Thermische belasting
Laatst bijgewerkt: 05-05-2025
Definitie
Thermische belasting omvat de effecten van temperatuurveranderingen op bouwmaterialen en constructies, wat kan leiden tot uitzetting, krimp en interne spanningen.
Omschrijving
Thermische belasting ontstaat door variaties in omgevingstemperatuur, zoals dagelijkse schommelingen of seizoensinvloeden, en door blootstelling aan warmtebronnen zoals zonnestraling of interne processen zoals bij brand. Materialen reageren verschillend op deze temperatuurveranderingen, wat resulteert in uitzetting bij hogere temperaturen en krimp bij lagere temperaturen. Wanneer deze vrije vervorming wordt belemmerd, bijvoorbeeld binnen een constructie, ontstaan spanningen. Deze spanningen kunnen leiden tot vervormingen, scheurvorming of andere schade aan bouwelementen als hiermee bij het ontwerp en de uitvoering geen rekening wordt gehouden. Om de gevolgen van thermische belasting te beheersen, worden diverse maatregelen toegepast, zoals het aanbrengen van dilatatievoegen die beweging opvangen en het toepassen van geschikte thermische isolatie.
Invloedsfactoren en gevolgen
De mate van thermische belasting op een constructie wordt beïnvloed door factoren zoals de omgevingstemperatuur, directe zoninstraling, en de thermische eigenschappen van de gebruikte materialen, zoals de uitzettingscoëfficiënt. Verschillende bouwmaterialen hebben sterk variërende uitzettingscoëfficiënten; kunststoffen zetten bijvoorbeeld aanzienlijk meer uit dan glas bij dezelfde temperatuurverandering. Extreme temperaturen, zoals bij een schoorsteenbrand waarbij de temperatuur kan oplopen tot 1200 graden Celsius, kunnen leiden tot aanzienlijke thermische spanningen en schade zoals scheurvorming. Onvoldoende rekening houden met thermische belasting kan leiden tot problemen zoals scheuren in muren, lekkages of constructief falen.
Berekening en normen
De berekening van thermische belastingen op constructies is vastgelegd in normen zoals NEN-EN 1991-1-5, die onderdeel uitmaakt van de Eurocodes. Deze normen geven beginselen en regels voor de berekening van thermische belastingen op gebouwen, bruggen en andere civieltechnische werken. Hierbij wordt onderscheid gemaakt tussen gelijkmatige temperatuurveranderingen en temperatuurverschillen binnen een constructie. De berekeningen houden rekening met materiaalafhankelijke eigenschappen zoals uitzettingscoëfficiënten en thermische geleidbaarheid.
Vergelijkbare termen
Temperatuurspanningen
Gebruikte bronnen: