omnaОмский научный вестникOmsk Scientific Bulletin1813-82252541-7541Омский государственный технический университет10.25206/1813-8225-2023-186-97-104omna-216Research ArticleМАШИНОСТРОЕНИЕMECHANICAL ENGINEERINGМоделирование физических характеристик теплоаккумулирующих строительных материаловModeling of physical characteristics of heat-accumulating building materialsЯковлеваЮ. С.YakovlevaYu. S.

ЯКОВЛЕВА Юлия Сергеевна, научный сотрудник научно-исследовательского отдела экспериментальных исследований и испытаний

г. Анапа

YAKOVLEVA Yuliya Sergeevna, Researcher of Research Department of Experimental Research and Testing

Anapa

usa.17@yandex.ruБирюковА. Н.BiryukovA. N.

БИРЮКОВ Александр Николаевич, доктор технических наук, профессор (Россия), заведующий кафедрой технологии, организации и экономикистроительства Военного института (инженерно-технического)

г. Санкт-Петербург

BIRYUKOV Aleksandr Nikolayevich, Doctor of Technical Sciences, Professor, Head of Technology, Organization and Economics of Construction Department, Military Institute (Engineering and Technical)

Saint Petersburg

aleks_bir@mail.ruВоенный инновационный технополис «ЭРА»РоссияMilitary Innovative Technopolis «ERA»Russian FederationВоенная академия материально-технического обеспечения им. генерала армии А. В. ХрулёваРоссияMilitary Academy of Logistics named after General of Army A. V. KhrulevRussian Federation2023300620230297104Copyright © Яковлева Ю.С., Бирюков А.Н., 20232023Яковлева Ю.С., Бирюков А.Н.Yakovleva Y.S., Biryukov A.N.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://onv.omgtu.ru/jour/article/view/216

В статье рассматриваются результаты исследований физических характеристик теплоаккумулирующих строительных материалов. Современные тенденции в производстве и использовании материалов определяют необходимость разработки новых научно-методических аппаратов оценки физических характеристик энергосберегающих строительных материалов, которые позволят значительно улучшить свойства материалов, снизить их стоимость и повысить качество и надежность конструкций и изделий. В качестве такого аппарата авторами предлагается применение математической модели, статистическим описанием экспериментальных данных которой является линейная регрессия.

В качестве входных параметров системы выбраны исходные вещества для формирования микрокапсулированного теплоаккумулирующего материала, а выходными характеристиками являются зависимые переменные (удельная теплота фазового перехода, предел прочности на сжатие). По результатам экспериментальных исследований и с помощью программы DataFit построены зависимости выходных параметров от доли составных компонентов материала. Проведена оценка адекватности математической модели F-критерием Фишера, значимость коэффициента множественной корреляции — по t-критерию Стьюдента. Определены составы материала с наилучшими физическими характеристиками.

The article discusses the results of studies of the physical characteristics of heataccumulating building materials. Modern trends in the production and use of materials determine the need to develop new scientific and methodological devices for assessing the physical characteristics of energy-saving building materials, which will significantly improve the properties of materials, reduce their cost and improve the quality and reliability of structures and products. As such a device, the authors propose the use of a mathematical model, the statistical description of experimental data of which is linear regression. The initial substances for the formation of a microcapsulated heat-accumulating material are selected as input parameters of the system, and the output characteristics are dependent variables (specific heat of the phase transition, compressive strength). Based on the results of experimental studies and using the DataFit program.

