Системы теплоснабжения, газоснабжения

УДК 697.1 + 628.8
ББК 31.3 : 38.762
 
С40
Рецензенты: 
доктор технических наук, профессор В.Г. Гагарин, 
заведующий лабораторией строительной теплофизики НИИСФ РААСН; 
кандидат технических наук Е.В. Коркина, 
старший научный сотрудник лаборатории строительной светотехники НИИСФ РААСН;
кандидат технических наук, доцент О А. Гнездилова, 
доцент кафедры теплогазоснабжения и вентиляции НИУ МГСУ
 
 
 
   Самарин, О.Д.
С40  
Системы теплоснабжения, газоснабжения [Электронный ресурс] : [учебное пособие для обучающихся по направлению подготовки 08.04.01 Строительство] / О.Д. Самарин, А.К. Клочко ; 
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет, кафедра теплогазоснабжения 
и вентиляции. — Электрон. дан. и прогр. (2,3 Мб). — Москва : Издательство МИСИ – МГСУ
, 
2020. — Режим доступа: http://lib.mgsu.ru. — Загл. с титул. экрана.
 
 
ISBN 978-5-7264-2253-4   
В учебно-методическом пособии изложены принципиальные положения законодательства РФ в областях проектирования, строительства и технического регулирования инженерных систем зданий и населенных 
мест. Рассмотрены основные вопросы, касающиеся энергосбережения и энергоэффективности. Изложены 
основы моделирования процессов в помещениях здания и в обслуживающих их системах обеспечения микроклимата. Приведены основные энергосберегающие технические решения для систем обеспечения микроклимата зданий. Представлены методы технико-экономической оценки данных решений и принципы выбора 
их оптимальных вариантов по критерию минимизации совокупных дисконтированных затрат. Рассмотрены 
основные понятия в области технологии монтажа инженерных систем, исполнительной документации, вопросы охраны труда и метрологического обеспечения монтажа, контроля и приемки работ, оценки коррупционных рисков в сфере сооружения инженерных систем зданий. 
Для обучающихся по направлению подготовки 08.04.01 Строительство, квалификация выпускника — 
магистр, магистерская программа «Умный город. Технологии».
Учебное электронное издание
© Национальный исследовательский 
Московский государственный 
строительный университет, 2020

Редактор Е.Б. Махиянова  
Корректор Л.В. Светличная
Компьютерная 
а  ерстка 
Дизайн первого титульного экрана Д.Л. Разумного 
Для создания электронного издания использовано:
Microsoft Word 2010, Adobe InDesign CS6, ПО Adobe Acrobat
Подписано к использованию 21.06.2020. Объем данных 2,3 Мб.
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования 
«Национальный исследовательский 
Московский государственный строительный университет».
129337, Москва, Ярославское ш., 26.
Издательство МИСИ – МГСУ
.
Тел.: (495) 287-49-14, вн. 13-71, (499) 188-29-75, (499) 183-97-95.
E-mail: ric@mgsu.ru, rio@mgsu.ru

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение........................................................................................................................................................5
Глава 1. Вопросы энергосбережения и энергоэффективности в зданиях.
...............................................7
1.1. Энергетический баланс здания и основные направления энергосбережения.
......................7
1.2. Нормирование тепловой защиты зданий в РФ.........................................................................7
1.3. Выбор теплозащитных параметров наружных ограждений 
и методика оценки энергопотребления здания.
.............................................................................11
Глава 2. Моделирование процессов в помещениях зданий 
и их инженерных системах........................................................................................................................17
2.1. Процессы, определяющие формирование микроклимата помещения.
................................17
2.2. Моделирование процессов формирования микроклимата....................................................17
2.3. Математическое моделирование.
.............................................................................................18
2.4. Физическое моделирование.
.....................................................................................................24
2.5. Струйные течения в системах вентиляции.............................................................................26
2.6. Движение воздуха в приточных струях.
..................................................................................27
2.7. Конвективные струи.
.................................................................................................................30
2.8. Движение воздуха около вытяжных отверстий.
.....................................................................32
2.9. Основные способы воздухораздачи в помещении и их сравнение......................................34
Глава 3. Некоторые энергоэффективные решения 
для инженерных систем зданий.
................................................................................................................37
3.1. Использование автоматических терморегуляторов 
и балансировочных клапанов в системах отопления.
...................................................................37
3.2. Регенерация теплоты вытяжного воздуха 
в системах механической вентиляции и КВ..................................................................................39
3.3. Комбинированные схемы обработки воздуха 
с рециркуляцией и теплоутилизацией............................................................................................41
3.4. Применение теплонасосного оборудования для утилизации теплоты и холода.
................45
3.5. Оценка эффективности устройств регенерации теплоты 
и снижения энергопотребления......................................................................................................46
Глава 4. Технико-экономический выбор вариантов 
инженерных систем зданий.......................................................................................................................48
4.1. Расчет составляющих эксплуатационных затрат 
и вычисление совокупных дисконтированных затрат..................................................................48
4.2. Вычисление дисконтированного срока окупаемости энергосберегающих 
мероприятий и критерий их окупаемости в условиях рыночной экономики.
............................50
Глава 5. Сооружение энергоэффективных инженерных систем зданий.
...............................................52
5.1. Понятие о технологии монтажа инженерных систем.
...........................................................52
5.2. Состав проектной документации при организации монтажа инженерных систем.
...........53
5.3. Исполнительная документация на сооружение инженерных систем..................................54
5.4. Контроль и приемка работ по сооружению инженерных систем.........................................54
5.5. Охрана труда и метрологическое обеспечение при сооружении инженерных систем......55
5.6. Оценка коррупционных рисков в сфере сооружения инженерных систем зданий............56
Библиографический список.......................................................................................................................58

