbeeld H2O

Bron: Menu, design Jakob Wagner


Bijvoorbeeld H2O

Bron: www.begeleidzelfstandigleren.com , Bart Van Bossuyt

Q = 334 KJ/kg vrijgegeven

Q = 334 KJ/kg opgenomen

vergelijk opwarmen ijs

c=2,06 KJ/kgK


Phase Change Materials (PCM)

omgevingsdruk, 0°C


http://www.begeleidzelfstandigleren.com/



Phase Change Materials (PCM)

Bron: http://www.rubitherm.eu

Bron: http://www.latentspeicher.com

Begrippen uit de bouwfysica

1. Warmtetransport: 4 wegen

2. Begrippen warmtetransmissie: λ, R, U, K, E

3. Vocht in de woning: R.V., Mollier, µ, Sd

4. Glazerberekening


Begripppen warmtetransmissie warmtetransport door gevels, dak,

vloer

beschermd volume en

warmteverliesoppervlak

hoeveel warmte door 1 m²?

rekenmethoden voor q

Transmissie Referentie Document

2010 (Vlaanderen)

NBN B 62-002 (2008)

33

q

Provincie Oost-Vlaanderen - Steunpunt Duurzaam Bouwen

Warmtetransmissie

Homogeen materiaal

formule van geleiding

warmtestroom loodrecht op

wandoppervlak

één-dimensioneel

stationair regime

q = warmtestroomdichtheid (W/m²)

R = warmteweerstand (m²K/W)

Ti = binnentemperatuur (K)

Te = buitentemperatuur (K)

34

q

Te Ti R

q = ( Ti – Te ) R

1


Warmteweerstand R

afhankelijk van de dikte

• d volgens richting Φ

• eenheid: m

35

d R

λ R

afhankelijk van het materiaal,

hoe goed geleidt het warmte

• warmtegeleidbaarheid λ

• spreek uit: lambda


Warmteweerstand R

warmtegeleidbaarheid λ

spreek uit: lambda

eenheid: W/mK

• λ = f (T, ρ, vochtgehalte)

• onze toepassing: λ ≈constant voor specifiek materiaal

36

R = λ

d

dikte d

eenheid: m

dus

• 1 mm = 0,001 m

• 1 cm = 0,01 m


=

Warmtegeleidbaarheid λ (W/mK)

grootteorde van λUi -waarden (U = rekenwaarde, i = binnen)

37

metalen koper: 380 aluminium: 160 C-staal: 50 (RVS: 17) natuursteen graniet: 3,50 marmer: 2,91 breuksteen: 1,40 beton gewapend:1,7 ongewapend: 1,4 cellenbeton: 0,32 kunststoffen rubber: 0,17 pvc: 0,19 bitumen: 0,23 hout hardhout: 0,18 naaldhout: 0,13 OSB: 0,13 isolatie kurk: 0,050 min.wol: 0,045 pur: 0,035

Voor isolatie zijn de waarden in de tabel bovengrenzen. Voor reële rekenwaarde isolatieproducten: zie ATG’s www.butgb.be of www.epbd.be


http://www.butgb.be/

http://www.epbd.be/

Warmtegeleidbaarheid λ (W/mK)

λD

gedeclareerde waarde (statistisch bekomen uit

meetwaarden) = specifiek materiaal

λU

rekenwaarde uit tabel = soort materiaal

λUi

rekenwaarde voor binnencondities = droog

λUe

rekenwaarde voor buitencondities = kan nat worden


R samengestelde wand

samengesteld uit meerdere

homogene materialen

q doorheen elk materiaal

dezelfde

warmtestroom ontmoet

materialen achtereenvolgens

(= serieschakeling)

39

1 2 3

Ti Te



warmteweerstand van de wand

40

1 2 3

Ti Te

R1 R2 R3

q q q

Rwand = R1 + R2 + R3


Overgangsweerstanden

overgang binnen / wand

overgang wand / buiten

41

1 2 3

Ti Te R1 R2 R3

q q q q q

RT = Rsi + R1+R2+R3+ Rse

Rsi = overgangsweerstand binnen Rse = overgangsweerstand buiten


Overgangsweerstanden

42

q q q q



warmtedoorgangscoëfficiënt U

43

q = U ( Ti – Te )


eenheid: W/m²K

U = 1 / RT


q = ( Ti – Te ) RT

1

1 2 3

Ti Te R1 R3

q q q

R luchtlagen

•stilstaande lucht = isolatie

•Geleiding, straling, convectie

• dikte luchtlaag

• emissiecoëfficiënt oppervlakken

• ventilatie spouw

• richting en zin warmtestroom


R luchtlagen


R luchtlagen

ongeventileerde luchtlagen (spouw zonder

luchtopeningen) • R-waarden tabel 2 TRD (vorige dia)

matig geventileerde luchtlagen (vb.: spouwmuur) • ½ van de R-waarden tabel 2 TRD

• warmteweerstand tussen luchtlaag en buiten maximaal 0,15 m²/WK

• of via berekening

sterk geventileerde luchtlagen (vb.: spouw tussen

onderdak en pannen) • warmteweerstand luchtlaag = 0 m²K/W

• warmteweerstand tussen luchtlaag en buiten = 0 m²K/W

• Rse = Rsi


Balklagen en metselwerk Bepalen equivalente λU

( = parallelschakeling van weerstanden)

Oppervlaktegewogen gemiddelde

47

1 R1

λU = A1+ A2

A1 λU1 + A2 λU2

opmerking: kan ook met de combinatiemethode ( gunstiger rekenwerk )


λU =

waarbij f = A2/(A1+ A2)

λU1(1-f) + λU2f

2

Ti Te

R2

2 R2

1

1

1

Overzicht warmtetransmissie

48

q = U ( Ti – Te )

R = λ

d

U = RT

1



Correcties op de U-waarde

(alles in W/m²K)

•Uc : gecorrigeerde U-waarde

•ΔUg : correctieterm voor spleten en holtes

•ΔUf : correctieterm voor mechanische bevestigingen

•ΔUr : correctieterm voor omkeerdaken

49

Uc = U + ΔU

ΔU = ΔUg + ΔUf + ΔUr


Nog meer correcties

correctie op de R-waarde voor in situ gespoten

polyurethaanisolatie

• bijvoorbeeld gespoten PUR als vloerisolatie

U-waarde van bouwdelen met variabele dikte

• bijvoorbeeld hellingsisolatie voor platte daken


Correcties NBN B 62-002

(alles in W/m²K)

•Uc en ΔU : idem als vorige

•ΔUcorr : correctieterm voor uitvoering

•Rcorr : = 0,1 m²K/W (normale verzorgde uitvoering)

51

Uc = U + ΔUcorr + ΔU

ΔUcorr = 1

RT - Rcorr

1

RT


warmtestroomdichtheid q is

constant doorheen alle lagen

Rx: de som van de R-waarden van

binnen tot plaats x

Tx: temperatuur op plaats x

Temperatuurverloop

1 2 3

Ti Te

R1 R2 R3

q q q q q

q = ( Ti – Te ) RT

1

q = ( Ti – Tx ) Rx

1


Temperatuurverloop


Rx: de som van de R-waarden van

binnen tot plaats x


Tx

Ti

Te

R1 R2 R3

Tx = Ti – RT

Rx ( Ti – Te )

Rse Rsi

T

R

-q

Rx


Temperatuurverloop

Tx

Ti

Te

R1 R2 R3 Rse Rsi

T

R

Rx

T

x

Ti

Te

d1 d2 d3 x

Tx


Warmteoverdracht transmissie

55

Warmteoverdracht door wand (binnen /buiten) Naar de “buitenlucht”.

U x A



56

?

?

?

Warmteoverdracht naar AOR, grond


Warmteoverdracht transmissie warmteoverdrachtscoëfficiënt doorheen het gehele

warmteverliesoppervlak (=transmissie)

HT (W/K) • = voor totaal beschermd volume van het gebouw

HT = HD + Hg + HU

• HD: rechtstreeks naar buitenomgeving = Σ U.A

• Hg: via grond, onverwarmde kelder, kruipkelder (*)

• HU: via aangrenzende onverwarmde ruimte (*)

(*) vereenvoudigde formule: Hg,U = Σ U.A.b • b: reductiefactor (b ≤ 1)



58

HT = HD + Hg + HU

HT = Σ U.A + Σ U.A.b


Globaal isolatiepeil – K-peil

Rekenprocedure

1. beschermd volume V (m³)

2. warmteverliesoppervlakte AT (m²)

3. gemiddelde U-waarde Um (W/m²K)

4. compactheid gebouw C (m)

5. globaal isolatiepeil K-peil


Globaal isolatiepeil – K-peil 3. Um = HT / AT

4. C = V / AT

5. K = 100 * (Um / Um,ref) kengetal =dimensieloos

K-peil:

• Als C<1 => K = 100 * Um

• Als C>4 => K = 100 * Um/ 2

• Daartussen: K = 100 * Um/ (0,33*C + 0,67)


Globaal isolatiepeil – K-peil ge

mid

de

lde

U-w

aard

e:

Um

in W

/m²K

volumecompactheid in m


E-peil: EPB (Vlaams Gewest)

62

EPB-regelgeving

E-peil 2016 = 50

K-peil (40) incl. bouwknopen

VENTILATIE

U-waarden

Zomercomfort

Vanaf 1/1/2016


Vlaams Gewest

U (W/m²K): warmtedoorgangscoëfficiënt

• Warmtestroom doorheen 1m² wand bij 1K (1°C) temperatuurverschil

• Wand: dak, gevel, vloer, venster, deur, poort, koepel

K-peil: globaal isolatiepeil van gebouw

• Maat voor totaal warmteverlies doorheen buitenschil

• Inbegrepen verlies langsheen bouwknopen


E-peil: energieprestatie van het gebouw

• Maat voor het energieverbruik van de woning en de vaste installaties ervan in standaard-omstandigheden

Residentieel: verwarming, koeling, SWW, hulpE, E-opwekking

Scholen en kantoren: verwarming, koeling, verlichting, hulpE. E-apwerking

64

karakteristiek jaarlijks primair energieverbruik

referentiewaarde voor het karakteristiek jaarlijks primair

energieverbruik

E-peil = 100 x


hygrothermie van de woning - warmte...•r-waarden tabel 2 trd (vorige dia) matig geventileerde...

Documents