Schemat przepływu powietrza w hali — jak przygotować go do dokumentacji

Schemat przepływu powietrza odpowiada na cztery pytania: którędy powietrze wchodzi do hali, którędy wychodzi, gdzie po drodze powstaje zanieczyszczenie i kto w tym miejscu pracuje. Jeżeli rysunek odpowiada na te cztery pytania, spełnia swoje zadanie — niezależnie od tego, w jakim programie powstał.

Powstają dwie wersje tego samego rysunku. Stan istniejący opisuje halę taką, jaka jest dziś: z bramami, które stoją otwarte przez pół zmiany, z regałami dostawionymi po ostatniej przeprowadzce i z wentylatorem, który został odłączony trzy lata temu i nikt tego nie zapisał. Stan projektowany pokazuje ten sam podkład po wdrożeniu inwestycji. Oba rysunki muszą mieć tę samą skalę, ten sam obrys i tę samą numerację punktów — inaczej nie da się ich porównać.

Ten dokument nie zastępuje trzech opracowań opisanych niżej i nie powinien ich powielać. Nie zastępuje też dokumentacji istniejącej instalacji, której przy działaniach wentylacyjnych wymaga Katalog działań: dokumentacji zdjęciowej wraz z opisem (schemat, lista, specyfikacja techniczna) poszczególnych urządzeń i elementów oraz całości instalacji wentylacji przemysłowej i HVAC, jeżeli w budynkach ze stanowiskami pracy objętymi projektem taka instalacja występuje. Jeżeli instalacje tego typu nie występują, składa się jednoznaczne oświadczenie w tym zakresie.

• Dokumentacja projektowa instalacji zawiera obliczenia, dobór urządzeń, specyfikację i oświadczenia projektanta. Schemat przepływu jest wcześniejszy i prostszy — pokazuje problem, nie rozwiązanie. Zakres opracowania projektowego opisuje osobno poradnik o dokumentacji projektowej instalacji wentylacyjnej.
• Schemat procesu technologicznego odwzorowuje kolejność operacji i przypisuje im czynniki oraz obsadę. Porusza się w wymiarze czasu i operacji, a nie w wymiarze przestrzeni hali. Metodę jego budowy opisuje poradnik o schemacie procesu i mapie punktów krytycznych.
• Analiza rozkładu powietrza ocenia, czy powietrze dociera tam, gdzie ludzie pracują, i jakie działania to poprawią. Schemat jest jej materiałem wejściowym, nie jej wynikiem.

W praktyce schemat powstaje najwcześniej z całej dokumentacji, bo bez niego nie wiadomo, o czym rozmawiać z projektantem ani czego szukać w ofertach. Dla projektów z obszaru wentylacji i odpylania to zwykle pierwszy rysunek, który zakład rysuje samodzielnie.

Nie rysuj hali od zera. W większości zakładów istnieje przynajmniej jeden rzut, który da się wykorzystać jako podkład — problem polega na tym, że każdy z nich pokazuje co innego i każdemu czegoś brakuje.

Skala

Dla części rysunkowej projektu budowlanego rozporządzenie o szczegółowym zakresie i formie projektu wymaga skali nie mniejszej niż 1:200 dla obiektów o dużych rozmiarach i nie mniejszej niż 1:100 dla pozostałych obiektów oraz ich wydzielonych części. Twój schemat nie jest projektem budowlanym, ale nie ma powodu rysować go w skali mniej czytelnej. Praktyczna reguła: hala powyżej kilku tysięcy metrów kwadratowych — 1:200; typowa hala jednonawowa — 1:100; wydzielone gniazdo lub pojedyncze stanowisko na osobnym rysunku — skala większa, byle podana w metryce.

Co zmierzyć w poniedziałek rano

Wystarczy dalmierz laserowy i dwie godziny. Zmierz: wymiary zewnętrzne hali, rozstaw słupów, wysokość w świetle w kalenicy i przy okapie, wysokość podwieszenia kanałów i opraw, wysokość i szerokość każdej bramy, wysokość regałów. Zapisz też, ile bram było otwartych i jak długo. Ta ostatnia liczba wpłynie na schemat mocniej niż wydajność centrali.

Nanoś warstwy po kolei i po każdej rób osobny zapis pliku. Schemat rysowany jednym ciągiem zawsze kończy się rysunkiem, na którym nie widać, co jest urządzeniem, a co przeszkodą.

