Warmtestroom (Φ / Phi)

Het concept van warmtestroom is fundamenteel binnen de bouwfysica en thermodynamica, met name voor het bepalen van warmteverliezen in bouwconstructies zoals muren, daken en vloeren. Warmte verplaatst zich altijd van een hogere naar een lagere temperatuur. De grootte van de warmtestroom is afhankelijk van meerdere factoren, waaronder het temperatuurverschil (ΔT) tussen twee zijden, de oppervlakte (A) waarover de warmte stroomt, de dikte (d) van het materiaal en de warmtegeleidingscoëfficiënt (λ) van het materiaal.

Warmtetransport kan op drie hoofdwijzen plaatsvinden: geleiding (conductie), convectie (stroming) en straling (radiatie). * Geleiding: Dit is warmtetransport door een stilstaande stof, waarbij warmte direct door het materiaal wordt doorgegeven via trillingen van moleculen. Hoe beter een materiaal warmte geleidt (hogere λ-waarde), hoe groter de warmtestroom. * Convectie: Hierbij wordt warmte overgedragen door de beweging van vloeistoffen of gassen. Denk hierbij aan warme lucht die opstijgt. De warmtestroom bij convectie is afhankelijk van de gaseigenschappen, de spouwruimte, de warmteoverdrachtscoëfficiënt en het temperatuurverschil. * Straling: Dit is warmtetransport via elektromagnetische golven, waarvoor geen medium nodig is. De zon verwarmt de aarde door middel van straling.

Voor warmtetransport door geleiding kan de warmtestroom (Φ of P) worden berekend met de Wet van Fourier: Φ = λ ⋅ A ⋅ ΔT / d Waarbij: * Φ (Phi) of P: Warmtestroom in Watt (W) of Joule per seconde (J/s). * λ (lambda): Warmtegeleidingscoëfficiënt van het materiaal in Watt per meter Kelvin (W/mK) of Watt per meter graad Celsius (W/m°C). * A: Oppervlakte in vierkante meters (m²). * ΔT (delta T): Temperatuurverschil tussen de twee zijden in Kelvin (K) of graden Celsius (°C). * d: Dikte van het materiaal in meters (m). De warmtegeleidingscoëfficiënt (λ) is een stofeigenschap die aangeeft hoe goed een materiaal warmte geleidt. Materialen met een lage λ-waarde zijn goede isolatoren.