Potřebujete pro váš bytový dům vyřešit
zateplení
financování oprav
rekonstrukci kotelny
čistou fasádu
Zjisti více
První on-line konference portálu TZB-info
Rekonstrukce a provoz bytových domů
středa 9.12.2020od 10:00 hod.
Registrovat se
Nejnavštěvovanější odborný portál pro stavebnictví a technická zařízení budov
Vytápění průmyslových hal a velkých objektů

Základní faktory ovlivňující návrh vytápění velkoprostorových objektů

Návrh vytápění velkoprostorových objektů ovlivňuje celá řada důležitých faktorů. Záleží jak na způsobu vytápění, rozměrech objektu, vlivu technologie i rozmístění energetických zařízení. Klíčové je přitom, jakým způsobem tyto faktory působí na tepelnou pohodu člověka.

1. Úvod

Jak by mělo vypadat ideální vytápění velkoprostorového objektu?

Kromě dosažení odpovídajících mikroklimatických podmínek v pracovní oblasti (nikoliv jen vytápění) přicházejí v úvahu i podmínky technologické, a to jak v samotném výrobním procesu, tak i při realizaci energetických soustav a následně i v náročnosti obsluhy a údržby. To vše s minimálními spotřebami všech energonositelů zpracovaných v jakémkoliv zdroji. Z tohoto pohledu by mělo být obsahem návrhu stavby všech zúčastněných profesí zaměření na:

  • dosažení optimálních mikroklimatických podmínek v zóně pobytu člověka,
  • dispoziční a konstrukční provedení objektu,
  • snižování spotřeb tepla na vytápění a větrání,
  • minimální nároky na obsluhu a údržbu zařízení.

2 Dosažení optimálních mikroklimatických podmínek v zóně pobytu člověka

Pro vytápění průmyslových hal se z hlediska způsobu dodávky tepla do vytápěného prostoru používají dva principy. Je to jednak vytápění teplovzdušné, kde je nositelem tepelné energie vzduch a pak sálavé, které využívá záření. Výhodnost jednoho či druhého principu ukáží příklady.

2.1 Teplovzdušné vs. sálavé vytápění

Obr. 1 Teplotní podmínky v hale vytápěné nástěnnými teplovzdušnými soupravami. Levá část obrázku – přechodné období, pravá část – zimní špička
Obr. 1 Teplotní podmínky v hale vytápěné nástěnnými teplovzdušnými soupravami
Levá část obrázku – přechodné období, pravá část – zimní špička

Při teplovzdušném vytápění (obr. 1) cirkuluje vzduch přes teplovzdušnou soupravu, kde se ohřeje, je vháněn ventilátorem umístěným v jednotce do vytápěného prostoru, projde zónou pobytu člověka a následně stoupá vzhůru pod střešní plášť, kde se vytváří „teplý polštář“. Tento provozní režim se uskutečňuje v období přechodném, kdy se venkovní teploty pohybují v rozmezí θe = 12 °C ÷ −3 °C. Potom se pod střešním pláštěm dosahuje hodnot θi = 22 °C ÷ 24 °C. Teplota podlahy se pohybuje v rozmezí θp = 10 °C ÷ 12 °C. Grafické vyjádření je uvedeno na obr. 1 v levé polovině haly.

Při nižších venkovních teplotách θe = −3 °C ÷ −15 °C, kdy jsou tepelné ztráty větší a je zapotřebí dodávat do vytápěného prostoru větší množství tepla, se vzduch v soupravě ohřívá na vyšší teplotu. Otáčky ventilátoru přitom většinou zůstávají stejné. Proto vztlaková energie rychle překoná energii kinetickou a mnohem intenzívněji ihned po výstupu z jednotky stoupá ohřátý vzduch vzhůru a mnohem méně se dostane do zóny pobytu člověka. Dochází k nedotápění a pod střešním pláštěm se tvoří abnormálně „teplý polštář vzduchu“. Tepelné ztráty pláštěm budovy, zejména střechou, rapidně stoupají. Teplotní parametry jsou vyjádřeny v pravé polovině obrázku, kde θi = 27 °C ÷ 30 °C. Teploty podlahy se pohybují v rozmezí θp = 10 °C ÷ 12 °C.