теплоаккумулирующие материалымикрокапсулыматематическая модельфизические характеристикиуравнение регрессиикритерий Фишеракритерий Стьюдентаheat storage materialsmicrocapsulesmathematical modelphysical characteristicsregression equationFisher criterionStudent criterionReferencesБодров В. И., Шевченко А. А., Ионычев Е. Г. Модель энергосберегающего производственного сельскохозяйственного здания // Известия вузов. Строительство. 2005. № 9. С. 114–116.Bodrov V. I., Shevchenko A. A., Ionychev E. G. Model′ energosberegayushchego proizvodstvennogo sel′skokhozyaystvennogo zdaniya [Model of an energy-efficient production agricultural building] // Izvestiya Vuzov. Stroitel′stvo. Izvestia of Higher Education Institutions. Construction. 2005. No. 9. P. 114–116. (In Russ.).Матросов Ю. А. Энергосбережение в зданиях. Проблема и пути её решения. Москва: НИИСФ, 2008. 496 с.Matrosov Yu. A. Energosberezheniye v zdaniyakh. Problema i puti ee resheniya [Energy saving in buildings. The problem and how to solve it]. Moscow, 2008. 496 p. (In Russ.).Мальцев А. В. Энергосберегающие ограждающие конструкции с использованием местных материалов при варьируемых параметрах тепломассопереноса: дис. … канд. техн. наук. Пенза, 2014. 169 с.Mal′tsev A. V. Energosberegayushchiye ograzhdayushchiye konstruktsii s ispol′zovaniyem mestnykh materialov pri var′iruyemykh parametrakh teplomassoperenosa [Energy-saving building envelopes using local materials with varying heat and mass transfer parameters]. Penza, 2014. 169 p. (In Russ.).Об утверждении Энергетической стратегии России на период до 2030 года: распоряжение Правительства РФ от 13 ноября 2009 г. № 1715-р. URL: https://legalacts.ru/doc/rasporjazhenie-pravitelstva-rf-ot-13112009-n-1715-r/ (дата обращения: 12.02.2023).Ob utverzhdenii Energeticheskoy strategii Rossii na period do 2030 goda: rasporyazheniye Pravitel′stva RF ot 13 noyabrya 2009 g. № 1715-r. [On Approval of Russia's Energy Strategy to 2030: Russian Government Order No. 1715-r of 13 November 2009]. URL: https://legalacts.ru/doc/rasporjazhenie-pravitelstvarf-ot-13112009-n-1715-r/ (accessed: 12.02.2023). (In Russ.).СП 50.13330.2012. Свод правил. Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003. Введ. 1017–07–01. Москва: Минрегион России, 2012. 96 с.SP 50.13330.2012. Svod pravil. Teplovaya zashchita zdaniy [SP 50.13330.2012. The course of rules. Thermal performance of the buildings]. Moscow, 2012. 96 p. (In Russ.).СНиП 23-02-2003. Тепловая защита зданий. Москва: Госстрой России, ФГУП, ЦПП, 2004. 25 с.SNiP 23-02-2003. Teplovaya zashchita zdaniy [SNiP 23- 02-2003. Thermal performance of the buildings]. Moscow, 2004. 25 p. (In Russ.).Матросов Ю. А. Сравнительный анализ территориальных норм России по энергоэффективности жилых зданий и нового постановления Германии // Энергосбережение. 2002. № 4. С. 60–63.Matrosov Yu. A. Sravnitel′nyy analiz territorial′nykh norm Rossii po energoeffektivnosti zhilykh zdaniy i novogo postanovleniya Germanii [Comparative analysis of Russian territorial standards for energy efficiency in residential buildings and the new German regulation] // Energosberezheniye. Energy Efficiency. 2002. No. 4. P. 60–63. (In Russ.).СП 23–101-2000. Проектирование тепловой защиты зданий. Москва: Госстрой России, 2001. 95 с.SP 23–101-2000. Proyektirovaniye teplovoy zashchity zdaniy [SP 50.13330.2012. Thermal performance design of buildings]. Moscow, 2001. 95 p. (In Russ.).Энергосбережение в зданиях. Нормативы по теплозащите и тепловодоэлектроснабжению. МГСН 2.01.99. Москва, 1999. 78 с. URL: https://ohranatruda.ru/upload/iblock/5fd/4294850043.pdf (дата обращения: 10.02.2023).Energosberezheniye v zdaniyakh. Normativy po teplozashchite i teplovodoelektrosnabzheniyu. MGSN 2.01.-99 [Energy-efficient in buildings. Standards for thermal protection and thermo-electricity. MGSN 2.01.-99.]. Moscow, 1999. 78 p. URL: https://ohranatruda.ru/upload/iblock/5fd/4294850043.pdf (accessed: 10.02.2023). (In Russ.).Альтшуллер Е. Н. О показателе удельной энергоемкости в индустриальном домостроении // Бетон и железобетон. 1982. № 8. С. 27–28.Al′tshuller E. N. O pokazatele udel′noy energoyemkosti v industrial′nom domostroyenii [On the indicator of specific energy intensity in industrial house building] // Beton i zhelezobeton. Concrete and Reinforced Concrete. 1982. No. 8. P. 27–28. (In Russ.).