MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ LESNICKÁ A DŘEVAŘSKÁ FAKULTA Ústav nábytku, designu a bydlení
Rekonstrukce zemědělského objektu na malou truhlářskou firmu návrh technologie Bakalářská práce
2010/2011
Lukáš Urubek 1
Prohlašuji, ţe jsem bakalářskou práci na téma: Rekonstrukce zemědělského objektu na malou truhlářskou firmu – návrh technologie zpracoval sám a uvedl jsem všechny pouţité prameny. Souhlasím, aby moje diplomová práce byla zveřejněna v souladu s § 47b Zákona č. 111/1998 Sb., o vysokých školách a uloţena v knihovně Mendelovy zemědělské a lesnické univerzity v Brně, zpřístupněna ke studijním účelům ve shodě s Vyhláškou rektora Mendelovy univerzity o archivaci elektronické podoby závěrečných prací.
Autor kvalifikační práce se dále zavazuje, ţe před sepsáním licenční smlouvy o vyuţití autorských práv díla s jinou osobou (subjektem) si vyţádá písemné stanovisko univerzity o tom, ţe předmětná licenční smlouva není v rozporu s oprávněnými zájmy univerzity a zavazuje se uhradit případný příspěvek na úhradu nákladů spojených se vznikem díla dle řádné kalkulace.
V Brně, dne:........................................ podpis studenta 2
Poděkování:
Děkuji vedoucímu své bakalářské práce Ing. Karlu Krontorádovi, CSc. za odborný dohled a konzultace při návrhu technologie. Dále děkuji panu Josefu Procházkovi z firmy prosto.cz za poskytnutí informací umoţňujících zpracovávat bakalářskou práci.
3
ABSTRAKT Jméno (name): Lukáš Urubek Název bakalářské práce:
Rekonstrukce zemědělského objektu na malou truhlářskou firmu - návrh technologie Tato bakalářská práce se zabývá rekonstrukcí dnes nevyuţívaného a částečně rekonstruovaného zemědělského objektu. Cílem je prozkoumat moţnosti rekonstrukce doporučit vhodná opatření a navrhnout technologii strojů vhodných pro zakázkovou výrobu nábytku se správným dispozičním uspořádáním. Hlavní část práce je věnována návrhu technologie doporučení vhodného strojového parku a správným rozmístěním v daném půdorysu ve dvou variantách. Dispozice je zpracována v půdorysném řešení s vyobrazením konkrétních strojů. Na závěr proběhlo vyhodnocení návrhu technologie a výběr vhodnější varianty. Klíčová slova: návrh technologie, strojní zařízení, rekonstrukce, truhlářská firma Title of bachelor thesis:
Reconstruction of the farm house on a small carpentry company - design technology This thesis deals with the reconstruction of the now unused and partially renovated farm house. The aim is to explore options for reconstruction and recommend appropriate action to propose appropriate technology tools for customized furniture with the right disposition arrangement. The main part is devoted to technology recommendations to the appropriate machinery and correct positioning of the floor plan in two variants. The disposition is handled in the floor plan with the location of specific machines. At the conclusion was carried out evaluation of design technology and selection of appropriate variant. 4
Keywords: design technology, machinery, reconstruction, carpentry company
5
Obsah 1
Úvod ...........................................................................................................9
2
Cíl práce.................................................................................................... 10
3
Výrobní sortiment ..................................................................................... 11
4
Procesy spojené s výrobou nábytku ........................................................... 12 4.1
Organizace a řízení výroby ............................................................... 12 4.1.1 Hlavní výrobní proces ........................................................... 12 4.1.2 Technická obsluha výroby .................................................... 12 4.1.3 Materiálové zajištění výroby ................................................. 12 4.1.4 Všeobecné zajištění výroby ................................................... 13
4.2
Výrobní proces výrobku ................................................................... 13 4.2.1 Výrobní proces výrobků v místě ........................................... 13 4.2.2 Výrobní proces výrobků v čase ............................................. 14
5
Organizace práce moderního podniku........................................................ 15 5.1
Organizace práce je ovlivněna 3 faktory ........................................... 15
5.2
Nové přístupy k organizaci práce ..................................................... 16
5.3
Činitelé ovlivňující efektivitu práce .................................................. 16 5.3.1 Technicko – technologické podmínky práce .......................... 16 5.3.2 Organizační podmínky práce ................................................. 16 5.3.3 Hygienicko bezpečnostní podmínky práce ............................ 16
5.4
Dělba a kooperace práce................................................................... 16 5.4.1 Znaky technokratické a inovační dělby a kooperace práce ..... 17
5.5 6
Organizace a obsluha pracovišť ........................................................ 17
Koncepce průmyslových objektů ............................................................... 18 6.1
Vlastnosti obvodových konstrukcí .................................................... 18 6.1.1 Architektonické vlivy ............................................................ 18
6.2
Neprůsvitné plochy nad úrovní terénu .............................................. 20
6
6.2.1 Tepelný odpor ....................................................................... 20 6.2.2 Nejniţší povrchová teplota konstrukce .................................. 23 6.3
Průsvitné plochy nad úrovní terénu (okna) ....................................... 24 6.3.1 Pouţité materiály na výrobu .................................................. 25
6.4
Dveře, vrata ..................................................................................... 25 6.4.1 Vrata se zádveřím ................................................................. 26 6.4.2 Průmyslová sekční vrata ....................................................... 26 6.4.3 Vrata s teplovzdušnou clonou ............................................... 26
6.5
Podlahy ............................................................................................ 27
6.6
Střešní plášť ..................................................................................... 28 6.6.1 Neprůsvitné plochy ............................................................... 29 6.6.2 Průsvitné plochy ................................................................... 32
7
Pracovní prostředí v prostorách objektu ..................................................... 33 7.1
Mikroklima ...................................................................................... 33
7.2
Topení.............................................................................................. 34 7.2.1 Rozdělení podle objektu ........................................................ 34 7.2.2 Druhy vytápění ..................................................................... 34 7.2.3 Kombinace konvekční a sálavé otopné soustavy ................... 35 7.2.4 Konvektivní otopné soustavy ................................................ 36 7.2.5 Sálavé otopné soustavy ......................................................... 37
