Optymalizacja wybranych parametrów węzła połączenia płyty balkonowej ze ścianą na podstawie modelowania matematycznego przepływu ciepła

• Autorzy: Jezierski Walery , Leszczyński Cezary

Warianty tytułu

EN

Optimization of selected parameters of the connection between the balcony slab and the wall based on mathematical modeling of heat flow

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule opisano wyniki analizy i optymalizacji wybranych parametrów węzła połączenia płyty balkonowej ze ścianą na podstawie modeli matematycznych. Wyniki opierają się na poprzednim badaniu – ocena istotności wpływu 15 różnych czynników, charakteryzujących parametry tego węzła, z których sześć zostały zakwalifikowane jako istotne. W niniejszym badaniu dla istotnych czynników opracowano modele matematyczne zależności temperatury ϑ_img (funkcja Y₁) w miejscu występowania najniższej temperatury w analizowanym węźle oraz liniowego współczynnika przenikania ciepła ψim (funkcja Y₂) mostka termicznego, występującego w tym miejscu, od czynników: X₁ – grubość izolacji termicznej górnej części płyty balkonowej; X₂ – grubość izolacji termicznej dolnej części płyty balkonowej; X₃ – grubość izolacji termicznej górnej części stropu wewnątrz budynku; X₄ – grubość izolacji termicznej ściany zewnętrznej; X₅ – współczynnik przewodzenia ciepła izolacji termicznej ściany zewnętrznej; X₆ – grubość płyty balkonowej. Na podstawie wyników eksperymentu obliczeniowego, uzyskanych na drodze symulacji z wykorzystaniem oprogramowania THERM 7.6 opracowano deterministyczne modele matematyczne tych zależności. Modele pozwoliły oszacować stopień i charakter wpływu badanych czynników na temperaturę ϑimg i liniowy współczynnik przenikania ciepła ψim oraz przeprowadzić optymalizację parametrów. Informacja może być przydatna dla naukowców, inżynierów i decydentów, przy podejmowaniu prawidłowych decyzji na etapie projektowania nowych budynków mieszkalnych.

EN

The article describes the results of the analysis and optimization of selected parameters of the junction between the balcony slab an he wall based on a mathematical model. The results are based on a previous study after assessing the significance of the influence of 15 different factors characterizing the parameters of this node, from which 6 significant ones were selected. In this study, mathematical models of the dependence of the temperature ϑ_img (function Y₁) at the location of the lowest temperature in the analyzed node and the linear heat transfer coefficient ψim (function Y₂) of the thermal bridge occurring in this location on the following factors were developed for important factors: X₁ – thermal insulation thickness the upper part of the balcony slab; X₂ – thickness of thermal insulation of the lower part of the balcony slab; X₃ – thickness of thermal insulation of the upper part of the ceiling inside the building; X₄ – thickness of thermal insulation of the external wall; X₅ – thermal conductivity coefficient of external wall thermal insulation; X₆ – thickness of the balcony slab. Based on the results of the computational experiment obtained by simulation using THERM 7.6 software, deterministic mathematical models of these relationships were developed. The models made it possible to estimate the degree and nature of the influence of the studied factors on temperature ϑimg and linear heat transfer coefficient ψim, and optimize the parameters. The information may be useful for scientists, engineers and decision-makers when making correct decisions at the stage of designing new residential buildings.

Słowa kluczowe

PL

balkon; węzeł połaczenia; przepływ ciepła

EN

balcony; heat flow; junction

• Wydawca: Grupa MEDIUM Sp. z o.o. Sp.k.a.
• Czasopismo: Izolacje
• Rocznik: 2024
• Tom: T. 29, nr 2
• Strony: 82--89
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., fot., rys.

Twórcy

autor

Jezierski Walery

• Katedra Budownictwa Zrównoważonego i Instalacji Budowlanych, Politechnika Białostocka

autor

Leszczyński Cezary

• Katedra Budownictwa Zrównoważonego i Instalacji Budowlanych, Politechnika Białostocka

Bibliografia

• 1. P. Krause, T. Steidl, B. Orlik-Kożdoń, „Cieplno-wilgotnościowe projektowanie ścian z betonu komórkowego”, Zeszyt 3, Część 2. „Mostki termiczne”.
• 2. B. Gutarowska, „Grzyby strzępkowe zasiedlające materiały budowlane, wzrost oraz produkcja mikotoksyn i alergenów”, Zeszyty Naukowe nr 1074, Politechnika Łódzka.
• 3. W. Jezierski, C. Leszczyński, „Określenie istotności wpływu parametrów węzła połączenia płyty balkonowej ze ścianą na pole temperatur”, „IZOLACJE” 7/8/2023.
• 4. THERM 7.6., https://windows.lbl.gov/software-release-therm-7601
• 5. Conrad 5 & Viewer 5 Technical and Programming Documentation, https://windows.lbl.gov/sites/all/files/Downloads/conrad-andviewer-06-20-06.pdf.
• 6. THERM 5.2/WINDOW 5.2 NFRC Simulation Manual Robin Mitchell, Christian Kohler, and Dariush Arasteh, Windows and Daylighting Group, Building Technologies Deparment Environmental Energy Technologies Division, Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley, California 94720.
• 7. THERM 2.0: Program Description, A PC Program for Analyzing the Two-Dimensional Heat Transfer Through Building Products, Elizabeth Finlayson, Robin Mitchell, and Dariush Arasteh, Windows and Daylighting Group, Building Technologies Department Environmental Energy Technologies Division, Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley, California 94720.
• 8. M. Sealander, AIA, Maine Licensed Architect, Using LBNL Therm for Energy Analysis, Sealanders Architects.
• 9. PN-EN ISO 10211-1, „Mostki cieplne w budynkach. Obliczanie strumieni cieplnych i temperatury powierzchni. Część 1: Metody ogólne”.
• 10. J. Gutenbaum, „Modelowanie matematyczne systemów”, wyd. EXIT, Warszawa 2003.
• 11. M. Korzyński, „Metodyka eksperymentu. Planowanie, realizacja i statystyczne opracowanie wyników eksperymentów technologicznych”, WNT, Warszawa 2006.
• 12. V.Z. Brodskiy i in., „Tablicy planów eksperymentu dla faktornych i polinomialnych modeley”, „Metalurgia”, Moskwa 1982.
• 13. B. Durakovic, „Design of Experiments Application, Concepts, Examples: State of the Art. Periodicals of Engineering and Natural Sciences”, vol. 5/2017, no. 3: 421–439.
• 14. EN ISO 13788:2012, „Hygrothermal performance of building components and building elements – Internal surface temperature to avoid critical surface humidity and interstitial condensation – Calculation methods” (ISO 13788:2012, Corrected version 2020-05).
• 15. M. Korzyński, „Metodyka eksperymentu”, WNT, Warszawa 2013.
• 16. EN ISO 13788:2012, „Hygrothermal performance of building components and building elements – Internal surface temperature to avoid critical surface humidity and interstitial condensation – Calculation methods” (ISO 13788:2012, Corrected version 2020-05).

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2024).