ВВЕДЕНИЕ
Российская Федерация (РФ) — это уникальная страна по размерам территории и по обеспеченности различными природными ресурсами. Поэтому необходимо, чтобы развитие топливно-энергетического и коммунального комплекса осуществлялось с учетом различных природных, климатических, социальных, экономических условий РФ, а также специфики ее регионов [1]. Одновременно 
с этим требуется гарантированно обеспечивать энергетическую безопасность страны. 
Потребление тепловой энергии зданиями можно разделить на четыре группы: отопление, вентиляция, приготовление воды на нужды горячего водоснабжения (ГВС) и на технологические нужды. 
Назначение и состав инженерных систем зданий формируются из потребностей людей в организации комфортных условий пребывания внутри помещений или в соответствии с технологическим 
процессом. На рис. 1 приведена графическая иллюстрация типового набора таких систем на примере жилого здания.
Рис. 1. Инженерные системы здания
Основными параметрами комфортного пребывания в помещении являются: температура воздуха; относительная влажность воздуха; подвижность воздуха; температура поверхностей, обращенных внутрь помещения. Требуемые значения данных параметров приведены в ГОСТ 30494—2011 
«Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях»[2].
В соответствии с обеспечением потребностей внутренних инженерных систем здания и в зависимости от степени централизации или децентрализации той или иной системы развитие получают 
наружные инженерные сети и системы. На рис. 2 показана принципиальная схема наружных инженерных систем населенных пунктов.
К настоящему времени в инженерной практике укоренился ряд распространенных аббревиатур:
ХВС — холодное водоснабжение;
ГВС — горячее водоснабжение;
ЦГВС — циркуляция горячего водоснабжения;
ВОС — водопроводные очистные сооружения;
КОС — канализационные очистные сооружения;
ЛОС — ливневые очистные сооружения;
ГРС — газораспределительная станция;
ГРП — газорегуляторный пункт;
ЦТП — центральный тепловой пункт;
ИТП — индивидуальный тепловой пункт;
ТЭЦ — теплоэлектроцентраль;
ТП — трансформаторная подстанция.
5

Рис. 2. Наружные распределительные системы населенного пункта
Применительно к характеристикам климата местности расположения объекта часто используются следующие аббревиатуры:
ТП — теплый период года;
ПП — переходный период года;
ХП — холодный период года.
С учетом того факта, что строительство наружных инженерных сетей населенных пунктов часто 
ведется в стесненных условиях, и их прокладка возможна лишь в узких полосах, отведенных под 
эти сети, то их оптимизация возможна в основном за счет снижения расчетных расходов воды, газа 
или стоков по участкам сети и снижения их диаметров. В свою очередь, наиболее эффективным путем для снижения расчетных расходов являются мероприятия по энергосбережению во внутренних 
инженерных системах зданий. Соответственно, одним из наиболее важных направлений в оптимизации инженерных сетей города является снижение теплопотребления зданий при одновременном 
повышении комфорта пребывания человека в помещениях.
Поэтому далее в предлагаемом пособии рассматриваются следующие вопросы: 
–
– основные положения законодательства РФ в областях технического регулирования, проектирования, строительства, наладки и эксплуатации инженерных систем населенных пунктов и зданий;
–
– основы моделирования процессов изменения состояния влажного воздуха в помещениях здания и в обслуживающих их системах обеспечения микроклимата;
–
– основные энергосберегающие технические решения для систем обеспечения микроклимата 
зданий; 
–
– методы технико-экономической оценки различных вариантов инженерных решений и принципы выбора оптимального решения из рассматриваемых; 
–
– основные понятия в области технологии монтажа инженерных систем, составление исполнительной документации, охрана труда при производстве работ и метрологическое обеспечение монтажа, контроля и приемки работ;
–
– оценка коррупционных рисков в сфере сооружения инженерных систем зданий.