7.3
Osvětlení .......................................................................................... 39 7.3.1 Osvětlovací soustavy ............................................................ 39 7.3.2 Poţadavky na osvětlení ......................................................... 41 7.3.3 Světelné zdroje ..................................................................... 41
7.4
Rozvody vzduchu ............................................................................. 42 7.4.1 Doprava stlačeného vzduchu v nezměněné kvalitě. ............... 42 7.4.2 Doprava stlačeného vzduchu o nezměněném tlaku. ............... 43 7
7.5 8
Zvláštní úprava lakovny ................................................................... 44
Vlastní práce ............................................................................................. 45 8.1
Vlastní popis objetu ......................................................................... 45
8.2
Výběr varianty ................................................................................. 46
8.3
Vybavení stroji a zařízeními ............................................................. 47 8.3.1 Velkoplošná pila ................................................................... 47 8.3.2 Olepovačka hran ................................................................... 49 8.3.3 CNC obráběcí centrum.......................................................... 51 8.3.4 Formátovací pila ................................................................... 53 8.3.5 Podlahový stříkací box .......................................................... 54 8.3.6 Odsavač pilin ........................................................................ 55 8.3.7 Kompresor ............................................................................ 56 8.3.8 Odsavač pilin ........................................................................ 57
9
Diskuze ..................................................................................................... 58
10
Závěr......................................................................................................... 59
11
Resumme .................................................................................................. 60
12
Seznam pouţitých zdrojů ..........................................................................61
13
Seznam obrázků ........................................................................................ 63
14
Seznam tabulek ......................................................................................... 63
15
Seznam příloh ........................................................................................... 63
8
1
Úvod Nábytkářské a dřevařské podniky musí obstarávat řadu činností, aby zajistili
bezproblémový chod firmy. Jedná se nejen o činnosti výrobní, ale téţ technické, zásobovací, investiční, personální, obchodní a finanční. Jelikoţ se tyto činnosti vzájemně prolínají, jsou pro chod firmy velmi důleţité jako skupina i jednotlivě. Aktuálnost problematiky s rekonstrukcí jiţ postavené budovy se bude odvíjet nejen od teoretických znalostí, ale i od zkušeností z praxe. Cílem dnešních firem zabývající se výrobou nábytku je vyrábět nábytek s tzv.: pasivní ochranou – ochranou proti ekologickým rizikům a nárůstu škodlivých látek v interiéru. Evropané tráví v průměru 4/5 času v interiéru, jenţ dnes jiţ neplní svou původní funkci, pro niţ byl dříve budován, tedy pro ochranu a regeneraci sil člověka. Znalosti nelze zuţovat na technické a technologické problémy výrobků a výroby, ale naopak musíme zváţit dnešní úroveň společenského ţivota odehrávající se v interiéru. Proto, abychom obstáli mezi těţkou konkurencí a vyráběli kvalitnější, hezčí a ekologicky nezávadnější nábytek neţ konkurence musíme mít velmi kvalitní přípravu výroby a především samotnou výrobu nábytku. Vnesením nových technických a technologických postupů do výroby, způsobíme modernizaci stávající výroby Modernizací stávající výroby, tím pádem vnesením nových technických a technologických postupů do výrobního procesu získáme kvalitnější a efektivnější práci na výrobku. Navrţením nových strojních zařízení do výroby získáme více mechanizované a automatizované výroby, proto nám častěji odpadá faktor lidské chyby. Sniţuje se tím podíl člověka na činnosti výroby výrobku a mění se charakter jeho práce v práci kontrolní a řídící.
9
2
Cíl práce Hlavním cílem práce je navrhnout truhlářskou dílnu pro zakázkovou výrobu
nábytku, do jiţ existující částečně rekonstruované budovy, která dříve slouţila jako zemědělský objekt. Dnes jsou v objektu nové ţelezobetonové podlahy, nová plastová okna, rekonstruované zdi a z vnitřní strany nové omítky. Hlavní poţadavky byly kladeny na funkčnost a vhodný výběr strojů s logickým uspořádáním. Výroba je koncipována pro zakázkovou výrobu především interiérového nábytku např.: kuchyňské linky, vestavěné skříně, loţnice, dětské pokoje, obývací stěny a ostatní, částečně bude také zpracovávat vybavení exteriérů, vyrábět pergoly, altány, dřevěné obloţení a podobně. Proto se vybrali vhodné stroje pro opracování velkoplošných materiálů především LTD a dýhované DTD, dále spárovek, laťovek a v menší míře hranolů a hoblovaného řeziva pro výrobu venkovního vybavení (pergoly, altány atd.).
10
3
Výrobní sortiment Stručný popis výrobního sortimentu je uveden kvůli zpřehlednění navrhovaného
objektu. Jedná se o zakázkovou výrobu nábytku s moţností rozšíření na část interiérové architektury. V navrhovaném podniku by mělo při optimálních podmínkách pracovat aţ 20 zaměstnanců včetně vedení firmy. Předpokládá se, ţe podnik bude zaměstnávat dva vysokoškoláky, kteří budou mít na starosti část provozní – zaměření jednotlivých zakázek a následnou výrobní dokumentaci, jednoho středoškoláka s odbornými znalostmi nejen praktickými ale i grafickými, který bude navrhovat jednotlivé části interiérů na PC a jednu asistentku. Tito pracovníci by pracovali v kancelářích sídlících těsně vedle výrobního provozu. Hlavní část zaměstnanců by se pohybovala ve výrobě. Jeden mistr s minimálně středoškolským vzděláním a velmi vysokými praktickými znalostmi. V optimálním případě 8 zaměstnanců se středoškolským vzděláním v oboru, případně výučním listem v oboru s vysokou praktickou zkušeností a schopností pracovat bez problémů samostatně. Dále by se ve výrobě pohybovali 2-4 zaměstnanci s niţší odbornou i praktickou zkušeností, kteří by byli k ruce ostatním pracovníkům a zvládali by práce méně náročné na zručné a manuální dovednosti např.: plnili by funkci druhého motáţníka, ve výrobě by přebrušovali mezivrstvy laku a jiné úkoly, které by jim zadávali pracovníci na dílně. V truhlářské dílně se bude vyrábět převáţně nábytek určený do interiéru. Kuchyňské linky, vestavěné skříně, loţnice dětské pokoje, obývací stěny a ostatní interiérový nábytek. Nábytek bude nejčastěji z velkoplošných materiálů na bázi dřeva LTD, DTD dýhované, spárovky a ostatní materiály. Jako doplňkový sortiment bude výroba nábytku z masivního dřeva určená pro exteriér. Např.: dřevěné obloţení a oplocení, zahradní pergoly a altány a ostatní zahradní nábytek. Dřevo pouţívané pro výrobu se bude nakupovat ve vysušeném stavu, proto nebude do návrhu zahrnuta pila na zpracování řeziva a sušičku dřeva.
