Koude woonkamer: glas, muren en vochtige kieren
Een familie woont in een tussenwoning uit 1975. In de woonkamer zit enkel glas en de spouwmuur is niet geïsoleerd. Op een koude dag is het buiten 2 °C en binnen 20 °C. De vader meet met een infraroodthermometer: het glas aan de binnenkant is 9 °C, de muur 15 °C en de lucht in de kamer 20 °C. Hij wil de kamer warmer krijgen en zet de thermostaat van 20 naar 23 °C. De moeder stelt voor om 's avonds zware gordijnen dicht te doen en de kier onder de buitendeur te dichten. De vader merkt dat hij het vooral koud krijgt als hij bij het raam zit, ook al staat de thermostaat op 20 °C. De energierekening laat zien dat het gasverbruik in de winter 1400 m³ is, terwijl een goed geïsoleerde tussenwoning ongeveer 900 m³ gebruikt.
1. Gebruik de gemeten temperaturen om uit te leggen welke vorm van warmtetransport bij het glas en bij de muur de belangrijkste rol speelt. Verklaar daarna waarom de vader het koud krijgt bij het raam, terwijl de lucht in de kamer 20 °C is.
Read the worked answer
Wat laten de metingen zien? De lucht is 20 °C, het glas 9 °C, de muur 15 °C. De temperatuur van de lucht alleen vertelt dus niet het hele verhaal; de oppervlakken zijn veel kouder.
Glas (9 °C)
- Glas is een vaste stof; warmte gaat er vooral doorheen via geleiding. Enkel glas is dun, dus de warmte gaat snel van de warme kamerlucht naar buiten. Daardoor blijft de binnenkant van het glas koud.
- Langs het koude glas stroomt kamerlucht naar beneden: stroming (koudeval). Die koude lucht voel je langs je benen.
Muur (15 °C) Ook hier speelt geleiding door de muur naar buiten, maar de muur is dikker en koelt daardoor minder af dan het glas. De muur is dus warmer dan het glas, maar nog steeds kouder dan de lucht.
Waarom koud bij het raam? Je lichaam verliest warmte via straling naar een koud oppervlak. Bij het koude glas straalt je lichaam meer warmte weg dan bij een warme muur. Daardoor voelt het koud aan, ook al is de luchttemperatuur 20 °C. Dit heet een lagere gevoelstemperatuur; het is geen meetfout van de thermometer.
2. Bereken hoeveel aardgas de familie per winter kan besparen als de maatregelen het verbruik met 20% verlagen. Beredeneer daarna of de thermostaat van 20 naar 23 °C zetten helpt om te besparen.
Read the worked answer
Berekening van de besparing Huidig verbruik: 1400 m³. 20% van 1400 m³ = 0,20 × 1400 = 280 m³. Nieuw verbruik: 1400 − 280 = 1120 m³.
Ter vergelijking: een goed geïsoleerde tussenwoning gebruikt 900 m³. Met 20% besparing komt de familie op 1120 m³, dus er blijft nog een gat van 220 m³ over. Isoleren van glas en muur levert dus meer op dan alleen gedrag.
Thermostaat hoger zetten Nee, dat helpt niet om te besparen. Het warmteverlies door een muur of raam wordt groter naarmate het temperatuurverschil binnen-buiten groter is. Bij 23 °C binnen en 2 °C buiten is het verschil 21 °C in plaats van 18 °C; het verlies stijgt dus met ongeveer 17%.
Conclusie: de thermostaat hoger zetten kost juist extra gas. Wie wil besparen, verlaagt de temperatuur (bijvoorbeeld 's nachts naar 15 °C), isoleert en dicht kieren. De maatregelen van de moeder zijn dus de goede richting, maar ze zijn niet voldoende om het verbruik van 1400 naar 900 m³ te brengen.
3. Leg uit waarom zware gordijnen voor het raam en het dichten van de kier onder de deur helpen. Gebruik daarbij de begrippen geleiding, stroming en straling, en noem één valkuil bij het gebruik van gordijnen.
Read the worked answer
Zware gordijnen voor het raam
- Tussen de gordijnen en het glas komt een laag stilstaande lucht. Stilstaande lucht geleidt warmte slecht; dat is precies waarom dubbel glas en isolatiemateriaal werken. De geleiding van warmte naar het koude glas wordt dus kleiner.
- De gordijnen remmen ook de stroming van koude lucht die langs het glas naar beneden valt.
- Ze houden een deel van de straling tegen: je lichaam 'ziet' het koude glas minder, dus je verliest minder stralingswarmte en voelt je behaaglijker.
Kier onder de deur dichten Door een kier stroomt koude buitenlucht naar binnen en warme lucht naar buiten: dat is stroming (ventilatie zonder warmteterugwinning). De kier dichten stopt die luchtstroom en daarmee een groot deel van het warmteverlies.
Valkuil bij gordijnen Hangen de gordijnen over de radiator, dan houd je de warme lucht tegen en warmt de kamer juist slechter op. Ook te veel luchtdicht maken is een risico: zonder ventilatie blijft vocht binnen en ontstaat schimmel. Dichten en ventileren moeten dus samen worden aangepakt.