Produktionshallen nach Prozesslast statt nach Bürostandard klimatisieren
Das thermische Verhalten einer Fertigungshalle unterscheidet sich grundlegend von klassischen Bürogebäuden. Maschinen, Öfen, Motoren, Beleuchtung, Menschen und Produktionsprozesse können hohe interne Wärmelasten erzeugen. Gleichzeitig können Hallentore, Materialbewegungen und große Raumhöhen starke äußere Einflüsse verursachen.
Die bestehende Fertigungsplanung weist ausdrücklich darauf hin, dass Lüftungs- und Klimasysteme auf Maschinenwärmelasten reagieren müssen. Eine eigenständige Seite zur Verbindung von Produktion und Hallenklima fehlt bislang.
Hallenklima, Prozesswärme und thermische Lasten ganzheitlich steuern
Für die Auslegung reicht die Gebäudehülle allein nicht aus.
Zu berücksichtigen sind insbesondere:
Maschinenabwärme,
Prozesswärme,
elektrische Verlustleistung,
Beleuchtung,
Personen,
Sonneneinstrahlung,
Tore und Luftwechsel,
zeitliche Produktionsprofile.
Besonders wichtig ist die Frage, ob Abwärme dauerhaft oder nur während bestimmter Produktionszustände entsteht.
Arbeitsbedingungen und Prozessanforderungen trennen
Nicht überall ist dieselbe Temperatur notwendig.
Bestimmte Bereiche benötigen lediglich gesundheitlich geeignete Arbeitsbedingungen. Andere Prozesse können definierte Temperatur- oder Feuchtebereiche für Produktqualität und Prozessstabilität benötigen.
Diese Anforderungen sollten klar voneinander unterschieden werden.
Andernfalls besteht die Gefahr, gesamte Hallen unnötig auf sehr enge Prozessbedingungen zu klimatisieren.
Lokale Lösungen prüfen
Bei großen Hallen kann es energetisch sinnvoller sein, Wärme oder Kälte dort zu behandeln, wo sie entsteht beziehungsweise benötigt wird.
Beispiele sind:
lokale Absaugung,
Maschinenkühlung,
Strahlungsheizung,
Luftschleier,
Arbeitsplatzklimatisierung,
Einhausung besonders belasteter Prozesse.
So wird vermieden, riesige Luftvolumen nur wegen eines kleinen lokalen Problems zu konditionieren.
Sommerliche Spitzenlasten berücksichtigen
Produktionsausrüstung wird häufig auf Basis mittlerer Bedingungen geplant.
Kritisch werden jedoch heiße Sommertage kombiniert mit maximaler Fertigungsauslastung.
Für solche Situationen sollten Grenzbetriebszustände bekannt sein:
Welche Prozessleistung bleibt möglich? Wann müssen Maschinen reduziert werden? Welche Temperaturen sind für Personal und Produkt akzeptabel?
Tor- und Logistikverkehr einbeziehen
Große Hallentore können erhebliche Wärme- oder Kälteeinträge verursachen.
Öffnungszeiten, Logistikrhythmus und Torsteuerung gehören deshalb zur Hallenklimastrategie.
Technische Lösungen und organisatorische Prozesse sollten zusammenspielen.
Abwärme nicht nur abführen
Hohe interne Wärmelasten sind zunächst ein Klimatisierungsproblem, können aber zugleich energetisches Potenzial darstellen.
Wo technisch sinnvoll, sollte geprüft werden, ob Prozess- oder Maschinenabwärme an anderer Stelle genutzt werden kann.
Messung zonenbezogen aufbauen
Ein einzelner Hallentemperaturfühler liefert bei großen Raumvolumen häufig wenig Aussagekraft.
Messpunkte sollten Nutzungs-, Prozess- und Belastungszonen berücksichtigen.
Auch Beschwerden oder Qualitätsabweichungen lassen sich so besser räumlich zuordnen.
Hallenklima gemeinsam steuern
Die Fertigung definiert Prozessanforderungen. Arbeitsschutz beschreibt notwendige Bedingungen für Beschäftigte. Das FM plant und betreibt die technische Infrastruktur.
Nur gemeinsam entsteht eine wirtschaftliche Lösung.
Ziel ist nicht eine möglichst stark klimatisierte Halle, sondern ein stabiles, arbeitsgerechtes und prozesssicheres Hallenklima mit möglichst geringem Energie- und Anlagenaufwand.
