Monitoring hali produkcyjnej i magazynu: od jednego czujnika po system radiowy
W wysokiej hali temperatura przy podłodze i pod stropem to dwie różne wartości — badania pokazują gradient od 0,8 do 2,6 °C na metr w dolnej warstwie. Jeden czujnik na środku hali nie opisuje więc warunków, w jakich pracują ludzie i leży towar.
Zespół EnviSensor
W skrócie
- Przepisy BHP wymagają w pomieszczeniach pracy temperatury nie niższej niż 14 °C, a przy lekkiej pracy fizycznej i w biurach nie niższej niż 18 °C.
- Rozwarstwienie temperatury w wysokich halach jest znaczące: w warstwie do 2 m nad podłogą gradient wynosi 0,8–2,6 °C na metr, wyżej około 0,5 °C na metr.
- Ciężar śniegu nie wynika z jego grubości: monografia ITB opisuje przypadek, w którym pokrywa o wysokości 0,45 m dała obciążenie 1,4 kN/m² przy ciężarze objętościowym powyżej 4,5 kN/m³ w czasie odwilży.
- Za bezpieczne użytkowanie obiektu odpowiada właściciel lub zarządca — art. 61 Prawa budowlanego, z sankcjami karnymi za zaniedbanie.
- Wilgotność względna wpływa na korozję i elektrostatykę: norma ISO 9223 definiuje czas zawilgocenia jako okres, gdy wilgotność przekracza 80% przy temperaturze powyżej 0 °C.
Co mówią przepisy o temperaturze w hali
Podstawą jest rozporządzenie w sprawie ogólnych przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy. Jego § 30 stanowi, że w pomieszczeniach pracy należy zapewnić temperaturę nie niższą niż 14 °C, chyba że względy technologiczne na to nie pozwalają, a przy pracach lekkich i w pomieszczeniach biurowych — nie niższą niż 18 °C.
Przepis nie określa górnej granicy temperatury ani wymagań co do wilgotności w halach. Ze względów zdrowotnych CIOP-PIB wskazuje utrzymywanie wilgotności względnej w przedziale 40–70%, zaznaczając, że wartości bliskie 70% sprzyjają rozwojowi bakterii i pleśni.
Dla samego procesu produkcyjnego znaczenie ma również elektryczność statyczna. CIOP-PIB wskazuje, że skrócenie czasu zaniku ładunków wymaga utrzymywania wilgotności powyżej 40%, a skuteczne ograniczenie elektryzowania — wartości wyższych.
Dlaczego jeden czujnik nie opisuje hali
W wysokich obiektach ciepłe powietrze gromadzi się pod stropem, tworząc wyraźne rozwarstwienie. Badanie opublikowane w czasopiśmie Energies wykazało, że w warstwie do 2 metrów nad podłogą gradient pionowy temperatury wynosi 0,8–2,6 °C na metr, a powyżej 2 metrów około 0,5 °C na metr.
Konsekwencje są praktyczne. Czujnik zamontowany wysoko na słupie pokaże wartość, której nie doświadcza ani pracownik, ani towar na najniższym poziomie regału. Odwrotnie — czujnik przy podłodze nie wykryje przegrzewania się przestrzeni podstropowej.
Ile czujników i gdzie
- Strefy pracy ludzi — na wysokości około 1,5 m, tam gdzie przepis BHP ma zastosowanie.
- Strefy składowania — przynajmniej na najniższym i najwyższym poziomie regału, bo różnica bywa kilkustopniowa.
- Przestrzeń podstropowa — jeśli w hali prowadzone są procesy generujące ciepło albo pod stropem biegną instalacje.
- Strefy przy bramach — w tych miejscach warunki zmieniają się najgwałtowniej i to tam najczęściej dochodzi do kondensacji.
Wilgotność, kondensacja i korozja
W obiektach przemysłowych wilgotność jest zwykle ważniejsza niż w biurach, bo decyduje o korozji i o jakości wyrobów. Norma ISO 9223, klasyfikująca korozyjność atmosfery, posługuje się pojęciem czasu zawilgocenia — definiowanego jako okres, w którym wilgotność względna przekracza 80% przy temperaturze powyżej 0 °C.
Nie oznacza to, że poniżej tej granicy korozja nie zachodzi. Literatura wskazuje, że film elektrolitu na powierzchni tworzy się już przy wilgotności krytycznej rzędu 60–80%, a w obecności higroskopijnych zanieczyszczeń, na przykład soli, nawet poniżej.
Kondensacja pojawia się natomiast wtedy, gdy powierzchnia jest chłodniejsza od punktu rosy powietrza — dlatego zimą najbardziej narażone są elementy przy bramach i ścianach zewnętrznych, a nie środek hali. Monitoring wilgotności ma sens tylko wtedy, gdy prowadzony jest równolegle z pomiarem temperatury, bo dopiero obie wartości pozwalają wyznaczyć punkt rosy.
Monitoring dachu: dlaczego grubość śniegu nie mówi nic
Obciążenie śniegiem to obszar, w którym intuicja myli najczęściej. Znaczenie ma masa pokrywy, a nie jej wysokość — a masa rośnie w czasie odwilży i deszczu padającego na śnieg.
Monografia Instytutu Techniki Budowlanej podaje, że średni ciężar objętościowy pokrywy zalegającej ponad dwa miesiące wynosi około 2,0–2,5 kN/m³, natomiast podczas topnienia w marcu 1970 roku w Lublinie zmierzono ponad 4,5 kN/m³. W tym samym epizodzie pokrywa o wysokości zaledwie 0,45 metra dała obciążenie 1,4 kN/m².