11
4
Procesy spojené s výrobou nábytku Výrobní část je hlavní a nejdůleţitější činnost výrobní jednotky za účelem
vzniku nových uţitných hodnot – výrobků, produktů. Výroba nemůţe probíhat neorganizovaně, musí ji někdo řídit z hlediska času, prostoru a za určitých technickoekonomických podmínek, těmto činnostem souhrnně říkáme proces řízení výroby. Z technické stránky se při výrobě děje přeměna pracovních předmětů, surovin, materiálů a polotovarů na výrobek za pouţití pracovních prostředků a pracovní síly. Ve výsledku pracovní předmět změní svůj tvar. Děje, při kterých se mění vstupní materiál na hotový výrobek, nazýváme technologie. Technologie významně ovlivňuje rychlost, efektivitu, kvalitu výroby a podílí se taky na ekologii výroby. Z pohledu ekonomického se snaţíme nejefektivněji transformovat vstupy na výstupy za co nejneniţší náklady. Ve výrobě se snaţíme o dosaţení co nejlepšího vztahu mezi výstupy a vstupy – co největší efektivnost výroby.
4.1
Organizace a řízení výroby Činnosti v podniku podílející se na výrobě se skládají z mnoha vzájemně
propojených procesů, které vytváří výrobní proces podniku: hlavní výrobní proces, technická obsluha výroby, materiálové zajištění výroby a všeobecné zajištění výroby. 4.1.1 Hlavní výrobní proces Jsou zde zahrnuty všechny procesy, při kterých dochází k přeměně pracovních předmětů na poţadovaný výrobek. 4.1.2 Technická obsluha výroby Dohlíţí
na
správný
chod
strojního
zařízení
a
jeho
udrţováním
v bezproblémovém technickém stavu. Má na starosti technickou kontrolu, následnou údrţbu a opravy strojního zařízení, dále také ostření nástrojů a přípravu náhradních dílů. 4.1.3 Materiálové zajištění výroby Zajišťuje hlavní výrobní proces a technickou obsluhu výroby pracovními předměty. Má na starosti zásobování podniku materiálem, včasnou dopravu a vhodné skladování. Úkolem materiálového zajištění výroby je zajistit, aby poţadovaný materiál ve správném mnoţství a kvalitě byl na pracovišti včas a na správném místě.
12
4.1.4 Všeobecné zajištění výroby Pracovní proces – zajišťuje kontinuitu pracovníků ve výrobě. Pracovní výkonnost – schopnost zaměstnance plnit pracovní úkoly. To závisí na duševních, odborných a fyzických schopnostech pracovníka. Pracovní prostředí – spadá pod něj úroveň a kvalita strojů, zařízení, materiálů, organizace práce a nemalou částí se na kvalitním pracovním prostředí podílí i mezilidské vztahy mezi zaměstnanci. [5]
4.2
Výrobní proces výrobku Definice výrobního procesu: podsystém výroby je soubor procesů a činností, kdy
se postupem času mění materiál v polotovar aţ výrobek. Kaţdý výrobek je unikátní svým průběhem v čase a prostoru, pohybem materiálu, polotovarů, dílců a podobně. Tomu procesu říkáme materiálový tok výrobku. Materiálový tok výrobku začíná příjmem materiálu a jeho sloţením na sklad pokračuje určitými výrobními pracovišti a končí montáţí případně expedicí hotového výrobku. 4.2.1 Výrobní proces výrobků v místě Prostorové rozmístění pracovišť a různých strojů ve výrobě určují logické dráhy pracovních prostředků a co nejkratší pohyb pracovníků. Výchozím prvkem pro správné rozloţení strojů ve výrobním procesu jsou pracoviště umístěná tak, aby dílce zbytečně neputovaly příliš dlouhou dobu po dílně. Důleţitá podmínka, od které se odvíjí rozmístění různých pracovišť, je typ výroby. Z níţ vyplývá opakovanost výrobního procesu tím pádem i úroveň specializace pracovišť. 4.2.1.1
Individuální rozmístění pracovišť
Pouţívá se v případech, kde prakticky nelze nalézt společné znaky prací nebo výrobků, podle kterých by se zařízení rozmisťovala. Můţou to být např.: prototypové dílny.
13
4.2.1.2
Skupinové rozmístění pracovišť
Stroje se uspořádávají dle společných technologických znaků: a) Technologické uspořádání – rozmístění je vytvořeno dle podobnosti výrobních zařízení a materiál putuje mezi těmito pracovišti, často někdy i z jedné strany na druhou. V tomhle případě jsou kladeny velké nároky na rozsah manipulace s materiálem. b) Předmětné uspořádání – rozmístění je vytvořeno dle podobných znaků vyráběného předmětu. Tohle uspořádání pracovišť zkracuje celkový čas výroby, sniţuje mnoţství rozpracovaných dílců a výrobních nákladů. 4.2.2 Výrobní proces výrobků v čase Časová stránka procesu výroby se vyjadřuje mnoţstvím spotřebovaného času na výrobek, ale i čas spotřebovaný na vlastní průběh nevýrobního procesu. 4.2.2.1
Průběžná doba výroby
Průběţná doba výroby je charakterizována mnoţstvím času potřebného od začátku do konce výroby daného výrobku. Začíná první schůzkou s klientem, nebo převzetím objednávky na výrobek a pokračuje aţ do okamţiku předání výrobku zákazníkovi. Čas výrobku se skládá ze dvou částí předvýrobní a výrobní: Předvýrobní část – obsahuje čas potřebný pro vyjasnění technických poţadavků (jednáním s klientem, zaměření daného místa, zpracováním dokumentace, přípravou výroby). Výrobní část – obsahuje čas, který je totoţný s časem materiálového toku výrobku. Průběţná doba výroby obsahuje i čas čekání a jiných ztrát. Je to čas potřebných přestávek, neţádoucí a neplánované časové ztráty, jejichţ důvodem jsou nejčastěji nedostatky v organizaci a řízení výroby často tyto nedostatky nelze předem předpovídat (strojní závada, lidský faktor). 4.2.2.2
Výrobní cyklus
Je čas potřebný na zhotovení konkrétního výrobku, dílce a podobně. Jeho délka se úměrně odvíjí od sloţitosti výrobku, technického vybavení, pouţité technologie a organizací řízení výroby.
