Инженерные системы объектов реконструкции и реставрации

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

А.А. Мелехин

ИНЖЕНЕРНЫЕ СИСТЕМЫ ОБЪЕКТОВ 
РЕКОНСТРУКЦИИ И РЕСТАВРАЦИИ

Учебно-методического пособие  
 

© Национальный исследовательский
Московский государственный
строительный университет, 2020

ISBN 978-5-7264-2302-9

Москва
Издательство МИСИ – МГСУ 
2020

УДК 697
ББК 38.683
М47

Рецензенты:
доктор технических наук М.Н. Чекардовский,  
профессор кафедры теплогазоснабжения и вентиляции  
Тюменского индустриального университета; 
кандидат технических наук С.А. Тихомиров, 
доцент кафедры теплогазоснабжения и вентиляции МГСУ

Мелехин, А.А. 

М47   Инженерные системы объектов реконструкции и реставрации [Электронный ресурс] : учебно-

методического пособие / А.А. Мелехин ; Министерство науки и высшего образования Российской 
Федерации, Национальный исследовательский Московский государственный строительный 
университет, кафедра теплогазоснабжения и вентиляции. — Электрон. дан. и прогр. (4,2 Мб) — 
Москва : Издательство МИСИ – МГСУ, 2020. — Режим доступа: http://lib.mgsu.ru/. — Загл. с титул. 
экрана.
ISBN 978-5-7264-2302-9 (сетевое)
ISBN 978-5-7264-2303-6 (печатное)

В учебно-методическом пособии приводятся расчеты  тепловых потоков на теплоснабжение зданий — 

объектов реконструкции и реставрации по укрупненным параметрам объекта.
Для обучающихся по направлению подготовки 07.03.02 Реконструкция и реставрация архитектурного 
наследия.

Учебное электронное издание

© Национальный исследовательский
Московский государственный
строительный университет, 2020

Редактор, корректор М.Л. Манзюк
Компьютерная верстка А.Г. Сиволобовой
Дизайн первого титульного экрана Д.Л. Разумного 

Для создания электронного издания использован о:
Microsoft Word 2013, Adobe InDesign CS6, ПО Adobe Acrobat.

Подписано к использованию 14.07.2020. Объем данных 4,2 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 ......................................................................................................................................................................6
ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ

Практическое задание № 1. 
Корректировка теплового потока на отопление здания  
в зависимости от изменения наружного воздуха ...........................................................................................6
Практическое задание № 2. 
Определение теплового потока (часового) на отопление здания .................................................................6
Практическое задание № 3. 
Определение теплового потока на отопление здания за месяц (год) ...........................................................7
Практическое задание № 4. 
Расчет теплового потока на отопление здания  
по теплоотдающей поверхности радиаторов (конвекторов) ........................................................................7
Практическое задание № 5. 
Корректировка теплового потока на вентиляцию здания  
в зависимости от изменения наружного воздуха ...........................................................................................7
Практическое задание № 6. 
Определение теплового потока (часового) на вентиляцию ..........................................................................8
Практическое задание № 7. 
Определение теплового потока на вентиляцию здания за месяц (год) ........................................................8
Практическое задание № 8. 
Расчет теплового потока на вентиляцию  
по теплоотдающей поверхности вентиляционной установки ......................................................................8
Практическое задание № 9.  
Расчет теплового потока (часового) на горячее водоснабжение ..................................................................9
Практическое задание № 10. 
Расчет теплового потока (часового) на горячее водоснабжение  
в межотопительный период .............................................................................................................................9
Практическое задание № 11. 
Расчет тепловых потерь  
трубопроводами системы горячего водоснабжения ......................................................................................9
Практическое задание № 12. 
Определение расчетных расходов теплоносителя в системе отопления ...................................................10
Практическое задание № 13. 
Определение расчетных расходов теплоносителя 
в системе вентиляции .....................................................................................................................................10
Практическое задание № 14. 
Определение расчетных расходов теплоносителя  
в системе горячего водоснабжения ...............................................................................................................10
Практическое задание № 15. 
Расчет тепловых потерь с ограждающих конструкций зданий  
по данным тепловизионной съемки .............................................................................................................. 11
Практическое задание № 16. 
Расчет параметров для энергетического паспорта здания.  
Определение класса энергоэффективности здания .....................................................................................13
Практическое задание № 17. 
Анализ технико-экономический эффективности предлагаемых решений  
при реконструкции и реставрации ................................................................................................................14
САМОСТОЯТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ
Самостоятельная работа № 1. 
Пример расчета теплового потока на вентиляцию  
по теплоотдающей поверхности вентиляционной установки ....................................................................17
Самостоятельная работа № 2. 
Пример расчета тепловых потерь с поверхностей трубопроводов  
горячего водоснабжения, проложенных внутри зданий .............................................................................17

Самостоятельная работа № 3.  
Определение тепловой мощности системы отопления  
по характеристикам ограждающих конструкций ........................................................................................18
Самостоятельная работа № 4.  
Определение тепловых потерь на нагрев инфильтрующегося воздуха ....................................................18
Самостоятельная работа № 5.  
Определение теплового потока на здание ....................................................................................................19
Самостоятельная работа № 6.  
Пример расчета тепловых потерь  
в наружных трубопроводах систем теплоснабжения ..................................................................................20
Самостоятельная работа № 7.  
Пример теплотехнического расчета ограждающих конструкций  
(стен, перекрытий, окон) при реконструкции (реставрации) .....................................................................20
Самостоятельная работа № 8.  
Подбор оконных блоков .................................................................................................................................23
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ .........................................................................................................................................24
ПРИЛОЖЕНИЕ .........................................................................................................................................................25

ВВЕДЕНИЕ

В учебно-методическом пособии приводится материал и рекомендации для подготовки к прак-

тическим занятиям и самостоятельной работе, цель которой — приобретение студентами практических 
навыков расчетов тепловых потоков на теплоснабжение зданий объектов реконструкции и 
реставрации по укрупненным параметрам объекта.
При реконструкции или реставрации часто отсутствуют данные по тепловым нагрузкам на здания 
по причине утерь проектной документации или изменения отапливаемого объема. В таком случае 
расчет максимальных часовых, месячных и годовых тепловых нагрузок на здания можно вести 
по формулам, представленным в данном пособии. Кроме того, в качестве обоснования для реконструкции 
и реставрации может быть использована классификация зданий по классам энергоэффективности [
1]. Приведен расчет тепловых потерь с ограждающих конструкций зданий по результатам 
тепловизионной съемки. Удельные тепловые потоки на отопление и вентиляцию рассчитаны 
по данным статистического анализа проектной документации в соответствии с СП 50.13330.2012  
(табл. 3, 4) для зданий после 2000 г. постройки и по данным МДС 41.4.2000 для зданий до 2000 г. 
постройки (табл. 6–8).

ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ

Практическое задание № 1. 
Корректировка теплового потока на отопление здания  
в зависимости от изменения наружного воздуха

При изменении расчетной наружной температуры наружного воздуха [1] тепловой поток (часовой) 
на отопление здания определяется по формуле

Q
Q
=
о
о.исх
 ,
t
t

t
t
−

−

в
н

в
н.исх

где Qо — тепловой поток на отопление здания, Вт; Qо.исх — исходный тепловой поток на отопление 
здания, Вт; tв — температура воздуха в отапливаемых помещениях, °С (принимается в соответствии 
с табл. 2 прил.); tн — температура наружного воздуха для проектирования системы отопления согласно [
1], °С; tн.исх — исходная температура наружного воздуха для проектирования, °С. 

Практическое задание № 2. 
Определение теплового потока (часового) на отопление здания

При проведении реконструкций (реставраций) часто отсутствует проектная документация на 
разделы ОВ (отопление, вентиляция). В этом случае тепловой поток на отопление здания (часовой) 
можно определить по следующей формуле [5]:

(
)(
)
1
 ,
Q
Vq
t
t
K
= α
−
+
о
о
в
н
и

где α — поправочный коэффициент (принимается в соответствии с табл. 1 прил.); V — строительный 
отапливаемый объем, м3; qо — удельный тепловой поток на отопление здания по формуле (1) 
(или принимается в соответствии с табл. 3, 4, 6, 7 прил.), Вт/м3·°C; tв — температура воздуха в 
отапливаемом помещении в соответствии с [2] (или принимается в соответствии с табл. 2 прил.); 
tн — температура наружного воздуха для проектирования отопления в соответствии с [1], °С; Kи — 
коэффициент инфильтрации воздуха на отопление зданий по формуле (2).
Удельный тепловой поток на отопление здания qо, Вт/м3·°C, можно определить по формуле:

 
1  ,
n
q

V

=
о
 
(1)

где n — коэффициент по табл. 3, 4 (прил.); V — отапливаемый строительный объем, м3, или по 
табл. 6, 7 для зданий, построенных до 2000 г.

Коэффициент инфильтрации воздуха на отопление зданий определяется по формуле

 

2
273
0,001 2
1
,
273
t
K
gL
t



+
=
−
+ω


+



н
и
в

 
(2)

где g — ускорение свободного падения, м/с2; L — высота здания, м; ω — средняя скорость ветра в 
отопительный период по данным [1], м/с.

Практическое задание № 3. 
Определение теплового потока на отопление здания за месяц (год)

Тепловой поток на отопление здания за месяц Qо.м, Вт, определяется по следующей формуле:

.
.
,
t
t
Q
Q n t
t

−
=
−

в
ср м
о м
о

в
н

где Qо — часовой тепловой поток на отопление здания, Вт; n — наработка системы отопления в 
месяц, ч; tв — температура воздуха в отапливаемом здании (принимается в соответствии с табл. 2 
прил. 1 или по [2]), °С; tн — температура наружного воздуха для проектирования системы отопления 
по [1], °С; tср.м — среднемесячная температура наружного воздуха для проектирования системы отопления 
по [1], °С.

Практическое задание № 4. 
Расчет теплового потока на отопление здания  
по теплоотдающей поверхности радиаторов (конвекторов)

Тепловой поток на отопление здания можно определить по теплоотдающей поверхности радиаторов (
конвекторов):

,
Q
kF t
=
∆

где k — коэффициент теплопередачи радиаторов (конвекторов), принимается по табл. 13 прил.,  
Вт/м2·°С; F — площадь теплоотдающей поверхности радиаторов (конвекторов), м2 (принимается в 
соответствии с табл. 6 прил.); Δt — температурный перепад, °С.
Температурный перепад определяются по следующей формуле: 

1
2
,
2
t
t
t
t
+
∆ =
−
в

где t1 и t2 — температура на входе и выходе теплоносителя, °С; tв – температура воздуха в отапливаемом 
помещении, ℃.

Практическое задание № 5. 
Корректировка теплового потока на вентиляцию здания  
в зависимости от изменения наружного воздуха

При изменении расчетной наружной температуры наружного воздуха [1] тепловой поток (часовой) 
Qв, Вт, определяется по формуле

.
.
,
t
t
Q
Q
t
t
−
=
−

в
н

в
в исх
в
н исх

где Qв.исх — исходный расчетный тепловой поток на вентиляцию здания (часовой), Вт; tв — температура 
воздуха в отапливаемых помещениях, °С (принимается в соответствии с табл. 2 прил.)  
или по [2]; tн — температура наружного воздуха для проектирования системы вентиляции (принимается 
по [1]), °С; tн.исх — исходная температура наружного воздуха для проектирования системы 
вентиляции, °С. 