1. Obrys i geometria. Ściany, słupy, antresole, kondygnacje pośrednie, wysokość w świetle w co najmniej dwóch punktach. Bez wysokości schemat opisuje płaską przestrzeń, a hala płaska nie jest.
2. Elementy nawiewne. Czerpnia, centrala, nawiewniki, kurtyny powietrzne, aparaty grzewczo-wentylacyjne, nawiewna wentylacja miejscowa. Przy każdym elemencie numer, wysokość montażu i kierunek wylotu.
3. Elementy wywiewne. Wywiewniki, wentylatory dachowe, wyrzutnia, odciągi miejscowe przy maszynach, wywietrzaki grawitacyjne, świetliki otwierane. Rozdziel wentylację ogólną od miejscowej — to dwa różne mechanizmy usuwania zanieczyszczenia i nie zastępują się nawzajem.
4. Źródła emisji. Maszyny, stanowiska spawalnicze, wanny, piece, punkty przesypu, miejsca ładowania akumulatorów, drogi wózków spalinowych. Przy każdym źródle rodzaj czynnika (pył, opary, ciepło, wilgoć, spaliny) i informacja, czy pracuje ciągle, czy tylko na części zmian.
5. Stanowiska pracy. Miejsce, w którym stoi człowiek, i wysokość jego strefy oddechowej. Skuteczność wentylacji ocenia się właśnie względem strefy oddychania, a nie względem środka pomieszczenia. Zaznacz też stanowiska obsługi i czyszczenia urządzeń — tam ekspozycja bywa krótka, ale intensywna.
6. Przeszkody dla przepływu. Regały wysokiego składowania, przegrody, przeszklenia, duże maszyny, składowane palety, kurtyny paskowe. Każda z tych rzeczy zmienia tor powietrza, a żadna nie jest instalacją, więc łatwo o niej zapomnieć.

Rozróżnij trzy rodzaje wentylacji już na rysunku, bo wymagają innych oznaczeń: wentylację ogólną nawiewno-wywiewną (mieszającą lub wyporową), wentylację strefową obsługującą wydzielony fragment hali oraz wentylację miejscową wywiewną, czyli odciągi. Element, którego nie potrafisz przypisać do żadnej z tych trzech kategorii, prawdopodobnie jest urządzeniem grzewczym albo chłodzącym, a nie wentylacyjnym — i tak trzeba go opisać.

Najczęstszy błąd wykryty dopiero po narysowaniu schematu to zwarcie między wyrzutnią a czerpnią: instalacja zasysa z powrotem powietrze, które przed chwilą usunęła. Na rzucie z góry tego nie widać, dopóki nie naniesiesz obu elementów z wysokościami.

Rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie, określa w § 152 minimalne odległości. Warto je znać, bo dają gotowe kryterium oceny tego, co narysowałeś.

• Czerpnia i wyrzutnia na dachu: co najmniej 10 m przy wyrzucie powietrza w kierunku poziomym i co najmniej 6 m przy wyrzucie pionowym, przy czym wyrzutnia powinna znajdować się co najmniej 1 m powyżej czerpni.
• Czerpnia i wyrzutnia w tej samej ścianie: odległość co najmniej 1,5 m, a czerpnia poniżej lub na tym samym poziomie co wyrzutnia.
• Wyrzutnia w ścianie a okna budynku przeciwległego: co najmniej 10 m, gdy ściana ma okna, i co najmniej 8 m, gdy okien nie ma.
• Okna w tej samej ścianie: co najmniej 3 m w poziomie albo co najmniej 2 m w pionie od wyrzutni.
• Otwór wlotowy czerpni umieszczonej na poziomie terenu: co najmniej 2 m nad poziomem terenu; przy montażu na dachu — co najmniej 0,4 m nad powierzchnią.
• Odległość co najmniej 8 m od ulic, parkingów o pojemności powyżej 20 stanowisk, miejsc gromadzenia odpadów i wywiewek kanalizacyjnych.
• Jeżeli usuwane powietrze zawiera zanieczyszczenia szkodliwe dla zdrowia lub uciążliwe zapachy, powyższe odległości zwiększa się o 100%.

Na schemacie zaznacz oba elementy z rzędnymi wysokości i wpisz zmierzoną odległość między nimi. Jeżeli odległość jest mniejsza od wymaganej, to jest gotowy element opisu stanu wyjściowego — konkretny, mierzalny i niezależny od interpretacji. Dorysuj też strzałkę wyrzutu z zaznaczeniem kierunku, bo przy wyrzucie poziomym w stronę czerpni sama odległość nie rozstrzyga sprawy.

Strzałka na schemacie przepływu powietrza jest twierdzeniem, nie ozdobą. Każda musi mieć źródło (urządzenie, otwór, brama) i ujście. Strzałka, która zaczyna się w środku hali i kończy w innym miejscu w środku hali, nie opisuje niczego.

Trzy rodzaje strumieni

• Strumień nawiewny — od elementu nawiewnego w kierunku wylotu. Zaznacz zasięg, czyli miejsce, w którym strumień traci prędkość. To ten parametr decyduje o tym, czy powietrze w ogóle dociera do stanowiska.
• Strumień wywiewny — do wywiewnika lub odciągu. Zasięg odciągu miejscowego jest krótki i to trzeba na rysunku pokazać, a nie sugerować długą strzałką od maszyny do wentylatora.
• Przepływ wtórny — powietrze wciągane przez strumień główny, przepływ między strefami przez otwory i drzwi, infiltracja przez bramy. Rysuj inną linią (na przykład przerywaną) i podpisz, że to przepływ obserwowany, a nie wymuszony przez urządzenie.

Rzut nie wystarczy

Hala jest trójwymiarowa i najważniejsze zjawiska rozgrywają się w pionie: ciepłe powietrze gromadzi się pod stropem, chłodne opada przy posadzce, strumień z nawiewnika podstropowego może przejść nad głowami i trafić prosto do wywiewnika. Na rzucie z góry taki przepływ wygląda poprawnie. Dlatego minimum to jeden przekrój pionowy poprowadzony przez oś, na której leżą najważniejsze źródła emisji i stanowiska. Na przekroju zaznacz: wysokość montażu każdego elementu, wysokość strefy oddechowej, wysokość regałów i temperaturę zmierzoną na dwóch poziomach.

Czego nie rysować

Nie rysuj strzałek „poglądowych”, które mają pokazać, jak powinno być. Schemat stanu istniejącego opisuje to, co jest. Nie rysuj też strumienia z urządzenia, którego nie widziałeś włączonego — jeżeli wentylator jest zdemontowany albo odcięty, zaznacz go jako nieczynny i napisz od kiedy.

Uważaj na jeden szczegół, który psuje wiele rysunków: strumień powietrza nie powinien być kierowany bezpośrednio na stanowisko pracy, a instalacja nie powinna powodować przeciągów ani przegrzewania. Jeżeli Twój rysunek pokazuje nawiewnik celujący w plecy operatora, to nie jest błąd rysunku — to udokumentowany problem, który warto opisać.

Po naniesieniu warstw podziel halę na strefy i policz dla każdej z nich powietrze wprowadzane i usuwane. Różnica między nimi decyduje o kierunku przepływu przez drzwi, bramy i nieszczelności — czyli o tym, dokąd wędruje zanieczyszczenie. To najczęściej pomijana część schematu, a merytorycznie najmocniejsza.

Jeżeli w którejś strefie nie potrafisz podać ani nawiewu, ani wywiewu, wpisz w tabeli „brak danych” i podaj powód. To lepsze niż przepisanie liczb projektowych sprzed lat jako opisu stanu obecnego. Interpretację różnic między stanem projektowym a rzeczywistym rozwija poradnik o rozkładzie powietrza i rebalansie instalacji.

Recyrkulacja to osobny strumień

Jeżeli układ zawraca część powietrza z hali z powrotem do nawiewu, narysuj ten obieg jako oddzielny strumień i podpisz udział powietrza świeżego. Rozporządzenie w sprawie ogólnych przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy stanowi, że przy stosowaniu wentylacji mechanicznej z recyrkulacją ilość powietrza świeżego nie powinna być mniejsza niż 10% ogólnej ilości wymienianego powietrza, oraz zakazuje recyrkulacji w określonych sytuacjach — między innymi tam, gdzie występują czynniki biologiczne, substancje trujące lub zagrożenie wybuchem. Kiedy zawracanie powietrza jest wykluczone, opisuje osobno poradnik o recyrkulacji powietrza w hali.

Schemat bez liczb jest ilustracją. Schemat z liczbami niewiadomego pochodzenia jest gorszy niż schemat bez liczb, bo pierwsze pytanie brzmi zawsze tak samo: skąd to wiadomo. Dlatego przy każdej wartości zapisujesz źródło i datę, a nie samą wartość. Pomiar własny pozostaje przy tym narzędziem diagnostycznym i nie zastępuje dokumentu wymaganego we wniosku: przy działaniu z pkt 14 Katalogu działań wymagane jest sprawozdanie z pomiarów strumieni objętości powietrza, krotności wymiany powietrza i skuteczności wentylacji w pomieszczeniach pracy, wykonane przez laboratorium lub osobę z uprawnieniami w wymaganym zakresie. Pomiar własny pozostaje przy tym narzędziem diagnostycznym i nie zastępuje dokumentu wymaganego we wniosku: przy działaniu z pkt 14 Katalogu działań wymagane jest sprawozdanie z pomiarów strumieni objętości powietrza, krotności wymiany powietrza i skuteczności wentylacji w pomieszczeniach pracy, wykonane przez laboratorium lub osobę z uprawnieniami w wymaganym zakresie.

Częstotliwość badań warto sprawdzić, zanim naniesiesz wyniki, bo przeterminowany pomiar osłabia cały opis. Państwowa Inspekcja Pracy wskazuje, że dla czynników chemicznych i pyłów niedziałających rakotwórczo badania wykonuje się co najmniej raz na dwa lata, gdy wynik ostatniego pomiaru mieścił się w przedziale od 0,1 do 0,5 najwyższego dopuszczalnego stężenia, i co najmniej raz w roku, gdy przekroczył 0,5 tej wartości. Dla czynników rakotwórczych lub mutagennych odpowiednio co najmniej raz na sześć miesięcy i co najmniej raz na trzy miesiące. Rejestr i karty badań przechowuje się przez 40 lat od ostatniego wpisu, a wyniki badań i pomiarów przez 3 lata od ich wykonania. Zakres pomiarów potrzebnych do dokumentacji porządkuje poradnik o pomiarach środowiska pracy.

Rysunek narysowany przy biurku opisuje instalację. Rysunek zweryfikowany w hali opisuje halę. Różnica między nimi bywa duża, a wykrywa się ją w jedno popołudnie.

Cztery czynności, które wykonasz sam

• Sprawdzenie kierunku. Wskaźnik dymu, wstążka na patyku albo pasek cienkiej folii przy każdym wywiewniku, nawiewniku, drzwiach między strefami i przy bramie. Zapisz kierunek, nie tylko fakt, że coś się porusza. W kilku miejscach kierunek okaże się odwrotny do zakładanego.
• Prędkość w punktach. Anemometr przy elementach nawiewnych i wywiewnych oraz w miejscach podejrzewanych o zastój: narożniki, przestrzeń za regałami, obszar pod antresolą. Punkty numeruj raz i tak, żeby dało się je odtworzyć po roku.
• Temperatura na dwóch wysokościach. Pomiar przy posadzce i pod stropem w tej samej pionowej osi. Różnica pokazuje rozwarstwienie termiczne, którego nie widać na żadnym rzucie.
• Kontekst pomiaru. Data i godzina, zmiana, liczba pracujących maszyn, liczba i stan bram, temperatura zewnętrzna, kierunek wiatru. Bez tych danych wyniki nie nadają się do porównania ze stanem po wdrożeniu.

Kiedy mierzyć

Przy pracujących maszynach, na zmianie o typowym obłożeniu i przy typowym stanie bram. Pomiar w sobotę przy pustej hali daje ładne liczby i zerową wartość dowodową. Jeżeli hala pracuje w różnych trybach — na przykład zimą przy zamkniętych bramach i latem przy otwartych — zrób dwie serie i opisz je osobno. Dwa różne stany to dwa różne schematy przepływu, a nie jeden uśredniony.

Co zrobić z rozbieżnościami

Rozbieżność między rysunkiem a pomiarem nie jest porażką, tylko treścią opisu stanu wyjściowego. Zaznacz ją na schemacie: strumień narysowany zgodnie z projektem, obok zmierzony kierunek rzeczywisty. Właśnie ta para informacji tłumaczy, dlaczego inwestycja jest potrzebna, lepiej niż jakikolwiek opis słowny.

Rysunek trafia do kogoś, kto nie zna Twojej hali i nie ma jak dopytać. Wszystko, czego nie da się odczytać bezpośrednio z rysunku, musi być w legendzie albo w nocie.

Legenda

Każdy symbol wyjaśniony. Rozporządzenie o szczegółowym zakresie i formie projektu budowlanego przyjmuje prostą zasadę dla części rysunkowej: oznaczenia graficzne i literowe zgodne z Polskimi Normami, a wszystkie pozostałe — wyjaśnione w legendzie. Zastosuj ją u siebie. Osobne symbole dla elementu nawiewnego, wywiewnego, odciągu miejscowego, źródła emisji, stanowiska pracy i punktu pomiarowego. Osobne linie dla strumienia wymuszonego i obserwowanego. Jeżeli używasz kolorów, sprawdź rysunek w druku czarno-białym — załączniki bywają drukowane.

