Основы алгоритма оптимизации структуры теплоизоляционных пористых материалов

Аннотация

Сегодня в связи с ужесточением требований по теплозащите зданий и сооружений заметно возрос спрос на качественные теплоизоляционные пористые материалы, задачи создания которых связаны с неопределенностями в различных областях. Это, в первую очередь, неопределенность условий реального функционирования будущих конструкций и неопределенность совокупности задач, которые оцениваются критериями эффективности. В статье обоснована необходимость построения математических моделей зависимостей различных параметров материалов и предлагается метод построения критерия теплопроводности пористого материала на примере пенобетона неавтоклавного твердения. Теплопроводность пористых материалов напрямую зависит от характера пористости и определяется плотностью. В соответствии с этим утверждением проведен анализ теплопереноса в пенобетонном блоке. Перенос тепла рассмотрен через пеноблок в целом, отдельно рассмотрены свойства его составляющих, которые формируют общий теплопоток: цементной матрицы и пор, заполненных воздухом. Использованы функциональные зависимости параметров теплопотока от влажности, пористости, размера и количества пор, содержания в них воды, структуры цементной матрицы. Выведена формула для определения значения коэффициента теплопроводности пенобетона. Формализована задача с поиском критериев оптимальности для пенобетонных конструкций, которая решается методом многокритериальной оптимизации.