14
Výrobní cyklus obsahuje: a) Čas trvání technologických operací b) Čas trvání netechnologických operací, jako jsou přestávky, přesun materiálu ze skladu, přerušení plynulého chodu z důvodu závad strojů, nedostatků v organizaci a technologii výroby apod. Jednotlivé výrobní cykly jsou charakteristické svou délkou a členěním. Délka výrobního cyklu je čas během, kterého se na dílci provádí opracování. Členění výrobního cyklu myslíme souhrn operací a jejich poměr spotřeby času na provedení všech operací včetně přestávek. 4.2.2.3
Délka výrobního cyklu
Součet časů pracovního procesu a časů přestávek v pracovním procesu. Doba pracovního procesu je sloţena z technologických operací (tos) a času pomocných operací (tvs). Technologické přestávky (tt) je čas, který nevyţaduje lidskou práci (klimatizace dílců). Přestávky organizační (torg) nutné přestávky v práci (na svačinu, oběd). Přestávky mezioperační (t mez) doba mezi kontinuitou operací. Pro obecné vyjádření doby výrobního cyklu pouţijeme vzorec: Tc = tos + tvs + tt + tv + tmez + torg
5
Organizace práce moderního podniku V moderním podniku roste objem automatizovaných procesů na úkor integrace
pomocných a obsluţných procesů. Zvyšuje se produktivita, kvalita, rozmanitost sortimentu, zkracují se dodací lhůty, moderní firma disponuje kvalitním servisem a kvalifikovanou pracovní silou.
5.1
Organizace práce je ovlivněna 3 faktory a)
Technickým rozvojem firmy
b)
Společenskými podmínkami
c)
Poţadavky trhu
15
5.2
Nové přístupy k organizaci práce
Obohacování práce: - Flexibilita pracovních míst i pracovníků - Stálé nároky na vzdělání - Jednoduché organizační struktury - Niţší počet stupňů řízení - Vysoká samostatnost Demokratizace pracovního procesu - Klima podnikové „rodiny“ - Naslouchat pracovníkům v jejich poţadavcích - Aktivní působení všech účastníků pracovního procesu - Motivace – přebírání odpovědnosti - Týmová práce - Moţnost rozvíjení se a zdokonalování
5.3
Činitelé ovlivňující efektivitu práce
5.3.1 Technicko – technologické podmínky práce Konstrukce výrobků, komponentní skladba výrobků, charakter surovin a materiálů, příprava výroby, stupeň automatizace, výkonové parametry, prostorové řešení, poţadavky na obsluhu, technologický postup 5.3.2 Organizační podmínky práce Dělba práce, rozmístění pracovníků, pracovní metoda, obsluha pracovišť. 5.3.3 Hygienicko bezpečnostní podmínky práce Osvětlení, hluk, vibrace, pracovní ovzduší, barevná úprava, prostorové podmínky.
5.4 Dělba a kooperace práce Stanovení kvantitativních a kvalitativních proporcí mezi druhy práce: Dělba práce – rozčlenění pracovního procesu – přidělení práce. Kooperace – spojování dílčích částí pracovního procesu. 16
5.4.1 Znaky technokratické a inovační dělby a kooperace práce 5.4.1.1
Technokratická dělba a kooperace práce
- specializace pracovníků je úzká - stanovení pracovní náplně a způsob provádění práce je přesné - kontrola pracovníků neustálá, hodnocení podle plnění dílčích úkolů - oddělenost a izolovanost práce 5.4.1.2
Inovační dělba a kooperace práce
- široký profil, překrývání funkcí, vysoká zastupitelnost pracovníků - rámcové stanovení pracovní náplně, moţnost volby pracovního postupu - hodnocení pracovníků podle jejich přínosů pro celkové výsledky práce firmy
5.5
Organizace a obsluha pracovišť
Vybavení pracovišť - zařízení, suroviny, materiál, nářadí, kontrolní pomůcky, manipulační prostředky - bezpečnost práce, signalizace, spojení Prostorové uspořádání - pohodlnost práce - vyuţití výrobní plochy - optimální pohybový prostor Obsluha pracovišť - seřizování strojů - údrţba, mazání - úklid - doprava - zabezpečení nářadím, měřidly - kontrola jakosti - výkresy, dokumentace
17
6
Koncepce průmyslových objektů Stavební, dispoziční a energetická koncepce průmyslových objektů má zásadní
vliv na objem nákladů pro energii potřebnou k chodu provozu. V této části specifikuji základní podmínky pro rekonstrukce průmyslových objektů. Hlavním cílem je dosaţení optimálního architektonického a objemového řešení při co nejmenších poţadavcích na energetickou spotřebu objektu.
6.1
Vlastnosti obvodových konstrukcí Z hlediska principů návrhu průmyslových objektů neexistují postupy pro návrh
jednotlivých druhů průmyslových objektů. Tento stav je dán také tím, ţe obalová konstrukce výrobního objektu je ve většině případů přizpůsobena přímo poţadavkům výrobní technologie. Největší spotřeba energie je v průmyslových závodech většinou pro technologické účely (závisí především na energetické náročnosti produkovaného zboţí). Pomineme-li tuto sloţku, druhou největší spotřebu energie tvoří vytápění objektů. [9] 6.1.1 Architektonické vlivy Mezi architektonické vlivy ovlivňující tepelné ztráty průchodem stěn zahrnujeme: Tvar objektu Z architektonických vlivů ovlivňuje tepelné ztráty nejvíc. Je logické, ţe při stejném objemu vytápěného prostoru jsou tepelné ztráty tím větší, čím je povrch ochlazovaných ploch pláště objektu. Nejpříznivější poměr povrchu a objemu má koule eventuálně polokoule, bohuţel toho v našem případě nemůţeme dosáhnout. 6.1.1.1 Poměr průhledných a neprůhledných částí obvodového pláště Obecně platí, ţe z hlediska tepelných ztrát průhledné části obvodového pláště propouští daleko víc tepelné energie skrz obvodový plášť neţ neprůhledné části. Proto je vhodné plochy průhledných částí pláště ideálně optimalizovat. [9] Při minimalizaci průhledných ploch je však třeba zachovat jejich základní funkci, tj. zajištění poţadované sociální pohody vnitřního prostředí. Znamená to
18
zachovat kvalitní kriteria, přičemţ základním kvantitativním kriteriem je intenzita denního světla, můţeme ji rozdělit: - rovnoměrnost osvětlení - rozloţení světelného toku v interiéru - rozloţení jasů ploch v pohledovém poli pozorovatele Z uvedených důvodů je pro minimalizaci tepelných ztrát průsvitnými částmi obvodového pláště třeba správně navrhnout jejich: - ideální velikost - účelný tvar - umístění vzhledem k rozmístění strojového parku Dispoziční řešení objektu Při navrhování dispozičního řešení strojového vybavení je nutné pokládat zónování prostorů se shodnými poţadavky na tepelný stav prostředí. Maximální rozdělení podle rozdílných poţadavků na tepelný stav prostředí jednak podstatně sniţuje tepelné ztráty, ale zároveň umoţňuje důsledné členění otopné popř. klimatizační soustavy. Jeden z aspektů, jenţ ovlivňuje tepelné ztráty je uspořádání komunikačních prostorů, zejména prostory příjmu materiálu, resp. výdeje výrobků. Tyto prostory, resp. vchody do objektů by měly být řešeny jak dvojité, pokud je to moţné, se zádveřím a těsnými dveřmi. [9] Povrh obvodového pláště Působením tepelného slunečního záření dochází k pohlcování sálavé energie na vnějších površích obvodového pláště, coţ přispívá ke zvyšování jeho povrchové teploty. Mnoţství absorbovaného tepla závisí na schopnosti povrchu materiálu pohlcovat sálavou energii. Schopnost materiálu pohlcovat sluneční sálavou energii závisí na: - drsnosti povrchu - barvě povrchu - teplotě tělesa 19
6.2 Neprůsvitné plochy nad úrovní terénu Neprůsvitné plochy nad úrovní terénu patří mezi rozhodující konstrukce, které určují výslednou kvalitu hotového díla. 6.2.1 Tepelný odpor Nejniţší hodnota tepelného odporu R musí být lepší neţ normová hodnota RN [9] R > Ra
Druh práce
Pol.
