Jakie rozwiązania energooszczędne można wdrożyć w halach przemysłowych?

Koszty energii stanowią istotną część wydatków związanych z utrzymaniem hali produkcyjnej, magazynowej lub logistycznej. Energia jest potrzebna nie tylko do zasilania maszyn, ale również do ogrzewania, chłodzenia, wentylacji i oświetlenia dużych powierzchni. Z tego powodu rozwiązania ograniczające zużycie energii warto uwzględnić już na etapie projektowania obiektu.

Dobrze dobrane rozwiązania energooszczędne w halach przemysłowych pozwalają zmniejszyć rachunki, poprawić komfort pracy i ograniczyć straty wynikające z nieefektywnego działania instalacji. Najlepszy efekt daje połączenie dobrej izolacji budynku, nowoczesnych systemów grzewczych, automatyki oraz odnawialnych źródeł energii.

Dobra izolacja ścian i dachu

Podstawą energooszczędnej hali przemysłowej jest szczelna obudowa o odpowiednich parametrach cieplnych. Najwięcej energii może uciekać przez dach, ściany, bramy oraz miejsca połączenia poszczególnych elementów konstrukcji.

W halach stalowych często stosuje się płyty warstwowe z rdzeniem PIR, PUR, styropianowym lub z wełny mineralnej. Rodzaj i grubość izolacji należy dopasować do sposobu użytkowania budynku. Inne wymagania będzie miał nieogrzewany magazyn, a inne hala produkcyjna, w której przez cały rok utrzymywana jest stała temperatura.

Przeczytaj również: Etapy montażu hali stalowej – od projektu do budowy

Istotne jest również prawidłowe wykonanie połączeń płyt, obróbek blacharskich i stref przy cokołach. Nawet dobry materiał izolacyjny nie spełni swojej funkcji, jeżeli w obudowie pojawią się mostki termiczne lub nieszczelności.

Ograniczenie strat przez bramy przemysłowe

W magazynach i centrach logistycznych duże straty ciepła powstają podczas otwierania bram. Przy intensywnym ruchu transportowym ogrzane powietrze szybko wydostaje się na zewnątrz, a zimne napływa do wnętrza hali.

Straty można ograniczyć poprzez zastosowanie:

• bram szybkobieżnych;
• automatycznego zamykania bram;
• kurtyn powietrznych;
• uszczelnień dokowych;
• śluz i przedsionków przeładunkowych;
• oddzielnych stref załadunku.

Duże znaczenie ma czas otwarcia bramy. W praktyce brama szybkobieżna połączona z czujnikiem ruchu może przynieść większe oszczędności niż sama wymiana bramy na model o lepszej izolacyjności.

Oświetlenie LED z czujnikami

Wymiana tradycyjnego oświetlenia na oprawy LED jest jednym z najprostszych sposobów zmniejszenia zużycia energii w hali. Oprawy LED pobierają mniej energii, mają dłuższą żywotność i mogą być łatwo sterowane.

Najlepsze rezultaty daje połączenie oświetlenia LED z:

• czujnikami ruchu i obecności;
• czujnikami natężenia światła dziennego;
• podziałem hali na niezależne strefy;
• harmonogramem pracy;
• możliwością automatycznego ściemniania.

W magazynie oświetlenie nie musi pracować z pełną mocą we wszystkich alejkach jednocześnie. System może uruchamiać oprawy wyłącznie w miejscu, w którym znajduje się pracownik lub wózek widłowy. W hali produkcyjnej można natomiast zwiększyć natężenie światła tylko nad stanowiskami wymagającymi większej precyzji.

Świetliki dachowe i naturalne światło

Świetliki dachowe oraz pasma świetlne ograniczają konieczność korzystania ze sztucznego oświetlenia w ciągu dnia. Jest to szczególnie ważne w szerokich halach, do których przez okna elewacyjne dociera niewiele naturalnego światła.