Metryka

Wzoruj się na metryce projektu: nazwa obiektu, tytuł rysunku, skala, numer rysunku, autor opracowania, data sporządzenia i podpis. Dodaj jeszcze dwa pola, których w metryce projektowej nie ma, a które w tym dokumencie są kluczowe: stan na dzień oraz warunki podczas obserwacji (zmiana, liczba pracujących maszyn, stan bram, temperatura zewnętrzna).

Nota objaśniająca

Pięć zdań pod rysunkiem albo na odwrocie: co przedstawia rysunek, jakiego stanu dotyczy, skąd pochodzi podkład, które wartości są pomiarem, a które odczytem z dokumentów urządzeń, oraz co na rysunku jest projektowane, a co istniejące. Ostatni punkt jest najważniejszy — mieszanie stanu istniejącego z projektowanym na jednym rysunku to najczęstsza przyczyna nieporozumień.

Wersja po wdrożeniu

Rysunek „po” powstaje na tym samym podkładzie, w tej samej skali i z tymi samymi numerami punktów pomiarowych. Nowe elementy wyróżnij, usuwane przekreśl, punktów pomiarowych nie przenoś i nie dodawaj nowych w miejsce starych. Do tego zestawienie tabelaryczne: punkt, wartość przed, wartość po, data każdego pomiaru. Zasady zbierania danych przed i po opisuje poradnik o badaniach przed i po realizacji projektu. Wniosek wraz z załącznikami składa się wyłącznie elektronicznie przez serwis prewencja.zus.pl, więc rysunek zapisz jako plik czytelny na ekranie — sprawdź, czy opisy dają się odczytać bez powiększania powyżej rozsądnej wartości.

Poniżej lista usterek, które regularnie pojawiają się w schematach przygotowywanych samodzielnie. Każda z nich sprawia, że rysunek przestaje być opisem stanu faktycznego.

• Strzałki bez źródła. Strumień narysowany „bo tak to działa”, bez urządzenia, otworu ani pomiaru. Jeśli nie umiesz wskazać, skąd wychodzi, usuń strzałkę.
• Wydajność nominalna podana jako aktualna. Liczba z tabliczki znamionowej opisuje urządzenie w warunkach katalogowych, a nie w Twojej instalacji po dziesięciu latach.
• Brak przekroju. Sam rzut z góry nie pokazuje rozwarstwienia termicznego ani strumienia przechodzącego nad głowami. To najczęstsza luka w rysunkach hal wysokich.
• Pominięte bramy i doki. Otwarta brama bywa największym „urządzeniem wentylacyjnym” w hali, a prawie nigdy nie trafia na schemat, bo nie jest instalacją.
• Pomiar w warunkach nietypowych. Wyniki zebrane przy postoju produkcji nie opisują narażenia i nie dadzą się porównać ze stanem po wdrożeniu.
• Dwie numeracje. Stanowisko oznaczone inaczej na rysunku, inaczej w sprawozdaniu z pomiarów, jeszcze inaczej w kosztorysie. Jedna numeracja przez całą dokumentację, ustalona zanim zaczniesz rysować.
• Zmieszany stan istniejący z projektowanym. Jeden rysunek pokazujący jednocześnie, jak jest i jak ma być, nie pozwala ocenić żadnego z tych stanów.
• Recyrkulacja rysowana jako nawiew. Powietrze zawracane z hali nie jest powietrzem świeżym i musi być na schemacie oddzielone, razem z informacją o udziale powietrza zewnętrznego.
• Brak daty. Rysunek bez daty i bez opisu warunków obserwacji nie da się zweryfikować ani powtórzyć.

Kolejność pracy w skrócie

1. Zbierz podkład i uzupełnij go obchodem z dalmierzem.
2. Nanieś sześć warstw, każdą osobno, z numeracją ustaloną raz.
3. Dorysuj co najmniej jeden przekrój pionowy przez najważniejszą oś.
4. Policz bilans nawiew–wywiew dla każdej strefy i wpisz „brak danych” tam, gdzie ich nie masz.
5. Sprawdź kierunki i prędkości w hali przy pracujących maszynach, zapisz warunki pomiaru.
6. Nanieś rozbieżności między rysunkiem a pomiarem — to materiał na opis stanu wyjściowego.
7. Dopisz legendę, metrykę i notę objaśniającą, potem odłóż rysunek na dwa dni i przeczytaj go jak ktoś z zewnątrz.

Jeśli chcesz, żeby ktoś przejrzał gotowy schemat i wskazał luki przed skompletowaniem dokumentacji, opisz sytuację w formularzu kontaktowym — wystarczy krótka informacja o hali, procesie i tym, co już masz zebrane.