WARMTEVERLIES BEREKENEN - fvb

Transcription

Fonds voor Vakopleiding in de Bouwnijverheid
modulair handboek centrale verwarming
MODULE 4.1A
warmteverlies berekenen
theoretische uitwerking
2
Depotnummer: D/2013/1698/05
module 4: Boekdeel 1A
warmteverliesberekeningen
Voorwoord
Situering
Over centrale verwarming bestaan al heel wat handboeken, maar meestal zijn die verouderd of te theoretisch.
Het ’Handboek Centrale Verwarming’ werd geschreven in opdracht van fvb-ffc Constructiv (Fonds voor
Vakopleiding in de Bouwnijverheid). Met de stuwende kracht van Roland Debruyne, erevoorzitter, ICS
(Belgische Unie van Installateurs van Centrale Verwarming, Sanitair, Klimaatregeling en Aanverwante Beroepen )
en de steun van Bouwunie (De Vlaamse Kmo-bouwfederatie).
Een aantal krachten uit het onderwijs, het Vlaams Agentschap voor Ondernemersvorming Syntra Vlaanderen en
enkele bedrijven sloegen de handen ineen en vormden het redactieteam.
Dit naslagwerk is gebaseerd op de modulaire opleidingsstructuur die de Dienst Beroepsopleiding van
het Vlaams Ministerie van Onderwijs en Vorming uitwerkte. Die structuur werd dan weer afgeleid van het
beroepsprofiel. Zo zijn er boekdelen die zich meer richten op de uitvoerder (monteur), terwijl andere eerder
interessant zijn voor de onderhoudsmedewerker (technicus) of leidinggevende (installateur). De actuele
structuur met modules en boekdelen is terug te vinden op de omslag achteraan. Hij wordt aangepast aan de
noodzaak van de opleiding en de vernieuwing van de technieken.
Dit boek wisselt tekst af met afbeeldingen. Zo krijg je de inhoud ook visueel voorgeschoteld.
Voor elk onderwerp vertrekken we van een praktijkgerichte beschrijving. Dat sluit aan bij de realiteit en de
principes van competentieleren. Praktijkoefeningen vind je hier niet, het is dan ook geen schoolboek.
Opleidingsonafhankelijk
We streven naar een doorlopende opleiding. Daarom is dit een naslagwerk voor verschillende doelgroepen.
Ben je een leerling van een school, een cursist van een middenstandsopleiding, een werkzoekende in
opleiding, een verwarmingsmonteur die wil bijblijven of een installateur die technieken wil opfrissen? Dan vind
je hier je gading.
Een geïntegreerde aanpak
Duurzaam installeren loopt als een rode draad door de tekst. Veiligheid, gezondheid, milieu, … soms komen
ze zelfs als apart thema aan bod. In elk boekdeel voorzien we bovendien een afzonderlijk blokje toegepaste
wetenschappen. Ook delen uit normen en WTCB-publicaties vind je hier terug.
Robert Vertenueil,
Voorzitter fvb-ffc Constructiv
3
Redactie
Coördinatie: Patrick Uten
Werkgroep: Paul Adriaenssens
Inge De Saedeleir
Gustaaf Flamant
René Onkelinx
Jacques Rouseu
Teksten:
Frans Despierre
Jacques Rouseu
Patrick Uten
Tekeningen: Thomas De Jongh
© Fonds voor Vakopleiding in
de Bouwnijverheid, Brussel, 2013
Alle rechten van reproductie, vertaling
en aanpassing onder eender welke vorm,
voorbehouden voor alle landen.
D/2013/1698/05
Contact
Voor opmerkingen, vragen en suggesties kun je terecht bij:
fvb-ffc Constructiv
Koningsstraat 132/5
1000 Brussel
Tel.: 0032 2 210 03 33
Fax: 0032 2 210 03 99
website : fvb.constructiv.be
Achtergrondinformatie
Over hetzelfde onderwerp werden twee boekdelen geschreven:
Module 4: Ontwerpen,
dimensioneren en inregelen van centrale verwarmingsinstallaties
Boekdeel 1A warmteverlies berekenen: theoretische uitwerking
Boekdeel 1B warmteverlies berekenen: praktische uitwerking
Om deze boekdelen aan te maken namen we deze standpunten in:
• opgemaakt volgens NBN B 62-002 (berekening U-waarden) , NBN62-003 (berekening warmteverliezen) en NBN EN12831
• geen rekening gehouden met grondwaterstand;
• ventilatieverliezen praktisch verrekend;
• voor symbolen: ook gereflecteerd naar EN 12831, WTCB rapport nr 1 ... (niet altijd eenduidig);
• rekenoefening aan de hand van maquetteplattegrond, verkrijgbaar bij fvb-ffc Constructiv;
• twee rekenbladen werden ontwikkeld, zoveel mogelijk geautomatiseerd: U-waardeberekening + warmteverliesberekening, deze kan u
downloaden op onze website : fvb.constructiv.be , bij “publicaties”
Deze handleiding is toepasbaar bij het ontwerpen van verwarmingsinstallaties van residentiële woningen.
4
Inhoud
Voorwoord��3
Inhoud��5
2. Overzicht symbolen��8
3. Warmteoverdracht��11
3.1. Wat is warmteoverdracht?��11
3.1.1. Warmteoverdracht door geleiding��11
3.1.2. Warmteoverdracht door stroming��12
3.1.3. Warmteoverdracht door straling��12
3.2. Temperatuur��14
3.3. Thermische behaaglijkheid��14
3.3.1. Inleiding��14
3.3.2. Behaaglijkheid (comfort)��15
3.3.3. Behaaglijkheidparameters��15
3.3.4. Activiteit��15
4. Begrippen bij warmteoverdracht in wanden��17
4.1. D
e warmtegeleidingscoëfficiënt van
een materiaal��17
4.2. Warmtedoorgangsweerstand (Rm) van een
homogeen materiaal��18
4.3. Warmteovergangscoëfficienten (h)
in W / (m² • K)��19
4.4. D
e warmteovergangsweerstand (Rse of Rsi )
in (m² • K) / W��20
4.5. D
e warmtedoorgangscoëfficiënt,
de U-waarde in W / (m² • K)��21
4.6. Schematische bepaling van
de warmtedoorgangscoëfficiënt��26
4.6.1. Warmteovergang��26
4.6.2. Warmtetransmissie��27
4.7. Lineaire warmtedoorgangscoëfficiënt
de ψ- waarde in W / (m • K)��28
4.8. Praktisch voorbeeld��29
4.9. Temperatuur en temperatuurverloop in
de wand��30
4.9.1. Temperatuur op een bepaalde plaats in
de wand bepalen (θw)��30
4.9.2. Temperatuurverloop in de wand
berekenen��31
4.9.3. Temperatuurkurve in de wand��32
4.10. Berekenen van Rstreefwaarde��33
5. E nkele belangrijke begrippen
bij warmtetransmissie��35
5.1. Warmtestroom (Ф)��35
5.2. Warmtehoeveelheid (Q)��36
6. B
elangrijke factoren bij
warmtetransmissie��37
6.1. De isolatie��37
6.1.1. Algemene aspecten van isoleren��37
6.1.2. Eisen voor het isolatiemateriaal��38
6.1.3. Indeling��38
6.2. Beglazing (ramen en deuren)��39
6.2.1. Ramen en deuren��39
6.2.2. Beglazing��40
6.2.3. Voorzetramen (Uw-waarde)��42
6.3. Bouwknopen (koudebruggen)��43
6.4. Condensatie op constructies��44
5
6
Inhoud
7. Warmteoverdrachtscoëfficiënt H in (W/K)��45
7.1. Algemeen��45
7.2. D
e warmteoverdrachtscoëfficiënt H
in (W/K)��46
7.3. Totale warmteoverdrachtscoëfficiënt (HT)
door transmissie van een gebouw in W/K.��47
7.3.1. Directe warmteoverdrachtscoëfficiënt (HD) door
transmissie van de verwarmde ruimte van een
gebouw naar de buitenomgeving in W/K��48
7.3.2. Warmteoverdrachtscoëfficiënt door transmissie
via de grond of via deels of geheel door de grond
omsloten onverwarmde ruimten (Hg) in W/K��49
(HU ) tussen verwarmde ruimten en de buitenomgeving via aangrenzende onverwarmde ruimten
(AOR) in W/K��50
(HA) tussen verwarmde ruimten en aangrenzende
gebouwen in W/K��52
7.4. Warmteoverdrachtscoëfficiënt (HV) door
ventilatie van het beschermd volume
in W/K��53
8. Warmteverliezen bij
gebouwen��55
8.1. Doelstellingen en principes van de
rekenmethode��55
8.2. Rekenprocedure voor
een verwarmd vertrek��55
8.3. Invoergegevens��56
8.3.1. Buitentemperaturen θe��56
8.3.2. Binnentemperaturen θint��56
8.3.3. Gegevens over het gebouw��57
8.3.4. Invoergegevens aangaande de ventilatie��57
8.4. Warmteverliezen van een vertrek (ΦHL) in W��58
8.5. Totale warmteverliezen van
een vertrek (ΦHL) in W��59
8.5.1. Toeslagfactor voor de oriëntatie (M0)��60
8.5.2. Toeslagfactor voor de koude wanden (Mcw)��60
8.6. Samenvatting totale warmteverliezen ΦHL��61
9. Energieprestatieregelgeving
(EP regelgeving)��63
9.1. Toepassingsdecreet��63
9.2. Wat is de energieprestatie van
een gebouw?��65
9.3. Welke zijn de verplichtingen van
de EP-regelgeving?��66
9.4. Samenvatting��67
10 Naslagwerk��69
10.1. Uw-waarde van een raam��69
10.2. Condensatie��70
10.2.1. Oppervlaktecondensatie��70
10.2.2. Temperatuurfactor (f )��72
10.2.3. Enkele voorbeelden van isolatiemateriaal��73
11. Toegepaste wetenschappen��83
11.1. Condensatie��83
11.2. Dampspanning��84
11.3. Diffusie van de waterdamp��85
11.4. Anodisatie��86
11.5. Moffelen��86
8.4.1. Warmteverlies door transmissie van
een vertrek (ΦT) in W��58
8.4.2. Warmteverlies door ventilatie van
een vertrek (ΦV) in W��59
7
2. Overzicht symbolen
Symbool
Beschrijving
eenheid
θ
temperatuur
°C
T
temperatuur
K
θe
buitentemperatuur
°C
θint
omgevingstemperatuur, binnentemperatuur (voorheen θi)
°C
θv
aanvoerwatertemperatuur (ketel)
°C
θr
terugloopwatertemperatuur (ketel) (voorheen θt)
°C
θin
ingaande-watertemperatuur (verwarmingslichaam) (voorheen θi)
°C
θout
uitgaande-watertemperatuur (verwarmingslichaam) (voorheen θU )
°C
Δθ = ΔT
temperatuurverschil
°C of K
Δθr
watertemperatuurverschil in de radiator
°C of K
Δθ50
8
75/65/20
Δθ60 : 90/70/20
°C of K
θink
ingaande-watertemperatuurkring
θoutk
uitgaande-watertemperatuurkring
°C
θkring
mengwatertemperatuur in kring
°C
°C
θw
plaatselijke temperatuur in wand
°C
c
massawarmte, de soortelijke warmte
J/(kg.K)
Ψ
lineaire warmtedoorgangscoëfficiënt van lineaire bouwknopen
W/(m•K)
χ
puntwarmtedoorgangscoëfficient van de punt-bouwknopen
W/K
Φ
warmtestroom of transmissie door wanden van het lokaal
W
ΦT
warmteverlies door transmissie
W
ΦV
warmteverlies door ventilatie
W
ΦHL
som van de warmteverliezen (= warmtebehoefte) van het lokaal
W
Φtot
totaal warmteverlies van alle lokalen
W
A
oppervlakte
m²
b
breedte
m
l
lengte
m
d
dikte
m
d
relatieve dichtheid
--
ρ
(massa) dichtheid
kg/m3 of kg.m-3
E
warmteafgifte
W
E50
genormaliseerde warmteafgifte
W
h
hoogte
m
hse
warmteovergangscoëfficiënt (buiten,vochtig)
W/(m²•K)
hsi
warmteovergangscoëfficiënt (binnen, droog)
W/(m²•K)
H
warmteoverdrachtscoëfficiënt
W/K
HA
totale warmteoverdrachtscoëfficiënt tussen verwarmde ruimte en
aangrenzende gebouwen
W/K
HD
totale warmteoverdrachtscoëfficiënt direct naar buitenomgeving
W/K
Symbool
Beschrijving
eenheid
Hg
totale warmteoverdrachtscoëfficiënt naar buitenomgeving via de grond en via
onverwarmde ruimten (AOR) in contact met de grond
W/K
Hse
warmteovergangscoëfficiënt vochtig
W/K
Hsi
warmteovergangscoëfficiënt droog
W/K
HU
totale warmteoverdrachtscoëfficiënt naar buitenomgeving via AOR
W/K
HV
warmteoverdrachtscoëfficiënt door ventilatie
W/K
l
lengte
m
Mcw
toeslag voor koude wanden
--
Mo
toeslag voor oriëntatie
%
nmin
minimaal ventilatievoud met buitenlucht per uur (vroeger β)
/h of h-1
η
rendement
--
P
vermogen (warmtehoeveelheid per seconde)
J/s =W
Q
warmtehoeveelheid
J
qv
volumedebiet
m³/h, dm³/h of l/h
qm
massadebiet
kg/h
q50
genormaliseerde watermassadebiet bij een installatie volgens E50
kg/h
qring
massadebiet in de kring
kg/h
qrad
massadebiet in de radiator
kg/h
qtot
totale massadebiet
kg/h
R
warmteweerstand van een wand
(m²•K)/W
Rg
warmteweerstand voor luchtlagen in een wand (kleiner of gelijk aan 300mm)
(m²•K)/W
Rm
warmtedoorgangsweerstand van een homogene wand
(m²•K)/W
Rsi
warmteovergangsweerstand binnen
(m²•K)/W
Rse
warmteovergangsweerstand buiten
(m²•K)/W
RT
totale warmteweerstand van een wand
(m²•K)/W
RU
warmteweerstand voor niet-homogene materialen of luchtlaag groter dan 300mm
(m²•K)/W
U
warmtedoorgangscoëfficiënt
W/(m²•K)
V
volume
m³
Z
drukverlies plaatselijke weerstanden
Pa
ζ of z
weerstandscoëfficient voor stroming door een plaatselijke weerstand
--
λU of λ
warmtegeleidingscoëfficiënt (warmtegeleidbaarheid)
W/(m•K)
Σ
som van
--
9
10
3. Warmteoverdracht
3.Warmteoverdracht
3.1
Wat is warmteoverdracht?
Warmteoverdracht is een transmissie van warmte.
Warmte is een energievorm en kan ontstaan door wrijving,
samenpersing van gassen, verbranding (chemische reactie)
of omzetting van elektrische energie (weerstanden).
In de verbrandingstechniek wordt de warmte uitsluitend
opgewekt door een chemische reactie. Namelijk de
verbranding van vaste, vloeibare of gasvormige brandstoffen.
De warmte stroomt van een hoger niveau (hogere
temperatuur) naar een lager niveau (lagere temperatuur).
De warmtehoeveelheid hangt af van de massa (kg), de aard
van de stof en het temperatuurverschil van de stoffen of
lichamen (Δθ).
De warmteoverdracht gebeurt door:
• geleiding
• stroming
• straling
3.1.1
Warmteoverdracht door geleiding
De warmteoverdracht door geleiding gaat van
molecule(deeltje) tot molecule De moleculen kunnen deel
uitmaken van hetzelfde lichaam of verschillende lichamen.
Warmteoverdracht door geleiding bestaat ook in de
vloeistoffen en gassen, op het ogenblik dat de deeltjes van
het fluïdum met elkaar in aanraking komen.
Er zijn goede geleiders b.v. de metalen (koper, staal,
aluminium).
Er zijn slechte geleiders, ook isolatoren genaamd. Zoals hout,
steen, porselein, droge lucht, isolatie.
Warmteoverdracht door geleiding vraagt nooit beweging.
Het is een typische warmteoverdracht bij vaste stoffen.
11
3. Warmteoverdracht
3.1.2
Warmteoverdracht door stroming
Als je een hoeveelheid lucht bij constante druk opwarmt,
neemt het volume toe. De massadichtheid (ρ = massa /
volume) daalt naarmate de temperatuur stijgt. De warme
lucht stijgt en wordt aangevuld met koudere lucht, waardoor
stroming of natuurlijke circulatie ontstaat. Lucht dient als
warmtedrager, als tussenstof.
De luchtmoleculen nemen de warmte op en transporteren
ze. Zo komen ze in contact met koudere moleculen en geven
ze hun warmte af. Hierbij ontstaat er een beetje geleiding. De
warmteoverdracht is groter naarmate de snelheid toeneemt
(Δθ groter). Bij winderig weer is de warmteafvoer groter dan
bij windstilte.
De warmteafvoer vergroot als er stroming is, met het
kwadraat van de snelheid.
In de verwarmingtechniek houden we met deze factor
rekening door o.a. wanden, die in ongunstige windrichtingen
liggen, een oriënteringsfactor toe te kennen.
3.1.3
Warmteoverdracht door straling
Deze warmteoverdracht gebeurt zo:
Elk lichaam, waarvan de temperatuur hoger ligt dan het
absolute nulpunt (0 K of -273°C), zendt stralen uit waarvan je
de samenstelling met alle andere elektromagnetische stralen
(lichtstralen) kunt vergelijken. Maar zij zijn gekenmerkt door
een groeiende golflengte naarmate de temperatuur van het
uitstralende lichaam oploopt. De warmte-uitwisseling door
straling vindt voornamelijk plaats in het golflengtegebied van
0,5 tot 10 μm.
De warmteoverdracht ontstaat in het temperatuurverschil
van beide stralingen. Er is hierbij geen sprake van beweging
of contact, en gebeurt, in tegenstelling met de vorige
overdrachtmogelijkheden, zelfs in het vacuüm.
12
3. Warmteoverdracht
Het verschijnsel beperkt zich voor vaste en vloeistoffen aan
de oppervlakte. Bij gassen gebeurt de warmteoverdracht in
een tamelijk dikke gaslaag.
De hoeveelheid warmte die door straling wordt afgegeven
is afhankelijk niet alleen van de temperatuurgrootte, maar
ook van de materiaalsoort (geleidend, terugkaatsend,
