Projekt układu wentylacyjnego i/lub ogrzewania obiektów typu: hale magazynowe i produkcyjne, w dużej mierze zależy od kubatury, architektury wewnętrznej obiektu, celu jego przeznaczenia i zastosowania, jak również panującego tam mikroklimatu.

Każde pomieszczenie użytkowane przez człowieka ma swoje przeznaczenie. Hale magazynowe służą do magazynowania rozmaitych artykułów np. magazyny spożywcze, magazyny artykułów papierniczych itd. Z kolei hale produkcyjne służą do produkcji rozmaitych rzeczy np. aut, nici i włóczki, książek, słodyczy itp. Różnica polega na tym, że w hali magazynowej człowiek nie wykonuje pracy i nie ma tam maszyn ciągłego użytkowania tak jak to ma miejsce w halach produkcyjnych, przy których właśnie człowiek to główne ogniwo obsługujące maszyny, zwłaszcza na linii produkcyjnej. Zatem człowiek i maszyny to dwa główne źródła zysków ciepła, wilgoci, jak również wydobywające się z maszyn w trakcie produkcji zanieczyszczenia powietrza w postaci np. pyłów, odpadów, czy zapachów, a nieraz i szkodliwych gazów, będące skutkiem ubocznym danego procesu produkcyjnego.

Istotną sprawą dla projektanta jest strefa pracy i przebywania ludzi oraz strefa pracy maszyn i wydobywające się z nich zanieczyszczenia. Dużą trudnością w opracowywaniu układu wentylacyjnego stanowią zyski ciepła zbierające się w górze (przy suficie) hali, powodujące tzw. poduszkę powietrzną (cieplną), nawiewanie i zaleganie zimnych warstw powietrza w dolnej części hali oraz ilość, rodzaj i usytuowanie tak zwanych punktowych źródeł ciepła. W artykule przedstawiono rozwiązania, które niwelują wyżej wymienione niedogodności i są prawidłowym rozwiązaniem dla hal magazynowych i produkcyjnych.

Hale i magazyny a urządzenia w nich stosowane

Kubatura hal jest zróżnicowana, wynika z zastosowania i przeznaczenia obiektu. Zazwyczaj są to wielkie powierzchnie budynku i pomieszczeń o wysokiej wartości kondygnacji, często 3,80 m, a nawet więcej. Ma to związek z miejscem i przestrzenią jaka potrzebna jest do prawidłowego wykonania i przeprowadzenia danego procesu technologiczno-produkcyjnego – umiejscowienie taśm, maszyn, urządzeń produkcyjnych, nierzadko wózków i pojazdów wspomagających transport pomiędzy poszczególnymi pomieszczeniami hali. Z kolei magazyny służące przede wszystkim do magazynowania, przechowywania różnorodnych artykułów użytkowanych na co dzień przez człowieka (np. przemysł spożywczy), wymagają również dużych obszarów i wolnej przestrzeni. W związku z tym wiele magazynów ma formę i jest budowanych na wzór hal. Ich wysokość kondygnacji jest więc różna.

Rys. 1. Urządzenie grzewczo-wentylacyjne Maximus

W przypadku wentylacji przemysłowej ważna jest prawidłowa wentylacja hali z racji specyfiki danego obiektu przytoczonego powyżej. Niemalże każdy przypadek wymaga osobnej analizy problemu, jak również dokonania jak najlepszego wyboru z punktu widzenia ekonomicznego i skuteczności działania układu wentylacji, i to już na etapie projektowania owego systemu. Istotną sprawą jest prawidłowe rozwiązanie wymiany powietrza w hali, poprzez odpowiedni dobór i właściwe usytuowanie nawiewników i wywiewników, które zwykle są one usytuowane u góry hali. To w strefie podsufitowej kumuluje się najwięcej zbędnych zysków ciepła i rozmaite opary. Organizacja punktów wywiewnych ma duże znaczenie zwłaszcza w przypadku usuwania z obiektu/ i pomieszczeń zanieczyszczeń chemicznych np. pary ołowiu (przemysł chemiczny, laboratoria). Należy pamiętać, że gazy lżejsze od powietrza unoszą się do góry, a gazy cięższe od powietrza opadają w dół. Przed wyborem i projektem układu w hali należy uwzględnić strefę stanowisk pracy ludzi, strefę obsługi urządzeń i tak zwaną strefę czystości. W tym ilość i rodzaj źródeł ciepła ( punktowe, podłużne itp.), rodzaj i stężenie zanieczyszczeń gazowych oraz rodzaj i ilość zanieczyszczeń stałych (pył, kurz itp.). Ponadto należy uwzględnić poniższe procesy i zjawiska:

Występowanie wysokiej temperatury w obiekcie wiąże ze sobą występowanie większych prędkości powietrza w pomieszczeniu niż w standardowych obiektac.

