Construction and industrial safety Construction and industrial safety Строительство и техногенная безопасность 2413-1873 92984 10.29039/2413-1873-2024-35-41-51 Инженерное обеспечение Engineering Support Инженерное обеспечение PROCEDURE FOR DETERMINATION OF THE CHARACTERISTICS FOR THE HEAT- INSULATING MATERIAL AS PART OF THE ENCLOSING STRUCTURE WITH THE USE OF QUADRATIC OPTIMIZATION TOOLS МЕТОДИКА ОБОСНОВАНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОГО МАТЕРИАЛА В СОСТАВЕ ОГРАЖДАЮЩЕЙ КОНСТРУКЦИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СРЕДСТВ КВАДРАТИЧНОГО ПРОГРАММИРОВАНИЯ Олехнович Янис Айгарсович Olehnovich Yanis Aygarsovich Радаев Антон Евгеньевич Radaev Anton Evgen'evich Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого Peter the Great Saint-Petersburg Polytechnic University 28 12 2024 28 12 2024 35 41 51 27 12 2024 https://stroyjurnal-asa.ru/index.php/asa/article/view/271

Актуальность исследования определяется важностью проблем обоснования характеристик конструктивных решений, применяемых при возведении или реконструкции зданий и сооружений (с учетом показателей энергетической и экономической эффективности), а также относительно невысокой практической значимостью соответствующих научных разработок. Постановка задачи. Необходимо определить наиболее предпочтительный вариант (модель) теплоизоляционного материала, используемого в качестве дополнительного слоя в составе стенового ограждения, на основе критериев обеспечиваемого сопротивления теплопередаче и срока окупаемости соответствующего конструктивного решения. Цель работы. Разработка инструментальных средств обоснования характеристик теплоизоляционного материала в составе стенового ограждения в рамках жилого здания. Задачами исследования являются: 1. Обзор и сравнительный анализ научных разработок в области исследования. 2. Разработка методики обоснования характеристик теплоизоляционного материала в составе стенового ограждения с использованием средств квадратичной оптимизации. 3. Реализация разработанной методики на практическом примере. Результаты. Разработана методика обоснования характеристик теплоизоляционного материала в составе стенового ограждения с использованием средств квадратичной оптимизации. Осуществлена реализация методики на практическом примере, выполнен анализ полученных результатов. Выводы. Результаты реализации методики на практическом примере подтверждают высокую практическую значимость разработанного инструментального средства. Таким образом, средства квадратичной оптимизации могут быть эффективно использованы для решения задачи обоснования характеристик теплоизоляционного материала в составе стенового ограждения.

Abstract: Relevance of the research is connected to the importance of the problems related to the determination of the characteristics for structural solutions used in the construction or reconstruction of buildings and structures (taking into account the indicators of energy and economic efficiency), as well as the relatively low practical significance of the relevant scientific developments. Problem statement. It is necessary to determine the most preferred variant (model) of heat-insulating material used as an additional layer in the wall structure on the basis of the criteria related to the provided heat transfer resistance and the payback period of the corresponding design solution. Research aim. Development of tools for determination of the characteristics for thermal insulation material as part of wall structure within a residential building. Research tasks are the following: 1. Review and comparative analysis of scientific developments in the field of research. 2. Development of the procedure for determination of the characteristics for the heat-insulating material as part of the wall structure with the use of quadratic optimization tools. 3. Implementation of the developed procedure on a practical example. Results. Procedure for determination of the characteristics for the heat-insulating material as part of the wall structure with the use of quadratic optimization tools has been developed. The procedure has been implemented using a practical example, and the received results have been analyzed. Findings. The results of the procedure’s implementation on a practical example confirm the high practical significance of the developed tool. Thus, quadratic optimization tools can be effectively used to solve the problem related to the determination of the characteristics for heat-insulating material as part of an wall structure.

