Jeśli ogrzewana hala łukowa zużywa dużo energii, przyczyną może być kilka rzeczy jednocześnie. Ciepło ucieka przez obudowę, podłoże i nieszczelności, a także razem z powietrzem usuwanym przez wentylację lub wpuszczanym podczas otwierania bram. Hale łukowe wykorzystywane jako chłodny magazyn, hala produkcyjna czy obiekt z intensywnym ruchem pojazdów potrzebują różnego podejścia do ocieplenia. Warto więc najpierw ustalić, którędy ucieka najwięcej ciepła i jak obiekt jest używany. Na tej podstawie można dobrać zakres termoizolacji i sposób ogrzewania.
Temperatura w hali zależy od sposobu użytkowania
Im większa różnica między temperaturą w hali i na zewnątrz, tym szybciej ciepło ucieka przez obudowę. Przy obliczaniu potrzebnej mocy ogrzewania warunki techniczne podają m.in. następujące temperatury obliczeniowe:
- +5°C dla magazynów bez stałej obsługi i hal postojowych, w których nie wykonuje się remontów,
- +12°C dla magazynów i składów wymagających stałej obsługi,
- +16°C dla hal produkcyjnych w określonych warunkach użytkowania.
Są to wartości używane do obliczeń. Temperatura utrzymywana na co dzień może być inna, jeśli wymagają tego prowadzony proces, rodzaj przechowywanych towarów albo warunki pracy.
W praktyce zakres ocieplenia i ogrzewania warto więc dopasować do tego, jak często hala jest używana i jakiej temperatury potrzebuje:
- Chłodny magazyn – zakres prac może skupiać się na ochronie przed przemarzaniem, ograniczeniu przeciągów i utrzymaniu wymaganej temperatury.
- Hala pracująca całą zmianę – trzeba uwzględnić stabilność temperatury, rozmieszczenie stanowisk, ciepło wydzielane przez maszyny oraz regularne otwieranie bram.
- Obiekt używany sporadycznie – warto rozważyć ogrzewanie wybranych stref i obniżenie temperatury poza godzinami pracy.
Gdzie hala łukowa traci ciepło?
Ciepło może uciekać z hali sześcioma głównymi drogami. Każda z nich może wymagać innego działania.
- Poszycie, czyli zewnętrzna obudowa hali – ciepło przenika przez łuk i ściany na obu końcach hali. Na wielkość strat wpływa rodzaj i grubość izolacji oraz to, czy tworzy ona ciągłą warstwę także w miejscach łączeń.
- Nieszczelności – chłodne powietrze może dostawać się do środka przez szczeliny przy podłożu, łączeniach, bramach oraz w miejscach, w których instalacje przechodzą przez obudowę. Wielkość tych strat zależy również od wiatru, różnicy temperatur i pracy wentylacji.
- Otwieranie bram – w sezonie grzewczym podczas otwarcia część ogrzanego powietrza wydostaje się na zewnątrz, a do środka napływa chłodniejsze. Liczą się przede wszystkim wielkość bramy, liczba otwarć i czas, przez jaki pozostaje otwarta.
- Mostki cieplne – to miejsca, przez które ciepło ucieka łatwiej niż przez sąsiednie fragmenty obudowy. Mogą powstawać m.in. przy stalowej konstrukcji, mocowaniach i wokół otworów. Takie miejsca są chłodniejsze i mogą sprzyjać skraplaniu się pary wodnej.
- Podłoże i podstawa hali – część ciepła ucieka przez posadzkę oraz na styku obudowy z gruntem. Wielkość strat zależy m.in. od budowy podłogi, temperatury gruntu i sposobu wykonania izolacji przy podstawie hali.
- Wentylacja – usuwa z hali powietrze zawierające parę wodną, pył, spaliny lub inne zanieczyszczenia. W sezonie grzewczym razem z tym powietrzem usuwane jest ciepło. Możliwość odzyskania części energii zależy od instalacji, rodzaju zanieczyszczeń i procesu prowadzonego w hali.
Ocieplenie hali łukowej w Planlux
Planlux oferuje ocieplenie hali łukowej m.in. pianką poliuretanową. Natryskiwana pianka dopasowuje się do zakrzywionej powierzchni obudowy. Efekt zależy od rodzaju materiału, jego grubości i jakości wykonania. Izolacja powinna tworzyć ciągłą warstwę na łuku, ścianach na obu końcach hali oraz wokół bram i innych otworów. Szczególnej uwagi wymagają również miejsca przejścia instalacji przez obudowę i połączenie hali z podłożem.
Bramy mogą mocno wpływać na koszty ogrzewania
Gdy przy zamkniętej bramie czuć wyraźny chłodny ruch powietrza, warto sprawdzić uszczelki, prowadnice, próg i połączenie ramy z obudową. Nieszczelna brama zwiększa straty ciepła i może tworzyć chłodne strefy w pobliżu stanowisk pracy.
W sezonie grzewczym każde otwarcie dużej bramy powoduje szybką wymianę powietrza. W hali z intensywnym ruchem trzeba uwzględnić, jak często i jak długo brama pozostaje otwarta oraz czy jej wymiary odpowiadają obsługiwanym pojazdom. Straty mogą ograniczyć m.in. automatyczne zamykanie, dobre zaplanowanie ruchu ludzi i maszyn oraz skrócenie czasu otwarcia. Przedsionek, kurtynę lub ogrzewanie strefy przy bramie dobiera się z uwzględnieniem bezpieczeństwa i organizacji transportu.