Практическое задание № 6. 
Определение теплового потока (часового) на вентиляцию

При проведении реконструкций (реставраций) часто отсутствует проектная документация на 
разделы ОВ (отопление, вентиляция); в этом случае тепловой поток на вентиляцию здания (часовой) 
можно определить по следующей формуле [5]: 

(
),
Q
Vq
t
t
= α
−
о
в
в
н.р

где α — поправочный коэффициент по табл. 1; V — строительный отапливаемый объем, м3; qв — 
удельный тепловой поток на вентиляцию здания (принимается в соответствии с табл. 5, 8 прил.),  
Вт/м3·°C; tв — температура воздуха в отапливаемом помещении (принимается в соответствии с 
табл. 2 прил.); tн.р — температура наружного воздуха для проектирования вентиляции в соответствии 
с [1], °С.

Практическое задание № 7. 
Определение теплового потока на вентиляцию здания за месяц (год)

Тепловой поток на вентиляцию здания за месяц (год) определяется по следующей формуле:

.
.
,
t
t
Q
Q n t
t

−
=
−

в
ср м
в м
в

в
н

где Qв — тепловой поток (часовой) на вентиляцию здания, Вт; n — наработка системы вентиляции 
в месяц, ч; tв — температура воздуха в отапливаемых помещениях (принимается в соответствии с 
табл. 2 прил.); tн — температура наружного воздуха для проектирования системы вентиляции по [1], 
°С; tср.м — среднемесячная температура наружного воздуха для проектирования системы вентиляции 
по [1], °С.

Практическое задание № 8. 
Расчет теплового потока на вентиляцию  
по теплоотдающей поверхности вентиляционной установки

Тепловой поток на вентиляцию можно определить по площади теплоотдающей поверхности 
вентиляционной установки и ее параметрам:

,
Q
kF t
=
∆

где k — коэффициент теплопередачи теплоотдающей поверхности вентиляционной установки 
(табл. 14 прил.), Вт/м2·°С; F — площадь теплоотдающей поверхности вентиляционной установки 
(принимается в соответствии с табл. 6 прил.), м2; Δt — температурный перепад, °С.

Температурный перепад определяется по следующей формуле:

1
2
1
2 ,
2
2
t
t
t
+
τ + τ
∆ =
−

где t1 и t2 — температура теплоносителя на входе и выходе вентиляционной установки, °С; τ1 и 
τ2 — соответственно расчетные значения температуры воздуха на входе и выходе вентиляционной 
установки, °С.
Коэффициент теплопередачи определяется по следующей формуле, Вм/м2·°С:

0,37
0,18
21
,
K =
νρ
ω

где νρ — массовая скорость воздуха, кг/м2·с (принимаем по установленному вентилятору); ω — скорость 
теплоносителя (принимаем по установленному насосному оборудованию), м/с.

Практическое задание № 9.  
Расчет теплового потока (часового) на горячее водоснабжение

Средний тепловой поток (часовой) на горячее водоснабжение Qг.ср, Вт, определяется по формуле

(55
)
24
,
aN
t
Q
Q
−
=
+
х.з
г.ср
т.п

где а — суточная норма затрат воды на горячее водоснабжение абонента, л ([3], колонка 5 табл. А2); 
N — количество пользователей; tх.з — температура холодной водопроводной воды в отопительный 
период, °С; Qт.п — тепловые потери (часовые) в подающем и циркуляционном трубопроводах наружной 
сети горячего водоснабжения, Вт.

Практическое задание № 10. 
Расчет теплового потока (часового) на горячее водоснабжение  
в межотопительный период

Тепловой поток (часовой) на горячее водоснабжение в межотопительный период определяется 
по формуле, Вт:

 
,
t
t
Q
Q
t
t
+
=
β
−

г.л
х.л
г.ср.л
г.ср.з
г.з
х.з

 
(3)

где Qг.ср.з — тепловой поток (часовой) на горячее водоснабжение в отопительный период, Вт;  
β — коэффициент, учитывающий снижение средней часовой нагрузки горячего водоснабжения в  
межотопительный период по сравнению с нагрузкой в отопительный период; при отсутствии утвержденного 
значения β принимается равным 0,8 для жилищно-коммунального сектора, 1,2…1,5 — 
для курортных, южных городов и населенных мест, для предприятий — 1,0; tг.л, tг.з — температура 
горячей воды соответственно в межотопительный и отопительный период, °С; tх.л, tх.з — температура 
холодной водопроводной воды соответственно в межотопительный и отопительный период, °С; при 
отсутствии достоверных сведений принимается tх.л = 15 °С, tх.з = 5 °С.

