headershadow

Latest Blogposts

Warmtedoorslag - Warm in de Winter, Koel in de Zomer

Iedereen kent wel de λ-waarde, de mate waarin een materiaal warmte geleid. Helaas wordt vaak geredeneerd dat twee materialen met dezelfde lambda-waarde, hetzelfde resultaat hebben. Dit is slechts gedeeltelijk waar; je mag de warmtedoorslag niet vergeten.

In de winter zullen twee identieke daken, met dezelfde isolatiedikte en dezelfde lambda-waarde, dezelfde resultaten boeken: er wordt even goed geïsoleerd.

In de zomer echter kan er een groot verschil optreden. Hoe dat zo?

Oververhitting in de zomer

Tijdens de zomermaanden krijgt uw dak zeer grote temperatuurschommelingen te verduren; van wel 70-80°C overdag tot 12-15°C 's nachts. Het kan wel vaker voorkomen dat uw slaapkamer onder dak temperaturen bereikt van 27-30°C. Echt aangenaam kun je dit niet noemen.

Zelfs bij goed geïsoleerde daken komt dit voor. Bijvoorbeeld: 20 cm glaswol.

Hoe kan het dan dat het, ondanks de dikke isolatielaag, zo warm wordt in de slaapkamers?

Warmtedoorslag

Een materiaaleigenschap die vaak over het hoofd wordt gezien, is de warmteopslagcapaciteit.

De warmteopslagcapaciteit van een materiaal bepaalt hoeveel warmte een kg materiaal kan opslaan. Hoe hoger dat getal, hoe meer warmte er opgeslagen kan worden.

De warmtedoorslag kan berekend worden met volgende formule:

Dikte isolatie (m) x massa isolatiemateriaal (kg/m³) x warmteopslagcapaciteit (J/kg.K) :U-waarde (W/m²K)

Uit deze formule blijkt duidelijk dat hoe zwaarder een isolatiemateriaal is en hoe hoger de warmteopslagcapaciteit, hoe hoger de warmtedoorslag. Het is aanbevolen om een warmtedoorslag te hebben van boven de 10u.

Twee voorbeelden:

20 cm Glaswol
Lamba = 0,037 W/m.K
Warmteopslagcapaciteit = 1030 J/kg.K (1 Joule = 1 W.s)
Volumieke massa = 20 kg/m³
=> U = 0,037 W/m.K / 0,2 m = 0,185 W/m²K

Warmtedoorslag = 0,2 m x 20 kg/m³ x 1030 W.s/kg.K : 0,185 W/m²K = 22 270 s = 6,18 u

20 cm Papiervlokken
Lamba = 0,037 W/m.K
Warmteopslagcapaciteit = 1900 J/kg.K (1 Joule = 1 W.s)
Volumieke massa = 50-55 kg/m³ (ingeblazen in het dak)
=> U = 0,037 W/m.K / 0,2 m = 0,185 W/m²K

Warmtedoorslag = 0,2 m x 50 kg/m³ x 1900 W.s/kg.K : 0,185 W/m²K = 102 702 s = 28,52 u

Conclusie

Hieruit blijkt duidelijk dat cellulose veel beter scoort dan glaswol. De warmte zal nooit volledig de ruimte aan de andere kant bereiken, aangezien de isolatie terug kan afkoelen gedurende de koelere nacht, voordat het de binnenruimte zou bereiken.

Bij gebruik van glaswol zal de volledige zonnewarmte de ruimte bereiken in de late namiddag en gedurende de hele avond. Het gevolg is dat uw slaapkamer gemakkelijk 4-6° warmer kan worden dan wanneer je gebruik maakt van papiervlokken.

PS

Blijkbaar komt deze formule niet overeen met de werkelijkheid. In werkelijkheid zijn de tijden veel lager. Wel kloppen de verhoudingen. Ik probeer nog een correctere formule te vinden.

Robin Demey is oprichter en eigenaar van EcoBouwAdvies. Hij specialiseert zich voornamelijk in (bio-)ecologische bouwmaterialen en -technieken, steeds met het oog op het budget. Hij helpt ook bouwers en verbouwers bij het maken van de juiste beslissingen omtrent isolatie, ventilatie en bouwtechnische problemen. G+
Meer over

6 reacties op “Warmtedoorslag - Warm in de Winter, Koel in de Zomer


Comment author said

Door Brecht Schatteman op 30 april 2014 om 21:02

Ik heb eigenlijk een vraagje over de formule: langs de ene kant ziet het er zo logisch uit, maar dan zie ik dat het uitgedrukt is in seconden per vierkante meter? Bij de warmteweerstand (de R-waarde van de isolatie) is het uitgedrukt in m²K/W dus hoe groot het oppervlak en hoe groot het temperatuurverschil moet zijn om 1 watt door te laten. De U-waarde: W/m²K is dan hoeveel watt er per vierkante meter en per temperatuurverschil 'verloren' gaat. Dus dan lijkt me de uitdrukking warmtedoorslag volgens uw formule te staan in s/m², dus hoeveel seconden per vierkante meter?
Volgens mij is dit niet logisch? Ik vind nergens op het internet een formule voor warmtedooslag, maar bij de site u-wert.net kan je het wel laten uitrekenen maar de formules vind ik er niet. Daar heeft 20 cm papiervlokken een faseverschuiving van 7,3 uur (gebruik makend van uw waarden, en niet de standaard van u-wert), en 20 cm glaswol een faseverschuiving van 2,8 uur. Dit zijn veel lagere waardes dan degene die u hier berekent en die staan in uur, niet in uur per m² of seconden per m².