absorberend) en de hoedanigheid van het stralende vlak
(ruw, glad, gepolijst).
Toepassing in de praktijk
• De warmteoverdracht is in werkelijkheid een heel
ingewikkeld proces. Dat speelt zich gelijktijdig
af op verschillende niveaus, afhankelijk van het
verwarmingselement en de omgevingsruimte.
• Met onze handen voor ons gezicht voelen we de straling
heel goed aan.
• Gepolijst koper straalt weinig warmte uit, ruw koper is
achttien keer groter.
• Wil je een kachel zoveel mogelijk warmte laten uitstralen
dan moet je hem zwart maken.
• Warmte-uitstraling neemt sterk toe met het
temperatuurverschil.
• Tropenkleding is wit om warmtestralen van de zon zoveel
mogelijk terug te kaatsen.
• Bij lage temperaturen heb je meestal alleen met
warmtestraling te doen, terwijl bij hoge temperaturen
(wolfram gloeidraad in een gloeilamp) een gedeelte van
de energie in licht wordt omgezet.
• Verwarm je een voorwerp, dan kan het zichtbare
lichtstralen uitzenden. De kleur van het uitgezonden
licht hangt uitsluitend af van de temperatuur van het
voorwerp.
13
3. Warmteoverdracht
3.2Temperatuur
Onze tastzin kan het verschil in temperatuur tussen twee
voorwerpen gemakkelijk waarnemen. We gebruiken
hierbij de vage uitdrukkingen als warm, lauw of koud. Een
preciezere waarneming krijg je door het gebruik van een
thermometer, met gas, vloeistof of bimetaal.
Een graadmeter voor warmte of koude is de temperatuur. De
temperatuur is de gemeten waarde van een bepaald lichaam.
Om de temperatuur in °C aan te duiden gebruik je het
symbool θ ( de Griekse letter thêta). Als die wordt uitgedrukt
in Kelvin gebruik je grote letter T. Temperatuurverschillen
geef je aan met het symbool Δθ (delta thêta) of ΔT.
Temperatuurverschillen zijn uiteraard dezelfde, ongeacht of
ze uitgedrukt zijn in graden Celsius of in Kelvin. (Δθ = ΔT =
1°C = 1K)
3.3
Thermische behaaglijkheid
3.3.1Inleiding
Thermische behaaglijkheid of thermisch comfort definieer
je als: ’Die toestand waarin de mens tevreden is over zijn
thermische omgeving en hij geen voorkeur heeft voor een
warmere of koudere omgeving’. Hij kan, bij rust of lichte
activiteit, zonder moeite een omgevingstemperatuur van
ongeveer 22 °C verdragen.
De thermische behaaglijkheid speelt bij de
warmtehuishouding (natuurlijke temperatuurregeling)
van de mens een belangrijke rol. Zogenaamde
comfortparameters beïnvloeden deze warmtehuishouding.
We kunnen ze onderverdelen in binnenklimaatparameters
(comforttemperatuur, gemiddelde stralingstemperatuur,
luchtsnelheid en vochtigheid) en de persoonsgebonden
parameters (activiteitsniveau en warmteweerstand van de
kleding).
14
3. Warmteoverdracht
3.3.2
Behaaglijkheid (comfort)
De thermische voorwaarden in een verblijfsruimte moeten
voor de gebruikers een optimaal comfort creëren.
De thermische voorwaarden in de overige ruimten moeten
voor de gebruikers en bezoekers een optimaal comfort
genereren en de voor de bedrijfsprocessen noodzakelijke
temperaturen realiseren.
De mens beschikt over een regelmechanisme om zijn
lichaamstemperatuur constant te houden (37 °C bij een
persoon in rust).
3.3.3Behaaglijkheidparameters
Op grond van experimenten heeft de Deense geleerde
Fanger, thermische behaaglijkheid gedefinieerd als een
waardeoordeel, op een schaal van -3 tot 3. Optimale
behaaglijkheid krijgt als schaalwaarde 0.
Wanneer een groep zich in een ruimte bevindt, kun je een
gemiddelde waarde vaststellen. Deze waarde staat bekend
als PMV (predicted mean vote).
Fanger heeft voor de PMV een vergelijking opgesteld die
afhankelijk is van behaaglijkheidparameters.
warmteproductie
W / m²
vergelijkingsfactor voor
metabolisme
rust ( liggend)
80
0,8
rust ( zittend)
100
1,0
rust (staande)
110
1,2
zittende activiteit
120
1,2
lage activiteit
170
1,7
matige activiteit
300
2,8
hoge activiteit
700
4,0
omschrijving
activiteit
3.3.4Activiteit
We produceren door arbeid veel lichaamswarmte (±
500 W). Deze warmte moeten we zonder inspanning
kunnen afgeven aan de omgeving. Daarom passen
we de omgevingstemperatuur of onze kleding aan de
werkomstandigheden aan. De nevenstaande tabel geeft een
rangschikking van richtwaarden voor warmteproductie en
metabolisme op basis van de activiteitsgraad.
15
3. Warmteoverdracht
Getalwaarde
voor PMV
Gewaarwording
+3
heet
+ 2
warm
+ 1
enigszins warm
0
neutraal
- 1
enigszins koel
- 2
koel
- 3
koud
de warmteweerstand van de kleding (clo-waarde).
Kleren vormen een warmteweerstand (zie onder) tussen
lichaam en omgeving. Door je kleren aan te passen
kun je de thermische behaaglijkheid beïnvloeden. De
warmteweerstand van kleding wordt uitgedrukt in de
eenheid “ clo “ (1 clo = 0,155 (m²•K)/W ).
Voor het binnenklimaat onderscheiden we de volgende
parameters:
• de luchttemperatuur (θint);
• de gemiddelde stralingstemperatuur;
• de relatieve luchtsnelheid;
• de luchtvochtigheid;
De PMV is dus een rekengrootheid die de gemiddelde
waarde voorspelt van de waardering van een grote groep
personen. Die doen een uitspraak over de thermische
gewaarwording van hun omgeving aan de hand van de
volgende zevenpuntenschaal:
Omdat personen nooit identiek zijn, is het onmogelijk
thermische omstandigheden te creëren, die iedereen
tevreden stellen. Het is wel mogelijk thermische
omstandigheden zo te specificeren dat je een bepaald
percentage tevredenen kunt verwachten.
16
4. Begrippen bij warmteoverdracht in wanden
4.Begrippen bij warmteoverdracht
in wanden
4.1
De warmtegeleidingscoëfficiënt van een materiaal1
(λUi of λUe) in W / (m•K).
Elk materiaal geleidt min of meer de warmte. De materialen
die de warmte weinig geleiden, noemen we isolerende
materialen of isolatiematerialen. De isoleerwaarde is
afhankelijk van de aard, de temperatuur en de vochtigheid
van het gebruikte materiaal. (λUi of λUe). Het is een specifiek
kenmerk van het materiaal.
De warmtestroom (= energie) die door een blok (1m²
x dikte van 1m of 1m³) van een homogeen materiaal
bij een temperatuurverschil van 1K stroomt, is de
warmtegeleidingscoëfficiënt. Die stellen we voor door λ
(Griekse letter lambda) en drukken we uit in watt per m
en per Kelvin [ W / (m•K) ]. Dit noemen we per definitie de
warmtegeleidingscoëfficiënt.
Deze waarden geven we weer voor de meest voorkomende
bouwmaterialen op basis van de massadichtheid en de
vochtcondities:
• λ -waarde wordt voorgesteld door: λU of λD ;
• λU -waarden van bouw- en isolatiematerialen zijn bepaald
volgens de principes EN ISO 10456;
• gekende gecertificeerde producten: gedeclareerde
λD-waarden, statistisch bepaald door referentiecondities;
• λU-rekenwaarden, geconvergeerd naar landsgebonden
vochtcondities, en verschillend naargelang van het
gebruik in binnen- of buitencondities (conversiefactoren).
λU = λD ⋅ e
f u ( u 2 − u1 )
Rekenwaarden voor binnen- en buitencondities:
• binnencondities (λUi): in binnenconstructies of in
buitenconstructies, als er geen invloed is van bijv.
regenwaterindringing, condensatie, opstijgend
grondvocht, bouwvocht, neerslagwater;
• buitencondities (λUe); alle gevallen waarbij het materiaal
nat kan worden.
Voor een meer gedetailleerde uitwerking:
zie NBN B 62-002 (2008)
1
17
De warmtedoorgangsweerstand (1/λU ) is het omgekeerde
van de warmtegeleidingscoëfficiënt (λU ) bij dezelfde
voorwaarden namelijk een volume-eenheid (1m³) uit
hetzelfde materiaal.
De thermische weerstand van een homogeen materiaal is de
weerstand die het materiaal biedt aan de doorgang van de
warmtestroom.
warmtedoorgangsweerstand =
4.2
1
λu
in ( m ⋅ K ) / W
Warmtedoorgangsweerstand (Rm) van een homogeen materiaal
Warmtedoorgangsweerstand van een homogeen
materiaal naargelang van de dikte (d) in (m² • K) / W
(doorgangsweerstand van oppervlakte tot oppervlakte van
een homogeen materiaal)
Naarmate de dikte (d) of de warmtegeleidingcoëfficiënt (λU )
varieert, verandert de warmtedoorgangsweerstand als volgt:
• Naarmate de dikte toeneemt, wordt de
warmtedoorgangsweerstand groter (recht evenredig).
• Als het materiaal meer isoleert of de
warmtegeleidingscoëfficiënt (λU ) kleiner is, dan is de
warmteweerstand groter (omgekeerd evenredig).
We kunnen dus het volgende schrijven:
Onder homogene wand verstaan we
een wand waarin de warmtedoorgang
in wintervoorwaarden beantwoordt
aan een eendimensionaal model.
Waarbij dus, macroscopisch gezien, de
warmtestroomlijnen allemaal loodrecht
op de oppervlakken staan. Homogene
wanden kunnen opgebouwd zijn met
isotrope of anisotrope materialen.
Materialen die bestaan uit elementen met
regelmatig verdeelde voegen (metselwerk),
beschouwen we als isotrope materialen.
18
1
d
λu
λu
( m2 K ) / W
Rm = ⋅ d of Rm =
in
waarin:
d:
λU : Rm : dikte in m
warmtegeleidingscoëfficiënt in (m • K) / W
warmtedoorgangsweerstand van een
homogene wand in (m² • K) / W .
4.3
Warmteovergangscoëfficiënten (h) in W / (m² • K)
De warmteoverdracht vanuit de omgeving, of van een
constructie naar de omgeving kan gebeuren door convectie
en door straling. We moeten onderscheid maken tussen
buitenshuis (hse ) en binnenshuis (hsi ).
Deze waarden worden experimenteel bepaald, waarbij
volgende factoren een rol spelen:
• de stromingssnelheid;
• de warmtegeleidingcoëfficiënt van de stoffen;
• de ruwheid van de oppervlakte;
• de temperatuur van beide oppervlakten;
• de stand van de wand en de warmtestroomrichting .
We kunnen beschouwen:
• hse als de som van de convectie- en
stralingsovergangscoëfficienten aan de buitenomgeving
voor een relatieve vochtigheid van 80% bij 20 °C;
• hsi als de som van de convectie- en
stralingsovergangscoëfficienten aan de binnenomgeving
voor een relatieve vochtigheid van 50% bij 20 °C.
Buitenshuis is die convectie-warmteoverdracht afhankelijk
van de windsnelheid (5 en 30 W / (m² • K) ), binnenshuis
wordt die hoofdzakelijk bepaald door natuurlijke stroming
en ligt ze tussen 2 en 3 W / (m² • K) .
De stralingswarmteoverdracht gebeurt buitenshuis naar de
bodem en naar de koude buitenlucht (koude hemelkoepel)
en heeft een waarde van ± 5 W / (m² • K) . Binnenshuis
gebeurt die naar andere wanden.
De warmteovergangscoëfficiënt (hse )
is de warmtestroom, die wordt uitgewisseld tussen de
buitenzijde van de wand en de buitenomgeving, door
convectie en door straling per eenheid van oppervlakte en
per eenheid van temperatuurverschil uitgedrukt
in W / (m² • K) .
De warmteovergangscoëfficiënt (hsi )
is de warmtestroom, die wordt uitgewisseld tussen de
binnenzijde van de wand en de binnenomgeving, door
convectie en door straling per eenheid van oppervlakte en
per eenheid van temperatuurverschil uitgedrukt
in W / (m² • K) .
19
4.4
De warmteovergangsweerstand (Rse of Rsi ) in (m² • K) / W
We moeten een onderscheid maken tussen buitenshuis (Rse )
en binnenshuis (Rsi ) .
Deze overgangsweerstand is:
• het omgekeerde van de warmteovergangscoëfficiënt (h);
• afhankelijk van de warmtestroomrichting;
• afhankelijk van de luchtverplaatsing tegen de wand.
1
hse
Rse =
in
( m 2⋅ K ) / W
is de warmteovergangsweerstand aan het buitenoppervlak.
1
hsi
Rsi =
in
( m 2⋅ K ) / W
is de warmteovergangsweerstand aan het binnenoppervlak.
Rs in (m² • K) / W is de warmteweerstand van een luchtlaag bij
ramen, met glas met meerdere lagen.
Rg in (m² • K) / W is de warmteweerstand van een luchtlaag in
een wand d ≤ 300 mm.
Ru in (m² • K) / W is de warmteweerstand van een luchtlaag in
een wand d > 300 mm.
R is het omgekeerde van de warmtestroom die in een
stationaire toestand tussen de warme en de koude zijde
van de luchtlaag, door convectie, straling en geleiding
wordt uitgewisseld, En dat berekenen we per eenheid
van oppervlakte en per eenheid van temperatuurverschil
tussen de koude en de warme zijde van de luchtlaag.
20
4.5
De warmtedoorgangscoëfficiënt, de U-waarde in W / (m² • K)
De warmtedoorgangscoëfficiënt (U-waarde) is de
warmtestroom tussen de beide zijden van bijv. een raam, een
constructie, een binnen- of buitenmuur, met een oppervlakte
van 1m² bij een temperatuurverschil van 1K en uitgedrukt
in W / (m² • K) . De U-waarde is het omgekeerde van totale
warmteweerstand (RT).
1
RT
U=
in
W / ( m2 ⋅ K )
De meeste wanden bestaan uit verschillende
materialenlagen met hun specifieke kenmerken, namelijk
λu (warmtegeleidingscoëfficiënt) en d (dikte). Ze bestaan uit
een aantal lagen, die elk hun eigen weerstand hebben. Een
laag kan hierbij zowel een vast materiaal (warmtegeleiding)
zijn, als een geventileerde of niet-geventileerde luchtlaag
(warmtedoorgang niet alleen door geleiding, maar ook door
convectie en straling).
Willen we de totale warmteweerstand (RT) berekenen, die
de warmtestroom ondervindt bij een doorgang van een
raam, een constructie, een samengestelde wand met spouw,
een buiten- of een binnenmuur? Dan moeten we rekening
houden met alle weerstanden, vanaf de binnenlucht tot de
buitenlucht, inbegrepen de overgangsweerstanden Rsi en Rse
De warmteweerstand (RT) van oppervlak tot oppervlak
van een wand die bestaat uit meerdere materiaallagen
loodrecht op de warmtestroom, is gelijk aan de som van de
warmteweerstanden van elke deel afzonderlijk.
21
Overgangsweerstand + doorgangsweerstand + overgangsweerstand
Rsi
Rse
ΣR
Rtot of RT : ∑ van alle weerstanden
RT = Rsi + Σ R + Rse
Waarin:
2
RT : totale warmteweerstand in ( m ⋅ K ) / W
2
1/hsi = Rsi : overgangsweerstand droge zijde in ( m ⋅ K ) / W
1/hse = Rse : overgangsweerstand vochtige zijde in ( m 2 ⋅ K ) / W
∑R= ∑ van alle doorgangsweerstanden van de constructie in
( m2 ⋅ K ) / W
RT = Rsi + R1 + R2 + ... Rg + Ru + ... + Rse ( m 2 ⋅ K ) / W
in
We kunnen ook schrijven:
d
d
λU 1
λU 2
RT = Rsi + 1 + 2 + ... Rg + Ru + ... + Rse ( m 2 ⋅ K ) / W
in
1
U
=
in
W / ( m2 ⋅ K )
RT
U=
1
RT
1
=
R si +
d1
λU 1
+
d2
λU 2
+ ⋅ ⋅ ⋅ + R g + Ru + ⋅ ⋅ ⋅ + R se
in W / ( m 2 ⋅ K )
1
Uin
=
W / ( m 2⋅ K )
R si + R1 + R 2 + . . . + R g + R u + . . . + R se
22
Opmerkingen
• In veel gevallen is het niet noodzakelijk om alle U-waarden
te berekenen. Voor de U-waarde van deuren, ramen en de
meest voorkomende samenstellingen gebruiken we tabellen
(EN ISO 10077-1).
Opmerking 1
Voor de wanden tussen luchtlagen gebruiken we de
2
2
Rsi = 0,13 ( m ⋅ K ) / W of Rse = 0,04 ( m ⋅ K ) / W waarden
die we terugvinden in tabellen of die door een figuur met
de richting van de warmtestroom duidelijk worden gemaakt.
Deze waarden houden rekening met de richting van de
warmtestroom, horizontaal, verticaal naar boven of verticaal
2
naar beneden (0,17 ( m ⋅ K ) / W ), en ook met een verluchte
of een niet-verluchte luchtlaag.
RT = Rsi + Σ
d
λU
+ ΣRg + ΣRu + Rse
Richting warmtestroom
Element
Rsi in ( m 2 ⋅ K ) / W
Rse in ( m 2 ⋅ K ) / W