Dla porównania charakterystyczne obciążenie śniegiem gruntu według stref przyjętych w Eurokodzie wynosi od 0,7 kN/m² w strefie 1 do 2,0 kN/m² i więcej w strefie 5. Oznacza to, że stosunkowo cienka, ale mokra pokrywa potrafi zbliżyć się do wartości projektowych.
Odpowiedzialność prawna
Zgodnie z art. 61 Prawa budowlanego właściciel lub zarządca obiektu odpowiada za jego bezpieczne użytkowanie. Główny Inspektor Nadzoru Budowlanego w komunikatach zimowych wskazuje wprost, że nie wolno dopuszczać do przeciążenia konstrukcji przez zalegający śnieg. Za zaniedbanie tego obowiązku ustawa przewiduje sankcje karne, a za brak wymaganych kontroli okresowych — karę grzywny.
Żadna norma nie nakazuje montażu czujników na dachu. Monitoring warunków w przestrzeni podstropowej i na dachu jest natomiast praktycznym narzędziem realizacji obowiązku z art. 61: pozwala powiązać przebieg temperatury z ryzykiem odwilży i zaplanować odśnieżanie zanim obciążenie stanie się krytyczne.
Przewodowo czy radiowo w rozległym obiekcie
W hali o powierzchni kilku tysięcy metrów kwadratowych koszt okablowania przewyższa zwykle koszt czujników. Wybór technologii sprowadza się do prostego rachunku.
| Sytuacja | Rozwiązanie |
|---|---|
| Kilka punktów blisko istniejącej sieci | Rejestrator LAN lub PoE z czujnikami przewodowymi |
| Punkty rozproszone, brak zasilania | Czujniki radiowe LoRa 868 MHz z bramką |
| Regały wysokiego składowania, przeszkody metalowe | Radiowo, ale z testem zasięgu przed montażem docelowym |
| Strefy o częstych zmianach układu | Radiowo — czujnik można przenieść bez przekładania okablowania |
W obiektach z dużą liczbą przeszkód przewodzących — regałów metalowych, obudów chłodni — warto wykonać pomiar kontrolny w planowanych lokalizacjach czujników przed ostatecznym montażem bramki. Jest to jedyna rzetelna metoda oceny zasięgu w konkretnej hali.
Najczęściej zadawane pytania
Jaka temperatura musi być w hali produkcyjnej?
Rozporządzenie w sprawie ogólnych przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy wymaga w pomieszczeniach pracy temperatury nie niższej niż 14 °C, chyba że względy technologiczne na to nie pozwalają, a przy pracach lekkich i w pomieszczeniach biurowych — nie niższej niż 18 °C. Przepis nie określa górnej granicy.
Ile czujników temperatury potrzeba w hali?
Zależy to od wysokości i podziału funkcjonalnego obiektu, a nie od samej powierzchni. Ze względu na rozwarstwienie temperatury — od 0,8 do 2,6 °C na metr w dolnej warstwie — warto mierzyć osobno strefy pracy ludzi, poziomy składowania oraz strefy przy bramach, gdzie warunki zmieniają się najgwałtowniej.
Po co monitorować warunki na dachu hali zimą?
Obciążenie śniegiem zależy od masy pokrywy, a nie od jej grubości. Monografia ITB opisuje przypadek, w którym pokrywa o wysokości 0,45 m dała obciążenie 1,4 kN/m² przy ciężarze objętościowym powyżej 4,5 kN/m³ podczas odwilży. Śledzenie przebiegu temperatury pozwala rozpoznać moment, w którym śnieg zaczyna nasiąkać wodą.
Kto odpowiada za bezpieczeństwo dachu hali zimą?
Zgodnie z art. 61 Prawa budowlanego za bezpieczne użytkowanie obiektu odpowiada jego właściciel lub zarządca. Główny Inspektor Nadzoru Budowlanego wskazuje, że nie wolno dopuszczać do przeciążenia konstrukcji przez zalegający śnieg; ustawa przewiduje za to sankcje karne.
Czy w hali lepszy jest monitoring przewodowy czy radiowy?
Przewodowy sprawdza się przy niewielkiej liczbie punktów blisko istniejącej sieci i daje zasilanie z tego samego kabla. Radiowy, w paśmie 868 MHz, ma przewagę w obiektach rozległych, bez zasilania w miejscu pomiaru oraz tam, gdzie układ stref bywa zmieniany.
Źródła
- Rozporządzenie Ministra Pracy i Polityki Socjalnej w sprawie ogólnych przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy (t.j. Dz.U. 2003 nr 169 poz. 1650)
- CIOP-PIB — mikroklimat w pomieszczeniach pracy
- J.A. Żurański, A. Sobolewski, „Obciążenie śniegiem w Polsce”, Prace Naukowe Instytutu Techniki Budowlanej, Warszawa 2009
- Główny Inspektor Nadzoru Budowlanego — utrzymanie obiektów budowlanych w okresie zimowym
- Porras-Amores, Mazarrón, Cañas, Study of the Vertical Distribution of Air Temperature in Warehouses, Energies 2014, 7(3)
Potrzebujesz monitoringu w swoim obiekcie?
Doradzimy dobór czujników i sposób pracy — lokalnie w sieci LAN, we własnym systemie monitoringu albo w chmurze CE MonitorApp.