Kanały wentylacyjne stosowane w obiektach przemysłowych

Kanały wentylacyjne w przemyśle

Kanały wentylacyjne w przemyśle dobiera się do konkretnych obiektów przemysłowych, w których są stosowane, a te z kolei w zależności od przeznaczenia wymagają różnych rozwiązań systemów wentylacyjnych, ogrzewania powietrznego oraz klimatyzacji kanałowej, zarówno pod względem materiałowym, jak i parametrów powietrza jakie muszą być zachowane dla prawidłowego przebiegu procesu produkcyjnego lub stworzenia odpowiedniego środowiska do przechowywania towarów. W obrębie jednego budynku może występować kilka różnych ciągów technologicznych stanowiących etapy powstawania produktów finalnych, wymagających odmiennych procesów uzdatniania powietrza i wystawiających instalacje na działanie różnych czynników szkodliwych.

Rodzaje kanałów wentylacyjnych stosowanych w halach przemysłowych

Na rynku dostępnych są różne rodzaje kanałów wentylacyjnych, można je podzielić m.in. ze względu na materiał, z którego zostały wykonane.

Kanały wentylacyjne stalowe

Kanały wentylacyjne stalowe w zależności od przeznaczenia mogą być wytwarzane z blachy ocynkowanej, nierdzewnej lub kwasoodpornej. Dostępne są przewody okrągłe, najczęściej wykonywane jako zwijane (Spiro), łączone za pomocą kształtek, a także prostokątne zespalane za pomocą ramek z narożnikami.

Kanały wentylacyjne stalowe charakteryzują się klasą odporności ogniowej A (materiał niepalny) oraz dużą wytrzymałością mechaniczną zarówno na uszkodzenia, jak i czyszczenie/mycie mechaniczne. Głównymi mankamentami są wysoka masa własna oraz niska szczelność (na poziomie klasy A, maksymalnie B) przy zastosowaniu podstawowych połączeń. Do wad należy również zaliczyć brak zdolności tłumienia hałasu. Kanały wentylacyjne blaszane łatwo przenoszą dźwięki pomiędzy pomieszczeniami oraz hałas pochodzący od elementów instalacji, do poszczególnych wnętrz. Przy transporcie powietrza o temperaturze innej niż ta w pomieszczeniu konieczne jest wykonanie dodatkowej izolacji.

Sztywne kanały wentylacyjne z tworzyw sztucznych

Kanały wentylacyjne z tworzyw sztucznych stosowane są głownie w miejscach, gdzie wymagana jest odporność na substancje agresywne. Dotyczy to przede wszystkim przemysłu chemicznego i farmaceutycznego. Systemy te mogą być wykonane z polichlorku winylu, polipropylenu lub polietylenu z różnymi domieszkami. Występują jako kanały wentylacyjne prostokątne oraz okrągłe, łączone za pomocą muf, spawania lub kołnierzy.

Kanały wentylacyjne z tworzyw sztucznych charakteryzują się wysoką odpornością na substancje chemiczne i korozję, szczelnością (klasy C lub D – w zależności od zastosowanego rodzaju połączeń) oraz niską masą własną. Największą ich wadą jest klasa odporności ogniowej – na poziomie B1 lub B2 (w zależności od zastosowanego tworzywa), co oznacza odpowiednio materiał trudno zapalny i normalnie zapalny, ogranicza to znacznie możliwość stosowania tego typu rozwiązań. Kanały wentylacyjne z tworzyw sztucznych nie mają właściwości tłumienia hałasu i podobnie jak kanały stalowe, przy transporcie powietrza o temperaturze innej niż ta w pomieszczeniach, wymagają dodatkowej izolacji.

Kanały wentylacyjne elastyczne typu flex

Kanały wentylacyjne elastyczne wykorzystuje się głównie jako element łączący nawiewniki/wywiewniki z instalacją sztywną, umożliwiając łatwe dopasowanie wysokościowe tych elementów. Rozróżnia się dwa podstawowe typy tych przewodów – izolowane i nieizolowane. Kanały wentylacyjne nieizolowane składają się z rękawa aluminiowego, aluminiowo-poliestrowego lub poliestrowego, zaś izolowane wyposażone są dodatkowo w izolację z wełny mineralnej oraz płaszcz zewnętrzny z folii PE lub aluminiowej bądź tworzywa. Podobnie jak sztywne kanały wentylacyjne z tworzyw sztucznych, mają odporność ogniową B, co znacznie ograniczają zakres ich stosowania. System, ze względu na elastyczny rękaw (liczne załamania powierzchni wewnętrznej), charakteryzuje się dużymi oporami przepływu. Kanały wentylacyjne izolowane wyróżnia zdolność tłumienia hałasu. Flexy dostępne są tylko w wersji okrągłej.

Kanały wentylacyjne z pianki PUR z okładzinami aluminiowymi

Kanały wentylacyjne z pianki PUR z okładzinami aluminiowymi, czyli kanały z płyt warstwowych, charakteryzują się bardzo dobrą izolacyjnością termiczną przy niskiej grubości, odpornością na korozję oraz niską masą. Uzyskują klasę szczelności B. Pod względem odporności ogniowej są sklasyfikowane jako niezapalne i podobnie jak w przypadku kanałów elastycznych oraz tworzywowych,  ogranicza to znacznie możliwość ich stosowania. Ze względu na wewnętrzną powłokę aluminiową mają małą zdolność tłumienia hałasu. Z płyt warstwowych z pianki PUR można wykonać tylko kanały prostokątne.

Kanały wentylacyjne z wełny mineralnej szklanej z powłoką zewnętrzną aluminiową i wewnętrzną aluminiową lub tkaninową (czarna tkanina Neto)

Kanały wentylacyjne tego typu dostępne są na rynku w dwóch grubościach – 25 i 40 mm. Pierwsze z nich wykorzystuje się do instalacji wentylacyjnych, zaś drugie do ogrzewania powietrznego. Kanały wentylacyjne z wełny mineralnej charakteryzuje wysoka zdolność tłumienia hałasu, co znacznie obniża jego przenoszenie od elementów instalacji, takich jak centrale wentylacyjne, przepustnice czy regulatory, a także pomiędzy pomieszczeniami. Płyty z powłoką wewnętrzną z tkaniny Neto o gr. 40 mm mają klasę pochłaniania dźwięku A, zaś te o gr. 25 mm – B.

Kanały wentylacyjne wykonane z płyt z wełny mineralnej szklanej charakteryzują się niską masą (są blisko trzykrotnie lżejsze od modeli blaszanych), odpornością na korozję wynikającą z zastosowania powłoki aluminiowej i tkaniny Neto, a także klasą szczelności D uzyskiwaną dzięki zastosowaniu połączeń z użyciem taśmy. Płyty mają klasę odporności ogniowej A2 (materiał niepalny) oraz B (materiał trudno zapalny).

Jest to system preizolowany i nie wymaga dodatkowej izolacji przy transporcie powietrza o temperaturze innej niż ta w pomieszczeniu. Z płyt z wełny mineralnej szklanej można wykonać tylko kanały wentylacyjne prostokątne.

Kanały wentylacyjne – elementy składowe

Każdy system kanałów wentylacyjnych, niezależnie od zastosowanego materiału i rodzaju połączeń, składa się z:

• przewodów prostych różnych długości i wymiarów,
• kolan o różnych kątach służących do zmian kierunku,
• redukcji umożliwiających zmianę przekroju przewodów,
• trójników wykorzystywanych do rozdziału powietrza na poszczególne odgałęzienia,
• odejść prostokątnych, np. pod kratki wentylacyjne,
• odejść okrągłych służących do przejścia na system kanałów okrągłych lub wykonania podłączeń nawiewników, wywiewników i puszek rozprężnych,
• odsadzek używanych do zmiany wysokości prowadzenia instalacji,
• rewizji służących do inspekcji i czyszczenia systemu.

Dobór kanałów wentylacyjnych

Dobór kanałów wentylacyjnych do konkretnego obiektu przemysłowego wymaga uwzględnienia wielu czynników m.in. przeznaczenia hali, temperatury transportowanego powietrza czy wymagań ppoż., co wpływa bezpośrednio na cechy jakimi powinno charakteryzować się dane rozwiązanie. Poniżej przedstawiono parametry, które należy uwzględnić podczas projektowania systemów kanałów wentylacyjnych.

Odporność na substancje chemiczne zawarte w powietrzu

W zależności od przeznaczenia obiektu, w jego wnętrzu mogą znajdować się różne substancje zanieczyszczające powietrze, np. w hali spawalniczej będą to gazy powstające w procesie spawania, w zakładach chemicznych – opary odczynników, a w warsztatach samochodowych – spaliny i drobinki olejów czy smarów. Materiał, z którego będą wykonane kanały wentylacyjne, należy dobrać tak, aby był on odporny na transport substancji zawartych w powietrzu. Dotyczy to nie tylko samych przewodów, lecz również systemów zawiesi mających styczność z warunkami środowiskowymi panującymi w obiekcie. W obrębie jednej hali produkcyjnej wentylacja może być wykonana z kliku różnych materiałów, w zależności od substancji występujących w danej strefie oraz od funkcji danego układu.

Odporność na substancje stałe zawarte w powietrzu

Instalacje wentylacyjne transportują również cząstki stałe, takie jak opiłki metali powstałe, np. podczas procesu szlifowania i skrawania, a także różnego rodzaju pyły czy trociny. Dodatkowo, zanieczyszczenia te mogą mieć różną temperaturę. Kanały wentylacyjne przeznaczone do tego typu obiektów powinny mieć powłokę wewnętrzną charakteryzującą się odpowiednią odpornością mechaniczną oraz ograniczającą osadzanie się zanieczyszczeń na ściankach.

Parametry transportowanego powietrza

Kanały wentylacyjne muszą być odporne na wymaganą wilgotność, temperaturę powietrza, prędkość przepływu oraz ciśnienie pracy instalacji.

Klasa odporności ogniowej

W zależności od przeznaczenia obiektu czy pomieszczenia kanały wentylacyjne powinny mieć odpowiednią klasę odporności ogniowej określoną w rozporządzeniach i normach.

Zapewnienie wymaganej czystości pomieszczeń

W przemyśle spożywczym, przy produkcji leków, a często też przy wytwarzaniu substancji chemicznych konieczne jest zachowanie odpowiedniej czystości pomieszczeń, co wiąże się z częstym myciem wszystkich elementów wyposażenia – łącznie z kanałami wentylacyjnymi. Wymaga to zaprojektowania odpowiedniego kształtu i sposobu prowadzenia systemu (aby uniknąć miejsc trudnodostępnych do mycia, w których mogłyby gromadzić się zanieczyszczenia) oraz wykonania go z materiału odpornego na czyszczenie określonymi substancjami.

Ciężar instalacji

Masa kanałów wentylacyjnych nie jest zazwyczaj istotnym czynnikiem, jeżeli rozpatruje się ich zastosowanie w nowych halach. Nabiera jednak znaczenia w przypadku modernizacji, zwłaszcza starszych obiektów, w których stropy nie są dostosowane do obciążenia obecnie wymaganą infrastrukturą techniczną. Zastosowanie kanałów wentylacyjnych o mniejszej masie pozwoli uniknąć budowania dodatkowych kosztownych konstrukcji posadowionych na terenie. Należy natomiast zwrócić uwagę na takie sytuacje projektowe, w których kanały lżejsze podwiesza się bezpośrednio, np. do blachy trapezowej, a cięższe opiera na dodatkowej konstrukcji wsporczej zainstalowanej pomiędzy belkami stropowymi.

Łatwość wykonania i czas realizacji

Realizując obiekt z krótkim terminem wykonania szybciej uda się dostarczyć na budowę płyty preizolowane, z których samodzielnie można wykonać wymagane przewody i kształtki, niż gotowe kanały wentylacyjne blaszane, gdzie trzeba czekać na ich realizację w zakładzie blacharskim oraz dodatkowo je zaizolować. Takie rozwiązanie sprawdzi się również w przypadku zmian projektowych lub kolizji z innymi instalacjami czy elementami konstrukcyjnymi – samodzielne wykonanie kształtek nie opóźni prac i pozwoli ograniczyć straty materiału.

Temperatura transportowanego powietrza względem temperatury otoczenia

Ze względu na transport powietrza o temperaturze niższej bądź wyższej od tej panującej w pomieszczeniach możliwe jest wykroplenie pary wodnej na zewnętrznej lub wewnętrznej ściance kanałów nieizolowanych. Dlatego dobór kanałów wentylacyjnych powinien uwzględnić w tym przypadku stosowanie materiałów preizolowanych lub dodatkowej izolacji termicznej.

Odporność na uszkodzenia mechaniczne

Jeżeli kanały wentylacyjne prowadzone są w zasięgu pracy maszyn lub w bliskim sąsiedztwie ciągów transportowych, konieczne jest ich wykonanie z materiału odpornego na ewentualne uszkodzenie mechaniczne lub zabezpieczenie innymi metodami, np. płotkiem z rury stalowej.

Hałas na stanowiskach pracy

Ostatnio coraz większy nacisk kładzie się na warunki pracy i poziom dopuszczalnego hałasu. Zwykle w poszczególnych częściach hali odbywają się różne procesy, przy których generowane są inne poziomy dźwięku. W celu uniknięcia przenoszenia hałasu przez wentylację ogólną lub zredukowania tego pochodzącego od urządzeń wentylacyjnych/klimatyzacyjnych należy wykonać instalację wykorzystującą kanały wentylacyjne tłumiące.

Koszt realizacji

Kanały wentylacyjne należy dobrać tak, aby ograniczyć koszty realizacji inwestycji, jednocześnie zachowując racjonalne koszty eksploatacji. Dobór kanałów wentylacyjnych z blachy ocynkowanej, np. do zakładu przetwórstwa soli, początkowo będzie tańszym rozwiązaniem w porównaniu do kanałów z tworzyw sztucznych. Jednak rozpatrując ich czas eksploatacji i konieczność wymiany na nowe ze względu na powstałe uszkodzenia – staną się bardziej kosztowne. Z kolei wykonanie kanałów ze stali nierdzewnej dla obiektu z wodą chlorowaną będzie droższe niż ich wykonanie z płyt z wełny mineralnej szklanej z powłokami aluminiowymi, a żywotność obu instalacji będzie podobna.