Альтшуллер Е. Н. Эффективность применения слоистых стен в монолитном домостроении // Бетон и железобетон. 1993. № 2. С. 27–28.Al′tshuller E. N. Effektivnost′ primeneniya sloistykh sten v monolitnom domostroyenii Effectiveness of the use of laminated walls in monolithic construction // Beton i zhelezobeton. Concrete and Reinforced Concrete. 1993. No. 2. P. 27–28. (In Russ.).Ушков Ф. В., Цаплев Н. Н. Энергоемкость и тепловая эффективность наружных стен // Жилищное строительство. 1981. № 4. С. 11–12.Ushkov F. V., Tsaplev N. N. Energoyemkost′ i teplovaya effektivnost′ naruzhnykh sten [Energy intensity and thermal efficiency of exterior walls] // Zhilishchnoye stroitel′stvo. Housing Construction. 1981. No. 4. P. 11–12. (In Russ.).Шкарин А. В. Сухие теплоизоляционные смеси на композиционных вяжущих: автореф. дис. ... канд. техн. наук. Белгород, 2013. 26 с.Shkarin A. V. Sukhiye teploizolyatsionnyye smesi na kompozitsionnykh vyazhushchikh [Dry heat insulating mixtures based on composite binders]. Belgorod, 2013. 26 p. (In Russ.).Бусленко Н. П. Моделирование сложных систем. Москва: Наука, 1988. 400 с.Buslenko N. P. Modelirovaniye slozhnykh sistem [Modelling of complex systems]. Moscow, 1988. 400 p. (In Russ.).Хакен Г. Синергетика. Иерархия неустойчивостей в самоорганизующихся системах и устройствах / пер. с англ. Ю. А. Данилова; под ред. [и с предисл.] Ю. Л. Климонтовича. Москва: Мир, 1985. 419 c.Haken H. Sinergetika. Ierarkhiya neustoychivostey v samoorganizuyushchikhsya sistemakh i ustroystvakh [Advanced Synergetics] / trans. from Engl. Yu. A. Danilova; ed. by Yu. L. Klimontovicha. Moscow, 1985. 419 p. (In Russ.).Советов Б. Я., Яковлев С. А. Моделирование систем. 3-е изд., перераб. и доп. Москва: Высшая школа, 2001. 343 с.Sovetov B. Ya., Yakovlev S. A. Modelirovaniye system [Systems Modeling]. 3nd ed. Moscow, 2001. 343 p. (In Russ.).Шестак Я. Теория термического анализа. Москва: Мир, 1978. 528 с.Shestak Ya. Teoriya termicheskogo analiza [Theory of thermal analysis]. Moscow, 1978. 528 p. (In Russ.).Майорова А. Ф. Термоаналитические методы исследования // Соросовский образовательный журнал. 1998. № 10. С. 50–54.Mayorova A. F. Termoanaliticheskiye metody issledovaniya [Thermoanalytical research methods] // Sorosovskiy obrazovatel′nyy zhurnal. Soros Education Journal. 1998. No. 10. P. 50–54. (In Russ.).Хеммингер В., Хене Г. Калориметрия. Теория и практика / пер. с англ. О. Б. Саламатиной. Москва: Химия, 1989. 90 с.Hemminger W., Hohne G. Kalorimetriya. Teoriya i praktika [Calorimetry: Fundamentals and practice] / ed. by O. B. Salamatinoy. Moscow, 1989. 90 p. (In Russ.).Яковлева Ю. С. Результаты экспериментальных исследований энергоэффективного строительного материала для объектов военной инфраструктуры // Актуальные проблемы естественных и технических наук: сб. материалов I Междунар. науч.-практ. конф., 25 июня 2021 г. Санкт-Петербург, 2021. С. 295–302.Yakovleva Yu. S. Rezul′taty eksperimental′nykh issledovaniy energoeffektivnogo stroitel′nogo materiala dlya ob′′yektov voyennoy infrastruktury [Experimental results on an energy-efficient building material for military infrastructure] // Aktual′nyye problemy yestestvennykh i tekhnicheskikh nauk. Current Issues in Natural and Technical Sciences. St. Petersburg, 2021. P. 295–302. (In Russ.).Яковлева Ю. С. Современная технология получения строительного теплоаккумулирующего материала // Тенденции развития строительства объектов гражданского и специального назначения: сб. науч. тр. по материалам II Всерос. науч.-методич. конф. 20–22 апреля 2022 г. Тюмень: Изд-во ТВВИКУ, 2022. С. 215–218.Yakovleva Yu. S. Sovremennaya tekhnologiya polucheniya stroitel′nogo teploakkumuliruyushchego materiala [State-of-theart technology for building heat storage material] // Tendentsii razvitiya stroitel′stva ob′′yektov grazhdanskogo i spetsial′nogo naznacheniya. Trends in Civil and Special Construction Projects. Tyumen, 2022. P. 215–218. (In Russ.).ГОСТ Р 58279-2018. Смеси сухие строительные штукатурные на гипсовом вяжущем. Технические условия. Введ. 2019–07–01. Москва: Стандартинформ, 2019. 16 c.GOST P 58279-2018. Smesi sukhiye stroitel′nyye shtukaturnyye na gipsovom vyazhushchem. Tekhnicheskiye usloviya [Dry building levelling plaster mixes based on gypsum binder. Specifications]. Moscow, 2019. 16 p. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.