Obr. 2 Teplotní podmínky v hale vytápěné závěsnými sálavými panely. Levá část obrázku – přechodné období, pravá část – zimní špička
Obr. 2 Teplotní podmínky v hale vytápěné závěsnými sálavými panely
Levá část obrázku – přechodné období, pravá část – zimní špička

Při sálavém vytápění (obr. 2) dopadá tepelná energie ve formě záření na podlahu, případně předměty na ní umístěné, které ohřívá. Jejich teplota se zvyšuje a od nich se teprve ohřívá vzduch, který stoupá vzhůru. V provozním režimu při θe = 12 °C ÷ −3 °C se dosahuje teplota vzduchu pod střechou v rozmezí θi = 20 °C ÷ 22 °C, teplota podlahy θp = 18 °C. V zimních špičkách θe = −3 °C ÷ 15 °C pak teplota vzduchu pod střechou stoupne na hodnoty θi = 22 °C ÷ 24 °C. Stoupá i teplota podlahy θp = 20 °C.

Z porovnání obou principů dodávky tepla do vytápěného prostoru jednoznačně vyplývá, že sálavé vytápění vytváří podstatně lepší podmínky v pobytové zóně člověka, nehledě na menší spotřebu tepelné energie. Rozdíl v principu dodávky tepla se pohybuje v rozmezí 20 až 25 %. Při využívání všech poznatků získaných vývojovými pracemi v tomto oboru 30 až 40 %.

2.2 Zónování objektu

S ohledem na abnormální rozměry halového objektu, a to jak ve vertikálním, tak i v horizontálním směru, se vytvářejí pásma (zóny), která jak z hlediska dosažení optimálních mikroklimatických podmínek, tak i energetické náročnosti vyžadují individuální řešení. Na rozdíl od místností s malou výškou jsou vysoké objekty charakteristické, vlivem fyzikálních zákonů, rozdílnými teplotami vzduchu po výšce objektu. Fyzikální parametr, který tento efekt popisuje, je výškový teplotní gradient. Také v horizontálním směru existují pásma, která jsou výrazněji ovlivňována venkovními ochlazovanými plochami stěn, oken, střechy a světlíků. Vnitřek haly je pak ochlazován minimálně. Vzniká tím požadavek na otopnou soustavu, aby dodávala do jednoho prostoru rozdílné množství tepelné energie do vnějšími podmínkami vytvořených ploch. Při volbě otopné soustavy musí být tudíž hlavním kritériem její schopnost zajistit dodávku odpovídajícího množství tepla do každé části objektu.

2.2.1 Vertikální zónování objektu

Obr. 3 Vertikální zónování objektu výrobní haly. A – zóna pobytu člověka, B – neutrální zóna, C – zóna energetické náročnosti
Obr. 3 Vertikální zónování objektu výrobní haly
A – zóna pobytu člověka, B – neutrální zóna, C – zóna energetické náročnosti

Ve směru vertikálním (po výšce objektu) lze celý prostor rozdělit na tři zóny (obr. 3). Je to jednak zóna pobytu člověka (poz. A), kde je zapotřebí dosáhnout požadované mikroklimatické podmínky pro realizaci zadané pracovní činnosti. Počítá se s prostorem do výše cca 2,00 metrů nad podlahu. Pro vytváření optimálních podmínek má kromě teploty vzduchu i tzv. střední radiační teplota. Zde hraje podstatnou roli teplota podlahy, která je při sálavém způsobu vytápění vyšší, než při vytápění teplovzdušném. S teplotou vzduchu je to právě naopak, teplota vzduchu je při sálavém vytápění nižší. Tento stav upřednostňuje sálavé vytápění ze dvou důvodů: nižší teplota vzduchu v pracovní zóně → lépe se dýchá, nižší teplota vzduchu a následně nižší teplotní gradient → menší tepelné ztráty střechou.