 стеновое ограждение оптимизационная модель энергоэффективность теплоизоляционный материал сопротивление теплопередаче характеристики материала structure optimization model energy efficiency thermal insulation material heat transfer resistance material’s characteristics

Горшков, А.С. Анализ действующих требований и методик по тепловой защите зданий / А.С. Горшков, С.В. Корниенко // Энергосбережение. – 2018. – №3. – С. 28-37. Gorshkov, A.S. Analiz deystvuyuschih trebovaniy i metodik po teplovoy zaschite zdaniy / A.S. Gorshkov, S.V. Kornienko // Energosberezhenie. – 2018. – №3. – S. 28-37. Горшков, А.С. Замечания и предложения по корректировке свода правил «Тепловая защита зданий» / А.С. Горшков, С.В. Корниенко // Кровельные и изоляционные материалы. – 2018. – № 5. – С. 42-47. Gorshkov, A.S. Zamechaniya i predlozheniya po korrektirovke svoda pravil «Teplovaya zaschita zdaniy» / A.S. Gorshkov, S.V. Kornienko // Krovel'nye i izolyacionnye materialy. – 2018. – № 5. – S. 42-47. Горшков, А.С. Предложения по совершенствованию нормативных требований к ограждающим конструкциям / А.С. Горшков // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. 2017. – № 1-2 Gorshkov, A.S. Predlozheniya po sovershenstvovaniyu normativnyh trebovaniy k ograzhdayuschim konstrukciyam / A.S. Gorshkov // Stroitel'nye materialy, oborudovanie, tehnologii XXI veka. 2017. – № 1-2 Крышов, С.И. О фактических показателях энергоэффективности зданий. Причины и пути устранения несоответствия нормативам / С.И. Крышов, И.С. Курилюк // Энергосбережение. – 2018. – № 4. – С. 38- Kryshov, S.I. O fakticheskih pokazatelyah energoeffektivnosti zdaniy. Prichiny i puti ustraneniya nesootvetstviya normativam / S.I. Kryshov, I.S. Kurilyuk // Energosberezhenie. – 2018. – № 4. – S. 38- Стахов, А. Е. Экономическая оценка конструктивных решений тепловой защиты зданий / А. Е. Стахов, А. А. Андреенко // АВОК: Вентиляция, отопление, кондиционирование воздуха, теплоснабжение и Stahov, A. E. Ekonomicheskaya ocenka konstruktivnyh resheniy teplovoy zaschity zdaniy / A. E. Stahov, A. A. Andreenko // AVOK: Ventilyaciya, otoplenie, kondicionirovanie vozduha, teplosnabzhenie i Ковалев, И. Н. Особенности оптимизации толщины утеплителя наружных стен зданий. Системные аспекты / И. Н. Ковалев, Ю. А. Табунщиков // Энергосбережение. – 2017. – № 8. – С. 22-32. – EDN Kovalev, I. N. Osobennosti optimizacii tolschiny uteplitelya naruzhnyh sten zdaniy. Sistemnye aspekty / I. N. Kovalev, Yu. A. Tabunschikov // Energosberezhenie. – 2017. – № 8. – S. 22-32. – EDN Мальцев А.Н. Определение оптимальной степени усиления элементов теплозащитной оболочки малоэтажных жилых домов / А.Н. Мальцев // Инженерный вестник Дона. - 2021. - №7. Mal'cev A.N. Opredelenie optimal'noy stepeni usileniya elementov teplozaschitnoy obolochki maloetazhnyh zhilyh domov / A.N. Mal'cev // Inzhenernyy vestnik Dona. - 2021. - №7. Окунев А.Ю. Оптимизация утепления наружных стен на примере частных жилых домов // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2019. Т. 21. № 1. С. 126–139. Okunev A.Yu. Optimizaciya utepleniya naruzhnyh sten na primere chastnyh zhilyh domov // Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo arhitekturno-stroitel'nogo universiteta. 