Het warmteverlies uit een gebouw bestaat uit verschillende onderdelen. In een serie van een aantal artikelen zullen we ze allemaal bespreken. We leggen uit wat het onderdeel is en hoe het is te berekenen. In dit artikel het warmteverlies door transmissie.
Met een 'helicopter-view' zou een warmteverliesberekening grofweg in vier categoriën kunnen worden opgedeeld. Dit zijn: transmissie, ventilatie, infiltratie en systeemverliezen. In dit artikel gaan we dieper in op het transmissie warmteverlies.
Disclaimer
De uitleg in dit artikel is uitsluitend bedoeld voor leer- en trainingsdoeleinden. Het is uitdrukkelijk niet bedoeld om de informatie te gebruiken voor een handmatige berekening in verband met het risico op fouten. Gebruik van de informatie is derhalve op eigen risico.
Wat is transmissie?
In onderstaande afbeelding is de doorsnede van een gevelmuur weergegeven. In deze afbeelding staat ook het temperatuurverloop in deze muur (rode lijn). Als het buiten kouder is dan binnen, dan zal er een warmteoverdracht plaatsvinden van binnen naar buiten. Dit kan door convectie, straling en geleiding. Deze warmteoverdracht of warmtetransport is de transmissie. Door transmissie zal uiteindelijk de binnenzijde gaan afkoelen. Dit verlies aan warmte zal vervolgens moeten worden gecompenseerd om de temperatuur op peil te houden.
Transmissieverlies
Het vermogen dat, vanuit het vertrek gezien, moet worden toegevoerd om het warmteverlies door een raam, wand, vloer of plafond te compenseren
Afbeelding Doorsnede gevelmuur met het temperatuurverloop van buiten naar binnen.
roodbruin = baksteen buitenmuur
wit = luchtspouw
geel = isolatie
grijs = kalkzandsteen binnenmuur
Afhankelijk van de samenstelling van de muur, de dikte en gebruikte isolatiematerialen, zal de Rc-waarde variëren. Wat te zien is in de afbeelding is dat steen (baksteen/kalkzandsteen) en ook lucht helemaal niet zo goed isoleert. Ter hoogte van het isolatiemateriaal zie je wel duidelijk een temperatuurverschil, dat isoleert (uiteraard) wel goed.
Berekening transmissieverlies
Het warmteverlies door transmissie behoort tot de categorie van warmteverlies dat 'altijd' optreedt. In tegenstelling tot bijvoorbeeld ventilatie warmteverlies, dat is er niet altijd in gelijke mate, en dat behoort tot de categorie 'niet altijd of niet-gelijktijdig' optredende warmteverlies. Maar transmissie, de warmteoverdracht door een constructie, is er altijd.
We kunnen onderscheid maken in:
- transmissie naar de buitenlucht
- transmissie naar aangrenzende, onverwarmde ruimte(n).
Warmteverlies naar buitenlucht
Het transmissie warmteverlies naar de buitenlucht (øT,b) kan als volgt worden berekend*:
* Opmerking. We gebruiken hier bewust niet altijd de exacte afkortingen en symbolen zoals die in de NEN-normen staan. Dit doen we omdat we met eigen symbolen en afkortingen het verhaal beter leesbaar willen hebben. Om dezelfde reden laten we soms een onderde(e)l(en) weg.
øT,b = ST,b * ( Tbinnen - Tbuiten ) Warmteverlies door transmissie naar de buitenlucht [ W ]
ST,b = Specifieke warmteverlies van het vertrek naar de buitenlucht via de aangrenzende omhulling [ W/K ]
Tbinnen = ontwerpbinnentemperatuur [ °C ]
Tbuiten = ontwerpbuitentemperatuur [ °C ]
Het specifieke warmteverlies (ST,b) kan als volgt worden berekend:
ST,b = ∑vlak ( Avlak * ( Uvlak + ΔUTB ) * Correctiefactor ) Specifieke warmteverlies van het vertrek naar de buitenlucht via de aangrenzende omhulling [ W/K ]
∑vlak = sommatie van alle vlakken grenzend aan de buitenlucht
Avlak = oppervlak van de uitwendige scheidingsconstructie vlak [ m2 ]
Uvlak = warmtedoorgangscoëfficiënt van de uitwendige scheidingsconstructie vlak [ W/(m2.K) ]
ΔUTB = toeslag voor thermische bruggen [ W/(m2.K) ]
Correctiefactor = correctiefactor voor verwarmde vlakken of temperatuurgradiënten (valt buiten de scope van dit artikel) [ 0-1 ]
Opmerkingen:
Voor het bepalen van Avlak geldt een specifieke wijze van het meten van de ruimte. We zullen daar in een afzonderlijk artikel aandacht aan besteden.
De bepaling van de U-waarde, warmtedoorgangscoëfficiënt Uvlak, gaat volgens NTA-8800. Voor nieuwbouw wordt beschreven hoe de U-waarde dient te worden bepaald. Voor bestaande bouw, waarbij de Rc-waarden onbekend zijn, worden default waarden gegeven. In een separaat artikel hebben we aandacht gegeven aan de U- en Rc-waarden.
ΔUTB toeslag voor thermische bruggen kan bij de 'opname/analyse' van een woning gedetailleerd worden bepaald. Voor de warmteverliesberekening wordt de toeslag overgenomen uit een tabel met categoriën. Deze categoriën van 0 tot 0,10 W/(m2.K). Wilt u de juiste categorie/waarde voor uw situatie weten, neem dan gerust even contact met ons op.