Практическое задание № 11. 
Расчет тепловых потерь  
трубопроводами системы горячего водоснабжения

Тепловые потери трубопроводами системы горячего водоснабжения могут быть определены по 
формуле

(
)
(
)
1
,
2

i
i i
K d l t
t
Q
t


+
=
−
− η




∑
н
к
т.п
окр
 

где Ki — коэффициент теплопередачи участка неизолированной трубы, Вт/м2 ∙ °С (принимается по 
табл. 9, 10); di — диаметр трубопровода на участке, м; li — длина участка, м; tн и tк — температура 
горячей воды в начале и конце расчетного участка трубы, °С; η — коэффициент полезного действия 
тепловой изоляции трубопроводов; принимается для трубопроводов диаметром до 32 мм η = 0,6; 
40…70 мм η = 0,74; 80…200 мм η = 0,81; tокр — температура окружающей среды, °С, принимается 
по виду прокладки труб:

– в бороздах, вертикальных каналах, коммуникационных шахтах, сантехкабинах — 23 °C;
– в ванных комнатах — 25 °С;
– в кухнях и туалетах — 21 °С;
– на лестничных клетках — 16 °С;
– в каналах подземной прокладки наружной сети горячего водоснабжения tокр = tгр;
– в тоннелях — 40 °С;
– в неотапливаемых подвалах — 5 °С;
– на чердаках — –9° С (при средней температуре наружного воздуха самого холодного месяца 

отопительного периода –11...–20 °С).

Практическое задание № 12. 
Определение расчетных расходов теплоносителя в системе отопления

Расчетный расход теплоносителя (сетевой воды), т/ч, определяется по формуле

,
,
1 163
G
g
Q
=
от.р
от.р
от.р

где gот.р — расчетный удельный расход теплоносителя на отопление, т/Вт; Qот.р — расчетный тепловой 
поток на отопление, Гкал/ч.
В свою очередь, расчетный удельный расход теплоносителя на отопление определяется в зависимости 
от расчетного перепада (разности) температуры в подающем и обратном трубопроводах 
тепловой сети на тепловом пункте потребителя тепловой энергии по формуле

3

1
2

10
 ,
g
t
t
=
−
от.р

р
р

где t1р, t2р — значения температуры теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах тепловой 
сети при расчетной температуре наружного воздуха для проектирования отопления, °С.
При присоединении систем отопления к тепловой сети по независимой схеме (при помощи теплообменника) 
расчетную температуру теплоносителя в обратном трубопроводе теплообменника 
(I контур) следует принимать на 5…10 °С выше расчетной температуры теплоносителя в обратном 
трубопроводе отопительных систем, присоединенных к тепловой сети по зависимой схеме.

Практическое задание № 13. 
Определение расчетных расходов теплоносителя 
в системе вентиляции

Расчетный расход теплоносителя на приточную вентиляцию определяется по формуле

3

1
2

10 1,163,
Q
G
t
t
⋅
⋅
=
−

в.р
в.р
р
р

где Qв.р — тепловой поток (часовой) на вентиляцию здания, Вт; t1р, t2р — значения температуры теплоносителя 
в подающем и обратном трубопроводах тепловой сети по температурному графику регулирования 
тепловой нагрузки, принятому в системе теплоснабжения, при расчетной температуре 
наружного воздуха для проектирования вентиляции, °С.
В случае совпадения расчетных значений температуры наружного воздуха для проектирования 
отопления и вентиляции [1] значения расчетного удельного расхода теплоносителя на отопление и 
вентиляцию также совпадают.

