Convectie

Door temperatuurverschillen in huis ontstaat bewegende lucht oftewel convectie. Warme lucht gaat naar boven en koude lucht gaat naar beneden. De reden is eenvoudig: bij verwarming van lucht zet deze uit en hierdoor wordt de soortelijke massa van die warmere lucht lager. De lichtste lucht, de warme lucht, gaat naar boven en de zwaardere koude lucht gaat naar beneden. Dit zorgt voor de beweging van de lucht.

Dit volgt uit de bekende wet van Boyle Gay Lussac: P1 x V1/ T1 = P2 x V2/ T2

Of anders gezegd: druk x volume gedeeld door de absolute temperatuur is constant. Aan de absolute druk kunnen we niets doen; die wordt nu eenmaal vastgesteld door het weer buiten. De temperatuur wél. Houdt de temperatuur overal hetzelfde en er is geen convectie en dus geen tocht als gevolg van temperatuurverschillen. Koude ramen en hete kachels zijn voorbeelden van verstorende temperaturen. Dit is de reden om dubbel glas te nemen met HR++ eigenschappen. HR++ betekent extra isolerend. Dit wordt bereikt door de juiste dikte van de spouw in het glas, een goed schutgas als Krypton met weinig geleiding en eventueel een coating op het glas. Deze coating zorgt dat het spectrum buiten het zichtbare licht (ca. 50 %) wordt tegengehouden. Dit is vooral van belang als je opwarming door de zon in de zomer wilt voorkomen. Opwarming dóór het glas van de zon kan wel oplopen tot bijna 10 kWh per m2 per dag in de zomer. Ongeveer de helft kan je tegenhouden met een coating. Infraroodstraling, ver infrarood, vanuit huis wordt door het glas geblokkeerd. Dit is een algemene eigenschap van glas.

Als de ramen niet koud of warm worden zal er geen temperatuurverschil zijn en zal er hierdoor geen luchtbeweging ontstaan (geen convectie)

Bij kachels of radiatoren treedt uiteraard hetzelfde effect op, hoe heter, hoe groter de convectie. Bij de ouderwetse kachels die gemakkelijk boven de 100 °C kwamen zag je boven de kachels donkere sporen. Dat was het gevolg van de convectie die stof meeneemt en op de muur neersloeg. De warme lucht gaat naar boven, via het plafond en komt aan de andere kant van de kamer weer kouder naar beneden. Enerzijds is het nuttig dat er convectie is omdat de gehele kamer daardoor verwarmd wordt, anderzijds geeft dat een tochtgevoel, vooral aan de overzijde van de kachel. Daar komt koudere lucht naar beneden. 

Het is verstandig om verwarming op plaatsen te zetten waar de temperatuur verstoord wordt. Het raam is een voorbeeld van temperatuurverstoring. Dit is de reden waarom radiatoren bij voorkeur onder of bij het raam geplaatst worden. De gradiënten in de kamer worden daardoor aanmerkelijk minder.

Hoe beter het huis geïsoleerd is, hoe minder warm de kachel hoeft te zijn, hoe minder convectie en dus minder tocht.

Bij laag temperatuur radiatoren treedt er eigenlijk te weinig convectie op en hierdoor gaat de capaciteit van de radiator achteruit. De radiator kan zijn warmte niet kwijt. Om deze reden worden vaak kleine ventilatoren geplaatst die met een heel lage snelheid, bij een groot oppervlak, de lucht naar boven forceren.