muur, raam
0,13
0,04
dak, plafond
0,10
0,04
Vloer
0,17
0,04
23
Opmerking 2
De R-waarden van niet-homogene materialen vinden we in
tabellen. We stellen ze voor met Ru en drukken ze uit in
( m2 ⋅ K ) / W
Een typisch voorbeeld is een betongewelf met
luchtopeningen om enerzijds de constructie te verluchten en
anderzijds het gewelf lichter te maken. (NBN EN ISO 6946).
RT = R si + Σ
Materialen
Metselwerk van holle
blokken van zwaar beton
(ρ > 1200 kg/m³)
Metselwerk van holle
blokken van licht beton
(ρ < 1200 kg/m³)
1 holte in
de stroomrichting
Vooraf
gemaakte
ruwe
vloerplaten
2 holtes in
van holle
de stroomdelen van
richting
gebakken klei
Vooraf gemaakte ruwe
vloerplaten van zwaar beton
(met holle delen)
Gipsplaten tussen twee
lagen karton
24
Dikte/
hoogte van
de delen
Ru
(m².K) / W
d = 14 cm
0,11
d = 19 cm
0,14
d = 29 cm
0,20
d = 14 cm
0,30
d = 19 cm
0,35
d = 29 cm
0,45
d = 8 cm
0,08
d = 12 cm
0,11
d = 12 cm
0,13
d = 16 cm
0,16
d = 20 cm
0,19
d = 12 cm
0,11
d = 16 cm
0,13
d = 20 cm
0,15
d < 1.4 cm
0,05
d ≥ 1.4 cm
0,08
d
λU
+ ΣR g + ΣRu + R se
Natuurlijke geventileerde zolderruimten (AOR) en
onverwarmde ruimten onder dak (d > 300 mm) beschouwen
we als een thermisch homogene laag.
Warmteweerstand luchtlagen (d > 300 mm), onverwarmde
zolderruimten onder dak (AOR)
Karakteristieken van
het dak
Ru
(m².K) / W
1. pannendak zonder afdichting of
zonder onderdak
0,06
2. pannendak met afdichting of met
onderdak
0,02
3. zoals (2), maar met reflecterende
bekleding met lage stralingswaarde
0,30
4. dak met bebording en afdichting
0,30
Opmerking 3
De R-waarden van ongeventileerde luchtlagen vinden we in
tabellen. We stellen ze voor met Rg en drukken ze uit
2
als ( m ⋅ K ) / W
De Rg-waarden zijn afhankelijk van:
• type luchtlaag, dikte, geometrie verhouding d/l of d/b <
0,1 en helling;
• ventilatie van de luchtlaag: niet, matig of sterk
geventileerd;
• richting van de luchtstroom: horizontaal, op- of
neerwaarts;
• stralingswarmte van de begrenzende oppervlakken (b.v.
dubbel glas).
RT = R si + Σ
d
λU
+ ΣR g + ΣRu + R se
Warmteweerstand Rg van luchtlagen (d ≤ 300 mm)
Richting van de warmtestroom
Van onder naar boven
Horizontaal
Van boven naar onder
0<d<5
0
0
5 ≤ d <7
0,11
0,11
0,11
7 ≤ d < 10
0,13
0,13
0,13
10 ≤ d < 15
0,15
0,15
0,15
15 ≤ d < 25
0,16
0,17
0,17
25 ≤ d < 50
0,16
0,18
0,19
50 ≤ d < 100
0,16
0,18
0,21
100 ≤ d < 300
0,16
0,18
0,22
300
0,16
0,18
0,23
Dikte d van de luchtlaag (mm)
0
25
4.6
Schematische bepaling van de warmtedoorgangscoëfficiënt
U-waarde in W / ( m 2 ⋅ K )
4.6.1Warmteovergang
De hoeveelheid warmte die door een stromende vloeistof
(fluïdum) of een omgeving op een wand overgedragen
wordt is recht evenredig met:
• A: de oppervlakte van de wand in m²
• Δθ = ΔT : temperatuurverschil tussen de vlakken in K
• hsi en hse : warmteovergangscoëfficiënt (droog of
vochtig) die rekening houdt met de straling
en convectie. Het is een coëfficiënt die van
veel factoren afhankelijk is en die we daarom
proefondervindelijk bepalen. Volgende
factoren spelen een rol:
• de stromingssnelheid;
• de warmtegeleidbaarheid van de stoffen;
• de ruwheid van de oppervlakte;
• de temperatuur van de beide vlakken;
• de stand van de wand, horizontaal of
verticaal, en de stromingsrichting.
Bepalen we weer de warmtehoeveelheid (J) per tijdseenheid
(s) dan vinden we de warmtestroom Ф (in J/s = W).
Φ = hsi of se ⋅ A ⋅ ( θ si of se − θ1 )
Waarin:
Ф:
h:
A:
θ1 : θ:
26
in W
de warmte-energie of warmteovergang in W
warmteovergangscoëfficiënt hsi of hse in W / ( m 2 ⋅ K )
de oppervlakte in m²
temperatuur, lager dan θsi of θse;
temperatuur θsi (droog) of θse. (vochtig).
4.6.2
Warmtetransmissie
We nemen de figuur hiernaast en passen de bovenstaande
formule toe.
Voor ( 1 ) Φ = hsi ⋅ A ⋅ (θ int − θ1 )
waarin
θ int − θ1 =
Φ
hsi ⋅ A
Voor ( 2 ) Φ = λU ⋅ A ⋅ (θ1 − θ 2 )
waarin
θ1 − θ 2 =
Φ⋅d
λU ⋅ A
Voor ( 3 ) Φ = hse ⋅ A ⋅ (θ 2 − θ e )
waarin
θ2 −θe =
Φ
hse ⋅ A
d
(1)
(2)
(3)
De som ( ∑ ) van (1) (2) (3) of
Φ⋅d
Φ
Φ
+
+
θ
int − θ 1 + θ 1 − θ 2 + θ 2 − θ e =
h si ⋅ A λU ⋅ A h se ⋅ A
Door wiskundige omwerking vinden we
Φ
d
1
1
+
+
)
θint − θ e = ⋅ (
A hsi λU hse
Door verdere omwerking vinden we
( θ int − θ e ) ⋅ A
Φ=
1
d
1
+
+
h si λU
h se
waarin
1
d
1
+
+
hsi λU hse
=
1
U
= RT
Φ = U ⋅ A ⋅ ( θ int − θ e )
of
Conclusie:
De warmtedoorgangscoëfficiënt U is dus
gelijk aan:
De hoeveelheid warmte-energie die per
seconde door 1m2 van een vlakke wand
stroomt, als het temperatuurverschil
tussen de lucht aan de grensvlakken
1K bedraagt. Dit is de som van alle
warmteverliezen door geleiding, stroming
en straling.
Φ = U ⋅ A ⋅ ∆θ
in W
waarin:
Ф : de warmtestroom uitgedrukt in W
U : de warmtedoorgangscoëfficiënt uitgedrukt in W / ( m 2 ⋅ K )
A : de oppervlakte in m²
θint − θ e = ∆θ = ∆T in °C of K.
27
De laatste formule noemt de U-waarde: de
warmtedoorgangscoëfficiënt. Het omgekeerde van de
U-waarde is RT en die noemen we de warmteweerstand.
1
1
d
1
R
=
+ 1 +
T =
in
U
hsi λU 1 hse
( m2 ⋅ K ) / W
waarin:
RT : totale warmteweerstand in W
1/hsi = Rsi : warmteovergangsweerstand droge zijde in
( m2 ⋅ K ) / W
d1/λU1 = Rm1 : warmtedoorgangsweerstand van de
2
materiaallaag 1 in ( m ⋅ K ) / W
1/hse = Rse : warmteovergangsweerstand vochtige zijde in
( m2 ⋅ K ) / W
Waaruit volgt dat:
2
RT = Rsi + Rm1 + Rse in ( m ⋅ K ) / W
Voor een wand die is samengesteld uit meerdere (n) lagen
van verschillende materiaalsoorten wordt de vergelijking
dan:
2
RT = Rsi + Rm1 + Rm2 + … + Rm6 + Rse in ( m ⋅ K ) / W
De totale warmteweerstand (RT) van een wand van
omgeving tot omgeving (lucht tot lucht) is gelijk aan de
som van alle individuele weerstanden tussen die twee
omgevingen.
4.7Lineaire warmtedoorgangscoëfficiënt de ψ- waarde in W / (m • K)
De lineaire warmtedoorgangscoëfficiënt is de lineaire
U-waarde van een bouwknoop, voorgesteld door ψ (psi) en
uitgedrukt in W / ( m ⋅ K )
Deze waarden worden opgezocht in tabellen of eventueel
berekend (zie NBN 62-002).
28
4.8
Praktisch voorbeeld
• gepleisterd met 1 cm gips met λU1 = 0,52 W / ( m ⋅ K )
• een binnenmuur (metselwerk ρ ≤ 500 kg/m³) dikte 14 cm
met λU2= 0,38 W / ( m ⋅ K )
• polyurethaan-isolatie van 6 cm met λU3 = 0,028 W / ( m ⋅ K )
• een niet-geventileerde spouw 1 cm hg = 6,6 W / ( m 2 ⋅ K )
 Rg = 0,15 ( m 2 ⋅ K ) / W
• holle gevelstenen, dikte 9 cm met λU4 = 0,94 W / ( m ⋅ K )
• de warmteovergangscoëfficiënt hsi = 8 W / ( m 2 ⋅ K )
 Rsi = 0,13 ( m 2 ⋅ K ) / W
• de warmteovergangscoëfficiënt hse = 23 W / ( m 2 ⋅ K )
 Rse = 0,04 ( m 2 ⋅ K ) / W
Gevraagd:
de U-waarde te bepalen
Oplossing:
 1ste mogelijke uitwerking: gebruik van de formule
U =
1
in W / ( m 2 ⋅ K )
RT
d3
d
d2
d
in
RT = Rsi + 1 +
+
+ Rg + 4 + Rse ( m 2 ⋅ K ) / W
λU 1
λU 2
λU 3
λU 4
waarin:
hsi = 8 W / ( m 2 ⋅ K )  Rsi = 1/hsi = 1/8 = 0,13 ( m 2 ⋅ K ) / W
2
hse = 23 W / ( m 2 ⋅ K )  Rse = 1/hse = 1/ 23 = 0,04 ( m ⋅ K ) / W
hg = 6,6 W / ( m 2 ⋅ K )  Rg = 0,15 ( m 2 ⋅ K ) / W
d1 = 1 cm
 0,01 m
λU1 = 0,52 W / ( m ⋅ K )
d2 = 14 cm
 0,14 m
λU2 = 0,38 W / ( m ⋅ K )
d3 = 6 cm
 0,06 m
λU3 = 0,028 W / ( m ⋅ K )
d4 = 9 cm
 0,09 m
λU4 = 0,94 W / ( m ⋅ K )
formule vervangen door juiste waarden
RT = 0,13 + 0,019 + 0,368 + 2,143 + 0,15 + 0,096 + 0,04
RT = 2,946 ( m 2 ⋅ K ) / W
1
U
=
 1/2,946
RT
2
U = 0,339 ( m ⋅ K ) / W
29
 2de mogelijke uitwerking: in tabelvorm
Beschrijving gebruikte
materialen
d
in m
λU, hse, hsi
8
0,13
0,13
0,01
0,52
0,019
0,149
binnenomgeving
gips pleister
Rsi, Rse, Rg, Ru
( m2 ⋅ K ) / W
RT
snelbouw, metselwerk
0,14
0,38
0,368
0,518
polyurethaan-isolatie
0,06
0,028
2,143
2,661
ongeventileerde spouw
0,01
--
0,15
2,811
holle gevelstenen
0,09
0,94
0,096
2,906
23
0,04
2,946
buitenomgeving
U
( m2 ⋅ K ) / W
2,946
4.9
W / ( m2 ⋅ K )
0,339
Temperatuur en temperatuurverloop in de wand
4.9.1Temperatuur op een bepaalde plaats in
de wand bepalen (θw)
We kunnen de temperatuur bepalen door volgende
formule toe te passen. Zo kennen we de plaats van het
condensatiepunt.
θ w = θ int − ∆ θ ⋅
Rw
RT
in °C
Waarin:
θw :
plaatselijke temperatuur in °C
θint :
omgevingstemperatuur in °C
Δθ = ΔT : temperatuurverschil in °C of K
Rw :de warmteweerstand vanaf de binnenzijde
in ( m 2 ⋅ K ) / W
RT :de totale warmteweerstand van de constructie
( m2 ⋅ K ) / W
30
4.9.2
Temperatuurverloop in de wand berekenen
Wanneer we nu bij de bepaling van de RT de respectievelijke
materialen in volgorde, van warm naar koud, opsommen,
dan kunnen we de warmteweerstand(en) tot op dit deel
van de wand juist bepalen. We maken de som van de
warmteweerstanden tot de respectievelijke laag of wand.
Praktisch voorbeeld:
Een spouwmuur met
• gepleisterd met 1 cm gips λU1 = 0,52 W / ( m ⋅ K )
• een binnenmuur is metselwerk met een ρ ≤ 500 kg/m³
dikte 14 cm en λU2 = 0,38 W / ( m ⋅ K )
• polyurethaan-isolatie van 6 cm met λU3 = 0,028 W / ( m ⋅ K )
• een niet-geventileerde spouw Rg = 0,15 ( m 2 ⋅ K ) / W
• buitenmuur uit holle gevelstenen, dikte 0,09 m en λU4 =
0,940 W / ( m ⋅ K )
• de warmteovergangscoëfficiënt hsi = 8 W / ( m 2 ⋅ K )
2
 Rsi = 0,13 ( m ⋅ K ) / W
2
• de warmteovergangscoëfficiënt hse = 23 W / ( m ⋅ K )
 Rse = 0,040 ( m 2 ⋅ K ) / W
• omgevingstemperatuur θint = 20 °C
• buitentemperatuur θe = – 8 °C.
Beschrijving gebruikte
materialen
d
in m
λ,h
8
0,130
0,130
0,130
gips pleister
0,01
0,52
0,019
0,149
0,149
snelbouwer, metselwerk
0,14
0,38
0,368
0,518
0,518
binnenomgeving
Rsi, Rse, Rg, Ru
( m2 ⋅ K ) / W
RT
( m2 ⋅ K ) / W
RW
( m2 ⋅ K ) / W
Polyurethaan-isolatie
0,06
0,028
2,143
2,661
2,661
ongeventileerde spouw
0,01
--
0,150
2,811
2,811
holle gevelstenen
0,09
0,94
0,096
2,906
2,906
23
0,040
2,946
2,946
buiten omgeving
31
θ
w = θ int − ∆ θ ⋅
Rw
in °C
RT
Waarin:
=
20 °C
θint
θe
=
- 8 °C
Δθ= θint - θe = 20 - (- 8) = 28 °C
RT= 2,807 ( m 2 ⋅ K ) / W
Rw= ?
vb.: Rw3 = 0.13 + 0,019 + 0,368 = 0,518 ( m 2 ⋅ K ) / W
θint
= 20 °C
0 ,13
=
18,76 °C
θ w1 = 20 − (28 ⋅ 2,946 )
0 ,149
=
18,58 °C
θ w 2 = 20 − (28 ⋅ 2,946 )
0 , 518
θ w3 = 20 − (28 ⋅ 2,946 )
=
15,08 °C
2 , 661
θ w 4 = 20 − (28 ⋅ 2,946 )
=
-6,54 °C
2 ,811
θ w5 = 20 − (28 ⋅ 2,946 )
=
-6,71 °C
2 , 906
θ w6 = 20 − (28 ⋅ 2,946 )
=
-7,62 °C
2 , 946
θ e = 20 − (28 ⋅ 2,946 ) = - 8 °C
4.9.3
32
Temperatuurkurve in de wand
4.10 Berekenen van Rstreefwaarde
De nodige bijkomende isolatie of metselwerk kunnen we
bepalen door volgende formule toe te passen. We hebben
een bepaalde RT waarde, we moeten de norm (K45²) halen en
streven naar Rstreefwaarde.
Rstreefweerstand = bestaande warmteweerstand (ΣR) +
bijkomende warmteweerstand (d/λ)
Rstreefweerstand = RT + d/λ
waarin
Rstreefwaarde : de streefwaarde of nagestreefde warmteweerstand
2
in ( m ⋅ K ) / W
RT :
ΣR = bestaande warmteweerstand in ( m 2 ⋅ K ) / W
2
d/λ : de bijkomende warmteweerstand in ( m ⋅ K ) / W
waaruit:
d
= ( R streefwaarde − ΣR ) ⋅ λ uitgedrukt in m.
waarin:
d:
de dikte bijkomende laag in m
λ : de warmtegeleidingcoëfficiënt van het gebruikte
materiaal in W / ( m ⋅ K )
2
ΣR : bestaande warmteweerstand in ( m ⋅ K ) / W
2
Rstreefwaarde : de nagestreefde warmteweerstand in ( m ⋅ K ) / W
Voorbeeld:
Een bestaande volle muur met een U-waarde van 0,9 W / ( m 2 ⋅ K )
of een R = 1,111 ( m 2 ⋅ K ) / W , willen we verbeteren en
vervangen door een spouwmuur.
We willen een U-waarde van 0,4 W / ( m 2 ⋅ K )
We plaatsen een cellenbetonnen binnenmuur (ρ= < 550
kg/m³), een λi =0,200 W / ( m ⋅ K ) met een spouw van 2 cm.
(Rg = 0,17 ( m 2 ⋅ K ) / W ). Bepaal de minimumdikte van de
binnenmuur.
d = ( R streefwaarde − ΣR ) ⋅ λ uitgedrukt in m.
² K45: Het peil van de globale warmte-isolatie (K-peil) van een woning
wordt berekend op basis van de warmtedoorgangscoëfficiënten
van de verschillende gebouwonderdelen en van het volume en de
buitenoppervlakte van het gebouw. Hoe hoger het K-peil, hoe hoger
de transmissieverliezen.
waarin:
Rstreefwaarde= 1/U
= 1/0,4 = 2,5 ( m 2 ⋅ K ) / W
ΣR = 1/U + Rg
2
=1/0,9 + 0,17 = 1,111+ 0,17 =1,281 ( m ⋅ K ) / W
λ
= 0,200 W / ( m ⋅ K )
d
= (2,5 - 1,281) • 0,200 = 0,244 m of 24,4 cm
33
34
5. Enkele belangrijke begrippen bij warmtetransmissie
5.Enkele belangrijke begrippen bij
warmtetransmissie
5.1
Warmtestroom (Ф)
Een warmtestroom is een warmte-energiestroom per
tijdseenheid (Joule per seconde = Watt).
In een constructie verplaatst de energie zich van een hogere
naar een lagere temperatuur, waardoor een warmtestroom
ontstaat. Deze warmtestroom ondervindt weerstanden. De
ene weerstand komt van de wand met een bepaalde dikte
d (m), de andere weerstand(en) komt of komen van de
verschijnselen die zich afspelen aan beide oppervlakten (in
en uit ) van de wand bij een temperatuurverschil Δθ = ΔT.
We krijgen hier een warmteovergang door een combinatie
van geleiding, stroming en straling:
• warmteovergang van het warme medium op de wand;
• warmtegeleiding door de wand;
• warmteovergang van de wand naar het koudere
medium.
In de praktijk berekenen we de warmtestroom met volgende
formule:
in WΦ = U ⋅ A ⋅ ( θ int − θ e ) in W
Waarin:
Φ:
warmtestroom in W
U :
de warmtedoorgangscoëfficiënt in W / ( m 2 ⋅ K )
A :
oppervlakte in m²
θ int − θ e = ∆θ = ∆ T : temperatuurverschil tussen de vlakken
in K.
35
5.2
5. Enkele belangrijke begrippen bij warmtetransmissie
Warmtehoeveelheid (Q)
Wanneer twee lichamen (stoffen) met verschillende
temperaturen elkaar raken: vaste stoffen onderling, vaste
stof met vloeistof of vloeistoffen onderling, dan nemen ze
na een bepaalde tijd dezelfde temperatuur aan. Ze zijn dan
in thermisch evenwicht. Hierbij is een warmtehoeveelheid
van de ene op de andere overgegaan: van de stof met
de hoogste temperatuur naar de stof met de laagste
temperatuur.
We kunnen ook spreken van de enthalpie (warmte-inhoud)
van een stof, de hoeveelheid warmte die opgeslagen is in
een stof.
De warmtehoeveelheid hangt af van:
• de massa;
• de aard van stof (bijv. koper, steen, water);
• het temperatuurverschil tussen de twee stoffen.
De warmtehoeveelheid kunnen we met de volgende
formule bepalen:
Q = m ⋅ c ⋅ ∆T
in J
Waarin:
Q :
warmtehoeveelheid in J
m:
massa in kg ( m = ρ ⋅V )
c :
massawarmte in J/(kg.K)
Δθ = ΔT :temperatuurverschil tussen de twee stoffen in K
36
6. Belangrijke factoren bij warmtetransmissie
6.Belangrijke factoren bij
warmtetransmissie
6.1
De isolatie
6.1.1. Algemene aspecten van isoleren
Afhankelijk van de vorm waarin de energiestroom optreedt,
spreken we van:
• thermische isolatie bij transport van warmte tussen een
systeem en omgeving;
• van geluidsisolatie bij transport van akoestische energie;
• en van elektrische isolatie bij transport van elektrische
energie.
Thermische isolatie kan warmte- of koudeverliezen
verminderen. Maar thermische isolatie kan ook dienen om
condensatie van waterdamp uit de omgevingslucht op
koude delen te vermijden. Wij behandelen hier alleen maar
de thermische isolatie van warme of koude leidingsystemen,
ketels of vaten. De warmtestroom gebeurt van hogere naar
lagere temperaturen door geleiding, stroming, straling of een
combinatie van die factoren.
Het materiaal krijgt zijn isolerende waarde door stilstaande
droge lucht of een ander gas op te sluiten in kleine cellen. De
aanwezigheid van vocht en hoge temperaturen beïnvloeden
de isolatiewaarde (warmtegeleidingscoëfficiënt lambda) in
negatieve zin.
Belangrijke eigenschappen waarop thermische
isolatiematerialen worden beoordeeld zijn:
• de warmtegeleidingscoëfficiënt (λU ) in W / ( m ⋅ K ) ;
• de massadichtheid in kg/m³ ;
• de toelaatbare temperatuur;
• het warmtediffusieweerstandsgetal;
• het brandgedrag.
Asbest …
• in oude isolatie;
• gebonden / ongebonden;
• verwijderen;
• gevaarlijk.
37
6.1.2. Eisen voor het isolatiemateriaal
Goed isolatiemateriaal moet voldoen aan volgende eisen:
• de warmtegeleidingscoëfficiënt lambda (λU ) lager dan
0,06 in W / ( m ⋅ K ) ;
• voldoende sterk en goed bewerkbaar;
• bestand tegen veroudering;
• zonder schadelijke bestanddelen;
• een geringe massadichtheid in kg/m³ ;
• onbrandbaar of minstens slecht brandbaar (minimaal
klasse 2 en een rookgetal van max. 125). Materialen
toegepast in de bouw zijn altijd brandvertragende
materialen.
6.1.3. Indeling
De isolatiematerialen kunnen ingedeeld worden:

•
•
•
met als criterium de oorsprong:
plantaardig: bijv. kurk, golfkarton, luchtcelplaten;
minerale stoffen: bijv. glaswol, steenwol, cellenglas;
kunststoffen: bijv. polystyreen (PS), polyurethaan (PUR),
polyisocyanuraat (PIR), synthetisch schuimrubber.
 met als criterium de structuur:
• gesloten cellenstructuur: bijv. kurk, cellenglas,
polystyreen, polyurethaan;
• open cellenstructuur: bijv. glaswol, steenwol.
38
6.2
Beglazing (ramen en deuren)
6.2.1. Ramen en deuren
Zowel ramen als deuren zijn samengesteld uit twee
basisonderdelen:
• een kader, ‘raamkozijn’ genaamd, ingebouwd in de
muur of erop bevestigd;
• een opvulling, bestaande uit de beweegbare, verglaasde
delen ‘raamvleugels’ genaamd.
Deze samenstellende delen kun je al of niet aanvullen met
één of meerdere vaste verglaasde delen, ‘vaste ramen’
genaamd, of met een verluchtingsrooster.
Het raamkozijn kun je uitvoeren:
• in verschillende houtsoorten met een bepaalde
vormgeving en afwerking;
• in kunststof met meervoudige kamers, wat volgende
voordelen biedt:
• evacuatiekanaal voor water;
• mogelijkheid om gegalvaniseerde metalen of
kunststoffen profielen voor de versteviging aan te
brengen;
• betere thermische isolatie.
Tegenwoordig bestaat er een uitgebreid kleurengamma:
gekleurd in de massa, of bedekt met film, bedrukt, bedekt
met een coating of geëxtrudeerd.
Andere uitvoeringen:
• in aluminiumprofielen, met volgende opties:
• meerdere kamers met dichtingen;
• een aanbod van bedekkingslagen in polyester
poedercoating, in verschillende kleuren of
aangebracht door anodisatie of moffelen³.
• Soms wordt een thermische onderbreking
verwezenlijkt door de binnen- en buitenkant van het
raam isolerend te verbinden.
³ Meer informatie over anodisatie en moffelen vind je in hoofdstuk
‘Toegepaste wetenschappen’.
39
6.2.2 Beglazing
Die kan vervaardigd zijn:
• uit enkel glas waarvan de dikte kan verschillen. De
dikte van het glas heeft bijna geen invloed op de
warmtegeleidingscoëfficiënt.
• uit dubbel glas of drievoudig glas met luchtdichte laag
van 6, 9, 12, 15, 20 of 24 mm. Om de warmteweerstand
te verhogen vullen we de spouw met droge lucht, of een
mengsel van droge lucht met argongas of een thermisch
gas, argon of krypton (duurder).
De glasdikte varieert naargelang van de glasoppervlakte
en bedraagt tussen 4 en 8 mm. Gelaagd glas krijg je
door de samenvoeging van 2 of meerdere glasplaten.
Die moet je dan over het volledige oppervlakte met
elkaar verbinden door één of meerdere film(s) in een
kunststofmateriaal.
2
De U- waarde varieert van 3,2 tot 1,1 W / ( m ⋅ K ) of
minder naargelang van de breedte van de spouw en van
de gebruikte vulling.
• Een coating van edelmetaal of metaaloxide in de spouw
op het glaspaneel aan de binnenzijde verbetert bij
hoogrendementsglas (HR) het isolerend vermogen nog
meer. Ze houdt in het stookseizoen de warmte binnen en
dankzij de lage zontoetredingsfactor weert ze de warmte
in de zomer.
Uw-waarde van een raam is gelijk aan: de gemiddelde
U- waarde van de deelcomponenten, vermeerderd met de
effecten van de aansluiting - beglazing - paneel - raamprofiel
- Ψ-waarde en de lengte (l). Bij bepaling van de Uw–waarde
brengen we de reële oppervlakten (Ag , Af , Ap ) van de naakte
(voor inbouw) ramen in rekening.
Bij transmissieverliezen (ΦT) nemen we de dagmaten als
referentie aan.
Uw-waarden aflezen uit de vereenvoudigde tabel.
40
Voorbeeld:
U-GLAS
2,2
2,1
2
1,9
1,8
1,7
1,6
1,5
1,4
1,3
1,2
1,1
1
0,9
0,8
U-SCHRIJNWERK
1,4
2,3
2,3
2,3
2,2
2,1
2,0
1,9
1,9
1,8
1,7
1,6
1,6
1,5
1,4
1,4
1,6
2,3
2,3
2,3
2,2
2,1
2,1
2,0
1,9
1,8
1,8
1,7
1,6
1,6
1,5
1,4
1,8
2,3
2,3
2,3
2,3
2,2
2,1
2,0
2,0
1,9
1,8
1,8
1,7
1,6
1,5
1,5
2
2,4
2,4
2,4
2,3
2,2
2,2
2,1
2,0
2,0
1,9
1,8
1,7
1,7
1,6
1,5
2,2
2,4
2,4
2,4
2,4
2,3
2,2
2,2
2,1
2,0
1,9
1,9
1,8
1,7
1,7
1,6
2,4
2,5
2,5
2,5
2,4
2,4
2,3
2,2
2,1
2,1
2,0
1,9
1,9
1,8
1,7
1,7
2,6
2,5
2,5
2,5
2,5
2,4
2,3
2,3
2,2
2,1
2,1
2,0
1,9
1,9
1,8
1,7
2,8
2,6
2,6
2,6
2,5
2,5
2,4
2,3
2,3
2,2
2,1
2,1
2,0
1,9
1,8
1,8
3
2,7
2,7
2,7
2,6
2,5
2,5
2,4
2,3
2,3
2,2
2,1
2,0
2,0
1,9
1,8
bron = ENERGIESPAREN.BE
Voorbeelden van combinaties met verschillende materialen
van schrijnwerk bij gebruik van superisolerende beglazing
met een U-glas = 1,1 W / ( m 2 ⋅ K ) (gasgevulde beglazing met
lage emissiefactor en 15mm spouw):
• Een raam in hardhout met 60mm profieldiepte en een
warmtedoorgangscoëfficiënt U van schrijnwerk =
2,0 W / ( m 2 ⋅ K ) resulteert in een raam met een
U-waarde = 1,7 W / ( m 2 ⋅ K ).
• Een aluminiumraam met thermische geïsoleerde
profielen en een warmtedoorgangscoëfficiënt
U-schrijnwerk = 2,6 W / ( m 2 ⋅ K ) resulteert in een raam
met een U-waarde = 1,9 W / ( m 2 ⋅ K )
• Een kunststofvenster in pvc met een profiel met
meerdere kamers en een warmtedoorgangscoëfficiënt
U-schrijnwerk =1,8 W / ( m 2 ⋅ K ) resulteert in een venster
met een U-waarde = 1,7 W / ( m 2 ⋅ K )
Uw-waarde van een venster kan ook berekend worden 4.
4
Meer informatie en uitwerking van deze formule vind je in hoofdstuk
‘Naslagwerk’.
41
6.2.3. Voorzetramen (Uw-waarde)
Bij een voorzetraam wordt op het bestaande (beweegbare
of vaste) raamkozijn van een raam aan de buitenzijde een
tweede kader met beglazing geplaatst. Hierdoor worden
twee bijkomende weerstanden gecreëerd, enerzijds door
het bijgeplaatste voorzetraam zelf en anderzijds door de
luchtlaag die ontstaat tussen de beide beglazingen. We
veronderstellen hierbij dat deze luchtlaag niet geventileerd is.
We kunnen de U-waarde van een voorzetraam bepalen door
het toepassen van een formule of door referentiewaarden te
gebruiken.
42
6.3
Bouwknopen (koudebruggen)
Thermische bouwknopen ( vroeger “koudebruggen”) ontstaan
door onderbrekingen in de warmte-isolatie van een gebouw.
Dit zijn delen van een buitenmuur waarbij de isolatie of
luchtlaag is onderbroken. We krijgen een rechtstreekse
geleiding (plaats met weinig thermische weerstand) waarbij
de warmtestroom gemakkelijk de buitenomgeving bereikt. De
U-waarde neemt op die plaats sterk toe.
Bouwknopen zijn verantwoordelijk voor relatief grote
warmteverliezen en veroorzaken de vorming van
condensatie en schimmel.
Voorbeelden van bouwknopen:
a)Geheel of gedeeltelijke doorbreking van de gebouwenschil
met materialen met een verschillend λ-waarde
(warmtegeleidingscoëfficient).
b)Wijziging van de dikte van de constructie.
c) Met verschillende binnen- en buitenoppervlakten zoals
aansluitingen tussen muren, vloeren, plafonds en daken.
Thermische bouwknopen zijn: raamomtrekken,
buitenschrijnwerk, dakvlakramen en poorten.
Bij de warmteverliesberekeningen moet je zeker rekening houden
met bouwknopen (is voorzien in het opgestelde rekenblad).
De warmtestroom bepaal je zo:
Φ=Ψ
⋅ l ⋅ ∆T
in W
Waarin:
Φ :
de warmtestroom door de bouwknopen in W.
Ψ :lijnwarmtedoorgangscoëfficient in deze thermische
bouwknopen op de plaats zelf, loodrecht op de
wand in W / ( m ⋅ K ) ;
waarden
ψ = 0,5
ψ = 1,5 - U
ψ = 0
als
als
als
U- waarde < 1
1 < U- waarde < 1,5
U - waarde> 1,5
U : warmtedoorgangscoëfficient van de buitenmuur
in W / ( m 2 ⋅ K )
l :
de lengte van de thermische bouwknoop in m
∆θ = θ int − θ e = ∆T : het temperatuurverschil in °C of K
43
6.4
Condensatie op constructies 5
Condensatie treedt op als de maximale dampspanning
die behoort bij de ter plaatse heersende
oppervlaktetemperatuur (pdo’ ) lager is dan de dampspanning
van de lucht in de omgeving (pdi ).
5
zie ook toegepaste wetenschappen: 11.1, 11.2 en 11.3
44
7. Warmteoverdrachtscoëfficiënt H in (W/K)
7.Warmteoverdrachtscoëfficiënt
H in (W/K)
7.1Algemeen
Het beschermd volume (BV) van een gebouw is het geheel
van ruimten die men als thermisch beschermd beschouwt, al
dan niet direct of indirect verwarmd.
Het beschermd volume omvat minstens de verwarmde
ruimten van het gebouw, maar daarnaast ook alle
onverwarmde ruimten die binnen de (geïsoleerde )
gebouwschil vallen.
Een aangrenzende onverwarmde ruimte (AOR) is een
voor gewoon gebruik dienstige onverwarmde ruimte, die
bovengronds gelegen is en die enerzijds grenst aan de
buitenomgeving en anderzijds aan het beschermd volume
van hetzelfde gebouw.
Indien de scheidingswanden tussen enerzijds de
onverwarmde ruimte en anderzijds de verwarmde ruimten
binnen het BV geïsoleerd zijn, dan wordt de onverwarmde
ruimte beschouwd als een aangrenzende onverwarmde
ruimte (AOR) die niet behoort tot het BV.
Indien de scheidingswanden tussen de onverwarmde
ruimte en de buitenomgeving geïsoleerd zijn, dan is de
onverwarmde ruimte niet als een AOR te beschouwen maar
als behorend tot het BV.
45
7.2
De warmteoverdrachtscoëfficiënt H in (W/K)
De warmteoverdrachtscoëfficiënt H (W/K) van een gebouw
geeft de hoeveelheid warmte aan die per tijdseenheid
en per graad temperatuurverschil tussen binnen- en
buitenomgeving wordt overgedragen, hetzij rechtstreeks
of via andere omgevingen waarvan de verwarmde ruimte
van het gebouw gescheiden is door de wanden die haar
omsluiten. (figuur 50)
De warmteoverdrachtscoëfficiënt H (W/K) is bepaald als:
H = HT
+ HV
in (W/K)
Waarin:
HT (W/K) : totale warmteoverdrachtscoëfficiënt voor de
warmteoverdracht door transmissie tussen
de verwarmde ruimte van het gebouw en de
buitenomgeving of via omgevingen waarvan
de verwarmde ruimten gescheiden is door de
wanden die haar omsluiten.
HV (W/K) : netto warmteoverdrachtscoëfficiënt voor de
warmteoverdracht door ventilatie tussen de
verwarmde ruimte van het gebouw en de
van buiten toegevoerde en/of de naar buiten
afgevoerde ventilatielucht.
46
7.3Totale warmteoverdrachtscoëfficiënt (HT) door transmissie
van een gebouw in W/K
De totale warmteoverdrachtscoëfficiënt door transmissie van
een gebouw, is bepaald door:
HT = H D + H g + HU +
HA
in (W/K)
waarin:
HT : totale warmteoverdrachtscoëfficiënt door transmissie van
een gebouw in W/K;
HD : de directe warmteoverdrachtscoëfficiënt door
transmissie doorheen alle vertrekelementen die de
verwarmde ruimte rechtstreeks scheiden van de
buitenomgeving in W/K; Hg : totale warmteoverdrachtscoëfficiënt door transmissie
tussen de verwarmde ruimte en de buitenomgeving via
de grond en via onverwarmde ruimten (AOR) in contact
met de grond in W/K;
HU : totale warmteoverdrachtscoëfficiënt door transmissie
tussen de verwarmde ruimte en de buitenomgeving via
aangrenzende onverwarmde ruimten in W/K; HA : de warmteoverdrachtscoëfficiënt door transmissie tussen
de verwarmde ruimte en een aangrenzend gebouw.
47
7.3.1.Directe warmteoverdrachtscoëfficiënt (HD) door
transmissie van de verwarmde ruimte van een
gebouw naar de buitenomgeving in W/K
De directe warmteoverdrachtscoëfficiënt door transmissie
(HD) van de verwarmde ruimte van een gebouw naar de
buitenomgeving wordt bepaald als volgt:
H D = ΣU ⋅ A + Σ l ⋅ψ + Σ χ
in (W/K)
Waarin:
A : oppervlakte van gebouwelement bepaald met de
buitenafmetingen in m²
U:
U-waarde van het gebouwelement in W / ( m 2 ⋅ K ) ;
l : lengte van de lineaire bouwknoop met
buitenafmetingen in m;
Ψ : lijnwarmtedoorgangscoëfficient van de lineaire
bouwknopen in W / ( m ⋅ K ) ;
χ : puntwaarde doorgangscoëfficient van de punt
bouwknopen in W/K.
Algemeen kunnen vereenvoudigde rekenmethodes voor
bepaling van HD gebruikt worden die in punt 14.2. zijn
uitgelegd (zie NBN B 62-002).
Voor lineaire bouwknopen kunnen vereenvoudigde
tabelwaarden aangenomen worden.
(zie bijlage H NBN B 62-002 (2008))
De U-, Ψ-waarden moeten met de voor het betrokken
bouwelement geëigende rekenmethode bepaald worden
naar gelang het berekeningsdoel van HT (nauwkeurig,
vereenvoudigd) en ter beschikking zijnde invoergegevens
( gekend, waarde bij ontstentenis, conventioneel,…).
Opmerking:
1. Punt bouwknopen mogen verwaarloosd worden als zij
slechts de intersectie zijn van de lineaire bouwknopen.
2. Indien de voornaamste isolatielaag in de aansluiting
tussen de verschillende gebouwelementen continu
doorloopt en de constante dikte behoudt, mogen
lineaire bouwknopen en punt bouwknopen
verwaarloosd worden. (zie noot 2 van 15.1)
48
via de grond of via deels of geheel door de grond
omsloten onverwarmde ruimten (Hg) in W/K
Wegens de grote thermische inertie van de grondmassa
kent de warmteoverdracht via de grond in werkelijkheid een
periodiek verloop dat afhankelijk is van de jaargemiddelde
temperatuurschommelingen; zowel binnen- als
buitentemperaturen. De nauwkeurige rekenmethodes van
NBN EN ISO 13370 bevatten daarom zowel stationaire als
periodieke termen voor het bepalen van Hg.
Met een eenvoudige berekening op basis van algemene
formules die voor de betrokken onderste vloeren of
ingegraven muren (van het BV) Hg bepaalt als een som van
termen.
Voor de niet ingegraven onderste vloeren van het BV
die rechtstreeks op de volle grond rusten of die gelegen
zijn boven (al of niet verluchte) onverwarmde ruimten
(kruipruimte), bevat de uitdrukking van Hg :
H g = A ⋅ U + l g ⋅ Ψg
in (W/K)
• de term die de warmtetransmissie doorheen de vloer
bepaalt als het product van de grondoppervlakte A en
de U-waarde van de vloer  A⋅ U in W/K;
• de term voor de verliezen t.g.v. lineaire bouwknopen van
de langs de vloeromtrek P gelegen aansluiting
muur-vloer met lengte lg en lineaire
warmtedoorgangscoëfficiënt Ψg ,
 l g ⋅ Ψg in W/K
Voor ingegraven vloeren
Hier wordt nog een term bijgevoegd n.l. het deel dat de
transmissie doorheen de ingegraven muur bepaalt als
het product van de grondomtrek (P in m), de gemiddelde
ingravingsdiepte (z in m) onder het maaiveld, gerekend tot
onder de vloeroppervlakte en de U-waarde van de muur
 z ⋅ P ⋅ U in W/K
H g = A ⋅ U + l g ⋅ Ψg + z ⋅ P ⋅ U
in (W/K)
49
7.3.3.Warmteoverdrachtscoëfficiënt door
transmissie (HU ) tussen verwarmde ruimten
en de buitenomgeving via aangrenzende
onverwarmde ruimten (AOR) in W/K
De AOR vormt een bovengronds gelegen thermische
bufferruimte tussen de verwarmde ruimten binnen het
beschermd volume en de buitenomgeving, via dewelke de
warmteoverdracht tussen het BV en de buitenomgeving
wordt getemperd.
Algemeen kan het bepalen van de HU-waarde geschieden