Практическое задание № 14. 
Определение расчетных расходов теплоносителя  
в системе горячего водоснабжения

Расчетный расход теплоносителя с непосредственным водоразбором (сетевой воды) на горячее 
водоснабжение, т/ч, для отопительного периода определяется по формуле

3
10 1,163 ,
Q
G
t
t
⋅
⋅
=
−

г.ср
г.р
г
х.в

где tг и tх.в — температура горячей воды, поступающей на горячее водоснабжение, °С; значение 
температуры горячей воды принимается равным 60 °С, значение tх.в принимается для отопительного 
периода равным 5 °С, для межотопительного периода — 15 °С (при отсутствии достоверных  
сведений).
Расчетный расход теплоносителя на горячее водоснабжение, т/ч, для межотопительного периода 
определяется по формуле (3) с введением коэффициента β: 0,8 для жилищно-коммунального сектора 

городов средней полосы России, 1,2…1,5 для курортных и южных городов и 1,0 для промышленных 
потребителей.
Параллельная схема подключения теплообменников ГВС. Расчетный расход теплоносителя 
без непосредственного водоразбора (сетевой воды) на горячее водоснабжение, т/ч, для отопительного 
периода определяется по формуле

3

1
2

10 1,163 ,
Q
G
t
t
⋅
⋅
=
−

г.ср
г.р
и
т

где t1и и t2т — температура теплоносителя в подающем трубопроводе тепловой сети и в обратном 
трубопроводе теплообменника в точке излома температурного графика регулирования тепловой 
нагрузки, °С, при отсутствии проекта допускается принимать t2т = 30 °С.

Двухступенчатая схема подключения теплообменников ГВС. Расчетный расход теплоносителя 
на горячее водоснабжение, т/ч, для отопительного периода определяется по формуле

(
)

2

1
2

(
)
1,163,
(
)
t
t
Q
G
t
t
t
t

−
− δ
⋅
⋅
=
−
−

г
и
и
г.ср
г.р
г
х
и
и

где t2и — температура теплоносителя в обратном трубопроводе системы отопления в точке излома 
температурного графика регулирования тепловой нагрузки, °С; δи — недогрев водопроводной воды 
в I ступени водонагревательной установки до температуры теплоносителя в обратном трубопроводе 
системы отопления в точке излома температурного графика регулирования тепловой нагрузки, °С; 
можно принимать δи = 10 °С для полностью автоматизированного теплового пункта и δи = 5 °С — 
для тепловых пунктов без регуляторов постоянства расхода теплоносителя на отопление.

Практическое задание № 15. 
Расчет тепловых потерь с ограждающих конструкций зданий  
по данным тепловизионной съемки

В результате обследования при проведении реконструкции (реставрации) иногда проводится тепловизионная 
съемка ограждающих конструкций зданий. Тепловизионная съемка проводится при 
установившейся отрицательной температуре наружного воздуха. На тепловизионных фотографиях 
определяются тепловые потери с ограждающих конструкций (рис. 1, 2).

Тепловые потери по данным тепловизионной съемки определяются по следующим ниже формулам. 
Определяем часовой тепловой поток с ограждающих конструкций Q, Вт:

(
),
Q
S t
= α
− τ
в
н
н

где αв — коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности, 8,7 Вт/м·°С; S — площадь ограждающих 
поверхностей (стены, окна, двери и др.), м2; tн — температура наружного воздуха в момент 
проведения тепловизионной съемки, °С; τн — температура наружной поверхности стены в момент 
проведения тепловизионной съемки, °С.
Определяем температурный напор в момент съемки ΔT, °С:

,
T
t
t
∆
=
−
в
н

где tв — температура помещении в период проведения телевизионной съемки, °С; tн — температура 
наружного воздуха в период проведения телевизионной съемки, °С.
Определяем нормативный температурный напор ΔTнорм, °С:

,
T
t
t
∆
=
−
норм
в.норм
н.норм

где tв.норм — нормативная температура внутри помещений, °С; tн.норм — среднегодовая температура 
наружного воздуха по данным [1], °С.