ti
te
qk,p qk,d qk,př
e1
e2
e3
RN.
RN.
RN.p
p
d
ř
1
Velmi lehká práce
20
-15
19
13
30
1,2
1,0
1,0
1,54
2,24
0,97
2
Lehká práce
18
-15
19
13
30
1,5
1,0
1,0
1,16
1,69
0,73
3
Středně těţká a těţká
16
-15
19
13
30
1,8
1,0
1,0
0,91
1,32
0,57
práce Tab.: 1 Normové hodnoty tepelného odporu
Z hlediska moţného řešení neprůsvitných částí obvodového pláště je řada variant a záleţí jen na projektantovi (obvykle však na investorovi) jaký druh konstrukce zvolí tak, aby vyhovovala esteticky, staticky, tepelně izolačně, atd. Z tepelně technického hlediska lze obvodové konstrukce rozdělit podle umístění tepelně izolační vrstvy: - "bez" tepelně izolační vrstvy - tepelně izolační vrstva na exteriérové straně - tepelně izolační vrstva na interiérové straně - "pouze" tepelně izolační vrstva 6.2.1.1 „bez“ tepelně izolační vrstvy Poţadovaný tepelný odpor konstrukce obstarává tloušťka materiálu, ze kterého je provedena obvodová konstrukce (keramické tvarovky, pórobetonové tvárnice, ….) s funkcí nosnou nebo pouze výplňovou.
20
Obr.: 1 Obvodová konstrukce
Výhody: - moţnost provádět ručně - „libovolný“ tvar konstrukce Nevýhody: - limitovaná hodnota celkového tepelného odporu - většinou mokrý proces 6.2.1.2 Tepelně izolační vrstva na exteriérové straně Dnes se pouţívá nejčastěji pro administrativní a sociálně provozní přístavby a vestavby nebo při rekonstrukcích (zateplování) stávajících výrobních objektů.
Obr.: 2 Obvodová konstrukce s vnějším zateplením
21
Výhody: - sníţení teplotního namáhání konstrukce - zlepšení tepelně akumulačních vlastností - zlepšení teplotní stability objektu - ve většině případů lepší vlhkostní bilance neţ u ostatních druhů konstrukce Nevýhody: - u některých systémů přítomnost mokrých procesů Vhodné materiály: - desky z minerálních nebo skelných vláken o objemové hmotnosti 50 aţ 100 kg/m3 6.2.1.3 Tepelně izolační vrstva na interiérové straně Moderní typ konstrukce, který se pouţívá nejčastěji u novostaveb spíše výjimečně, se s ním lze setkat při rekonstrukcích.
Obr.: 3 Obvodová konstrukce s vnitřním zateplením
Výhody: - u správného provedení bezproblémový přístup ke konstrukci - zateplení lze provádět v kteroukoliv roční dobu Nevýhody: - nutnost pečlivě řešit vlhkostní bilanci - zmenšení uţitné plochy místností - většinou nutnost rekonstrukce otopné soustavy a elektroinstalace
22
6.2.1.4 „pouze“ tepelně izolační vrstva Tepelně izolační vrstva je umístěna mezi dvěma ochrannými vrstvami (zpravidla z ocelového nebo hliníkového plechu). Tento typ konstrukce se uplatňuje u většiny nových objektů halového charakteru, a to v provedení: a)
panelové systémy
b)
skládané při montáţi
Obr.: 4 Obvodová konstrukce z tepelně izolační vrstvy
Výhody: - moţnost vyrábět průmyslově v montáţní hale - vysoká kvalita a stálost Nevýhody: - při návrhu omezená moţnost variability systému (rozměry, členění,…) - malá moţnost úprav dle svých představ (atypické rozměry jsou velmi ekonomicky náročné) 6.2.2 Nejnižší povrchová teplota konstrukce Poţadované parametry nejniţší povrchové teploty konstrukce budovy: Nejniţší povrchová teplota podlahy tsi,N musí být vyšší neţ normou stanovena. [9]
tsi > tsi,A
23
Přehled normových hodnot tsi,N udávají následující tabulky: Průmyslová budova
pol.
ti
tw
Δtw1
O
O
O
C
C
C
Δtw2
Tsi,N
O
C
O
C
1
Velmi lehká práce
20,0
12,0
0,2
0
12,2
2
Lehká práce
18,0
10,12
0,2
0
10,32
3
Středně těţká a těţká práce
16,0
8,24
0,2
0
8,44
Tab.: 2 Nejnižší přípustné normové povrchové teploty
Pozn.: Platí pro relativní vlhkost vnitřního vzduchu ϕi = 60 % a nepřerušované vytápění. Průmyslová budova
pol.
ti O
C
tw
Δtw1
O
C
O
C
Δtw2
Tsii,N
O
O
C
C
1
Velmi lehká práce
20,0
16,44
1,5
0
17,94
2
Lehká práce
18,0
14,5
1,5
0
16,0
3
Středně těţká a těţká práce
16,0
12,55
1,5
0
14,05
Tab.: 3 Nejnižší přípustné normové povrchové teploty
Pozn.: Platí pro relativní vlhkost vnitřního vzduchu ϕi = 80 % a přerušované vytápění, s poklesem výsledné teploty tp nad 10oC. Legenda:
ti – vnitřní teplota vzduchu tw – teplota rosného bodu ve oC, odpovídající výpočtové teplotě vnitřního vzduchu a relativní vlhkosti vnitřního vzduchu ∆tw1 - bezpečnostní přiráţka zohledňující způsob vytápění ve oC ∆tw2 – bezpečnostní přiráţka zohledňující tepelnou akumulaci konstrukce ve oC
6.3 Průsvitné plochy nad úrovní terénu (okna) Provedení svislých (šikmých) průsvitných ploch se řadí mezi prvky, které mohou výrazně ovlivnit tepelnou spotřebu objektu a ovlivnit kvalitu vnitřního mikroklima.