door een warmtebalans te maken van alle warmtestromen
die in en uit de AOR stromen door transmissie en door
ventilatie. Deze warmtestromen zijn schematisch voorgesteld
in bovenstaande figuur.
Hiu : De warmtestroom door transmissie en door ventilatie
doorheen de scheidingswanden tussen de verwarmde
ruimten en de AOR;
Hue : De warmtestroom door transmissie en door ventilatie
doorheen de scheidingswanden tussen de AOR en de
buitenomgeving;
Indien het doel van de berekening is om de thermische
prestatie van een gebouw uit te drukken, worden volgens
NBN EN 13789 de termen Hiu en Hue op de volgende
vereenvoudigde wijze bepaald.
Bij bepaling van Hiu wordt enkel rekening gehouden met de
transmissie (de term HT,iU ), waarbij elke invloed van mogelijke
bouwknopen verwaarloosd wordt en wordt eveneens het
ventilatieverlies (de term HV,iU ) buiten beschouwing gelaten.
Hiu wordt dan gegeven door:
H iu = H T ,iu = ΣU i
50
⋅ Ai
in (W/K)
De term Hue wordt vereenvoudigd bepaald als volgt:
H ue = H T ,ue + H V ,ue in W/K
Waarin: H T ,ue = ΣU e ⋅ Ae + Σl ⋅ Ψ
H V ,ue =0.34 ⋅ nue ⋅ V
Zodat:
H
ue = ΣU e ⋅ Ae + Σ l ⋅ Ψ + 0,34 ⋅ n ue ⋅ V in (W/K)
Waarin:
HT,ue: het transmissieverlies tussen de AOR en de
buitenomgeving, waarbij enkel lijnvormige
bouwknopen in rekening worden gebracht in W/K;
HV,ue : het ventilatieverlies tussen de AOR en de
buitenomgeving, waarbij een conventioneel
ventilatievoud aangenomen wordt.
V:
het luchtvolume van de AOR;
l : lengte van de lineaire bouwknoop met
buitenafmetingen in m;
Ψ : lineaire warmtedoorgangscoëfficiënt van de lineaire
bouwknoop in W / ( m ⋅ K ) ;
nue: het conventioneel ventilatievoud (natuurlijke
ventilatie )
Type
Beschrijving van de luchtdichtheid van de
buitenlucht van de AOR
nue(h-1)
1
geen deuren of ramen, alle aansluitingen tussen
gebouwdelen luchtdicht, geen ventilatieopeningen
0.1
2
alle aansluitingen tussen gebouwdelen luchtdicht,
geen ventilatieopeningen
0.5
3
alle aansluitingen tussen gebouwdelen luchtdicht,
kleine ventilatieopeningen voorzien
1
4
niet luchtdicht omwille van plaatselijke ondichtheden of
permanente ventilatieopeningen
3
5
niet luchtdicht omwille van talrijke ondichtheden of
grote of talrijke ventilatieopeningen
10
51
7.3.4.Warmteoverdrachtscoëfficiënt door
transmissie (HA) tussen verwarmde ruimten en
aangrenzende gebouwen in W/K
In het geval de verwarmde ruimten binnen het BV van een
gebouw grenzen aan een aangrenzend gebouw, waarvan
de ruimten zich bevinden op een temperatuur die verschilt
van deze binnen het BV van het beschouwde gebouw, dan
wordt de warmteoverdrachtscoëfficiënt (HA) tussen de beide
gebouwen bepaald door:
H A
= bia ⋅ H ia
W/K
waarin:
Hia : de warmteoverdrachtscoëfficiënt door transmissie
tussen de verwarmde ruimten binnen het BV en het
aangrenzend gebouw, bepaald volgens:
W/K
H ia = H T ,ia = ΣU i ⋅ Ai
bia : correctiefactor, bepaald volgens:
θ −θa
θ int − θ e
i nt
b
ia =
θint : θe : θa : (-) onbenoemd
de temperatuur van de verwarmde ruimte in °C;
temperatuur van de buitenomgeving in °C;
de temperatuur van het aangrenzend gebouw in °C
Opmerking:
• bia kan zowel negatief als positief zijn;
• HA bevat enkel een term die de warmteoverdracht door
transmissie betreft en geen bouwknopen in rekening
brengt. De scheidingswanden worden luchtdicht
beschouwd zodat warmteoverdracht door ventilatie
verwaarloosd wordt.
52
7.4Warmteoverdrachtscoëfficiënt (HV) door ventilatie van
het beschermd volume in W/K
De warmteoverdrachtscoëfficiënt door ventilatie (HV) van
het BV wordt bepaald voor het geheel van alle ruimten die
binnen het beschermd volume van gebouwen gelegen zijn.
Algemeen wordt HV bepaald volgens:
HV = ρ ⋅c ⋅
1
⋅ V W/K
3600
waarin:
ρ:
massadichtheid van lucht 1,205 kg/m³
c:
soortelijke warmte van lucht 1005 J /(kg ⋅ K )
ρ ⋅c
3600
= 0,34 : specifieke warmtecapaciteit van lucht
V : het totaal in te rekenen ventilatiedebiet van het BV,
waarbij een onderscheid gemaakt wordt tussen
ruimten die natuurlijk geventileerd zijn en ruimten
die mechanisch geventileerd zijn.
H V = 0,34 ⋅ V W/K
Minimaal ventilatiedebiet (Vmin)
Bij gebruik van een gebouw door mensen is een minimaal
ventilatiedebiet met verse buitenlucht noodzakelijk om in de
perioden van gebruik de minimale binnenluchtkwaliteit te
verzekeren die voldoet aan de gestelde eisen inzake comfort
en gezondheid.
Dat minimum ventilatiedebiet is afhankelijk van het type van
gebouw, het soort van ruimten en het gebruikspatroon.
Voor residentiële gebouwen wordt het minimum
ventilatiedebiet bepaald volgens de volgende uitdrukking:
Vmin = nmin ⋅ VL in m³/h
waarin:
VL: totale luchtvolume van het BV in m³ ;
nmin: minimaal ventilatievoud per uur, waarvoor als waarde bij
ontstentenis aangenomen wordt: nmin= 0,3 h-1
dan wordt
voor residentiële gebouwen is VL = 0.8 V;
voor niet residentiële gebouwen is VL = 0.9 V
H V = 0,34 ⋅ n min ⋅ V L
53
Voor een gebouw met uitsluitend natuurlijke ventilatie,
d.w.z. in dewelke een onbewuste ventilatie plaatsvindt
doorheen ondichtheden in de gebouwenschil en/of een
bewuste ventilatie via natuurlijke ventilatievoorzieningen
(toevoerroosters, verticale afvoerkanalen,…) wordt de
warmteoverdrachtscoëfficiënt door ventilatie (HV) berekend
volgens :
H V = 0,34 ⋅ VL
Waarin:
V: het totaal ventilatiedebiet (m³/h) dat in
ontwerpvoorwaarden voor de natuurlijk
geventileerde ruimten van het gebouw bepaald is
als:
V = max (Vmin ; Vd)
V min = n min ⋅ V L  minimaal ventilatiedebiet in m³/h
Vd : het ontwerpventilatiedebiet wegens infiltratie in m³/h
H V = 0,34 ⋅ n min ⋅ V L
in (W/K)
Ventilatiedebiet volgens NBN D50-001
TOEVOER
Ruimte
Woonkamer
Slaapkamer
Studeerkamer
Nominale debiet
Algemene
Minimaal
regel
debiet
75 m³/h
3,6 m³/h . m²
25 m³/h
Mag beperkt
worden tot
150 m³/h
72 m³/h
Speelkamer
AFVOER
Ruimte
Nominale debiet
Algemene
Minimaal
regel
debiet
Was-, droogplaats
3,6 m³/h . m²
Open keuken
WC
54
Mag beperkt
worden tot
Keuken
Badkamer
50 m³/h
75 m³/h
75 m³/h
--
25 m³/h
Vrije toevoer
(A, C)
maximaal
--
2 x nominaal
8. Warmteverliezen bij gebouwen
8.Warmteverliezen bij gebouwen
8.1
Doelstellingen en principes van de rekenmethode
De warmteverliezen van een gebouw bereken je om:
• het minimaal te installeren vermogen van
verwarmingslichamen per lokaal te bepalen;
• het minimale ketelvermogen van het gehele gebouw te
bepalen;
• de verwarmingslichamen te dimensioneren.
Veronderstellingen in normale gevallen:
• vertrekhoogte kleiner dan 5 m;
• gelijkmatige temperatuurverdeling;
• stationaire voorwaarden (lucht en comforttemperaturen
zijn ongeveer gelijk, vaste gebouwkarakteristieken).
Invoergegevens:
• Bepaalde invoergegevens (o.a.: buiten- en
binnentemperatuur) worden ingevuld volgens de
richtwaarden (norm) of volgens de vraag van de klant.
8.2
Rekenprocedure voor een verwarmd vertrek
• bepalen van de buitentemperatuur (θe );
• vastleggen van de ontwerpbinnentemperatuur (θint )
(zie tabel op volgende pagina);
• bepalen U-waarden, Ψ-waarden van alle bouwdelen;
• berekenen van de transmissieverliezen naar alle vlakken
van het lokaal (o.a. naar buiten, naar de aangrenzende
verwarmde of onverwarmde ruimten, naar de grond,
naar kruipkelder);
• berekenen van de ventilatieverliezen, natuurlijke en/of
mechanische ventilatie;
• bepalen van de totale warmteverliezen (ΦHL).
55
8.3Invoergegevens
8.3.1.
Buitentemperaturen (θe )
8.3.2.
Binnentemperaturen θint
Op nationaal vlak en/of per project te bepalen.
Richtwaarden volgens de normen:
Binnentemperaturen θint - ontwerptemperaturen
Type lokaal
56
θint in °C
residentiële leefruimte
20
trappenhal
16
badkamer
24
bureau
20
gemeenschappelijke bureaus
20
vergaderzaal
20
auditorium
20
cafetaria / restaurant
20
klaslokaal
20
verpleegzaal
20
kerk
15
museum, galerij
16
8.3.3.Gegevens over het gebouw
We gebruiken de bouwplannen van de architect waaruit we
deze gegevens kunnen afleiden:
• oriëntatie;
• afmetingen van de verschillende vertrekken;
• oppervlakten van alle bouwelementen (o.a. wanden,
vloeren, ramen);
• thermische karakteristieken van alle wanden:
• warmtedoorgangscoëfficiënt (U-waarde) van alle
wanden;
• lineaire warmtedoorgangscoëfficiënt (ψ-waarde) van
2D-bouwknopen en corresponderende lengte (l);
• puntvormige 3D-bouwknopen (χ-waarde).
8.3.4.
Invoergegevens aangaande de ventilatie
• nmin : minimum ventilatievoud (h-1)
• n50 : ventilatievoud bij 50 Pa (h-1) (drukverschil 50 Pa)
• Vinf : infiltratiedebiet t.g.v. ondichtheid van de
gebouwschil (m³/h)
• Vsu : debiet van de toevoerlucht (m³/h)
• Vex : debiet van de afvoerlucht (m³/h)
• ηv : rendement van de warmtewisselaar
57
8.4
Warmteverliezen van een vertrek (ΦHL) in W
8.4.1.Warmteverlies door transmissie van een vertrek
(ΦT ) in W
Φ T = H T ⋅ (θ int − θ e ) in W
waarin:
HT
= H D + H g + H U + H A in W/K
Φ
T = ( H D + H g + H U + H A ) ⋅ ∆T
in W
waarin:
ΦT : transmissieverliezen van een vertrek in W;
HD : de directe warmteoverdrachtscoëfficiënt door
transmissie doorheen alle vertrekelementen die de
verwarmde ruimte rechtstreeks scheiden van de
buitenomgeving in W/K;
Hg : totale warmteoverdrachtscoëfficiënt door
transmissie tussen de verwarmde ruimte en de
buitenomgeving via de grond en via onverwarmde
ruimten (AOR) in contact met de grond in W/K;
HU : totale warmteoverdrachtscoëfficiënt door
transmissie tussen de verwarmde ruimte en de
buitenomgeving via aangrenzende onverwarmde
ruimten in W/K; HA : de warmteoverdrachtscoëfficiënt door transmissie
tussen de verwarmde ruimte en een aangrenzend
gebouw in W/K;
∆T = θ int − θ e : temperatuurverschil in K
58
8.4.2.Warmteverlies door ventilatie van een vertrek
(ΦV) in W
Φ V = H V ⋅ (θ int − θ e ) in W
waarin:
H V = 0,34 ⋅ V min
H V = 0,34 ⋅ n min ⋅ V L
(θ int − θ e ) = ∆T
Φ V = 0,34 ⋅ n min ⋅ V L ⋅ ∆T
in W
waarin:
nmin ⋅ VL = Vmin : minimaal hygiënisch ventilatiedebiet
in m³/h;
VL : totaal luchtvolume van BV;
nmin : minimale ventilatievoud h-1
∆T :
temperatuurverschil in K
8.5. Totale warmteverliezen van een vertrek (ΦHL) in W
Om de totale warmteverliezen van een vertrek te bepalen,
maken we de som van de transmissie- en ventilatieverliezen.
Deze som vermenigvuldigen we met een toeslagfactor voor
oriëntatie en koude wanden.
Φ
HL = (Σ Φ T + ΦV ) ⋅ (1 + M o + M cw )
Waarin:
ΦHL :
ΦT :
ΦV :
Mo :
Mcw :
in W
totale warmteverliezen van een vertrek in W
de transmissieverliezen van het vertrek in W
de ventilatieverliezen van het vertrek in W
toeslag voor oriëntatie
toeslag voor koude wanden
59
8.5.1.
Toeslagfactor voor de oriëntatie (M0)
Je bepaalt van een vertrek:
• alle buitenwanden met ramen of beglaasde deuren;
• alle buitenwanden zonder ramen waarvan de U-waarde
> 1 W / ( m2 ⋅ K ) .
De ongunstigste wand bepaalt de toeslagfactor van het
vertrek in:
Waarden
oriëntatie
noord
oost
zuid
west
M0
0,05
0,025
0
0,025
Opmerkingen:
Voor een vertrek met een platdak of licht hellend (inclinatie <
30%), geldt : M0 = 0,05 bij volgende voorwaarde:
• indien het dak lichtkoepels of dakvlakramen bevat;
• of indien de U-waarde dak > 1 W / ( m 2 ⋅ K )
8.5.2. Toeslagfactor voor de koude wanden (Mcw)
Voor vertrekken waarvan één of meer verticale
buitenwanden niet-gecompenseerde buitenwanden zijn,
moet je een toeslag toepassen. De niet-gecompenseerde
koude wand omschrijf je als buitenwand of deel van de
buitenwand (b.v. raam).
Deze toeslagfactor pas je maar een keer toe per vertrek voor
de ongunstigste gevel.
Voor vloerverwarming moet je een randzone met verhoogde
warmteafgifte voorzien.
Voorwaarden:
• oppervlakte wand > dan 1m²
• U-waarde > 1 W / ( m 2 ⋅ K )
• buitenwanddeel niet gecompenseerd door een juiste
plaatsing van een verwarmingselement of blaasmond
van een verwarmingstoestel of door een verhoging van
de warmteafgifte in de nabijheid van de koude wand in
geval van een stralingsverwarming.
60
M cw = 0,00185 ⋅ l cw ⋅ U cw
in W
waarin:
Mcw : toeslagfactor koude wanden
lcw : de diepte van het vertrek d.i. de afstand tussen de
koude niet-gecompenseerde wand en de wand
daartegenover in m
Ucw : warmtedoorgangscoëfficiënt van de nietgecompenseerde koude wand in W / ( m 2 ⋅ K )
8.6
Samenvatting totale warmteverliezen ΦHL
HD
directe warmteoverdrachtscoëfficiënt via
gebouwenschil
H D = ∑ A ⋅ U + ∑ l ⋅ Ψ + Σχ
Niet ingegraven vloer:
Totale
warmteverliezen
Warmteverliezen
door
transmissie
Φ T = H T ⋅ ∆T
Φ HL
Hg
warmteoverdrachtscoëfficiënt door transmissie
via de grond of deels door de grond
Φ HL
in W/K
Ingegraven vloer en muur:
ondergrondse ruimte, kelder of kruipruimte
H g = Σ A ⋅ U + l g ⋅ Ψ g + z ⋅ P ⋅ U in W/K
HU
tussen verwarmde ruimten en
de buitenomgeving via AOR
HA
tussen verwarmde ruimten en
aangrenzende gebouwen
Warmteverliezen door
ventilatie
H g = Σ A ⋅U + l g ⋅ Ψg
HV
warmteoverdrachtscoëfficiënt door ventilatie
Mo
toeslagfactor voor oriëntatie
Mcw
toeslagfactor voor koude wanden
H iu = H T ,iu = ΣU i ⋅ Ai
H ue = H T ,ue + H V ,ue
H T ,ue = Σ U e ⋅ Ae + Σ l ⋅ψ
H V ,ue = 0,34 ⋅ n ue ⋅ Vu
H ue = Σ U e ⋅ Ae + Σ l ⋅ Ψ + 0,34 ⋅ n ue ⋅ Vu
H A = bia ⋅ H ia
waarin : H ia = H T ,ia = ΣU i ⋅ Ai
θ −θ a
bia = int
θ int − θ e
H V = 0,34 ⋅ V (algemeen)
H V = 0,34 ⋅ Vmin
H V = 0,34 ⋅ n min ⋅ V L
M cw= 0,00185 ⋅ l cw ⋅ U cw
Φ HL = (Φ T + Φ V ) ⋅ ( 1 + M o + M cw )
61
62
9. Energieprestatieregelgeving (EP regelgeving)
9.Energieprestatieregelgeving
(EP regelgeving)
9.1Toepassingsdecreet
Op Europees vlak werd op 16 december 2002 een richtlijn
goedgekeurd over de energieprestaties van gebouwen.
Europa wil in het kader van het Kyoto-protocol de
uitstoot van de broeikasgassen in gebouwen in 2020 ten
opzichte van 1990 met ten minste 20% verminderen. De
Europese richtlijn legt de lidstaten verplichtingen op om
via eigen regelgeving minimumeisen op te leggen aan
de energieprestatie van nieuwe en gerenoveerde grote
gebouwen. Bij nieuwbouw, verkoop of verhuur van een
gebouw moet er ook een energieprestatiecertificaat
opgesteld worden.
Omdat de bevoegdheid voor de bevordering van rationeel
energiegebruik in ons land gewestelijk is, zorgen de drie
gewesten voor de omzetting van de richtlijn.
