6.4 Isoleren

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vmbo k
• Leerjaar 3

6.4 Isoleren

Van te voren:

Demo spullen pakken

Klaar zetten:

Magister

Zwarte boekje

Lesson-Up

Demo stroming, straling en geleiding

Boodschap bij de deur:

Ga rustig zitten, pak je chromebook en leg deze DICHT op tafel.

Dit uur

• Voorkennis en leerdoelen                    5 min
• Uitleg 6.4 Isoleren                              20 min
• Opdrachten maken
  20 min
• Afsluiten                                                        5 min

Uitleggen wat we gaan doen en hoe lang dit duurt. Aangeven dat de uitleg zo kort mogelijk is, zodat leerlingen opdrachten tijdens de les kunnen maken.

Voorkennis

Stroming

Geleiding

Straling

Demo warmtetransport

Leerdoelen; je kunt

• drie manieren beschrijven waarop een huis warmte verliest aan de omgeving.
  
• uitleggen hoe het komt dat een goed geïsoleerd huis minder energie verbruikt.
  
• vier manieren beschrijven om een woonhuis te isoleren tegen warmteverlies.
  
• van elke manier van isoleren uitleggen hoe die het warmtetransport tegengaat.
  
• uitrekenen hoeveel de bewoners door isolatie kunnen besparen in m³ aardgas en in euro’s.
  

6.4 Isoleren

Warmteverlies wordt veroorzaakt door warmtetransport:

• geleiding

• stroming

• straling

Een deel van de warmte verdwijnt door ventilatie. De warme lucht in huis wordt daarbij vervangen door koude lucht van buiten. Er verdwijnt ook veel warmte naar buiten door de muren, de ramen, de vloer en het dak 

Warmteverlies wordt veroorzaakt door:

• geleiding: de warmte beweegt door muren en ruiten naar buiten;

• stroming: stromende lucht neemt warmte mee naar buiten;

• straling: ‘warme’ muren en ruiten stralen warmte uit.

6.4 Isoleren

Isoleren = warmteverlies tegen gaan

Je kunt het warmteverlies tegengaan door het huis te isoleren. 

Plaatje uitleggen.

6.4 Isoleren

Warmteverlies in huis tegengaan:

• Muren isoleren
• Dubbelglas
• Spouwmuurisolatie
• Stralingsisolatie
• Dak- en vloerisolatie

Lees blz. 112 en 113 door:

De warmte die naar buiten verdwijnt, moet meteen weer worden aangevuld. Anders daalt de temperatuur in huis steeds verder, tot het binnen even koud is als buiten. Daarom is een cv-ketel of een warmtepomp bij koud weer voortdurend in bedrijf om de temperatuur in huis op peil te houden.

Als een huis slecht is geïsoleerd, verdwijnt er veel warmte naar buiten. Je kunt zo’n slecht geïsoleerd huis niet goed verwarmen met een warmtepomp. Die heeft een te klein vermogen om het warmteverlies naar buiten bij te houden. Met een cv-ketel gaat dat beter. Die moet dan wel steeds branden om de verloren warmte weer aan te vullen.

Je kunt het warmteverlies tegengaan door het huis te isoleren. De cv-ketel hoeft dan niet zoveel warmte te leveren om voor een aangename temperatuur te zorgen. Door het huis te isoleren lekt er minder warmte naar buiten en kun je het energieverbruik dus verlagen.

Je kunt het warmteverlies door een muur tegengaan door tegen de muur een laag isolatiemateriaal aan te brengen. Ook daken en vloeren worden vaak op deze manier geïsoleerd. Een vijf centimeter dikke laag isolatiemateriaal kan het warmteverlies door een muur vier keer zo klein maken.

Isolatiematerialen zitten vol met kleine ruimtes waar lucht in zit (figuur 2). Doordat die lucht in de kleine ruimtes zit opgesloten, kan er geen stroming ontstaan. Lucht geleidt de warmte erg slecht, veel slechter dan bijvoorbeeld plastic, glas of een andere vaste stof.

Er zijn nog veel meer manieren om een huis te isoleren. Een paar voorbeelden:

Dubbelglas

Door de ramen van een huis verdwijnt veel warmte naar buiten. Vooral als er tussen de lucht in de kamer en de koude buitenlucht maar één dun laagje glas zit. Daarom hebben bijna alle huizen tegenwoordig dubbelglas (figuur 3).

Door enkelglas te vervangen door dubbelglas kun je het warmteverlies door de ruit twee keer zo klein maken. Dubbelglas isoleert vooral goed door de laag stilstaande lucht tussen de twee glasplaten. Steeds meer mensen kiezen voor dubbel hr++ glas of driedubbel hr+++ glas, met een reflecterende laag op de binnenste glasplaat. Deze glassoorten isoleren nog beter dan ‘gewoon’ dubbelglas.