De correctiefactor corrigeert voor verwarmde vlakken of temperatuurgradiënten. Zo is de correctiefactor bijvoorbeeld 0 (correctiefactor = 0) bij transmissie door wanden en vloeren bij wand/vloerverwarming. Afhankelijk van of het gaat om buitenwanden/schuine daken, vloeren boven buitenlucht of platte daken, wordt de correctiefactor berekend.
Warmteverlies naar aangrenzende onverwarmde ruimten
Naast warmteverlies naar de buitenlucht kan uiteraard ook warmte verloren gaan naar aangrenzende ruimten. Let wel, dat wil zeggen alléén als deze ruimten onverwarmd zijn. Ook als de aangrenzende ruimte verwarmd is en er is een temperatuurverschil, dan zal er een (geringer) warmteoverdracht zijn. In de warmteverliesberekening nemen we dit echter niet meer want het is niet aan te duiden als zijnde verlies (er vind geen warmteverlies plaats).
De formule voor het berekenen van het transmissie warmteverlies naar aangrenzende onverwarmde ruimte (øT,a) is hetzelfde.
øT,a = Warmteverlies door transmissie naar aangrenzende onverwarmde ruimte [ W ]
De verschillen in de berekening van (øT,a) zijn:
- Geen verrekening van thermische bruggen ΔUTB
- Correctiefactor anders.
Correctiefactor voor correctie temperatuurverschil tussen ontwerptemperatuur en temperatuur aangrenzende vertrek en voor verwarmde vlakken waarbij rekening gehouden wordt met een temperatuur gradiënt.
De correctiefactor kan worden afgelezen uit een tabel. Hierin staan de default waarden afhankelijk van het type vlak en waar dit vlak zich in het gebouw bevind. Bijvoorbeeld een ruimte onder het dak, geïsoleerd. Dan kan de correctiefactor afgelezen worden uit de tabel.
Ook is het mogelijk om allereerst de temperatuur van de aangrenzende ruimte uit te rekenen met een warmtebalans, Taangrenzend. Met de Taangrenzend kan dan correctiefactor worden berekent:
De correctiefactor is hier 0 voor verwarmde (deel-) vlakken.
Voor wanden wordt de correctiefactor berekent aan de hand van de binnen-, buiten- en aangrenzende temperatuur. Naarmate de temperatuur van het aangrenzende vertrek dichte bij de buitentemperatuur komt wordt de correctiefactor kleiner (tussen 0 en 1). Dus minder warmteverlies.
Voor vloeren en plafonds wordt ook de correctiefactor berekent, ook met de binnen-, buiten- en aangrenzende temperatuur, hetzelfde als voor wanden, alleen nu wordt rekening gehouden met de temperatuurgelaagdheid in het aangrenzende vertrek. Temperatuurgelaagdheid betekent dat in een vertrek de temperatuur vlak bij de vloer en het plafond 1 °C afwijkt. Daarvoor wordt ook nog gecorrigeerd (buiten de scope van dit artikel).
De correctiefactor voor temperatuurverschil en temperatuurgelaagdheid ligt ook hier tussen [ 0-1 ].
Overig transmissieverlies
In het voorgaande hebben we het gehad over warmteverlies door transmissie naar de buitenlucht en aangrenzende onverwarmde ruimte. Om het volledige spectrum van transmissie te beschrijven dient nog toegevoegd te worden:
- warmteverlies naar verwarmde aangrenzende ruimten
- warmteverlies naar de grond
- warmteverlies naar een aangrenzend pand.
Het warmteverlies naar verwarmde aangrenzende ruimten is nodig voor het maken van een vertrekberekening. De principes hiervoor zijn hetzelfde, daarom gaan we er hier niet dieper op in.
Het warmteverlies naar de grond is altijd aanwezig, het maakt daarom onderdeel uit van de Basiswarmteverliezen. Het warmteverlies naar een aangrenzend pand is niet altijd aanwezig. Als in het aangrenzend pand de buren op vakantie zijn bijvoorbeeld dan is er wel een warmteverlies (als ze natuurlijk de verwarming lager hebben). Maar anders niet. Het warmteverlies door transmissie naar een aangrenzend pand valt daardoor in de groep van Extra warmteverliezen.
De Basiswarmteverliezen zijn er altijd en Extra warmteverliezen zijn warmteverliezen die niet altijd of niet altijd gelijktijdig optreden. De Extra warmteverliezen worden in de warmteverliesberekening gedeeltelijk meegenomen door middel van het berekenen van de (wortel kwadraatsom*).
* In de ISSO 51 2023.
Afbeelding Gebouw met daarin pijlen inzichtelijk alle onderdelen van het warmteverlies door transmissie, opgesplitst in basiswarmteverliezen en extra warmteverliezen door transmissie (Bron: warmteverliesberekeningen.nl).
Samenvatting
In dit artikel hebben we besproken wat transmissie warmteverlies is en hoe je het kunt berekenen. De Rc-waarde (isolatie waarde of warmteweerstand) wordt daarvoor omgerekend naar de U-waarde (warmtedoorgangscoëfficiënt). Dit is het aantal W per m2 per graad K [ W/(m2.K ] dat door transmissie door een valk of scheidingsconstructie verdwijnt.
In een warmteverliesberekening breng je van alle vlakken de oppervlakte in beeld en het temperatuurverschil tussen binnen en buiten. Daarmee heb je het transmissie warmteverlies uitgerekend. Het in kaart brengen van alle vlakken is echter wel veel werk.
We hebben verder beschreven hoe de gedetailleerde formule van het transmissie warmteverlies eruit ziet in de warmteverliesberekening. En, we hebben laten zien welke categoriën en onderdelen van warmteverlies door transmissie er zijn.