Jak znaleźć miejsca, przez które ucieka ciepło?
Układ chłodnych miejsc często podpowiada, gdzie szukać problemu. Chłodne pasy wzdłuż elementów konstrukcji mogą wskazywać na mostki cieplne lub nierówną warstwę izolacji. Chłód odczuwalny przy podstawie hali kieruje uwagę na połączenie obudowy z podłożem. Wilgoć pojawiająca się głównie wokół bramy, mocowania lub miejsca przejścia instalacji przez obudowę może świadczyć o problemie miejscowym.
Termowizja pokazuje różnice temperatur na powierzchni obudowy. Dzięki temu można zobaczyć chłodniejsze miejsca i porównać je z przebiegiem konstrukcji, izolacji czy połączeń. Wynik zależy od warunków podczas badania – m.in. różnicy temperatur między wnętrzem i otoczeniem, wiatru, pracy ogrzewania, otwierania bram i wentylacji. Zdjęcia termowizyjne interpretuje się więc razem z oględzinami hali.
W diagnozie pomagają także dane z codziennej pracy: ustawiona temperatura, godziny ogrzewania, częstotliwość otwierania bram, praca wentylacji i zużycie energii. Jeżeli zużycie wzrosło po zmianie organizacji przejazdów, warto w pierwszej kolejności sprawdzić bramy i ruch powietrza. Jeśli pozostaje wysokie również w dniach bez ruchu, większej uwagi może wymagać obudowa i jej szczelność.
Po ociepleniu trzeba też kontrolować wilgoć
Po ociepleniu wewnętrzna powierzchnia obudowy jest cieplejsza, co może zmniejszyć ryzyko skraplania się wody. Jednocześnie uszczelnienie hali ogranicza przypadkowy napływ powietrza. Jeśli w środku nadal powstaje dużo pary wodnej, wilgotność może wzrosnąć.
Z tego powodu termoizolację warto planować razem z wentylacją w hali łukowej i sposobem odprowadzania wilgoci. Jej źródłem mogą być:
- mokre towary,
- mycie,
- ludzie,
- proces technologiczny,
- urządzenia spalające paliwo, jeśli produkty spalania trafiają do wnętrza hali.
Wentylacja powinna usuwać nadmiar wilgoci w tempie dopasowanym do sposobu użytkowania hali.
Przepisy techniczne wymagają ograniczenia ryzyka skraplania się pary wodnej na wewnętrznej powierzchni obudowy oraz zawilgocenia jej warstw. W praktyce przy doborze ocieplenia trzeba więc uwzględnić temperaturę powierzchni, miejsca powstawania mostków cieplnych oraz planowaną wentylację.
Od czego zależy opłacalność docieplenia?
Im dłużej hala jest ogrzewana i im większa jest różnica temperatur między wnętrzem a otoczeniem, tym więcej energii może uciekać przez dużą powierzchnię obudowy. Wtedy ograniczenie tych strat może wyraźniej wpłynąć na zużycie energii. Jeśli hala jest ogrzewana sporadycznie, warto porównać pełne docieplenie z ogrzewaniem używanych stref i obniżaniem temperatury poza godzinami pracy.
W hali z częstym otwieraniem bram albo intensywną wentylacją duża część energii może uciekać razem z powietrzem. Lepsza izolacja poszycia ograniczy straty przez obudowę. Bramy, nieszczelności i wentylacja wymagają osobnych działań, ponieważ to właśnie tamtędy ogrzane powietrze może szybko opuszczać halę.
Porównanie wariantów obejmuje koszt wykonania, przewidywane zużycie energii, późniejszy serwis oraz dostęp do obudowy. Grubość izolacji dobiera się do całego rozwiązania i konkretnych warunków użytkowania hali.
Po oszacowaniu strat ciepła można dobrać sposób ogrzewania hali magazynowej lub przemysłowej. Moc i rozmieszczenie urządzeń oraz sposób sterowania dobiera się do warunków już po ociepleniu i uszczelnieniu obiektu.
Ta sama powierzchnia hali może oznaczać różne potrzeby
Magazyn bez stałej obsługi
W magazynie utrzymującym temperaturę chroniącą przed przemarzaniem, otwieranym kilka razy dziennie i bez stałych źródeł wilgoci, duża część strat może przypadać na obudowę i nieszczelności przy podstawie. W takim przypadku prace mogą skupić się na ciągłości izolacji, uszczelnieniu połączenia hali z podłożem i dopasowaniu ogrzewania do godzin użytkowania.
Hala produkcyjna z intensywnym ruchem
W hali pracującej przez całą zmianę sytuacja wygląda inaczej. Częste otwieranie bram, praca wyciągów i para wodna powstająca w procesie powodują dodatkowe straty ciepła związane z wymianą powietrza. Ocieplenie obudowy ogranicza straty przez jej powierzchnię, a bramy, wentylację i wilgoć trzeba ocenić osobno. Dlatego ocieplenie, wentylację, organizację ruchu i ogrzewanie trzeba dobrać jako elementy jednego rozwiązania.
Źródła:
- Warunki techniczne budynków – tekst jednolity, Dz.U. 2022 poz. 1225 (akt obowiązujący, z późniejszymi zmianami): https://eli.gov.pl/eli/DU/2022/1225/ogl
- NIST – Infiltration: https://www.nist.gov/el/beed/nist-multizone-modeling/infiltration