Spouwmuurisolatie

Veel huizen hebben dubbele muren, waartussen zich een laag lucht bevindt: de spouw. De spouw voorkomt dat er regenwater door de muur naar binnen kan dringen. De lucht in de spouw is een slechte geleider. Toch gaat er via de spouw veel warmte verloren. Dat komt doordat de warmte ook wordt vervoerd door stroming en vooral straling.

Het is mogelijk om de spouw te vullen met isolatiemateriaal (figuur 4). De warmte kan zich dan alleen door geleiding verplaatsen. Omdat isolatiemateriaal warmte slecht geleidt, kun je het warmteverlies zo meer dan twee keer zo klein maken.

Stralingsisolatie

Een radiator zendt naar alle kanten infrarode straling uit. Die straling verwarmt ook de muur waar de radiator aan hangt. Een deel van die warmte gaat vervolgens via de muur verloren. Dit warmteverlies kun je tegengaan door een laag glanzende folie op de muur te bevestigen. De folie kaatst de straling terug de kamer in, zodat die de muur niet kan verwarmen.

Dak- en vloerisolatie

Daken en vloeren kun je isoleren met isolatiematerialen zoals glas- en steenwol, polystyreen en luchtkussenfolie. Het isolerend effect is vooral te danken aan de lucht die in deze materialen zit opgesloten.

Checken of alles begrepen is

Geld besparen

Ina leest in een folder dat je met het isoleren van cv-leidingen veel energie kunt besparen: zo’n 10 kub aardgas per meter leiding per jaar.

Ina isoleert 18 meter cv-leiding in haar huis. 1 kub aardgas levert 32 MJ warmte. De gasprijs is € 0,75 per m3 (in 2020).

Hoeveel warmte bespaart Ina daarmee per jaar? En hoeveel geld bespaart ze door deze isolatie?

Door je huis te isoleren, kun je het energieverbruik voor verwarming flink omlaag brengen. Dat heeft voordelen voor het milieu, en het levert ook geld op. Elke m3 aardgas die je bespaart, betekent minder luchtverontreiniging én een lagere energierekening. Natuurlijk kost isoleren ook geld. Het duurt een aantal jaren voor je de kosten van de isolatiemaatregelen weer hebt terugverdiend.

Leerlingen lezen zelfstandig voorbeeldopdracht door en steken hun vinger omhoog als ze klaar zijn.

Controle: vingers omhoog als je dit niet begrijpt.

Aanpak; Stap 1

gegevens

isolatie per m = 10 kub minder aardgas; in totaal 18 meter, dus 180 kub aardgas minder. 

1 kub aardgas levert 32 MJ warmte

gasprijs = € 0,75 per m3

aanpak; stap 2

Gevraagd

besparing in warmte = ? J

besparing in geld = € ?

Aanpak; stap 3

Formule

Deze moet je nu zelf bedenken

 Totale Besparing Energie = Aantal Kub × besparing energie per Kub

Besparing financieel = Aantal Kub × energie per kub 

Aanpak; stap 4 en 5

Berekening

Totale Besparing Energie =  180 kub × 32 MJ = 5800 MJ

Besparing financieel =180 kub × €0,75 per kub = €135,-

Antwoord

Er wordt 5,8 GJ aan energie bespaart, en dus ook 135 euro

Koudebrug

Het is belangrijk dat de isolatie van een huis overal goed aansluit. Als de isolatie ergens ontbreekt, kan de warmte op die plaats gemakkelijk naar buiten verdwijnen. ’s Winters zal een binnenmuur op zo’n plaats koud aanvoelen. Daarom wordt zo’n slecht geïsoleerde plaats een ‘koudebrug’ genoemd.

In figuur 5 zie je een voorbeeld van een koudebrug. De muurisolatie loopt niet ver genoeg door. De warmte kan nu ontsnappen door de bakstenen via de koudebrug en de buitenmuur. Doordat de binnenmuur boven de vloer koud wordt, kan daar condensvorming ontstaan. De muur wordt dan vochtig en zal op den duur gaan schimmelen.

Leerdoelen; je kunt

• drie manieren beschrijven waarop een huis warmte verliest aan de omgeving.
  
• uitleggen hoe het komt dat een goed geïsoleerd huis minder energie verbruikt.
  
• vier manieren beschrijven om een woonhuis te isoleren tegen warmteverlies.
  
• van elke manier van isoleren uitleggen hoe die het warmtetransport tegengaat.
  
• uitrekenen hoeveel de bewoners door isolatie kunnen besparen in m³ aardgas en in euro’s.
  

Aan de slag

Maak  6.4 in je boek. 

Deze heb je 5 minuten voor het eind van de les af.

Wanneer je dit af hebt maak je test jezelf. 

Alles af? Laat dit bij je docent checken, dan mag je wat voor jezelf doen.

Aan de slag met de opdrachten op het bord