Nad touto zónou je tzv. neutrální zóna (poz. B). V ní dosahované teploty vzduchu přímo neovlivňují mikroklimatické podmínky v zóně pobytu člověka, avšak stoupání teploty vzduchu po výšce (výškový teplotní gradient g) v této části má vliv na výši teploty vzduchu pod střešním pláštěm a tím na výši tepelných ztrát objektu. Teplotní gradient při sálavém vytápění se pohybuje v rozmezí g = 0,3 ÷ 0,5 K/m. Při klasickém teplovzdušném vytápění dosahuje g = 1,0 K/m.

Následuje zóna energetické náročnosti (poz. C) pod střešním pláštěm, která přímo ovlivňuje výši tepelných ztrát. Z fyzikálních principů vychází jednoznačně, že ve všech soustavách vytápění velkoprostorových objektů se právě pod střechou dosahuje nejvyšších teplot vzduchu. Je proto nezbytné věnovat této zóně největší pozornost. Přednost by měly dostat takové soustavy vytápění, které ve svém principu dodávky tepla do vytápěného prostoru dosahují pod střechou nejnižší teploty vzduchu, případně využívat tepelnou kapacitu vzduchu této zóny pro jiné účely (zpětné získávání tepla).

2.2.2 Horizontální zónování objektu

Na obr. 4 je uvedena dispozice zón v trojlodní hale, která rozděluje podlahovou plochu na části s rozličnými vnějšími vlivy, přičemž tyto části nejsou odděleny stěnami. Výška haly pod vazník H = 6 m. Úkolem otopné soustavy je zajistit v každé zóně předepsané mikroklimatické podmínky s minimálními nároky na spotřebu energie.

Obr. 4 Trojlodní halový objekt – rozmístění energetických zón
Obr. 4 Trojlodní halový objekt – rozmístění energetických zón
 

K tomuto účelu jsou vhodné sálavé soustavy jako např. závěsné sálavé panely ohřívané vodou nebo parou a plynové zářiče tmavé nebo světlé, které umožňují dodávat teplo na vymezenou plochu. Proto pro další hlubší rozbor je voleno jako příklad sálavé vytápění závěsnými sálavými panely (pásy). Volba zón závisí jednak na teplotě okolních ploch, jako jsou venkovní stěny, okna, podlaha, střecha, světlíky a dále pak na poměru osálání podlahové plochy sálavými panely. Na obr. 5 a obr. 6 jsou znázorněny poměry osálání φ pro rovnoměrně rozmístěné sálavé panely pro úzké a široké haly [1]. Je zřejmé, že u okrajů budov je dodávka tepla sáláním a takto navrženého vytápění menší.

Obr. 5 Poměr osálání při různých výškách zavěšení sálavých panelů – úzké haly
Obr. 5 Poměr osálání při různých výškách zavěšení sálavých panelů – úzké haly
Obr. 6 Poměr osálání při různých výškách zavěšení sálavých panelů – široké haly
Obr. 6 Poměr osálání při různých výškách zavěšení sálavých panelů – široké haly
 

Pro určení šířek pásem se použijí dvě kritéria. Je to jednak právě zmíněný vliv poměru osálání a dále pak technické řešení otopné soustavy.

Z hlediska poměru osálání je vhodné volit šířku pásma přibližně ve zlomu křivky – viz obr. 4. Vezme-li se v úvahu požadavek rovnoměrnosti vytápění v příčném řezu – šířka jedné výrobní lodě B1 = 18 m a výšce zavěšení panelů h = 6 m (l ≤ h), pak je optimální rozteč zavěšení l = 3 m – 6 m – 6 m – 3 m, z čehož vyplývá použití tří sálavých pásů. Čím je menší rozteč zavěšení, tím je menší počet širších pásů, které mají větší sálavou účinnost. Takový návrh v daném příkladu podle druhého kritéria neumožňuje vhodné zapojení (příliš dlouhé připojovací potrubí a nerovnoměrnost vytápění v příčném směru) – obr. 7.

Obr. 7 Teplotní podmínky sálavé soustavy při lichém počtu pásů
Obr. 7 Teplotní podmínky sálavé soustavy při lichém počtu pásů

Střední teplota otopné vody tří pásů v příčném řezu při vstupu do soustavy činí (130 + 90 + 90) / 3 = 103,3 °C. Výkon 600 mm širokého panelu qo = 577,25 W/m, θi = 18 °C. V příčném řezu při výstupu ze soustavy (110 + 110 + 70) / 3 = 96,6 °C, výkon 600 mm širokého panelu qo = 523,66 W/m. Podíl ve výkonu Δqo = 523,66 / 577,25 = 0,90.

