Konieczność zapewnienia odpowiednio wydajnej wentylacji budynku stanowi powszechny stan wiedzy – uzmysłowić można sobie ten fakt odpowiadając na pytanie, czy lubimy przebywać w dusznym pomieszczeniu? W dalszej części tekstu odpowiemy czy konieczna jest wentylacja w obiektach przemysłowych?
Wielkopowierzchniowe obiekty kubaturowe, do których należą między innymi hale logistyczne, hale magazynowe czy hale przemysłowe wymagają odpowiedniej wentylacji do ich prawidłowego funkcjonowania. Choć nie jest to cecha, która odosabnia tę grupę budynków od domów jedno- i wielorodzinnych czy też budynków użyteczności publicznej, to jednak wentylacja w hali magazynowej często stanowi złożony proces z zakresu inżynierii środowiska chociażby z uwagi na zdecydowanie większą objętość powietrza zgromadzonego wewnątrz tego typu budynku. Określenie podstawowych parametrów funkcjonalno-użytkowych hali oraz identyfikacja procesów technologicznych w niej zachodzących stanowią kluczowe wytyczne do właściwego zaprojektowania systemu wentylacji i doboru urządzeń.
Czy w hali produkcyjnej musi być wentylacja?
Hale produkcyjne wymagają zapewnienia systemu wentylacji skrupulatnie dostosowanego do specyfiki zachodzących w nich procesów produkcyjnych. Należy mieć na uwadze odpowiednią krotność wymian powietrza nie tylko z uwagi na odrębne przepisy związane z zapewnieniem świeżego powietrza na stanowiskach pracy stałej bądź doraźnej, ale również konieczność zapewnienia usuwania gazów niebezpiecznych, oparów powstałych w wyniku procesów produkcyjnych bądź też usuwania pyłków i innych lotnych zanieczyszczeń.
Czy w magazynie musi być wentylacja?
Hale magazynowe również nie mogą funkcjonować właściwie bez sprawnego systemu wentylacji. Hale magazynowe oraz hale logistyczne są obiektami, w których również musi panować odpowiednia temperatura oraz wilgotność powietrza. W zależności od ich specyfikacji oraz stopnia automatyzacji procesów magazynowania i przeładowywania towarów wentylacja w hali magazynowej musi dostarczyć również odpowiednią ilość świeżego powietrza dla ludzi przebywających na stanowiskach pracy (zajmujących się między innymi przemieszczaniem i składowaniem towaru). Co więcej nawet w obiektach wysoce zautomatyzowanych istnieje konieczność regulowania wilgotności względnej powietrza zmieniającej się wraz z zewnętrznymi warunkami atmosferycznymi, co prowadzi do wniosku, że wentylacja w hali stalowej jest instalacją obligatoryjną niezależnie od jej przeznaczenia i stopnia automatyzacji. Kluczowe jest jednak właściwe rozpoznanie potrzeb dotyczących ilości powietrza ulegającego cyklicznej wymianie oraz obecności ewentualnych zanieczyszczeń pojawiających się w budynku w trakcie zachodzących w nim procesów, które należy zneutralizować i usunąć.