24
6.3.1 Použité materiály na výrobu Rámy oken menších rozměrů a okna tvaru dlouhých obdélníků (tzv.: pásy oken) se navrhují na bázi plastu a lehkých slitin (Al, …) zasklená zpravidla izolačním dvojsklem nejsou-li poţadovány vyšší parametry. Pro okna větších rozměrů, případně celé stěny se navrhují buď systémy sestavené z okenních prvků na bázi plastu, nebo lehkých slitin, na zasklení se pouţije izolační dvojsklo. Nebo systémy na bázi lehkých slitin, v tom případě se na zasklení pouţijí polykarbonátové desky (dvou aţ čtyřstěnných, resp. vícestěnné). V některých případech můţeme navrhnout systém panelový, kde zasklení tvoří panely šířky 0,20 aţ 0,65 m, délky dle poţadavků zákazníka. Tloušťka těchto prvků je 16 mm aţ 85 mm, materiál polykarbonát, hodnota součinitele prostupu tepla je 2,95 aţ 1,20 W*m-2 k-1. [9]
6.4 Dveře, vrata Správné vyřešení vstupů a vjezdů do objektu, převáţně tam, kde je vysoká frekvence vjezdů a výjezdů je jedním z důleţitých úkolů při navrhování objektu. Vstupní otvory menších rozměrů (dveře) slouţící pro vstup osob mohou být řešeny dveřními systémy na bázi dřeva častěji, ale plastu a lehkých slitin (Al, ...). [9] Vstupní otvory větších rozměrů (vrata) slouţící pro vykládání materiálu a nakládání výrobků je moţno řešit následujícími způsoby: - v místě vjezdu/výjezdu navrhnout "zádveří" - do vjezdu/výjezdu navrhnout průmyslová sekční vrata - do vjezdu/výjezdu navrhnout teplovzdušné clony
25
6.4.1 Vrata se zádveřím Jedná se o variantu, která vyţaduje velké nároky na prostor, protoţe je třeba vytvořit místo, do kterého se vejde předpokládaný dopravní prostředek pouţívaný k dopravě materiálu/výrobků (např. vysokozdviţný vozík, nákladní automobil). Kromě prostorové náročnosti tohoto řešení je dalším negativním prvkem nutnost instalace dvou vrat za sebou (pro vjezd do "zádveří" z haly a výjezd ze "zádveří" ven). Vrata by měla být ovládána dálkově, protoţe ponecháme-li otvírání a zavírání vrat na pracovníkovi nesplní navrhované řešení svůj účel (při vjezdu/výjezdu dopravního prostředku z prostoru haly řidič otevře oboje vrata najednou, coţ má za následek velkou tepelnou ztrátu). Tato varianta se navrhuje spíše výjimečně, protoţe jde o prostorově a ekonomicky náročné řešení. [9] 6.4.2 Průmyslová sekční vrata Výplň je vytvořena z jednotlivých vodorovných lamel, které se zpravidla automaticky vysouvají nebo natáčejí do prostoru nadpraţí. Lamely mohou být jednoduché nebo tvořit uzavřený průřez vyplněný tepelně izolačním materiálem (polyuretanem), popř. opatřeny průsvitnou, průhlednou výplní (okénka). Nezateplené (jednoduché) pro prostory s niţšími nároky na vnitřní teplotu, zateplené pro prostory s vyššími nároky na vnitřní teplotu. 6.4.3 Vrata s teplovzdušnou clonou Jedna z dalších moţností je navrhnout do prostoru vrat tzv. teplovzdušnou clonu. Systém pracuje tak, ţe po otevření vrat se spustí ventilátory, které ţenou ohřátý vzduch přes štěrbinové výpustky do prostoru otvoru, a to buď z prostoru ostění, nebo nadpraţí. Proudícím teplým vzduchem je tvořena clona, která brání pronikání chladného vzduchu do interiéru a naopak. Ve vstupech do hal se moc nepouţívají kvůli svým nevýhodám. [9] Nevýhodami těchto systémů jsou: - velká energetická náročnost - zvýšená prašnost v prostoru otvoru (rychle proudící vzduch by zvedal prach z podlahy) - clona můţe negativně ovlivňovat pracovní prostředí na pracoviště, které by bylo umístěno v blízkosti 26
6.5 Podlahy Z tepelně technického hlediska lze podlahy rozdělit na: - podlahy na rostlém terénu - podlahy nad venkovním porostem V našem případě se budeme zabývat pouze podlahy na rostlém terénu, jelikoţ se podlahy nad venkovním prostorem nikde nevyskytují a v truhlářských dílnách jsou jen velmi ojediněle. Pro podlahovou konstrukci na rostlém terénu platí dvě normové hodnoty: 1)
V pásu šířky 2 m od bodu, ve které přilehlá zemina navazuje na venkovní
vzduch (měřeno podél rozhraní obestavěného prostoru a přilehlé zeminy) se uplatňuje poţadavek pro vnější stěnu. 2)
V ostatních částech se stanoví dle tabulky, resp. výpočtem Podrobněji ČSN 73 0540
Na návrh skladby podlahové konstrukce má z hlediska tepelně izolačních vlastností a pouţití tepelně izolačních materiálů umístění hydroizolační vrstvy. Řešení je znázorněno v následujících obrázcích: Tepelně izolační vrstva nad hydroizolační vrstvou:
Obr.: 5 Tepelně izolační vrstva nad hydroizolační vrstvou
27
Výhody: a) tepelně izolační vrstva můţe být navrţena z materiálů "nasákavých" (není-li ohroţena vlhkostí z interiéru - vlhké a mokré provozy) b) investičně méně náročné Nevýhody: a) vrchní (nášlapná) vrstva musí plnit i funkci roznášecí Tepelně izolační vrstva pod hydroizolační vrstvou:
Obr.: 6 Tepelně izolační vrstva pod hydroizolační vrstvou
Nevýhody: a) tepelně izolační vrstva musí být navrţena z materiálů nenasákavých, tak, aby nedošlo k poklesu tepelného odporu konstrukce vlivem vlhkosti b) investičně náročnější
6.6 Střešní plášť Celkový návrh střešního pláště, který dělíme na neprůsvitné a průsvitné plochy má zásadní význam pro energetickou bilanci navrhovaného objektu, především u objektů půdorysně rozsáhlých. Pro nejniţší vnitřní povrchovou teplotu konstrukce a tepelný odpor střechy platí stejná pravidla jako pro vnitřní povrchovou teplotu konstrukce a tepelný odpor obvodových zdí. [9]
28
6.6.1 Neprůsvitné plochy Z tepelně izolačního hlediska můţe být střešní plášť navrţen jako: - jednoplášťová střecha - dvouplášťová střecha - střecha s tepelně izolačním podhledem 6.6.1.1 Jednoplášťová střecha Typickým znakem pro tento typ střech je, ţe jednotlivé vrstvy střešního pláště bezprostředně navazují. Rozlišujeme dva základní typy jednoplášťových střech: - s klasickým pořadím vrstev - s obráceným pořadím vrstev 6.6.1.1.1 S klasickým pořadím vrstev Hydroizolační vrstvu je potřeba ochránit proti slunečnímu záření. Z hlediska vlhkostní bilance je vhodné pouţít parozábranu (zejména nad vlhkými prostory), kterou se snaţíme umístit co nejblíţe vnitřnímu prostoru. Zpravidla je navrhována na vnější líc nosné konstrukce střešního pláště z důvodu snadnější proveditelnosti. [9]