Nawiew powietrza w hali powinien być skierowany najpierw do strefy hali o najmniejszym stopniu wydzielania zanieczyszczeń (np. strefa pracy ludzi), a wywiew umiejscowiony w strefie o największej koncentracji zanieczyszczeń. Ponadto zanieczyszczenia stałe pyłowe są usuwane za pomocą specjalnych urządzeń usuwających pył bezpośrednio ze stanowiska pracy np. ssawki ruchome, czy ssawki szczelinowe.

Konstrukcja wyżej wymienionych obiektów charakteryzuje się tym, że należy do tak zwanych konstrukcji lekkich. Zatem ściany i dach są zbudowane ze stali i blachy, a całość opiera się na szkielecie, który stanowi stelaż z żelbetonu. W związku z tym wybór i dobór właściwego systemu grzewczo-wentylacyjnego tych obiektów będzie również zależał i od typu konstrukcji i wysokości kondygnacji. Bowiem hale konstrukcji typu lekkiego bez ocieplenia ( ściany, sufit z blachy, siatek) trudniej ogrzać i potrzeba na to większych nakładów energii niż hale budowane z cegieł, pustaków nie posiadające ocieplenia lub z ociepleniem (budownictwo lat przedwojennych i powojennych).

Rynek instalacyjny oferuje ogrom rozwiązań znajdujących swoje zastosowanie w rozmaitych obiektach typu: hale produkcyjne, przemysłowe, czy też magazynowe. Poniżej omówiono najpowszechniej stosowane urządzenia do wentylacji i/lub ogrzewania tego typu obiektów.

Rys. 6. Wentylacja wyporowa – nawiewnik BOCa zwany BOOSTER dwufunkcyjny przeznaczony do montażu na ścianie lub słupie. BOCa pracuje jako nawiewnik wentylacji mieszającej w funkcji ogrzewania oraz jako wyporowy w funkcji chłodzenia

Aparaty grzewczo-wentylacyjne

(...)

Nawiewniki przemysłowe

(...)

Przewody tekstylne

(...)

Promienniki

(...)

Rys. 8. Promiennik sufi towy wodny

Podsumowanie

Koszty wykonania instalacji są również związane z tym, że urządzenia stosowane do hal i magazynów mają duże średnice z racji wielkich obszarów, które muszą zwentylować i ogrzać. Im większa jednostka urządzenia, tym większa cena. Ponadto na koszt wykonania całej instalacji wpływa fakt instalowania dodatkowych urządzeń. I tak w przypadku hali produkcyjnych, które posiadają drzwi i bramy wjazdowe, i są obiektami o stałym przebywaniu oraz użytkowaniu ludzi, są zmuszone do montowania nad bramami kurtyn powietrznych, które niwelują zjawisko docierania do strefy pracy ludzi, poprzez światło bramy, chłodnego, nieuzdatnionego powietrza, zakłócającego pracę układu wentylacyjnego zamontowanego w hali oraz jego mikroklimatu.

Prawidłowo zaprojektowany układ wentylacyjny i/lub grzewczy w hali magazynowej czy produkcyjnej w postaci np. aparatów grzewczych zapewnia wymagane parametry mikroklimatu pomieszczenia dla pracy ludzi i pracy maszyn, zapewniające prawidłową skalę produkcji czy też prawidłowe magazynowanie i przechowywanie produktów. W hali produkcyjnej występują hałasy w wyniku pracy ludzi oraz pracy maszyn, w związku z czym praca układu wentylacyjnego i grzewczego musi być w miarę cicha (a pracownicy wyposażeni w tłumiki hałasu na uszach). Nie może być również dodatkowym źródłem wpływającym na dyskomfort pracujących tam osób.

mgr inż. Izabela TOMCZAK
projektant wentylacji i klimatyzacji,
członek INWES, Kanada

Więcej na ten temat przeczytają Państwo w Chłodnictwie i Klimatyzacji nr 11/2013