Z uvedeného výsledku vyplývá nerovnoměrnost dodávky tepla po celé délce pásů. Doporučuje se proto instalace sudého počtu pásů s menší roztečí (l = 2,25 m – 4,50 m – 4,50 m – 4,50 m – 2,25 m) a tím umožnit vytvoření v příčném řezu dvou „otopných těles“, která zajistí rovnoměrnost dodávky po celé jejich délce, neboť jejich střední teplota je v každém příčném profilu stejná. Při respektování obou kritérií se ukazuje vhodné rozdělit výrobní loď na dvě poloviny a tím určit šířku pásma v příčném směru na B1.1 = 9 m (obr. 8). V obou příkladech byla jako teplonosná látka volena voda 130 / 70 °C.

Obr. 8 Teplotní podmínky sálavé soustavy při sudém počtu pásů
Obr. 8 Teplotní podmínky sálavé soustavy při sudém počtu pásů

Ve směru podélném je kritérium osálání totožné s předchozím příkladem. Šířku pásma více ovlivňují konstrukční možnosti tvorby sálavých pásů. Pásy se sestavují z šestimetrových panelů. Aby bylo možné zajistit zvýšený výkon pásů v okrajových pásmech, je zapotřebí umožnit jejich rozšíření. Proto se určuje šířka pásma ve směru podélném v místě spojení dvou panelů v pásu.

V daném příkladu vzdálenost pásů od čelní stěny l1 = 1,5 m + (2 × 6 m) = 13,5 m. Uvedeným způsobem se určí zóna 1 a vypočítají její tepelné ztráty. Ochlazované plochy jsou podélná (13,5 m) i čelní (9,0 m) venkovní stěna, okna, střešní plášť, polovina světlíku, polovina vrat a podlaha (9,0 m × 13,5 m). Obdobným způsobem se stanoví i ostatní pásma. Zónování a následné rozmístění sálavé otopné plochy podle místního požadavku na dodávku tepla umožňuje dodávat u velkoprostorových objektů odpovídající množství tepelné energie a tím maximálně hospodárný provoz. Zabraňuje nedotápění, nebo naopak přetápění některých částí objektu.

3 Vliv dispozičního a konstrukčního řešení haly

3.1 Výška haly

Mezi mnohými projektanty převládá názor, že se zvyšující se výškou haly podstatně narůstají náklady na vytápění. Toto tvrzení není zcela správné. Jako doklad byly vypočítány tepelné ztráty jedno, dvou, troj a čtyřlodní haly o délce L = 72 m s čelním přístavkem a šířkou jedné lodě B1 = 18 m. Výšky hal 5,4 m, 6,0 m, 7,2 m, 9,0 m a 10,8 m.

Výchozí parametry: venkovní výpočtová teplota θe = −15 °C, vnitřní výsledná teplota θv = 18 °C, teplota pod podlahou θp = 10 °C*

* Pozn. Pro výpočty tepelných ztrát byla v tomto článku použita původní ČSN 060210, kde se používala místo venkovní výpočtová teplota v teplotním rozdílu normovaná teplota pod podlahou θp. Této normě v době vzniku tohoto článku zrovna končila platnost. Výpočetní postup nové ČSN EN 12831-1 uvažuje i prostup tepla podlahou matematicky stejně jako kteroukoli jinou stěnou. Jediný rozdíl je, že se součinitel prostupu tepla U koriguje dalšími koeficienty a vzniká Uequiv,k. Pro získání celkového tepelného toku podlahou je následně násoben stejným rozdílem teplot, jako kterákoli jiná obvodová konstrukce. Tento rozdíl však nesnižuje vypovídající schopnost výsledků publikovaných v tomto článku.

Varianta A – Velmi špatný stav

Stavební prvky se standardními hodnotami tepelně technických vlastností používané v dřívějším období – součinitel prostupu tepla U venkovní stěny 1,5 W/(m2.K), oken 3,2 W/(m2.K), střechy 2,2 W/(m2.K), světlíku 7,0 W/(m2.K), podlahy 1,3 W/(m2.K), vrat 6,5 W/(m2.K). Ve výpočtech byla použita výrobní plocha jedné lodě A = 1 296 m2.