Obr.: 7 Jednoplášťová střecha s klasickým uspořádáním vrstev
Výhody: - niţší nároky na vlastnosti tepelně izolační vrstvy - investičně levnější Nevýhody: - obtíţněji řešitelná vlhkostní bilance konstrukce 29
- nepříliš vhodná nad vlhké prostory 6.6.1.1.2 S obráceným pořadím vrstev V tomto případě je tepelně izolační vrstva uloţena nad vrstvou hydroizolační, je vystavena "přímému" působení sráţkové vody. Zatěţující vrstva má za funkci zatěţovat tepelné izolační vrstvu a tak bránit jejímu "ulítnutí" (vítr způsobuje sání). [9]
Obr.: 8 Jednoplášťová střecha s obráceným pořadím uspořádáním vrstev
Výhody: - hydroizolační vrstva je chráněna přímému slunečnímu záření menší teplotní namáhání větší trvanlivost - bezproblémová vlhkostní bilance (hydroizolační vrstva působí zároveň jako parozábrana) Nevýhody: - tepelně izolační vrstva musí být provedena ze speciálních materiálů - nesnadná identifikace poruchy při zatékání - investičně náročnější - často vyšší plošná hmotnost 6.6.1.2 Dvouplášťová střecha Pro tuto střechu je charakteristické, ţe střešní plášť je rozdělen na dvě samostatné části: - dolní vrstvu, která má funkci nosnou a tepelně izolační - horní vrstvu, která má funkci hydroizolační Mezi těmito vrstvami vzniká vzduchová mezera, která je odvětraná. V tomto případě se tepelně izolační vrstva ukládá na nosnou konstrukci spodního pláště. Odvětraná vzduchová mezera odvádí vodní páru, která se dostala skrz konstrukci, do 30
vnějšího prostředí. Horní vrstva má funkci ochránit objekt před povětrnostními vlivy. Pro správné fungování této střechy je důleţitá správná funkce odvětrané vzduchové mezery. V případě ţe je provětrávání nedostatečné, dochází k hromadění vlhkosti ve vzduchové mezeře, tím pádem kondenzují vodní páry na spodní straně horního pláště a vzniklý kondenzát (voda) odkapává do tepelně izolační vrstvy, která tak ztrácí své tepelně izolační vlastnosti. [9]
Obr.: 9 Dvouplášťová střecha
Výhody: - bezproblémová vlhkostní bilance (doporučená skladba nad mokré provozy) - niţší poţadavky na tepelně izolační vrstvu Nevýhody: - náročnější konstrukce - náročnější finančně - riziko tepelných mostů - při poruše hydroizolační vrstvy těţká identifikace místa 6.6.1.3 Střechy s tepelně izolačním podhledem Tento typ střechy můţeme pouţít u střech sedlového typu. Částečně se jedná o modifikaci dvouplášťové střechy, kde tepelně izolační vrstva je podvěšena pod nosnou konstrukcí a velikost vzduchové vrstvy je podstatně větší, to způsobuje především sedlový typ střechy. Platí zde stejné znaky, jako byly popsány u dvouplášťové střechy. V tomto případě je potřeba věnovat větší pozornost detailům styků podhledu a tepelně izolační 31
vrstvy s navazujícími konstrukcemi z důvodu dostatečné těsnosti. Místa kde se stýkají, musí být vyřešeny tak, aby nedocházelo k průchodu teplého vzduchu ze vnitř skrz podhled a navazující styky do míst nad tepelnou izolací. [9]
Obr.: 10 Střecha s tepelně izolačním podhledem
Výhody: - snadná oprava konstrukce tepelně izolační vrstvy - moţnost případného zesílení tloušťky tepelně izolační vrstvy - případná kondenzace vodní páry neprobíhá uvnitř konstrukce Nevýhody: - nebezpečí tepelných mostů 6.6.2 Průsvitné plochy Jedná se o varianty různých světlíků (bodové, pásové, lucernové, ….) a ostatních ploch ve střeše skrz ně prochází do haly světlo. 6.6.2.1 Bodové světlíky Pouţívají se k záměrnému prosvětlování vnitřních prostor. Při optimálním rozmístění dodávají pracovištím přirozené světlo. Bodové světlíky jsou nejčastěji tvořeny manţetou a kopulí, mají čtvercový, obdélníkový nebo kruhový půdorysný tvar. Kopule se vyrábí z akrylátového skla (mléčného nebo čirého) a bývají provedeny v jednovrstvém, dvouvrstvém i třívrstvém provedení.
32
Manţeta se vyrábí z tvrzeného PVC nebo sklolaminátu jsou tepelně izolovány a dodávají se ve standardních výškách 150 aţ 500 mm. [9] 6.6.2.2 Pásové světlíky Pásové světlíky se uplatňují spíše u skladišť výrobních hal, velkoprostorových budov, supermarketů a podobných budov. Jedná se o varianty různých světlíků (obloukovitého, kopulovitého, sedlového …) Nosná část světlíků je tvořena zpravidla stavebnicovým systémem z lehkých slitin (Al, …), které umoţňují sestavit světlík potřebného rozměru při dodrţení všech zadaných poţadavků. Na jejich zasklení se pouţívají nejčastěji komůrkové polykarbonátové desky (dvou aţ šestistěnné). Při navrhování světlíků jak bodových tak i pásových se doporučuje spolupracovat se specialisty z oboru větrání a poţární ochrany, protoţe světlíky lze vyuţít jak pro odvětrání prostor pod světlíky, tak pro odvod kouře při poţáru. Při rozmísťování světlíků je potřeba vzít v potaz dráhu slunce v kaţdém ročním období, aby nedocházelo k oslnění pracovních míst přímým slunečním zářením. Celkovou plochou světlíků můţeme dosáhnout velkého mnoţství tepla do interiéru, vzniká nebezpečí přehřívání interiéru a s tím spojená nutnost častějšího větrání. [9]
7 Pracovní prostředí v prostorách objektu 7.1 Mikroklima Pro správný návrh vnitřního vybavení výstavby, či rekonstrukce objektu průmyslové haly je třeba správně znát pojem mikroklima. Hlavním důvodem je, ţe právě mikroklimatické parametry uvnitř budovy a správná kvalita prostoru uvnitř budovy mají největší vliv na pracovní pohodu pracovníků, jejich fyzické ale i psychické rozpoloţení a tím je velkou mírou ovlivňována produktivita práce i efektivita vyuţití pracovní doby.
