Scientific journal

Fundamental research

ISSN 1812-7339

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,674

В работе [1] рассмотрена принципиальная информационная модель классификации и последующей обработки информации о теплоизоляционных материалах. Теплоизоляционными называют материалы, применяемые для снижения тепловых потерь в окружающую среду при строительстве жилых и промышленных зданий, тепловых агрегатов и трубопроводов. Особенность таких материалов – низкая теплопроводность (коэффициент теплопроводности в пределах 0,02–0,2 Вт/(м•°С)), а также высокая пористость (70–98 %) и относительная малая плотность и прочность (предел прочности при сжатии 0,05–2,5 H/м2).

Теплоизоляционные материалы и изделия классифицируются по следующим признакам:

• теплопроводности (низкой теплопроводности, средней теплопроводности, повышенной теплопроводности);
• виду основного исходного сырья (органическое, неорганическое);
• структуре (волокнистая, зернистая, ячеистая, сыпучая);
• содержанию связующего вещества (содержащие и не содержащие);
• возгораемости (несгораемые, трудносгораемые, сгораемые);
• по форме и внешнему виду:

1) плоские (плиты, маты, войлок);

2) рыхлые (вата, перлит);

3) шнуровые (шнуры, жгуты);

4) фасонные (сегменты, цилиндры, полуцилиндры и др.);

• плотности (особо легкие, легкие, тяжелые);
• жесткости (мягкие, полужесткие, жесткие, повышенной жесткости, твердые).

По виду основного исходного сырья теплоизоляционные материалы делятся на 2 группы: органические и неорганические.

Органические теплоизоляционные материалы и изделия производят из различного растительного сырья: отходов древесины (стружек, опилок, горбыля и др.), камыша, торфа, очесов льна, конопли, из шерсти животных, а также на основе полимеров. Среди большого разнообразия теплоизоляционных изделий из органического сырья наибольший интерес представляют плиты древесноволокнистые, камышитовые, фибролитовые, торфяные, пробковая теплоизоляция натуральная, а также теплоизоляционные пенопласты.

Неорганические теплоизоляционные материалы – это минеральная вата и изделия из нее (среди последних распространены минераловатные плиты – твердые и повышенной жесткости), легкие и ячеистые бетоны (главным образом газобетон и пенобетон), пеностекло, стеклянное волокно, изделия из вспученного перлита и вермикулита, теплоизоляционная керамика, асбестосодержащие теплоизоляционные массы и изделия. Изделия из минеральной ваты получают переработкой расплавов горных пород или металлургических (главным образом доменных) шлаков в стекловидное волокно.

По структуре теплоизоляционные материалы классифицируют на волокнистые (минераловатные, стекло – волокнистые), зернистые (перлитовые, вермикулитовые), ячеистые (изделия из ячеистых бетонов, пеностекло), сыпучие.

По содержанию связующего вещества теплоизоляционные материалы делятся на: содержащие и не содержащие.

По возгораемости теплоизоляционные материалы подразделяются на несгораемые, трудносгораемые, сгораемые

По форме и внешнему виду различают теплоизоляционные материалы штучные жесткие (плиты, скорлупы, сегменты, кирпичи, цилиндры) и гибкие (маты, шнуры, жгуты), рыхлые и сыпучие (вата, перлитовый песок, вермикулит).

По плотности теплоизоляционные материалы делят на материалы средней плотности в сухом состоянии – на группы и марки: I группа – особо легкие (ОЛ), имеющие марки 15, 25, 35, 50, 75, 100; II группа – легкие (Л) – 125,150,175, 200, 225, 250, 300, 350; III группа – тяжелые (Т) – 400, 450, 500, 600.

По жесткости (относительной деформации) выделяют материалы:

1. Мягкие (М) – относительное сжатие свыше 30 % при удельной нагрузке 1,96 кН/м2 (минеральная и стеклянная вата, вата из каолинового и базальтового волокна, вата из супертонкого стекловолокна, маты и плиты мягкие из минерального волокна и штапельного стекловолокна).

2. Полужесткие (П) – относительное сжатие 6–30 % при удельной нагрузке 1,96 кН/м2 (плиты полужесткие минераловатные на синтетическом связующем и из штапельного стекловолокна на синтетическом связующем).

3. Жесткие (Ж) – относительное сжатие до 6 % при удельной нагрузке 1,96 кН/м2 (плиты жесткие из минеральной ваты на синтетическом или битумном связующем).