Om betere energieprestaties in gebouwen te stimuleren
voerde Vlaanderen, in het kader van de omzetting
van de Europese richtlijn, vanaf januari 2006 een
energieprestatieregelgeving (EPR) in.
De huidige isolatieregelgeving werd vanaf 2007 vervangen
door de energieprestatieregelgeving: het energieprestatiedecreet en haar uitvoeringsbesluiten.
63
Vlaams gewest:
Momenteel is de energieprestatieregelgeving opgenomen
in het Energiedecreet van 8 mei 2009 (B.S. 6 juli 2009) en het
Energiebesluit van 19 november 2010 (B.S. 8 december 2010).
Het Energiedecreet omvat:
• het decretale kader voor het omzetten van de eerste 4
verplichtingen van de Europese richtlijn.
• de uitvoerings- en handhavingsmaatregelen.
Het Energiebesluit geeft uitvoering aan:
• de methode waarmee de energieprestatie wordt
berekend;
• de eisen op het vlak van de energieprestaties en het
binnenklimaat van gebouwen;
• de bepaling van de gebouwen of werkzaamheden
waarvoor uitzondering, afwijking of vrijstelling van een of
meer eisen mogelijk is;
• de effectieve invoeringsdatum van de
energieprestatieregelgeving.
In nieuwe gebouwen moet vanaf 1 januari 2014 een
minimum hoeveelheid energie uit hernieuwbare
energiebronnen worden gebruikt. De nieuwe verplichting
is via een wijziging van het Energiebesluit, opgenomen in
de energieprestatieregelgeving. Het wijzigingsbesluit werd
goedgekeurd op 28 september 2012 (B.S. 16 november
2012).
Meer informatie: http://www.energiesparen.be/
Brussels hoofdstedelijk gewest:
Op 5 mei 2011 (B.S. 14 september 2011) keurde de Brusselse
Hoofdstedelijke Regering het besluit goed tot wijziging van
meerdere uitvoeringsbesluiten van de ordonnantie van 7 juni
2007 betreffende de energieprestatie en het binnenklimaat
van gebouwen.
Meer informatie : http://www.ibgebim.be/
Waals gewest:
Op 17 april 2008 (B.S. 30 juli 2008) keurde de Waalse Regering
het Besluit van de Waalse Regering goed tot vaststelling van
de berekeningsmethode en de eisen, de goedkeuringen
en de sancties op het vlak van de energieprestaties en het
binnenklimaat van gebouwen.
Meer informatie : http://energie.wallonie.be/
64
9.2
Wat is de energieprestatie van een gebouw?
De energieprestatie van een gebouw drukt uit hoe goed een
gebouw op het vlak van energieverbruik presteert.
Het energieverbruik van een gebouw hangt af van:
• de warmtegeleidingverliezen (afhankelijk van de
thermische isolatie en de constructie );
• de ventilatieverliezen;
• de interne warmtewinsten en de zonnewinsten;
• het rendement van de verwarmingsinstallatie;
• het rendement van de koelinstallatie (bij grote
gebouwen);
• de verlichtingsinstallatie (bij niet-woongebouwen);
• eventuele zonne-energiesystemen.
Vaillant
Als je de energieprestatie van een gebouw berekent, reken je
met een programma het verbruik om naar een karakteristiek
jaarlijks primair energieverbruik. Dan vergelijk je dit met een
door de overheid bepaalde referentie-waarde.
karakteristiek jaarlijks
primair energieverbruik
van het karakteristiek
< referentiewaarde
jaarlijks primair energieverbruik
Het rendement van de berekening is het peil van het
primaire energieverbruik of E-peil.
E-peil  karakteristiek jaarlijks primair energieverbruik x 100
referentiewaarde
65
9.3
Welke zijn de verplichtingen van de EP-regelgeving?
De energieprestatieregelgeving is een gevolg van de
Kyoto-eisen voor de vermindering van de uitstoot van
broeikasgassen. Woongebouwen maken amper 40% uit van
het totale volume dat jaarlijks nieuw gebouwd wordt. Een
uitbreiding naar andere gebouwentypes (o.a. industriële
gebouwen, kantoorgebouwen, schoolgebouwen) drong zich
dus op.
In dit verband worden er op drie vlakken verplichtingen6
opgelegd:
• thermische isolatie  beperken energieverbruik:
• maximaal K-peil voor woningen;
• maximale U-waarde of minimale R-waarde voor de
scheidingsconstructies.
• binnenklimaat  kwaliteit binnenlucht:
• minimale ventilatievoorzieningen;
• beperken van risico op oververhitting in de zomer.
• energieprestatie  beperken energieverbruik:
• maximaal E-peil
Om de huidige waarden te kennen:
raadpleeg het Vlaams Energie Agentschap (VIA),
voor Brussel: www.ibgebim.be
6
66
9.4Samenvatting
Een samenvatting van de EP-regelgeving op vlak van thermisch isolatie, energieprestatie en binnenklimaat voor
het Vlaams gewest (januari 2013); vanaf januari 2014 zijn er wijzigingen. Op de websites (hiervoor vermeld) kan
je de volledige informatie terugvinden :
Aard van het werk
Bestemming
EPB-eis
woningen
kantoor en school
andere specifieke
bestemming
Industrie
Nieuwbouw of herbouw
Ontmanteling
Gedeeltelijke herbouw met BV groter
dan 800m³ *
thermische isolatie
maximaal K40 (gebouw) en maximale U-waarden
of minimale R-waarden
maximaal K40
Gedeeltelijke herbouw met minstens
één wooneenheid *
Uitbreiding met een BV groter dan
800m³ *
Uitbreiding met minstens één
wooneenheid *
Gedeeltelijke herbouw met een BV
kleiner dan of gelijk aan 800m³ en
zonder wooneenheid
Uitbreiding met een BV kleiner
dan of gelijk aan 800m³ en zonder
wooneenheden
Verbouwing
Functiewijziging met BV groter dan
800m³
energieprestatie
binnenklimaat
thermische isolatie
maximaal E70
(vanaf 01/01/2014 E60)
(wooneenheid)
minimale
ventilatievoorzieningen
en beperken van
risico op verhitting
(wooneenheid)
maximaal E70 (E60)
(eenheid van
bestemming)
minimale
minimale
minimale
maximale U-waarden of minimale R-waarden ( voor nieuwe delen )
energieprestatie
binnenklimaat
minimale ventilatievoorzieningen( voor nieuwe delen )
thermische isolatie
maximale U-waarden of minimale R-waarden ( voor nieuwe delen )
energieprestatie
binnenklimaat
ventilatie: minimale toevoeropeningen (bij vervanging van ramen )
thermische isolatie
maximaal K65 (gebouw of deel van gebouw dat functiewijziging ondergaat)
energieprestatie
binnenklimaat
minimale ventilatievoorzieningen (gebouw of deel van gebouw dat
functiewijziging ondergaat)
* de EP-eisen alleen van toepassing op nieuw gebouwde deel
67
68
10. naslagwerk
10.Naslagwerk
10.1Uw -waarde van een raam
kun je ook berekenen door volgende formule toe te passen:
Uw =
Ag ⋅U g + A f ⋅U f + Ap ⋅U p + l g ⋅ Ψg + l p ⋅ψ p
Ag + A f + Ap
uitgedrukt in W / ( m 2 ⋅ K )
waarin:
Uw :warmtedoorgangscoëfficiënt van het raam
in W / ( m 2 ⋅ K )
Ug :warmtedoorgangscoëfficiënt van de beglazing
in W / ( m 2 ⋅ K )
Up :warmtedoorgangscoëfficiënt van het vulpaneel of
ventilatierooster in W / ( m 2 ⋅ K )
Uf :warmtedoorgangscoëfficiënt van het raamprofiel
in W / ( m 2 ⋅ K )
Ag :oppervlakte van de beglazing in m² :
 de kleinste van de beide zichtbare oppervlakten
gezien van de beide zijden
Af :oppervlakte van het raamprofiel in m²
 de grootste van de beide geprojecteerde
raamprofieloppervlakten gezien van beide zijden
Ap :oppervlakte van het vulpaneel, ander element,
of ventilatierooster in m²
lg :totale omtrek van de aansluiting glasraamprofiel
in m  de grootste zichtbare lengte gezien van
beide zijden
lp :totale omtrek van het vulpaneel, of ander element,
ventilatierooster in m
ψg :lineaire warmtedoorgangscoëfficiënt van
glasraamprofiel in W / ( m ⋅ K )
ψp :lineaire warmtedoorgangscoëfficiënt van het
vulpaneel, ander element of ventilatierooster
in W / ( m ⋅ K )
69
10. naslagwerk
10.2Condensatie
10.2.1Oppervlaktecondensatie
Oppervlakkige condensatieverschijnselen beschrijven
we meestal niet met de hulp van dampspanningen maar
met de hulp van dampconcentraties. De omrekening van
concentraties naar spanningen en omgekeerd kun je doen
met de volgende betrekkingen:
p = R ⋅T ⋅c
waarin:
p:
c:
T:
R:
of
c=
p
R ⋅T
dampspanning in Pa
dampconcentratie in kg/m³
temperatuur in K
gasconstante waterdamp ( 462 J / (kg ⋅ K )
Condensatie op een oppervlak vindt dus plaats als de
maximale dampconcentratie die bij de temperatuur van het
oppervlak (co ) behoort, lager is dan de dampconcentratie
van de lucht in de omgeving (ci ):  co’ < ci
De dampconcentratie in het lokaal (ci ) hangt ook af van de
vochtproductie in de ruimte.
70
10. naslagwerk
Relatieve luchtvochtigheid ( %)
θ in °C
9
10
20
pd
c
pd
c
pd
c
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
1,15
0,72
1,23
0,77
2,34
1,46
2,29
1,43
2,45
1,53
4,67
2,92
3,44
2,15
3,68
2,30
7,01
4,39
4,59
2,87
4,91
3,07
9,35
5,87
5,74
3,59
6,14
3,84
11,71
7,361
6,88
4,31
7,36
4,61
14,0
8,83
8,03
5,04
8,59
5,39
16,4
10,4
9,18
5,76
9,82
6,17
18,7
11,9
10,32
6,49
11,04
6,94
21,0
13,3
11,473
7,223
12,272
7,732
23,4
14,9
pd = dampspanning in Pa
c = dampconcentratie in g/kg bij een pN
Verklaring voorbeeld:
Toestand 1:
•
•
•
•
Omgevingslucht: temperatuur 20 °C
Relatieve vochtigheid: 50%
Dampspanning pd : 11,7 Pa
Dampconcentratie co : 7,36 g/kg.
Toestand 2:
• Lucht afkoelen tot 10 °C
• Temperatuur: 10 °C
• Relatieve vochtigheid: 100%
• Dampspanning pd : 12,27 Pa
• Dampconcentratie co : 7,73 g/kg
»» co = 7,73 > ci = 7,36 g/kg
 geen condensatie, kan zelfs vocht opnemen
Toestand 3:
• Lucht afkoelen tot 9 °C
• Temperatuur: 9 °C
• Relatieve vochtigheid: 100%
• Dampspanning pd : 11,47 Pa
• Dampconcentratie co : 7,22 g/kg
»» co = 7,22 < ci = 7,73 g/kg
 er treedt condensatie op
71
10. naslagwerk
10.2.2 Temperatuurfactor (f )
De thermische kwaliteit van de constructie ter plaatse
en de binnen- en buitentemperatuur bepalen de
oppervlaktetemperatuur.
De thermische kwaliteit van een constructiedoorsnede kun je
uitdrukken met de zogeheten temperatuurfactor f.
f =
θ i , opp − θ e , lucht
θ i , lucht − θ e , lucht
waaruit
θ i ,opp = θ e, lucht + f ⋅ (θ i , lucht − θ e, lucht )
in °C
waarin:
θi, opp : oppervlaktetemperatuur aan de binnenzijde in °C
θi, lucht : luchttemperatuur binnen in °C
θe, lucht : luchttemperatuur buiten in °C
f:
temperatuurfactor < 1 en onbenoemd.
De f-factor (minimaal 0,65) is kleiner dan 1 en stijgt bij een
betere thermische isolatie. Hoe hoger de f-waarde, hoe
dichter de oppervlaktetemperatuur van de constructie bij de
temperatuur van de binnenlucht ligt.
Voorbeeld:
Veronderstel dat de waarde van f op een bepaalde plaats
0,7 bedraagt. De binnentemperatuur is 24 °C en buiten is de
temperatuur -5 °C.
θ i ,opp = θ e, lucht + f ⋅ (θ i , lucht − θ e, lucht )
waarin:
θi, lucht = 24 °C
θe, lucht = -5 °C
f=
0,7
θi, opp = -5 + 0,7 ∙ ( 24 + 5 )
θi, opp = 15,3 °C
Opmerking:
De f-waarde van bouwknopen is meestal lager dan
die van dubbel glas. Als je enkel glas, waarop geregeld
condensatie optreedt, vervangt door dubbel glas, dan kan
de dampconcentratie zo hoog zijn dat er condensatie op de
bouwknoop optreedt.
72
10. naslagwerk
10.3 Enkele voorbeelden van isolatiemateriaal
Kurk ( ICB )
Beschrijving
Dit is een natuurproduct dat wordt gewonnen uit de
schors van de kurkeik. Die groeit in het Westen van het
Middellandse Zeegebied, vooral in Portugal. De lappen
schors worden gekookt en gedroogd. Dan worden ze
vermalen tot korrels (soms geïmpregneerd), verhit, en
onder hoge druk tot blokken geperst. Tijdens dit bakproces,
bij temperaturen van ± 400 °C, expanderen de korrels.
De isolatiewaarde stijgt, terwijl de vrijkomende harsen de
kurkkorrels aan elkaar binden. Zo ontstaat een compacte
massa waaruit je achteraf platen kunt snijden.
Kenmerken
• thermisch en akoestisch isolerend;
• duurzaam en ecologisch materiaal;
• massadichtheid van 100-200 kg/m³;
• de warmtegeleidingcoëfficiënt λ = 0,040-0,045 W / ( m ⋅ K );
• brandbaar (nabehandeling).
Handelsvormen
• losse kurkkorrels;
• platen waarbij dikten en breedten kunnen variëren;
• decoratieve wandbekleding en vloerbedekking;
• schalen voor buisisolatie.
Minerale wol (MW), glaswol (MWG)
Beschrijving
Minerale wol is gebaseerd op een vezelstructuur.
Achim Hering
Het glas is een mengsel met als voornaamste bestanddelen:
• kwartskiezelaarde in de vorm van zand, (siliciumdioxide
of ketelsteen);
• een smeltmiddel (calciumcarbonaat, natriumsulfaat of
kaliumsulfaat) om de smelttemperatuur te verlagen;
• en stabilisatoren (calciumsulfaat en magnesiumsulfaat)
om de weerstand van het glas te verhogen.
73
10. naslagwerk
Dat wordt allemaal fijn gemalen en gedroogd. Deze
samengestelde grondstoffen worden in een oven gesmolten
bij een temperatuur ± 1.400 °C. Het gesmolten glas wordt
gecentrifugeerd in een trommel waarvan de zijkanten
kleine gaatjes vertonen. Door de centrifugale kracht en een
hete luchtstroom ontstaan er lange dunne glasvezels met
een diameter die varieert van 1,4 (fijne) tot 5 μm (normale).
Door toevoeging van lijmhars (thermohardende binder) en
de polymerisatie ervan worden de vezels in een volgende
productieproces, op die plaatsen waar ze elkaar raken, aan elkaar
verankerd. Daardoor krijgen de platen een zekere stijfheid.
Glaswolplaten zijn naargelang van het gebruik (vloeren,
binnen- of buitenmuren plafonds,) onbekleed of hebben een
dampdichte laag (alukraft of weerbestendige glasvlies op 1
zijde, soms op beide zijden).
Glaswoldekens zijn naargelang het gebruik (daken, zolders)
onbekleed of hebben aan één zijde een dampdichte laag
(alukraft) en/of versterkte flenzen (spijkerflensdekens) om
tussen de kepers te bevestigen. Soms zijn ze bekleed met
een beschermend zacht polyestervlies om ze te kunnen
uitrollen op hellende daken. Die glaswoldekens kun je
gemakkelijk in opgerolde vorm verpakken.
Als de constructie het eist, moet je een aparte lucht/
dampscherm voorzien.
Je kunt de leidingschalen afwerken met versterkt
aluminiumkraftpapier, PVC-folie, aluminiumbeplating of een
bekleding van gewapend aluminium.
Glaswolkoord is kruislings omwikkeld met metaaldraad voor
het isoleren van moeilijke vormstukken.
Kenmerken
• thermisch en akoestisch isolerend;
• duurzaam en ecologisch materiaal;
• waterafstotend (geïmpregneerde);
• massadichtheid van 16 - 100 kg/m³;
• de warmtegeleidingscoëfficiënt λ = 0,032 - 0,040 W / ( m ⋅ K ) ;
• gemakkelijk aan te brengen;
• bestand tegen hoge temperaturen;
• onbrandbaar en brandwerend;
• dimensioneel stabiel.
74
10. naslagwerk
Handelsvormen
• uitvoeringen naargelang van de toepassing, assortiment
is heel uitgebreid: diverse dikten, breedten en lengten;