Teplo potřebné pro ohřev větracího vzduchu bylo stanoveno pro „hygienické větrání“ v rozmezí n = 0,5 ÷ 1 (1/h). Tepelné ztráty větráním byly určeny pro konstantní množství větracího vzduchu pro všechny výšky objektu stejné. Volený objem větracího vzduchu pro jednu loď: Mvětr = 6 300 m3/h. Bylo uvažováno, že větrací vzduch bude předehříván rekuperací vždy na teplotu 0 °C. Zbytek je výkon, který je třeba dodat buď vzduchotechnickým systémem nebo otopnou soustavou.

Výsledky jsou uvedeny v tabulkách č. 1 až 3 (resp. 4 až 6 pro variantu B a 7 až 9 pro variantu C), kde jednotlivé veličiny značí:

H [m]
výška haly pod vazník;
A [m2]
podlahová plocha haly;
V [m3]
objem haly;
Mv [m3/h]
množství větracího vzduchu;
n [–]
intenzita větrání;
Φp [W]
tepelná ztráta prostupem;
Φv [W]
tepelná ztráta větráním (teplo potřebné pro ohřev větracího vzduchu z 0 °C po rekuperaci);
Φtot [W]
celková tepelná ztráta;
qtot,V [W/m3]
celková měrná tepelná ztráta na 1 m3 objemu haly;
qtot,A [W/m2]
celková měrná tepelná ztráta na 1 m2 podlahové plochy;
s [%]
procentuální navýšení tepelných ztrát haly dané výšky oproti referenční hodnotě s výškou 5,4 m;
 

Tab. 1 – Závislost tepelných ztrát na výšce objektu – jednolodní hala, varianta A
H
[m]
A
[m2]
V
[m3]
Mv
[m3/h]
n
[1/h]
Φp
[W]
Φv
[W]
Φtot
[W]
qtot,V
[W/m3]
qtot,A
[W/m2]
s
[%]
5,41 2966 9986 3000,90246 26238 178284 44041219100 %
6,01 2967 7766 3000,81251 55538 178289 73337224102 %
7,21 2969 3316 3000,68262 14038 178300 31832232106 %
9,01 29611 6646 3000,54278 01838 178316 19627244111 %
10,81 29613 9976 3000,45293 89538 178332 07324256117 %
Tab. 2 – Závislost tepelných ztrát na výšce objektu – dvoulodní hala, varianta A
H
[m]
A
[m2]
V
[m3]
Mv
[m3/h]
n
[1/h]
Φp
[W]
Φv
[W]
Φtot
[W]
qtot,V
[W/m3]
qtot,A
[W/m2]
s
[%]
5,42 59213 99712 6000,90435 37476 356511 73037197100 %
6,02 59215 55212 6000,81441 25576 356517 61133200101 %
7,22 59218 66212 6000,68453 01676 356529 37228204103 %
9,02 59223 32812 6000,54470 65876 356547 01423211107 %
10,82 59227 99412 6000,45488 29976 356564 65520218110 %
Tab. 3 – Závislost tepelných ztrát na výšce objektu – trojlodní hala, varianta A
H
[m]
A
[m2]
V
[m3]
Mv
[m3/h]
n
[1/h]
Φp
[W]
Φv
[W]
Φtot
[W]
qtot,V
[W/m3]
qtot,A
[W/m2]
s
[%]
5,43 88820 99518 9000,90624 486114 534739 02035190100 %
6,03 88823 32818 9000,81630 954114 534745 48832192101 %
7,23 88827 99418 9000,68643 892114 534758 42627195103 %
9,03 88834 99218 9000,54663 298114 534777 83222200105 %
10,83 88841 99018 9000,45682 704114 534797 23819205108 %

Varianta B – Rekonstrukce

Součinitel prostupu tepla U venkovní stěny 0,50 W/(m2.K), oken 2,50 W/(m2.K), střechy 0,45 W/(m2.K), světlíku 3,00 W/(m2.K), podlahy 0,80 W/(m2.K), vrat 4,30 W/(m2.K). Ostatní parametry jsou stejné, jako u předchozí varianty.

