Η παρούσα εργασία επικεντρώνεται στη διερεύνηση της επίδρασης θερμοϋγρομετρικών παραμέτρων στον συντελεστή θερμικής αγωγιμότητας (λ) και στη θερμική απόκριση σύνθετων δομικών στοιχείων, με στόχο την ενίσχυση του θερμοφυσικού σχεδιασμού κελυφών. Αρχικά μελετήθηκαν πέντε ευρέως χρησιμοποιούμενα θερμομονωτικά υλικά (XPS, EPS, πετροβάμβακας, Aerogel και PUR), για τα οποία υπολογίστηκε η μεταβολή του λ σε συνάρτηση με τη θερμοκρασία. Οι ιδιότητες θερμοχωρητικότητας εκτιμήθηκαν με βάση πειραματικά δεδομένα και βιβλιογραφικές τιμές. Στη συνέχεια, εφαρμόστηκε αριθμητική θερμική ανάλυση μέσω του λογισμικού COMSOL Multiphysics σε μοντέλο εξωτερικής τοιχοποιίας τύπου «σάντουιτς» (τσιμεντοσανίδα–μονωτικό–τσιμεντοσανίδα), τόσο για την εξωτερική όσο και για την εσωτερική παρειά.

Η ανάλυση επικεντρώθηκε σε τρεις κρίσιμους παραμέτρους: το είδος του θερμομονωτικού υλικού, τον συντελεστή ηλιακής απορρόφησης (asol) και τον προσανατολισμό της εξωτερικής παρειάς. Μέσα από εκτενή παραγωγή και αξιολόγηση θερμοκρασιακών διαγραμμάτων (χρονική εξέλιξη θερμοκρασίας), καταδείχθηκαν οι επιδράσεις των παραμέτρων αυτών στη θερμική συμπεριφορά του τοιχοδομικού στοιχείου. Τα αποτελέσματα ανέδειξαν σημαντικές διαφοροποιήσεις μεταξύ των υλικών, ιδιαίτερα σε συνθήκες υψηλού asol (δείκτη ηλιακής απορρόφησης) και νότιου/δυτικού προσανατολισμού, ενώ επιβεβαιώθηκε η καθοριστική επίδραση της θερμικής αγωγιμότητας και της αδράνειας στη θερμική καθυστέρηση και απόσβεση του θερμικού κύματος.

Τα ευρήματα της εργασίας προσφέρουν πολύτιμες πληροφορίες για την επιλογή κατάλληλων θερμομονωτικών υλικών και τον ορθό σχεδιασμό του κελύφους, ειδικά σε κλιματικές συνθήκες με έντονη ηλιακή έκθεση και θερμοκρασιακές διακυμάνσεις.

This thesis investigates the influence of hygrothermal parameters on the thermal conductivity coefficient (λ) and the thermal response of composite building wall elements, with the aim of enhancing building envelope design under variable environmental conditions. Initially, five widely used insulation materials (XPS, EPS, mineral wool, aerogel, and PUR) were examined, focusing on the variation of λ as a function of temperature and moisture content. Material-specific heat capacities were estimated based on experimental and literature data.

Subsequently, numerical thermal analysis was conducted using COMSOL Multiphysics on a multilayer wall model (cement board–insulation–cement board), representing an external wall configuration. The analysis covered both the external and internal surface behavior of the wall under dynamic thermal boundary conditions.

Three critical influencing parameters were studied: the type of insulation material, the solar absorptance coefficient (asol), and the orientation of the external surface. Through the generation and evaluation of time–temperature response diagrams, the study demonstrates how these parameters affect heat transfer through the envelope. Results highlight significant differences in thermal behavior between materials, particularly under high asol values and southern/western orientations. Furthermore, the analysis confirms the importance of thermal conductivity and inertia in shaping thermal delay and damping effects.

The findings provide valuable insights for selecting appropriate insulation materials and optimizing envelope configurations, particularly for climates characterized by intense solar exposure and significant temperature fluctuations.