Rodzaje wentylacji w halach logistycznych i magazynach
Podział ze względu na rodzaj wymuszenia obiegu
Wentylacja w budynku może być zrealizowana dwojako z punktu widzenia zachodzenia procesu wymiany powietrza. Samoistny ruch powietrza bez ingerencji dodatkowych urządzeń, który prowadzi do ujścia ciepłych mas poprzez kanały wentylacyjne (zlokalizowane w dachu) i napływ powietrza poprzez naturalne bądź wymuszone nieszczelności budynku (uszczelki drzwi, bram i okien) nosi nazwę wentylacji grawitacyjnej. Drugim, zdecydowanie bardziej popularnym w dzisiejszych czasach sposobem na wykonanie wentylacji w hali magazynowej jest wymuszenie obiegu powietrza w sposób mechaniczny. Wentylacja mechaniczna w halach magazynowych realizowana jest poprzez wymuszone wyrzucenie zużytego powietrza (wentylacja mechaniczna wywiewna), wymuszone wprowadzenie świeżego powietrza (wentylacja mechaniczna nawiewna) lub kombinacja obu powyższych czyli wentylacja mechaniczna nawiewno-wywiewna. Za ruch powietrza rozprowadzanego kanałami wentylacyjnymi po obiekcie odpowiadają jednostki, bardzo często montowane na dachu obiektu nazywane centralami wentylacyjnymi. Centrala wentylacyjna hali stalowej pełni rolę odpowiednią do rodzaju zaprojektowanej wentylacji i nazywana jest wtedy odpowiednio centralą nawiewną, wywiewną lub nawiewno-wywiewną.
Podział ze względu na zasięg działania
Wentylacje w obiektach przemysłowych można również sklasyfikować pod kątem obszaru jej działania w obiekcie. Wyróżnia się systemy wentylacji strefowej, która zapewnia odpowiednią wymianę i oczyszczenie powietrza dla określonego obszaru lub nawet całego budynku. Stosowanie wentylacji strefowej jest korzystne w sytuacji, w której wymagania dotyczące intensywności wentylacji oraz rodzajów zanieczyszczeń zawartych w powietrzu na danym obszarze hali są jednorodne. W sytuacji, podczas której w trakcie procesów produkcyjnych miejscowo do powietrza wydzielają się niebezpieczne substancje stosuje się często celowane i skoncentrowane wzmożone przewietrzanie miejscowe. Wentylacja miejscowa realizowana jest zazwyczaj w postaci kominów i kanałów wyciągowych, a strefy, w których ulatniają się substancje niebezpieczne lub wybuchowe są zazwyczaj dodatkowo obudowane przegrodami wewnętrznymi izolującymi pomieszczenie od pozostałej części obiektu – wtedy oprócz kanałów wyciągowych zachodzi potrzeba intensywnego doprowadzenia świeżego powietrza, które musi być zapewnione dla równowagi bilansu mas powietrznych między nawiewem a wywiewem. W dodatku w pomieszczeniach, w których w powietrzu zawarte są substancje skrajnie niebezpieczne dla zdrowia zdarza się projektować szczelną śluzę, w której panuje kontrolowane podciśnienie (tak aby wymusić w przypadku jakichkolwiek nieszczelności kierunek ruchu powietrza w stronę pomieszczenia „zanieczyszczonego” i nie dopuścić do sytuacji wyrównania ciśnień na zewnątrz, zanieczyszczając „czyste” pomieszczenia).
Podział ze względu na odzysk energii
W przypadku zastosowania wentylacji mechanicznej w hali stalowej, zachodzi możliwość wymiany ciepła pomiędzy powietrzem wyrzucanym i wprowadzanym do budynku. Taki proces nazywany jest rekuperacją. Budynki w ujęciu klasycznym (z wyjątkiem mroźni i chłodni) wymagają w okresie zimowym odpowiedniego ogrzewania. Proces wentylacji a więc wyrzucania zużytego ciepłego powietrza w takich obiektach jest jedną z największych składowych strat energii cieplnej. Powietrze, które dostarczane jest z zewnątrz o istotnie niższej temperaturze wymaga dużych nakładów energii aby doprowadzić je do pożądanej temperatury a proces wyrzucania „zużytego” powietrza wiąże się więc ze wspomnianym wcześniej wychładzaniem budynku. Rekuperacja w wentylacji mechanicznej polega na wprowadzeniu do rekuperatora powietrza wyrzucanego (ciepłego) oraz powietrza świeżego (zimnego) – w procesie tym w ujęciu klasycznym strumienie te nie mieszają się, ale dochodzi do przekazywania energii cieplnej. Efektem końcowym jest wyrzucanie powietrza zużytego o niższej temperaturze niż temperatura wewnątrz hali, oraz wprowadzenie powietrza świeżego z zewnątrz cieplejszego niż temperatura zewnętrzna. Zauważyć trzeba też, że proces rekuperacji zajść może jedynie w sposób efektywny przy zastosowaniu schematu wentylacji mechanicznej, w szczególności nawiewno-wywiewnej. (Nie stosuje się rekuperacji dla wentylacji grawitacyjnej, gdzie nie da się naturalnie doprowadzić do ruchu mas powietrza, ciepłego i zimnego, w obu kierunkach w tym samym miejscu).