2019. T. 21. № 1. S. 126–139. Increasing the Energy Efficiency of Ventilated Facades Using Different Insulators / D. Kraynov, G. Medvedeva, R. Sadykov, A. Ibragimova // Proceedings of STCCE : International Scientific Conference on Socio- Increasing the Energy Efficiency of Ventilated Facades Using Different Insulators / D. Kraynov, G. Medvedeva, R. Sadykov, A. Ibragimova // Proceedings of STCCE : International Scientific Conference on Socio- Крайнов, Д. В. Сравнение оконных блоков по светотехническим и теплотехническим параметрам / Д. В. Крайнов, Д. Р. Гарифуллина // Экологическая безопасность и устойчивое развитие Kraynov, D. V. Sravnenie okonnyh blokov po svetotehnicheskim i teplotehnicheskim parametram / D. V. Kraynov, D. R. Garifullina // Ekologicheskaya bezopasnost' i ustoychivoe razvitie Крайнов, Д. В. Теплопоступление и теплопотери через стеклопакеты / Д. В. Крайнов, А. О. Салеева // Экологическая безопасность и устойчивое развитие урбанизированных территорий : Сборник Kraynov, D. V. Teplopostuplenie i teplopoteri cherez steklopakety / D. V. Kraynov, A. O. Saleeva // Ekologicheskaya bezopasnost' i ustoychivoe razvitie urbanizirovannyh territoriy : Sbornik Крайнов, Д. В. Расчет приведенного сопротивления теплопередачи светопрозрачных конструкций из алюминиевых профилей / Д. В. Крайнов, И. А. Масленников // Известия Казанского государственного Kraynov, D. V. Raschet privedennogo soprotivleniya teploperedachi svetoprozrachnyh konstrukciy iz alyuminievyh profiley / D. V. Kraynov, I. A. Maslennikov // Izvestiya Kazanskogo gosudarstvennogo Liu H., Maghoul P., Shalaby A. Optimum insulation design for buried utilities subject to frost action in cold regions using the Nelder-Mead algorithm // International Journal of Heat and Mass Transfer. 2019. (130). C. Liu H., Maghoul P., Shalaby A. Optimum insulation design for buried utilities subject to frost action in cold regions using the Nelder-Mead algorithm // International Journal of Heat and Mass Transfer. 2019. (130). C. Hoffmann C., Geissler A. The prebound-effect in detail: Real indoor temperatures in basements and measured versus calculated U-values // Energy Procedia. 2017. (122). C. 32-37. Hoffmann C., Geissler A. The prebound-effect in detail: Real indoor temperatures in basements and measured versus calculated U-values // Energy Procedia. 2017. (122). C. 32-37. Kraynov, D. Research of thermal performance properties of the wall construction products made of materials using heat power engineering waste / D. Kraynov, G. Medvedeva // E3S Web of Conferences Volume Kraynov, D. Research of thermal performance properties of the wall construction products made of materials using heat power engineering waste / D. Kraynov, G. Medvedeva // E3S Web of Conferences Volume Numerical simulation of ventilated facades under extreme climate conditions / M. R. Petrichenko, E. V. Kotov, D. V. Nemova [et al.] // Magazine of Civil Engineering. – 2018. – No. 1(77). – P. 130-140. Numerical simulation of ventilated facades under extreme climate conditions / M. R. Petrichenko, E. V. Kotov, D. V. Nemova [et al.] // Magazine of Civil Engineering. – 2018. – No. 1(77). – P. 130-140. Гамаюнова О.С. Обоснование характеристик многослойной стеновой конструкции с использованием средств квадратичного программирования / А.Е, Радаев, О.С. Гамаюнова // Строительство и Gamayunova O.S. Obosnovanie harakteristik mnogosloynoy stenovoy konstrukcii s ispol'zovaniem sredstv kvadratichnogo programmirovaniya / A.E, Radaev, O.S. Gamayunova // Stroitel'stvo i Гамаюнова О.С. Обоснование стоимости утеплителей от их теплофизических характеристик // Строительство уникальных зданий и сооружений. 2019. № 1 (76). С. 19-29. Gamayunova O.S. Obosnovanie stoimosti utepliteley ot ih teplofizicheskih harakteristik // Stroitel'stvo unikal'nyh zdaniy i sooruzheniy. 2019. № 1 (76). S. 19-29. Радаев, А.Е. Использование средств оптимизационного моделирования для обоснования характеристик энергоэффективного конструктивного решения / А. Е. Радаев, О. С. Гамаюнова, Г. А. Бардина // Radaev, A.E. Ispol'zovanie sredstv optimizacionnogo modelirovaniya dlya obosnovaniya harakteristik energoeffektivnogo konstruktivnogo resheniya / A. E. Radaev, O. S. Gamayunova, G. A. Bardina //