 

Comment author said

Door Brecht Schatteman op 7 mei 2014 om 14:56

Ik denk een fout te hebben gevonden: de eenheid van U-waarde is W/m^2K en nier W/K. Hierdoor wordt de warmtedoorslag uitgedrukt in u en niet in u/m^2

 

Comment author said

Door Robin Demey op 7 mei 2014 om 22:07

Dag Brecht. Klopt. Had hier even de mist in gegaan.
De reden voor mijn late reactie is omdat ik het nog eens nader ben gaan onderzoeken.
Het is moeilijk om "de" correcte formule te vinden om een resultaat te hebben die overeenkomt met de werkelijkheid.
Ondertussen is me duidelijk geworden dat de formule in dit artikel niet overeenkomt met de werkelijkheid, maar dat de verhoudingen wel kloppen.
Ik probeer dit de komende weken nog beter te doorgronden.
Ondertussen heb ik het artikel wel aangepast met de correcte eenheden en erop gewezen dat de formule niet helemaal klopt (op de verhoudingen na).

Bedankt voor het mee helpen verbeteren van de gegevens op deze website.

 

Comment author said

Door Brecht Schatteman op 7 mei 2014 om 22:36

Beste Robin

Ik weet dat bij U-wert.net de warmtedoorslag kan worden benaderd, maar ik weet niet of het ergens op hun site vermeld staat hoe ze het berekenen. En als het vermeld staat dan is het in het Duits, waar ik niet bepaald veel van snap.
Misschien kan je je daar laten inspireren. Ze vermelden wel de warmteopslagcapaciteit van de constructie, en dan de faseverschuiving, de amplitudedemping en de temperatuurschommeling van het binnen en buiten oppervlak.

 

Comment author said

Door Brecht Schatteman op 23 januari 2015 om 15:07

Dag Robin

Ik kom hier nog eens een toevoeging doen. Ik las namelijk op volgende site: http://gidsduurzamegebouwen.leefmilieubrussel.be/nl/glossaire.html?listGlos-filterMetaValue=T&IDC=66
Dat de thermische diffusiviteit van een materiaal uitgedrukt wordt in vierkante meter per seconde. Misschien dat dit u kan helpen met toch een formule te vinden.
Dat de formule niet direct klopt naar de realiteit toe, maar wel een verband aantoont heeft volgens mij te maken met het ontbreken van een factor of variabele. Ik heb echter geen idee wat er zou ontbreken. Wat me wel raar lijkt is dat de warmtedoorslag onafhankelijk is van de temperatuur. Dat lijkt me enigszins raar, want als men het temperatuursverschil verdubbelt, denk ik dat dat wel een invloed zal hebben op de warmtedoorslag die hieruit volgt.

Hetgeen u dus hebt berekend is de inversie van thermische diffusiviteit. Ik wou dit even vermelden, omdat het u misschien kon helpen met het doorgronden van de warmtedoorslag.

Misschien dat het zoiets als we bij geneeskunde zagen bij Biomedische Fysica. Daarbij bestaat de weerstand van de huid tegen elektrische stromen door een parallelschakeling van een weerstand en een condensator. De elektriciteit neemt dan de makkelijkste weg. Bij natte huid verlaagt de weerstand van de huid en wordt de stroom door het lichaam voornamelijk via de weerstand van de huid bepaald, dat terwijl bij droge huid de weerstand zo hoog is dat de elektriciteit de voorkeur geeft aan de condensator-werking van de huid en zo de stroom door het lichaam initieel verloopt volgens de condensator-berekening (bij hoog voltage zal de stroom meer en meer ook de weerstandsfunctie gebruiken ipv de condensatorfunctie).

Als we dat dan doortrekken naar warmtedoorslag: enerzijds is er de geleiding en anderzijds de warmtedoorslag (dus bufferende werking van het materiaal).

Maar ik weet niet of er een verband is. Elektriciteit is ook een energetisch stroom (waarbij het vermogen in Watt wordt uitgedrukt) dat door een geleider gaat (de geleidende koperdraad) en door weerstanden. Daarbij vormt een condensator een faseverschuiving van de stroom (ampère) naar het potentiaal verschil (Volt). Ik zal als ik eens tijd heb deze theorie eens nader bekijken en zien of het mogelijk is dat te weerspiegelen naar warmtedoorslag. Bij warmtedoorslag heeft men langs de ene kant een geleider (de lucht) en aan de andere kant een serieschakeling van een weerstand (isolatie) en een soort condensator (de bakstenen muur). Natuurlijk heeft elke isolatie zijn eigen weerstand en condensatorfunctie, wat dus eigenlijk leidt tot een serieschakelingen van parallelschakelingen van een weerstand en een condensator. Maar vereenvoudigd is dat voor de bakstenen muur vooral een soort condensator-functie en voor de isolatie vooral een weerstand.

Maar dus allemaal mogelijke denkpistes waarvan de kans bestaat dat ze niet kloppen. Eenmaal ik tijd heb zal ik er zelf eens op zoeken.

Met vriendelijke groeten,
Brecht Schatteman

 

Comment author said

Door Aart op 18 april 2015 om 21:45

Hierbij de reden waarom de formule niet klopt.
In de formule worden de soortelijke warmte [J/kg.K] en de U-waarde [W/m²K] op elkaar gedeeld. 't Probleem is echter dat de Kelvin van de soortelijke warmte een andere is dan de Kelvin van de U-waarde.
De soortelijke warmte is de energie die nodig is om een temperatuurstijging [K] van een materiaal te bewerkstelligen.
In de U-waarde is de Kelvin een temperatuurverschil aan weerszijden van het isolatiemateriaal.
Het resultaat van de getoonde formules is dus niet in uren, maar in [u/K/K]. De eerste K is de temperatuurstijging van het materiaal en de tweede K is het temperatuurverschil tussen de twee materialen waartussen de betreffende U-waarde geldt.

 

Plaats een reactie


*