4. Повышенной жесткости (ПЖ) – относительное сжатие до 10 % при удельной нагрузке 3,92 кН/м2 (плиты минераловатные повышенной жесткости на синтетическом связующем).

5. Твердые (Т) – относительное сжатие до 10 % при удельной нагрузке 9,8 кН/м2.

По теплопроводности теплоизоляционные материалы разделяются на классы:

А – низкой теплопроводности до 0,06 Вт/(м•°С);

Б – средней теплопроводности – от 006 до 0,115 Вт/(м•°С);

В – повышенной теплопроводности – от 0,115 до 0,175 Вт/(м•°С).

По назначению теплоизоляционные материалы бывают теплоизоляционно-строительные (для утепления строительных конструкций) и теплоизоляционно-монтажные (для тепловой изоляции промышленного оборудования и трубопроводов).

Малоинформативные условные обозначения строительных материалов затрудняют поиск и принятие рациональных решений при проектировании, особенно в автоматизированном режиме, зданий и сооружений. Этот недостаток преодолевается, если необходимую для проектирования информацию о технологических и эксплуатационных свойствах материалов соответствующим образом структурировать, а именно создать информационную модель, пригодную для автоматизированных банков данных.

При формировании банка данных строительных материалов возникает необходимость рациональной компоновки информации, обеспечивающей не только ее компактное расположение, но и возможность оптимизации проектных решений.

Обобщающей структурой компоновки данных являются многоуровневые многовходные таблицы, так как остальные варианты (многоуровневые с одним входом, одноуровневые с одним входом) являются их частным случаем [2, 3].

Входами таблиц являются многоуровневые условия – на первом уровне совокупность условий X, Y, а на следующих – классы условий Xij, Ygk и их конкретные значения – A_ij, B_gk.

Связь между классами условий и их значениями может быть задана отношениями α :=, <, ≤, ≥, C, или булевыми переменными O,I.

Информационно-логическая таблица и соответствующие ей граф-деревья структуры условий выбора

Такая иерархия условий по сути своей является деревом, вершины которого изоморфны классам условий, а ребра – их конкретные значения Aij, Bgk с отношением α (рисунок).

Условия по каждому входу задаются лингвистическими формулировками или алфавитно-цифровым кодом. В качестве конкретных значений А, В могут быть использованы: понятия, цифра, группа, шифр, интервал значений, коды, группы кодов или аналитическое выражение, которое нужно вычислить.

Решения Z, отвечающие заданным условиям А и В, располагаются в клетках таблицы, образованных пересечением соответствующих столбцов и строк. Решения могут быть идентичны понятиям условий или являются операторами отсылки к другим информационно-логическим таблицам.

Стандартная программа, основанная на использовании информационных таблиц описанной структуры, позволяет выявлять искомое решение, которое определяется на пересечении строк и столбцов таблицы. Выбор соответствующей строки и столбца производится поиском пути на дереве условий по входам X, Y, отвечающим конкретным условиям задачи. С этой целью просматриваются и сравниваются коды заданного понятия с кодами понятий или условий таблицы, расположенными после разделительных признаков.

В случае совпадения заданного понятия с одним из условий таблицы последнее выделяется и служит исходным для продолжения поиска на следующем уровне. Такая процедура повторяется до момента выделения строки и столбца таблицы с искомыми решениями.

С учетом изложенного данные о строительных материалах на примере теплоизоляционных могут быть представлены в виде информационной табл. 1. Здесь рассмотрены несколько материалов.

Ниже предлагается структура и пример заполнения базы данных, подходящей для моделирования и наполнения банка данных в соответствии с предлагаемой методикой классификации. Приводится принципиальная схема, представляющая собой принципиальное решение для последующей адаптации в существующую информационную систему.

Таблица 1

Информационно-логическая таблица кодов классификации и свойств теплоизоляционных материалов

Таблица 2

Сущность «Тип показателя», хранит группы классификации материалов

Таблица 3

Сущность «Показатель» – параметры классификации со ссылкой на тип показателя

Таблица 4

Сущность «Материал» со ссылками на показатели классификации

Данная структура базы данных, основанная на предложенной в работе [5] методике классификации, позволяет хранить и обрабатывать, используя принципы, указанные в том числе и в работе [4], упорядоченную информацию обо всём многообразии строительных материалов, создавать аналитические отчёты и выборки, что создает благоприятные предпосылки для автоматизации принятия рациональных конструкторских и технологических решений.