Liczba i powierzchnia świetlików muszą być jednak odpowiednio zaprojektowane. Zbyt duża powierzchnia przeszkleń może latem powodować przegrzewanie hali, a zimą zwiększać straty ciepła. Dobrym rozwiązaniem jest połączenie świetlików z automatyką, która dostosowuje moc oświetlenia LED do aktualnych warunków.

Ogrzewanie dopasowane do wysokości hali

Ogrzewanie dużej kubatury wymaga odpowiedniego doboru urządzeń. W wysokich halach ciepłe powietrze unosi się pod dach, przez co temperatura w górnej części obiektu może być znacznie wyższa niż na poziomie stanowisk pracy.

W takich budynkach stosuje się między innymi:

• promienniki gazowe lub elektryczne;
• nagrzewnice powietrza;
• ogrzewanie podłogowe;
• pompy ciepła;
• destratyfikatory.

Promienniki dobrze sprawdzają się w obiektach, w których ogrzewania wymagają konkretne stanowiska lub strefy. Zamiast ogrzewać całą objętość powietrza, przekazują ciepło bezpośrednio do ludzi, maszyn i powierzchni.

Destratyfikatory kierują natomiast ciepłe powietrze spod dachu w dół. Dzięki temu zmniejszają różnicę temperatur pomiędzy górą i dołem hali oraz poprawiają wykorzystanie energii dostarczanej przez instalację grzewczą.

Wentylacja z odzyskiem ciepła

Wentylacja usuwa z hali wilgoć, pyły, zapachy i zanieczyszczenia powstające podczas produkcji. Wraz z powietrzem wywiewanym usuwana jest jednak również energia cieplna.

Zastosowanie rekuperacji umożliwia odzyskanie części ciepła z powietrza usuwanego i wykorzystanie go do podgrzania świeżego powietrza nawiewanego do obiektu. Rozwiązanie to może wyraźnie ograniczyć zapotrzebowanie na ogrzewanie, zwłaszcza w halach użytkowanych przez wiele godzin dziennie.

W zakładach produkcyjnych system musi być dopasowany do rodzaju zanieczyszczeń. Jeżeli powietrze zawiera pyły, tłuszcze lub substancje chemiczne, konieczne może być zastosowanie filtrów albo pośrednich wymienników ciepła.

Odzysk ciepła z maszyn i sprężarek

W wielu zakładach ciepło powstające podczas pracy urządzeń jest bezpowrotnie usuwane na zewnątrz. Dotyczy to między innymi sprężarek, pieców, instalacji chłodniczych, suszarni oraz maszyn produkcyjnych.

Odzyskane ciepło można wykorzystać do:

• ogrzewania hali;
• ogrzewania pomieszczeń biurowych i socjalnych;
• przygotowania ciepłej wody;
• podgrzewania powietrza wentylacyjnego;
• wspomagania procesów technologicznych.

Dobrym przykładem są sprężarki powietrza, które znaczną część pobieranej energii zamieniają w ciepło. Zamiast odprowadzać je na zewnątrz, można wykorzystać je w instalacji grzewczej lub do przygotowania ciepłej wody.

Fotowoltaika na dachu hali

Duża powierzchnia dachu hali umożliwia montaż instalacji fotowoltaicznej o znacznej mocy. Wyprodukowana energia może zasilać oświetlenie, wentylację, pompy ciepła, urządzenia biurowe oraz maszyny produkcyjne.

Największe korzyści uzyskują przedsiębiorstwa zużywające energię głównie w ciągu dnia, czyli w czasie, gdy instalacja fotowoltaiczna produkuje jej najwięcej. Pozwala to zwiększyć autokonsumpcję i ograniczyć ilość energii pobieranej z sieci.

Możliwość montażu paneli należy sprawdzić już podczas projektowania konstrukcji dachu. Trzeba uwzględnić dodatkowe obciążenie, rozmieszczenie świetlików, klap dymowych, urządzeń wentylacyjnych oraz instalacji odprowadzającej wodę.

