Analiza temperatury wewnętrznej połączenia podłogi na gruncie ze ścianą zewnętrzną przy użyciu metody modelowania matematycznego

W artykule zaprezentowano wyniki oryginalnego badania dotyczącego wpływu wybranych parametrów geometrycznych i materiałowych. Przeanalizowana pod kątem temperaturowym została strefa przyziemia budynku obejmującego połączenie ściany zewnętrznej z fundamentem i podłogą na gruncie. Analizie poddano zależność temperatury występującej w miejscu krytycznym węzła wewnątrz przegrody zewnętrznej. Przeanalizowano następujące zmienne: X1– współczynnik przewodzenia ciepła warstwy izolacyjnej ułożonej na płycie fundamentowej [W/(m·K)], X2 – grubość warstwy styropianu w strefie cokołowej [m], X3 – grubość izolacji cieplnej pod płytą fundamentową [m], X4 – grubość termoizolacji zastosowanej w ścianie zewnętrznej [m], X5 – grubość izolacji wewnętrznej części cokołowej fundamentu [m]. Obliczenia wykonano dla warunków klimatycznych charakterystycznych dla miasta Białystok, przy użyciu oprogramowania THERM. Na podstawie wyników symulacji opracowano deterministyczne modele matematyczne, które umożliwiły ocenę charakteru i siły oddziaływania poszczególnych czynników na temperaturę w miejscu występowania mostka termicznego. Jak wykazały obliczenia, największy jednostkowy wpływ spośród analizowanych czynników wykazuje zmienna X5, odpowiadająca za grubość izolacji wewnętrznej części cokołowej fundamentu [m]. Wartość współczynnika przy tej zmiennej wynosi 2,5673, co oznacza, że przejście z poziomu -1 na +1 skutkuje wzrostem średniej temperatury o ok. 5,13°C. Uzyskane wyniki mogą stanowić cenne źródło informacji dla naukowców, projektantów, inżynierów oraz decydentów, wspierając podejmowanie trafnych decyzji na etapie projektowania budynków z ogrzewaną przestrzenią użytkową.

---

The article presents the results of an original study on the impact of selected geometric and material parameters. The thermal performance of the ground-level zone of a building was analysed, focusing on the connection between the external wall, foundation, and ground floor. The study examined the temperature at the critical point within the external partition. The following variables were analysed: X1 – thermal conductivity of the insulation layer placed on the foundation slab [W/(m·K)], X2 – thickness of the polystyrene layer in the plinth area [m], X3 – thickness of thermal insulation under the foundation slab [m], X4 – thickness of thermal insulation used in the external wall [m], X5 – thickness of internal insulation of the foundation wall [m]. Calculations were performed for the climatic conditions characteristic of the city of Białystok using the THERM software. Based on the simulation results, deterministic mathematical models were developed, enabling the assessment of the nature and strength of the influence of individual factors on the temperature at the thermal bridge location. The calculations showed that the variable X5, corresponding to the thickness of the internal insulation of the foundation wall [m], had the greatest individual impact among the analysed factors. The coefficient for this variable was 2,5673, meaning that a change from level -1 to +1 results in an increase in average temperature of approximately 5,13°C. The results obtained can serve as a valuable source of information for researchers, designers, engineers, and decision-makers, supporting effective decision-making at the building design stage for structures with heated usable spaces.