„Dla hali przyjmij 0,5 wymiany powietrza na godzinę do wysokości 4 m” – to zdanie nadal pojawia się w opisach technicznych, rozmowach z inwestorami i starych opracowaniach. Problem w tym, że obecne Warunki Techniczne nie traktują tej wartości jako podstawowego sposobu doboru wentylacji podczas normalnego użytkowania hali.
Skąd wzięło się 0,5 wymiany i wysokość 4 m?
Podstawa znajduje się w §150 ust. 7 Warunków Technicznych. Przepis dotyczy jednak pomieszczeń okresowo użytkowanych w okresie przerw w ich wykorzystywaniu, jeżeli występują w nich źródła zanieczyszczeń szkodliwych dla zdrowia albo źródła pary wodnej.
W takim okresie trzeba zapewnić co najmniej półkrotną wymianę powietrza, przy czym do obliczenia wentylowanej kubatury przyjmuje się wysokość nominalną nie większą niż 4 m. Alternatywą może być okresowa wymiana sterowana poziomem stężenia zanieczyszczeń.
To oznacza, że zapis nie mówi: „hala produkcyjna podczas pracy potrzebuje 0,5 wymiany/h”. Mówi raczej: „jeżeli okresowo używane pomieszczenie jest poza godzinami użytkowania, ale nadal istnieje w nim źródło zanieczyszczeń lub wilgoci, nie można całkowicie wyłączyć wymiany powietrza bez kontroli”.
Jak więc dobiera się wentylację hali podczas pracy?
Stan hali
Magazyn, produkcja lub proces
Wymagania
Ludzie, emisje, ciepło i wilgoć
Bilans
Nawiew, wyciąg i ciśnienie
Weryfikacja
Projekt, regulacja i pomiary
Dla pomieszczeń pracy Warunki Techniczne odsyłają do wymagań bezpieczeństwa i higieny pracy. Ogólne przepisy BHP wskazują, że wymiana powietrza powinna wynikać z:
- potrzeb użytkowych i funkcji pomieszczenia,
- bilansu ciepła,
- bilansu wilgotności,
- zanieczyszczeń stałych i gazowych.
Jeżeli w procesie wydzielają się substancje szkodliwe, wentylacja musi zapewnić, aby ich stężenia nie przekraczały najwyższych dopuszczalnych stężeń w środowisku pracy.
Dlatego przy prawidłowym projekcie nie zaczynamy od liczby wymian, tylko od odpowiedzi na pytanie: co rzeczywiście obciąża powietrze w tej hali?
Przykład 1: magazyn bez stałej obsługi
Magazyn wysokiego składowania może mieć ogromną kubaturę, ale bardzo mało ludzi i brak procesu emitującego zanieczyszczenia. Przyjęcie np. 1 wymiany/h tylko dlatego, że „tak się robi”, może prowadzić do ogromnego i niepotrzebnego strumienia powietrza zewnętrznego, a za nim do dużych kosztów ogrzewania.
W takim obiekcie częściej większym problemem są infiltracja przez doki i bramy, wymagania przechowywanego towaru, spaliny lub ładowanie baterii w wydzielonych strefach oraz stratyfikacja temperatury pod dachem.
Przykład 2: hala produkcyjna bez istotnych emisji
Jeżeli proces jest „czysty”, a głównym źródłem zanieczyszczeń są ludzie i sam budynek, strumień świeżego powietrza można ustalić z kryteriów jakości środowiska wewnętrznego, liczby pracowników oraz bilansu cieplno-wilgotnościowego. W takich halach dobrze może działać system z nagrzewnicami i komorami mieszania albo wentylacja z odzyskiem ciepła.
Zobacz: wentylacja i ogrzewanie hal produkcyjnych i magazynowych.