Automatyka i monitoring zużycia energii

System zarządzania budynkiem może kontrolować ogrzewanie, wentylację, chłodzenie, oświetlenie i pracę bram. Automatyka pozwala dopasować działanie instalacji do rzeczywistego wykorzystania hali.

Przykładowo ogrzewanie może być ograniczane po zakończeniu zmiany, wentylacja zwiększać wydajność wyłącznie podczas pracy maszyn, a oświetlenie działać tylko w zajętych strefach.

Warto również zamontować osobne liczniki dla głównych instalacji i części obiektu. Dzięki temu można ustalić, ile energii zużywają maszyny, ogrzewanie, wentylacja, oświetlenie lub część biurowa. Monitoring ułatwia szybkie wykrycie nieprawidłowości i ocenę efektów modernizacji.

Porównanie najważniejszych rozwiązań

Rozwiązanie	Główne zastosowanie	Najważniejsza korzyść
Płyty warstwowe i szczelna obudowa	Ściany i dach hali	Mniejsze straty ciepła
Bramy szybkobieżne	Magazyny i strefy przeładunku	Krótszy czas otwarcia
Oświetlenie LED	Wszystkie rodzaje hal	Niższe zużycie energii
Czujniki ruchu i światła	Magazyny i strefy okresowo użytkowane	Oświetlenie tylko tam, gdzie jest potrzebne
Rekuperacja	Hale ogrzewane i wentylowane	Odzysk ciepła z powietrza
Destratyfikatory	Wysokie hale	Skierowanie ciepłego powietrza w dół
Fotowoltaika	Dachy hal	Produkcja własnej energii
Odzysk ciepła z maszyn	Zakłady produkcyjne	Ponowne wykorzystanie energii odpadowej
System zarządzania budynkiem	Cały obiekt	Automatyczna kontrola instalacji

Które rozwiązania warto wdrożyć w pierwszej kolejności?

W nowej hali rozwiązania energooszczędne powinny być zaplanowane już na etapie koncepcji. Pozwala to odpowiednio dobrać izolację, konstrukcję, źródło ogrzewania, rozmieszczenie świetlików i instalację fotowoltaiczną.

Może Cię również zainteresować: Budynek z płyty warstwowej – czym się charakteryzuje?

W istniejącym obiekcie warto rozpocząć od audytu energetycznego. Najczęściej w pierwszej kolejności modernizuje się oświetlenie, automatykę, bramy oraz sterowanie ogrzewaniem. Są to działania, które zazwyczaj nie wymagają dużych zmian konstrukcyjnych.

Kolejne etapy mogą obejmować docieplenie hali, modernizację wentylacji, montaż pompy ciepła, fotowoltaiki lub systemu odzysku ciepła. Ważna jest właściwa kolejność prac. Przed wymianą źródła ogrzewania warto najpierw ograniczyć straty ciepła, ponieważ po termomodernizacji potrzebna moc instalacji może być mniejsza.

Podsumowanie

Najważniejsze rozwiązania energooszczędne w halach przemysłowych to dobra izolacja ścian i dachu, szczelne bramy, oświetlenie LED, rekuperacja, efektywne ogrzewanie, fotowoltaika oraz odzysk ciepła z urządzeń technologicznych. Duże znaczenie ma również automatyka, która steruje instalacjami zgodnie z aktualnym zapotrzebowaniem.

Nie każde rozwiązanie będzie jednakowo korzystne w każdej hali. Dobór technologii powinien zależeć od przeznaczenia obiektu, wysokości i powierzchni budynku, liczby zmian, rodzaju produkcji oraz sposobu użytkowania poszczególnych stref. Kompleksowe podejście już na etapie projektu hal przemysłowych pozwala ograniczyć późniejsze koszty eksploatacyjne i stworzyć halę dopasowaną do rzeczywistych potrzeb przedsiębiorstwa.