• losse glaswol, spouwwol;
• glaswolkoord;
• glaswolplaten: harde of halfharde;
• glaswoldekens;
• schalen voor buisisolatie,diameter 15 tot > dan 200 mm;
• zelfdragende luchtkanalen.
Steenwol, Rotswol (MWR)
Beschrijving
Steenwol is gemaakt uit een vulkanisch rotsgesteente
(diabaas). In het productieproces brengen ze deze grondstof
eerst in zijn oorspronkelijke lavavorm terug (±1600 °C).
Dan voeren ze hem langs sneldraaiende cilinders, waar de
erg dunne vezels worden gesponnen. Afhankelijk van de
brandbaarheidsfactor, de druk- en watervastheid voegen ze
een bepaalde hoeveelheid kunsthars of siliconen toe. De
steenwollaag wordt hierna op de gewenste dikte gebracht
en door een oven gevoerd die het materiaal uithardt om er
ten slotte platen, dekens of losse vlokken van te maken.
Het gamma en de afwerking waarin deze steenwolisolatie
wordt geleverd komt overeen met die van glaswolisolatiematerialen.
Kenmerken
• de warmtegeleidingscoëfficiënt λ = 0,035 - 0,042 W / ( m ⋅ K ) ;
• gemakkelijk aan te brengen;
• vochtwerende eigenschappen;
• thermisch, akoestisch en brandwerend;
• bestand tegen hoge temperaturen;
• volledig recycleerbaar;
• niet onderhevig aan krimp of uitzetting.
Handelsvormen (zie glaswol)
• Is verkrijgbaar in gevarieerde afwerkingen, dikten en
formaten.
• Glas- én steenwol kun je gebruiken voor alle
toepassingen, op voorwaarde dat je de voorgeschreven
uitvoering respecteert.
• Steenwoldekens gestikt op gaas om ketels te isoleren.
75
10. naslagwerk
Cellenglas, cellulair schuimglas of foamglas (CG)
Beschrijving
Cellulair schuimglas (foamglas) maken ze van glaspoeder van
chemisch zuiver borosilicatenglas, vermengd met koolstof.
Bij verhitting tot 1.000 °C oxideert de koolstof en vormt hij
gasbellen, gescheiden door glaswandjes. De overtollige
koolstof geeft aan het materiaal een zwarte kleur en een
hardnekkige geur tijdens de verwerking.
Kenmerken
• de warmtegeleidingscoëfficiënt (λ) 0,042 - 0,050 W / ( m ⋅ K ) ;
• grote drukvastheid (vb: 500 tot 1600 kN/m²);
• ondoordringbaar voor water en damp
(dampdiffusiedicht);
• vormvast;
• bestendig tegen agressieve stoffen
• onbrandbaar, geen giftige rook noch gassen
• milieuvriendelijk;
• hoge kostprijs.
Handelsvormen
• platen met diverse dikten, toegepast in de industriële
sector;
• schuimglasschalen
• muuronderbrekingen
Polystyreenschuim (XPS) of (EPS)
Beschrijving
De grondstof, expandeerbaar polystyreen, produceren
ze uit styreen. Tijdens of na de productie voegen ze aan
het polystyreen een blaasmiddel (pentaan) toe voor de
verschuiming van het granulaat, en eventueel andere
additieven om de kwaliteit te verbeteren.
In deze fase van het productieproces worden de
expandeerbare korrels door stoom verhit tot boven de
verwekingtemperatuur van polystyreen. Daardoor verdampt
het blaasmiddel en expanderen de korrels tot 50 maal
hun oorspronkelijk volume. We krijgen dan een gesloten
cellenstructuur waarbij droge lucht het geëxpandeerde
volume inneemt. De uiteindelijke massadichtheid van het
eindproduct wordt hier vastgelegd. (van ± 600 kg/m³ tot 15 40 kg/m³).
76
10. naslagwerk
We hebben geëxpandeerde polystyreen (EPS) en
geëxtrudeerde polystyreen (XPS). Chemisch gesproken zijn
die stoffen identiek. Maar geëxtrudeerde polystyreen (XPS) is
geschuimd in plaats van geagglomereerd. En dat genereert
een materiaal met een gelijkwaardige thermische kwaliteit
en een betere mechanische weerstand.
Kenmerken
• massadichtheid 15 - 40 kg/m³;
• de warmtegeleidingscoëfficiënt van XPS
(λ) 0,034 - 0,038 W / ( m ⋅ K ) ;
• de warmtegeleidingscoëfficiënt van EPS
(λ) 0,033 - 0,039 W / ( m ⋅ K ) ;
• niet bestand tegen hoge temperaturen;
• niet vormvast onder invloed van temperatuur;
• brandbaar (toevoegen van brandwerende additieven);
• schokabsorberende eigenschappen.
Handelsvormen
• polystyreenschuim-platen:
• diverse afmetingen en afwerkingen;
• massadichtheid kan verschillend zijn.
• toegepast als bekisting, lage massadichtheid;
• leidingisolatie met zelfklevende band in verschillende
wanddikten, standaard lengte 2m;
• polystyreen buisisolatieschalen waarbij wanddikte kan
verschillen.
Polyurethaan (PUR)
Isotrie
Beschrijving
Polyurethaan is een kunststof die ontstaat uit een chemische
reactie tussen polyol- en polyisocyanaat. Voor de thermische
isolatie is de schuimvorming van polyurethaan (PUR)
belangrijk. Die blaasjesvorming vindt plaats door aan het
thermische reactiemengsel een vloeistof toe te voegen met
een laag kookpunt (vroeger cfk’s, nu een vervangingsproduct
om het broeikaseffect tegen te gaan). Hierdoor ontstaat
een volumevermeerdering waardoor dit isolatiemateriaal
een gesloten cellenstructuur met ingesloten gas krijgt. Er
worden additieven toegevoegd (bijv. stabilisator, weekmaker,
brandwerend middel) om de kenmerken en stabiliteit van
het product te verbeteren.
77
10. naslagwerk
Polyurethaan is verkrijgbaar in de vorm van platen en gebruik je
voor het isoleren van muren, daken en vloeren. Je kunt er ook
moffen als isolatiemiddel van sanitaire leidingen van maken.
PUR gebruik je als spuitmiddel om voegen tussen schrijnwerk en
metselwerk af te dichten, en om dekvloeren te isoleren.
Kenmerken
• de warmtegeleidingscoëfficiënt 0,027 - 0,029 W / ( m ⋅ K ) ;
• bestendig tot een temperatuur van 120;°C;
• brandbaar, toevoegen van brandwerend middel;
• niet-milieuvriendelijk, giftige gassen bij brand, en
gevaarlijk product bij afbraak.
Handelsvormen
• polyurethaanplaten;
• diverse afmetingen en afwerkingen;
• leidingisolatie met zelfklevende band in verschillende
wanddikten, standaardlengte 2m.
• Spuitmethode
Polyisocyanuraat (PIR)
Beschrijving
Deze grondstof is een restproduct van de aardolieraffinage.
Polyisocyanuraat (PIR) is gemodificeerd polyurethaan, waarbij
de temperatuurbestendigheid (tot 130 °C) de brandwerende
eigenschappen en de drukvastheid zijn verbeterd. Het
isolatiemateriaal kun je krijgen in een harde versie, in platen
en leidingschalen.
Kenmerken
• de warmtegeleidingscoëfficiënt 0,023 - 0,024 W / ( m ⋅ K ) ;
• dimensioneel stabiel;
• gevoelig voor vocht;
• uitstekend brandgedrag, carbonisatie aan het
oppervlakte waardoor er een beschermende laag
gevormd wordt;
• recycleerbaar.
Handelsvormen
• platen met een dampremmende en waterafstotende
bekleding van aluminium of een laminaat (PE en aluminium);
• opvulisolatie in matrassen, zetels, industriële
huishoudartikelen en interieurs van wagens.
78
10. naslagwerk
Vermiculiet
Beschrijving
Dit is een vermalen vulkanisch gesteente. Het wordt verhit en
opnieuw afgekoeld, waarbij het expandeert. De toepassingen
zijn erg veelzijdig: van thermische en akoestische isolatie tot
vulstof en onderdeel van brandwerende lagen.
Kenmerken
• onbrandbaar;
• verrot niet en wordt niet door knaagdieren aangevreten;
• dient als thermische én akoestische isolatie.
Handelsvormen
• platen voor het isoleren van zolders en muren;
• in korrels, als vulmiddel in isolerend beton, uitvulling bij
estrikvloeren, pleister;
• basis voor akoestische laag en brandbescherming,
vuurvast licht beton, pleister.
Perliet (EPB)
Beschrijving
Perliet is een vulkanisch gesteente dat wordt fijn gemalen
en geëxpandeerd. Door de verhitting zet het uit en neemt
het de vorm aan van korreltjes. Hierbij krijgen we een goed
thermische materiaal vol verdunde vochtige lucht en met
een glazen omhulsel.
Kenmerken
• onbrandbaar;
• vormvast;
• gevoelig voor vocht.
Handelsvormen
• platen om vloeren, daken en muren te isoleren;
• korrels, vulmiddel in isolerende beton (combinatie met
PS-, perliet- en vermiculietkorrels).
79
10. naslagwerk
Synthetisch rubber
Beschrijving
Synthetisch schuimrubber is een gevulkaniseerd synthetisch
elastomeer. Het materiaal biedt door zijn gesloten
cellenstructuur een uitstekende dampdichte afwerking. Door
zijn flexibiliteit kun je het snel en eenvoudig aanbrengen. Het
wordt geleverd in de vorm van platen, rollen of slangen met
zelfklevende band. Vooral toegepast in de koelsector.
Kenmerken
• de warmtegeleidingscoëfficiënt 0,037 - 0,040 W / ( m ⋅ K )
bij -40 °C;
• hoge waterdampdiffusiewaarde;
• grote flexibiliteit, gemakkelijk aan te brengen;
• temperatuurbestendigheid van -40 °C tot 105 °C;
• kleur is zwart of donkergrijs.
Handelsvormen
• leidingisolatie: standaardlengte 2 m, dikten 6, 9, 13, 19, 25,
32 mm;
• rollen: breedte 1m met beschikbare dikten als
leidingisolatie;
• platen: afmetingen 2m x 0,5m, dikten zoals leidingisolatie.
80
10. naslagwerk
polyurethaan
polyiscyanuraat
PUR
PIR
syntetisch rubber
polystyreen geëxp.
EPS
perliet
polystyreen geëxtr.
XPS
vermiculiet
cellenglas
CG
MWR rotswol/steenwol
MWG glaswol
Afkorting
ICB
kurk
Belangrijkste toepassingen van de verschillende isolatiematerialen
Gevel
Spouwmuren volledig gevuld
Spouwmuren gedeeltelijk gevuld
Isolatie buiten met bepleistering
Houten gevelbekleding
Isolatie binnen
Vullen bestaande spouwen
• •
•
• • • • • • •
• •
• •
• • • •
• • • •
Dak
Hellend
Traditioneel dak
Omgekeerd dak
Plat dak (kepers)
• •
• • • •
• • •
•
•
•
•
• •
Vloer
Volle vloer
Isolatie onder tegel
Vlottende ondervloer
Isolatie tussen vloerbalken
Onder de vloerbekleding
Geventileerde plafonds,kelders
Leidingen
• • •
• • • • •
• •
•
• •
• •
• •
•
•
•
•
• •
• •
• •
•
81
82
11. Toegepaste wetenschappen
11.Toegepaste wetenschappen
11.1Condensatie
In de eenvoudigste betekenis van dit woord is condensatie
het van gas- of dampvorm overgaan naar vloeibare vorm.
Wanneer warme, vochtige lucht afkoelt, condenseert de
waterdamp in deze lucht. Dat komt omdat warmere lucht
meer water kan bevatten dan koude lucht. Denk daarbij maar
aan stoom, waarbij de lucht bijna 100% water bevat, terwijl
bij vrieskou de lucht maar heel weinig water bevat (want het
bevriest dan). In een woning kun je dat goed waarnemen, als
na lang douchen de waterdamp is gecondenseerd tegen de
spiegels, tegels en ramen, die kouder zijn.
Condensatie komt er omdat de lucht door het koudere
oppervlak afkoelt en zodoende het dauwpunt bereikt. Een
ander voorbeeld is de dauw: de lucht koelt ’s nachts af en
het water slaat in die lucht neer (condenseert). De absolute
vochtigheid in de lucht neemt dus af met de temperatuur,
terwijl de relatieve vochtigheid dan toeneemt.
Bij condensatie van vocht uit de lucht komt warmte vrij, deze
is gelijk aan het omgekeerde van de verdampingswarmte.
83
11.2Dampspanning
Dampdruk (ook wel dampspanning genoemd) is de druk
die de damp van een stof op de wanden van een gesloten
ruimte uitoefent.
De damp oefent een druk uit op de wanden van de gesloten
ruimte. Deze druk is sterk afhankelijk van de temperatuur
en de vluchtigheid van de (vloei)stof en noemen we de
dampdruk. Bij voldoende hoge temperatuur bedraagt
de dampdruk één bar.Want bij deze temperatuur vindt
het verdampingsproces niet langer alleen maar aan het
oppervlak plaats, maar is het ook in staat is overal in de
vloeistof dampbellen te vormen.
Gevolg: stel je een afgesloten vat voor dat helemaal leeg
is (vacuüm dus). Doe dit vat nu halfvol met water. Als je nu
het vat verwarmt tot 100 °C, dan is de druk in het vat 1 bar.
Bij kamertemperatuur (20 °C) is de druk in het vat nog maar
0,023 bar. Bij 200 °C is de druk in het vat daarentegen 15,3
bar.
84
11.3 Diffusie van de waterdamp
Waterdamp gaat steeds van zones met een sterke
concentratie aan damp naar zones met minder hoge
waterdampconcentratie. Men spreekt van waterdampdiffusie.
Bij een gesloten gebouw is er steeds een drukverschil tussen
de waterdampspanning binnen en buiten. Binnen is de
temperatuur in de winter hoger dan buiten, plus worden
er activiteiten uitgevoerd die waterdamp produceren. De
partiële waterdampspanning is binnen dus hoger dan
buiten.
De diffusie creëert een dampstroom doorheen de wand, van
binnen naar buiten.
85
11.4Anodisatie
Anodisatie is een beschermingsprocedé waarbij een
heel harde aluinlaag op het metaal wordt gecreëerd.
Deze doorzichtige laag laat toe dat het aluminium zijn
metaaluitzicht bewaart. Voor ramen gebruiken we een
beschermlaag van 20 micron. Die kun je kleuren door er
pigmenten aan toe te voegen.
11.5Moffelen
Moffelen gebeurt in opeenvolgende stadia: het aluminium
moet je eerst ontvetten. Daarna breng je een overgangslaag
aan die als grondlaag voor de laklaag moet dienen. Ten slotte
volgt het bakken in een oven op hoge temperatuur.
86
De handboeken zijn tot stand gekomen dankzij de bijdrage van de volgende organisaties :
fvb•ffc Constructiv
Koningsstraat 132/5, 1000 Brussel
t +32 2 210 03 33 • f +32 2 210 03 99
constructiv.be • [email protected]
© Fonds voor Vakopleiding in de Bouwnijverheid, Brussel, 2013.
Alle rechten van reproductie, vertaling en aanpassing onder eender welke vorm, voorbehouden voor alle landen
87
MODULAIRE handboeken
CEntrale verwarming
Overzicht beschikbare handboeken
•• 1.1 Inleiding tot de centrale verwarming en installatietekenen
•• 1.2 Buismaterialen, buisbewerkingen, dichtingen en bevestigingsmaterialen
•• 2.1 Warmtetransport: leidingaanleg
•• 2.2 Warmtetransport: principe, bescherming, onderhoud van de installatie
•• 2.3 Warmteafgifte: verwarmingslichamen en toebehoren
•• 3.1 Warmteproductie: verwarmingsketels
•• 3.2 Warmteproductie: installatietoebehoren en plaatsingsvoorschriften
•• 4.1A Warmteverlies berekenen: theoretische uitwerking
•• 4.1B Warmteverlies berekenen: praktische uitwerking
•• 7.1 Gasinstallaties: aardgasleidingen
•• 7.2 Gasinstallaties: verbranding en toestellen
•• 7.3 Gasinstallaties: bijlagen
Fonds voor Vakopleiding in de Bouwnijverheid
N261CV
MODULE 4 boekdeel 1 A
Warmteverliesberekening - theoretische
9000000000488

WARMTEVERLIES BEREKENEN - fvb

Transcription

Similar documents

domotica

HEATMASTER,YOUR HOTTEST INNOVATOR

Abstract

principes en eisen

buismaterialen, buisbewerkingen, dichtingen en

It`s a pleasure running business It`s a pleasure running business

modulair handBoek hout

Instructieboekje FordMondeo - spinn

PDF - Bonaire Construction

Muller Magazine - Muller Afbouwgroep