Przykład 3: proces emituje pył, opary lub zapachy
Tu sytuacja zmienia się całkowicie. Warunki Techniczne wymagają stosowania odciągów miejscowych współpracujących z wentylacją ogólną, jeżeli proces jest źródłem miejscowej emisji substancji szkodliwych albo uciążliwych zapachów.
Najpierw przechwytujemy zanieczyszczenie możliwie blisko źródła, a potem bilansujemy nawiew kompensacyjny i wentylację ogólną. „Więcej wymian w całej hali” bywa gorszym i droższym rozwiązaniem niż skuteczny odciąg stanowiskowy.
Recyrkulacja też ma ograniczenia
Recyrkulacja jest jednym z najlepszych sposobów ograniczenia kosztów ogrzewania dużej kubatury, ale nie może być stosowana bezwarunkowo. Ogólne przepisy BHP wymagają, aby przy mechanicznej wentylacji z recyrkulacją co najmniej 10% całkowitego strumienia stanowiło powietrze świeże.
Jednocześnie recyrkulacji nie należy stosować m.in. tam, gdzie występują substancje trujące, uciążliwe zapachy, możliwość nagłego wzrostu stężenia substancji szkodliwych, mikroorganizmy chorobotwórcze albo zagrożenie wybuchem.
Dlatego nagrzewnica FLOWAIR z komorą mieszania albo system SONNIGER z komorą mieszania jest bardzo dobrym rozwiązaniem dla wielu hal, ale nie dla każdego procesu.
A co z odzyskiem ciepła?
WT wskazują, że w ogólnej wentylacji mechanicznej nawiewno-wywiewnej lub klimatyzacji komfortowej o wydajności co najmniej 500 m³/h należy stosować odzysk ciepła o sprawności temperaturowej minimum 50% albo recyrkulację, jeżeli jest ona dopuszczalna. Dla wentylacji technologicznej temat ocenia się w powiązaniu z technologią i ekonomią.
To oznacza, że w dużej hali warto policzyć koszt ogrzewania powietrza zewnętrznego zanim wybierze się system. Czasem najtańsza inwestycyjnie komora mieszania będzie optymalna, a czasem duży udział świeżego powietrza uzasadni urządzenie z odzyskiem energii.
Dlaczego „wymiany na godzinę” nadal są używane?
Wymiana powietrza na godzinę jest wygodnym parametrem kontrolnym i w niektórych technologiach nadal może być stosowana jako kryterium wynikające z konkretnych przepisów, norm albo wytycznych procesu. Nie powinna jednak zastępować obliczeń tam, gdzie właściwym kryterium są ludzie, emisje, wilgoć lub ciepło.
Można więc po wykonaniu obliczeń powiedzieć: „wynik odpowiada 1,2 wymiany/h”. Nie powinno się natomiast zaczynać od: „przyjmijmy 1 wymianę, bo to hala”.
Jak robimy to w praktyce?
Dla hali produkcyjnej lub magazynowej zbieramy co najmniej: rzuty i przekroje, wysokość, liczbę ludzi, harmonogram pracy, opis procesu, emisje i odciągi miejscowe, bramy i doki, wymagane temperatury oraz dostępne źródło ciepła. Następnie liczymy kilka warunków i przyjmujemy strumień wynikający z najbardziej wymagającego kryterium.
Dopiero potem porównujemy technologię: nagrzewnice wodne, nagrzewnice gazowe, komory mieszania, OXeN/centrale z odzyskiem albo rooftop.
Podstawa prawna
Najważniejsze punkty to aktualne Warunki Techniczne, w szczególności §147–151, oraz ogólne przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy, w szczególności §32–38.
Najkrócej: pół wymiany do wysokości 4 m jest realnym zapisem prawnym, ale dotyczy konkretnej sytuacji – przerwy w użytkowaniu okresowo używanego pomieszczenia z utrzymującym się źródłem zanieczyszczeń lub wilgoci. Nie jest uniwersalnym algorytmem doboru wentylacji hali podczas pracy.