Tab. 4 – Závislost tepelných ztrát na výšce objektu – jednolodní hala, varianta B
H
[m]
A
[m2]
V
[m3]
Mv
[m3/h]
n
[1/h]
Φp
[W]
Φv
[W]
Φtot
[W]
qtot,V
[W/m3]
qtot,A
[W/m2]
s
[%]
5,41 2966 9986 3000,9099 15338 178137 33120106100 %
6,01 2967 7766 3000,81100 91738 178139 09518107101 %
7,21 2969 3316 3000,68104 44638 178142 62415110104 %
9,01 29611 6646 3000,54109 73838 178147 91613114108 %
10,81 29613 9976 3000,45115 03138 178153 20911118112 %
Tab. 5 – Závislost tepelných ztrát na výšce objektu – dvoulodní hala, varianta B
H
[m]
A
[m2]
V
[m3]
Mv
[m3/h]
n
[1/h]
Φp
[W]
Φv
[W]
Φtot
[W]
qtot,V
[W/m3]
qtot,A
[W/m2]
s
[%]
5,42 59213 99712 6000,90166 76976 356243 1251794100 %
6,02 59215 55212 6000,81168 72976 356245 0851695101 %
7,22 59218 66212 6000,68172 65076 356249 0061396102 %
9,02 59223 32812 6000,54178 53076 356254 8861198105 %
10,82 59227 99412 6000,45184 41176 356260 7679101107 %
Tab. 6 – Závislost tepelných ztrát na výšce objektu – trojlodní hala, varianta B
H
[m]
A
[m2]
V
[m3]
Mv
[m3/h]
n
[1/h]
Φp
[W]
Φv
[W]
Φtot
[W]
qtot,V
[W/m3]
qtot,A
[W/m2]
s
[%]
5,43 88820 99518 9000,90234 385114 534348 9191790100 %
6,03 88823 32818 9000,81236 541114 534351 0751590101 %
7,23 88827 99418 9000,68240 854114 534355 3881391102 %
9,03 88834 99218 9000,54247 322114 534361 8561093104 %
10,83 88841 99018 9000,45253 791114 534368 325995106 %

Varianta C – Nová výstavba

Součinitel prostupu tepla U venkovní stěny 0,30 W/(m2.K), oken 1,50 W/(m2.K), střechy 0,24 W/(m2.K), světlíku 2,00 W/(m2.K), podlahy 0,60 W/(m2.K), vrat 3,00 W/(m2.K). Ostatní parametry jsou stejné, jako u předchozích variant.

Tab. 7 – Závislost tepelných ztrát na výšce objektu – jednolodní hala, varianta C
H
[m]
A
[m2]
V
[m3]
Mv
[m3/h]
n
[1/h]
Φp
[W]
Φv
[W]
Φtot
[W]
qtot,V
[W/m3]
qtot,A
[W/m2]
s
[%]
5,41 2966 9986 3000,9062 40238 178100 5801478100 %
6,01 2967 7766 3000,8163 46138 178101 6391378101 %
7,21 2969 3316 3000,6865 57838 178103 7561180103 %
9,01 29611 6646 3000,5468 75338 178106 931983106 %
10,81 29613 9976 3000,4571 92938 178110 107885109 %
Tab. 8 – Závislost tepelných ztrát na výšce objektu – dvoulodní hala, varianta C
H
[m]
A
[m2]
V
[m3]
Mv
[m3/h]
n
[1/h]
Φp
[W]
Φv
[W]
Φtot
[W]
qtot,V
[W/m3]
qtot,A
[W/m2]
s
[%]
5,42 59213 99712 6000,90105 88276 356182 2381370100 %
6,02 59215 55212 6000,81107 05876 356183 4141271101 %
7,22 59218 66212 6000,68109 41076 356185 7661072102 %
9,02 59223 32812 6000,54112 93876 356189 294873104 %
10,82 59227 99412 6000,45116 46776 356192 823774106 %
Tab. 9 – Závislost tepelných ztrát na výšce objektu – trojlodní hala, varianta C
H
[m]
A
[m2]
V
[m3]
Mv
[m3/h]
n
[1/h]
Φp
[W]
Φv
[W]
Φtot
[W]
qtot,V
[W/m3]
qtot,A
[W/m2]
s
[%]
5,43 88820 99518 9000,90149 361114 534263 8951368100 %
6,03 88823 32818 9000,81150 655114 534265 1891168100 %
7,23 88827 99418 9000,68153 242114 534267 7761069101 %
9,03 88834 99218 9000,54157 124114 534271 658870103 %
10,83 88841 99018 9000,45161 005114 534275 539771104 %