ГЛАВА 1. ВОПРОСЫ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ И ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ В ЗДАНИЯХ
1.1. Энергетический баланс здания и основные направления энергосбережения
Необходимость применения энергосберегающих мероприятий для инженерных систем обеспечения микроклимата зданий на стадиях проектирования, строительства и эксплуатации обусловлена в основном экономической целесообразностью. По состоянию на сегодняшний день энергосбережение не является самоцелью, а лишь средством для минимизации суммарных финансовых затрат 
на возведение и последующую эксплуатацию здания. Как следствие, представляет интерес решение 
вопроса о выборе оптимального сочетания инженерных решений, обеспечивающих экономически 
обоснованное снижение энергопотребления. 
Глубина возможного изменения затрат тепловой энергии зданием вытекает из структуры его 
энергетического баланса. В табл. 1.1 приведена структура потребления тепловой энергии по различным категориям согласно данным из различных источников, использованных в [3], для зданий до 
1995 г. постройки, на сегодняшний день составляющих основную часть существующего фонда жилых и нежилых объектов. 
Таблица 1.1
 Энергетический баланс зданий (без учета электропотребления)
Доля в общих энергозатратах, %
Трансмиссионные 
Инфильтрация 
Совокупно 
Горячее водоснабжение 
Здания
теплопотери
и подогрев воздуха 
на отопление 
в системах вентиляции
и вентиляцию
Жилые
28–42
30–48
70–78
22–30
Общественные
39–48
47–53
92–95
5–8
Как видно из данных табл. 1.1, потребление тепловой энергии в жилых зданиях по всем составляющим теплового баланса сопоставимо, а в общественных — доля ГВС относительно меньше 
прочих категорий, но в обоих случаях наибольший вклад вносит подогрев инфильтрующегося или 
вентиляционного воздуха. Соответственно, недостаточно ограничиваться лишь одним повышением 
теплозащитных свойств ограждающих конструкций, а необходимы комплексные мероприятия, касающиеся всех направлений энергосбережения. 
В современной инженерной практике сложились основные возможные энергосберегающие мероприятия:
–
– утепление несветопрозрачных наружных ограждений до экономически целесообразного нормативного уровня;
–
– применение более энергоэффективного остекления;
–
– утилизация теплоты вытяжного воздуха;
–
– применение автоматических терморегуляторов для отопительных приборов (ОП), позволяющих регулировать теплоотдачу ОП с учетом бытовых тепловыделений и теплопоступлений от солнечной радиации через окна;
–
– установка в системах ГВС индивидуальных счетчиков воды, смесителей с левым расположением крана горячей воды и кранов с регулируемым напором, а также применение тепловых насосных 
установок (ТНУ) для подогрева воды;
–
– другие мероприятия, возможные в конкретном проекте.
1.2. Нормирование тепловой защиты зданий в РФ
Стратегическое направление развития энергетической отрасли правительство РФ обозначило 
распоряжением № 1715-р от 13 ноября 2009 г. в документе «Энергетическая стратегия России на период до 2030 года» (ЭС-2030) [4]. Далее данный документ в рамках планового обновления раз в 5 лет 
с учетом результатов ежегодного мониторинга выполнения ЭС-2030 перерабатывался и дополнялся, при этом горизонт планирования сместился до 2035 г. (ЭС-2035) [1]. В ЭС-2035 предписывается необходимость снижения удельных показателей загрязнения окружающей среды предприятиями 
топливно-энергетического комплекса (ТЭК), минимизация негативного воздействия потребления 
энергоресурсов на окружающую среду, климат и здоровье людей, а энергосбережение является одним из ключевых направлений указанного процесса.
7