Czy rekuperacja zagwarantuje odpowiednią temperaturę latem?
Istotnie należy również zauważyć potrzebę zapewnienia odpowiedniej temperatury wewnątrz budynku, która w ogólności nie może być za niska, ale również latem zbyt wysoka. Wentylacja mechaniczna z rekuperacją pozwala zmniejszyć koszty ogrzewania budynku zimą, jednakże nie zagwarantuje odpowiednio niskiej temperatury latem kiedy wyrzucamy ciepłe zużyte powietrze i pobieramy porównywalnie ciepłe powietrze z zewnątrz.
Wentylacja hal – jakie są aktualne wymagania?
Podstawowymi wymaganiami dla schematu wentylacji hali magazynowej jest zapewnienie odpowiedniej krotności wymiany powietrza. Każdorazowo kiedy mówi się o „krotności” wymiany powietrza, odnosimy się do kubatury pomieszczenia wentylowanego w pewnej jednostce czasu – zwyczajowo jednej godziny. Mówiąc więc o 2-krotnej wymianie powietrza w pomieszczeniu o wymiarach 10m x 10m w rzucie i wysokości 3m, mówimy o wymianie sześciuset metrów sześciennych powietrza na godzinę (600m3/h).
Wartości krotności wymiany powietrza dla różnych procesów produkcji stanowią zazwyczaj odrębne przepisy. Przykładowe wartości krotności wymiany powietrza przedstawiono poniżej:
- Nieklimatyzowana hala magazynowa: 1,5-krotna wymiana na godzinę
- Wykonywanie prac z użyciem cyjanków do obróbki cieplnej metali, ich roztworów i mieszanin: 10-krotna wymiana powietrza w ciągu godziny
- Magazyn do przechowywania substancji chemicznych stosowanych w procesach galwanotechnicznych: 10-krotna wymiana powietrza w ciągu godziny
- Przędzalnie bawełny: od 5 do 15-krotnej wymiany powietrza w ciągu godziny
Zagadnienie wentylacji hali przemysłowej, hali logistycznej czy też hali magazynowej należy rozpatrzeć mając na uwadze wszelkie możliwe do zidentyfikowania dane związane ze sposobem użytkowania obiektu. Omówione w niniejszym poradniku aspekty stanowią jedynie wstęp do zagadnienia jakim jest wentylacja i chłodnictwo w inżynierii środowiska. W niniejszym poradniku nie poruszono między innymi kwestii dopuszczenia recyrkulacji powietrza zużytego i mieszania go ze świeżym, zagadnienia oczyszczania powietrza z pyłków i innych zawieszonych w powietrzu zanieczyszczeń. Zasygnalizowano jedynie konieczność odpowiedniego osuszania i nawilżania powietrza czy też stosowania bardziej specjalistycznych rozwiązań technicznych w aspekcie przechowywania i pracy z substancjami niebezpiecznymi. Najistotniejsze w doborze właściwego sposobu wentylacji hali stalowej jest powierzenie tego zadania doświadczonemu generalnemu wykonawcy, który już na etapie doradztwa technicznego w formule zaprojektuj i wybuduj doradzi i wskaże najodpowiedniejsze rozwiązania w odniesieniu zarówno do aspektów technicznych, higieniczno-sanitarnych jak i ekonomicznych.