Mezi mnohými projektanty převládá názor, že se zvyšující se výškou haly podstatně narůstají náklady na vytápění. Jak ukazují výsledky výpočtů tepelných ztrát, je toto tvrzení přehnané. Obzvláště u nových objektů se nárůst, a to až o dvojnásobek výšky objektu, projeví ve výsledných tepelných ztrátách maximálně čtyřmi až devíti procenty.

Výšku haly ovlivní daleko více podmínky pro tvorbu mikroklimatu dané technologií výroby a požadavky na instalaci energetických rozvodů. Plnění těchto požadavků je pro celkovou energetickou náročnost mnohem důležitější. Jak je vidět z výsledků, pro hrubé odhady je možné použít specifické tepelné ztráty. U hodně starých objektů 200 až 250 W/m2, u středně zateplených a rekonstruovaných 90 až 120 W/m2 a u nových energeticky úsporných objektů 70 až 85 W/m2.

3.2 Vliv technologie výroby

Výška haly je většinou volena v projekční fázi podle požadavků uvažované technologie v hale. Jako příklad lze uvést výstavbu objektu haly obrobny v závodě Automobilového závodu n.p., Mladá Boleslav v šedesátých letech minulého století. Půdorysný rozměr 200 m × 300 m, obrábění kovů s použitím řezných emulzí. Konstrukční výška pod střešní plášť univerzální haly lehké byla 7,2 m, s výškou pod vazník 6 m. Tato výška se zdála na první pohled pro danou technologii dostatečná.

Projektant vytápění a vzduchotechniky však požadoval použít atypické řešení, zvýšení na 9 až 10 m. Tehdy bylo striktně nařízeno použít halu univerzální. Výsledkem bylo úplné zamlžení prostoru výpary od řezných emulzí i při dvojnásobné výměně vzduchu.

Jak ukazují tabulky, zvýšení spotřeb tepelné energie by přitom bylo zcela zanedbatelné.

3.3 Vliv rozmístění energetických zařízení

Dalším argumentem pro případné zvýšení výšky haly je požadavek na možnost instalace sálavých otopných soustav do prostoru těsně pod spodní pasy vazníků. Koncem dvacátého století došlo k technickému zvratu ve vytápění výrobních hal. Původně používané nástěnné teplovzdušné soupravy byly zavěšovány na sloupy obvodových zdí výrobních lodí, a tím se vyžadoval určitý omezený „průjezdný profil“ pro jeřáb v celém podélném profilu haly. Sálavé a infračervené soustavy mají požadavky jiné, vyžadují prostor nad jeřábem.

Proto by bylo zapotřebí ve výrobních halách s mostovým jeřábem umožnit v rozmezí mezi horní částí jeřábu a spodním pasem vazníku zachovat minimálně 60 cm volného prostoru. Variantou je příhradový vazník s dostatečnými plochami pro vedení zmíněných zařízení. Uváděné „přemístění“ energetických zařízení do prostoru pod střešní plášť vyžaduje též možnost jejich zavěšení. Velice dobře plní tuto funkci trapézový plech v konstrukci podhledu.

Literatura

  1. Cihelka J., Sálavé vytápění. SNTL 1961

Poznámka redakce: Původní verze tohoto článku ze dne 21. 12. 2009 byla aktualizována k 31. 1. 2020.

English Synopsis
Heating of Intelligent Industrial Facilities

A number of important factors influence the design of heating of large-scale buildings. It depends on the way of heating, the dimensions of the building, the influence of technology and the location of the energy equipment. The key is how these factors affect the thermal comfort of a person.

 
 
Reklama