Большие данные при прогнозировании климатической стойкости строительных материалов. I. Температура и влажность воздуха

https://doi.org/10.58224/2618-7183-2023-6-3-18-30
В статье проведен сравнительный анализ количественных значений температуры и относительной влажности окружающего воздуха, рассчитанных согласно ГОСТ 16350-80 для умеренно континентального климата (представительный пункт – г. Москва), и полученных на метеорологической станции НИ МГУ им. Н.П. Огарева (г. Саранск) за период с 2015 по 2022 гг. Установлено существенное расхождение расчетных и накопленных значения метеорологиче-ских факторов. На исследуемом временном отрезке разброс значений разницы между расчет-ными и накопленными значениями составил от -5,8 до 10 оС для температуры воздуха и от -36,4 до 32,5% для относительной влажности. Также наблюдается существенное варьирование значений разницы исследуемых показателей в зависимости от календарного месяца и отклонение ряда кривых распределения от нормального вида, что, в целом, свидетельствует о невозможности достоверной оценки распределений с помощью только значения квадратичного отклонения, рекомендуемой ГОСТ 16350-80. Установлено, что использование расчетных распределений практически не позволяет учитывать события, возникающие вблизи границ распределений исследуемых метеорологических параметров. Это, в свою очередь, необратимо сказывается на точности прогнозирования процессов климатического старения строительных материалов. При прогнозировании климатической стойкости материалов методами машинного обучения предложено использовать вместо относительной влажности значения абсолютной влажности воздуха, как признака, имеющего четкий физический смысл (масса водяных паров, содержащихся в 1 м³ воздуха), а также определенного только на интервале неотрицательных значений.
[1] Климатические испытания строительных материалов / под общ. ред. д-ра техн. наук проф. О.В. Старцева, акад. РААСН д-ра техн. наук проф. В.Т. Ерофеева, акад. РААСН д-ра техн. наук проф. В.П. Селяева. М.: Издательство АСВ, 2017. 558 с.
[2] Каблов Е.Н., Старцев В.О. Системный анализ влияния климата на механические свой-ства полимерных композиционных материалов по данным отечественных и зарубеж-ных источников (обзор) // Авиационные материалы и технологии. 2018. № 2. С. 47 – 58.
[3] Физическая научная основа. Вклад Рабочей группы I в Шестой оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата. URL: https://www.ipcc.ch/report/ar6/wg1/
[4] Второй оценочный доклад Росгидромета об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации. Техническое резюме. М., 2014. 94 с. URL: http://downloads.igce.ru/publications/OD_2_2014/v2014/htm/
[5] Третий оценочный доклад об изменениях климата и их последствиях на территории российской федерации. Общее резюме. Спб.: Наукоемкие технологии, 2022. 124 с. URL: http://cc.voeikovmgo.ru/images/dokumenty/2022/od3.pdf
[6] Волкова Н.Г. О разработке климатических нормативов в строительстве // Academia. Архитектура и строительство. 2018. № 4. С. 123 – 129.
[7] Левин Е.В., Окунев А.Ю. О влиянии фазовых переходов вода-лёд в глинистых грунто-вых основаниях на теплопотери зданий // ACADEMIA. Архитектура и строительство. 2021. № 1. С. 144 – 152.
[8] Фокин К.Ф. Строительная теплотехника ограждающих частей зданий / Под ред. Ю.А. Табунщикова, В.Г. Гагарина. 5-е изд., пересмотр. М.: АВОК-ПРЕСС, 2006. 256 с.
[9] Низина Т.А., Селяев В.П., Низин Д.Р. Климатическая стойкость эпоксидных полиме-ров в умеренно континентальном климате: монография. Саранск: Изд-во Мордов. Ун-та, 2020. 188 с.
[10] Nizin D.R., Nizina T.A., Selyaev V.P., Chernov A.N., Gorenkova A.I. Natural Climatic Ag-ing of Epoxy Polymers Tasking into Account the Seasonality Impact. Key engineering materials. 2019. Vol. 799. P. 159 – 165. Doi: 10.4028/www.scientific.net/KEM.799.159
[11] Nizin D.R., Nizina T.A., Kanaeva N.S., Gorenkova A.I. The Effect of Natural Climatic Ag-ing on Damage Accumulation Kinetics in the Structure of Epoxy Polymers Under Tensile Loads // Lecture Notes in Civil Engineering. 2021. Vol 147. P. 147 – 153. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-68984-1_22
[12] Selyaev V.P., Nizina T.A., Nizin D.R., Kanaeva N.S. Analysis of the moisture content effect on the specific index and damage accumulation kinetics in the structure of polymeric materi-als during natural climatic aging // International Journal for Computational Civil and Struc-tural Engineering. 2020. № 18 (1) P. 99 – 108.
[13] Низина Т.А., Селяев В.П. Материальная база вуза как инновационный ресурс развития национального исследовательского университета // Долговечность строительных ма-териалов, изделий и конструкций: материалы Всеросс. науч.-техн. конф. Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2014. С. 115 – 121.
[14] Наставление гидрометеорологическим станциям и постам. Вып. 3, часть I. Метеороло-гические наблюдения на станциях. Ленинград: Гирометеоиздат, 1985. 301 с.
[15] Доклад об особенностях климата на территории Российской Федерации за 2022 год. М., 2023. 104 с.
[16] Каблов Е.Н., Старцев О.В., Кротов А.С., Кириллов В.Н. Климатическое старение ком-позиционных материалов авиационного назначения. III. Значимые факторы старения // Деформация и разрушение материалов. Москва, 2011. № 1. С. 34 – 40.
Низина Т.А., Низин Д.Р., Селяев В.П., Спирин И.П., Станкевич А.С. Большие данные при прогнозировании климатической стойкости строительных материалов. I. Температура и влажность воздуха // Строительные материалы и изделия. 2023. Том 6. № 3. С. 18 – 30. https://doi.org/10.58224/2618-7183-2023-6-3-18-30