33
Definice mikroklimatu: - teplota a vlhkost vzduchu (po dobu pracovní doby by měli být konstantní bez zbytečných rozdílů) - čistotou vzduchu (kontroluje se počet prachových částic v určitém objemu vzduchu uvnitř průmyslového objektu s ohledem na nároky a poţadavky technologie samotné a na pracovníky pracující v daném místě) - maximální přípustná hlasitost zvuku (její výšku určuje strojní vybavení, kterým je pracovní prostor vybaven)
7.2 Topení Abychom udrţeli u pracovníka vysokou produktivitu práce je nutné, aby pro něj byla zachována tepelná pohoda tím pádem udrţení správná teploty uvnitř interiéru, která nesmí být pro danou práci nízká ani vysoká. Dalším důleţitým faktorem je zamezit pracovníkům, aby nedostali pocit chladu a nepohody vlivem nedostatečného tepla. Proto je nutné uměle regulovat teplotu uvnitř výrobního objektu někdy i déle neţ polovinu roku. Jak moc teplotu v interiéru budeme muset uměle regulovat, záleţí na kvalitě obvodových konstrukcí. Od stavební konstrukce se odvíjí velikost a síla vytápěcího zařízení. 7.2.1 Rozdělení podle objektu Při instalaci topných zařízení v průmyslovém objektu je nutno brát v potaz typ objektu a za jakým účelem vznikl, také jaké jsou v něm provozní podmínky. Z tohoto hlediska je můţeme rozdělit podle jejich vyuţití do následujících směrů: - průmyslové objekty montáţní - průmyslové objekty - objekty skladovací - objekty výrobní - kombinace předchozích 7.2.2 Druhy vytápění Rozdělení způsobů vytápění lze provést z hlediska druhů teplonosného média, které má za úkol přenášet tepelnou energii ze zdroje tepla do míst určených k následnému ohřátí. Dále podle fyzikálního způsobu přenosu z teplosměnné plochy do
34
vytápěného prostředí. Dále podle vzájemného umístění spotřebiče tepla a jeho zdroje, popřípadě jejich sdruţení. [9] Rozdělení z hlediska teplonosného média: - teplovodní - horkovodní - nízkoteplotní - parní Rozdělení dle způsobu přenosu: - převáţně konvekční otopné soustavy - převáţně sálavé vytápění Rozdělení dle dispozice: - CZT (centrální zásobování teplem) - ústřední vytápění - lokální vytápění 7.2.3 Kombinace konvekční a sálavé otopné soustavy Jak jiţ bylo zmíněno v předchozích kapitolách, je velmi důleţité zajištění tepelné pohody osob pobývajících ve vytápěném prostoru. Eliminování negativního vjemového podráţdění nervové soustavy na základě subjektivního pocitu lze provést pro danou fyzickou činnost a pro dané tepelné vlastnosti buď: - zvýšením teploty vzduchu - zvýšením střední povrchové teploty stěn - kombinací obou způsobů Teplotu lze prakticky zvyšovat zejména prouděním (konvekcí), kdy se vzduch buď samovolně, nebo nuceně pohybuje podél stěny topného tělesa a ohřívá se. Střední povrchovou teplotu stěn lze zvýšit buď přímo jejich ohříváním – přívodem tepla pod povrch, nebo ozářením ze zdroje (zářiče) vhodně umístěného v prostoru. Ve skutečnosti se vţdy jedná o kombinaci proudění a záření (sálání), protoţe není moţné od sebe oba způsoby oddělit. Jak jiţ bylo uvedeno, druhy otopných soustav se od sebe odlišují podle převaţujícího zdroje tepla: 35
- soustavy převáţně konvektivní (s otopnými tělesy různých typů), kdy teplota vzduchu tv je větší neţ teplota stěn budovy ts - soustavy převáţně sálavé, kdy vzduch má niţší teplotu neţ stěny. Jsou to buď nízkoteplotní velkoplošné otopné soustavy podlahové, stropní a stěnové nebo soustavy se zavěšenými zářiči tmavými nebo světlými [9] 7.2.4 Konvektivní otopné soustavy Charakteristika konvektivního vytápění jako vytápění otopným tělesem o teplotě vyšší neţ je okolní vzduch, který se prouděním okolo nich ohřívá a následně pokrývá energetickou ztrátu prostoru. Systém těchto otopných soustav jsou pro vytápění průmyslových objektů nejvíce zastoupeny lokální větrací jednotky osazené ventilátorem a tepelným výměníkem. Tepelný výměník se dá pouţít podle rozdělení jednotky pro páru, vodu případně plyn. Pro tyto jednotky se vţil název SAHARA. Vzhledem k podmínění chodu ventilátoru jednotky pro její funkci mluvíme o nucené konvekci na rozdíl od otopných těles. Obecněji lze však tento způsob vytápění označit jako teplovzdušné větrání. Při vytápění teplým vzduchem se docílí rychlejšího náběhu teploty vzduchu v prostoru haly, vysoká teplota nutná na výstupu z ohřívače však způsobuje nerovnoměrné otápění prostoru proudem vzduchu a hromaděním teplejšího vzduchu v horních částech haly. To však ve svém důsledku zvyšuje tepelnou ztrátu objektu způsobenou vyšším tepelným gradientem teploty a s tím spojeným intenzivnějším tepelným tokem. Další fakt hovořící proti takovým jednotkám je zatíţení akustickým hlukem při chodu jednotky způsobené nejčastěji axiálním ventilátorem. Ohřívače můţeme rozdělit do základních kategorií: - přímo vytápěné – obsahují spalovací komoru na zemní plyn a jsou závislé pouze na přívodu plynu a elektrické energie pro pohon ventilátoru. - nepřímo vytápěné – tepelná energie pro ohřátí vzduchu je přiváděna pomocí teplonosného média [9]
36
7.2.5 Sálavé otopné soustavy Při sálavém vytápění sdílí otopná plocha jen menší část tepla konvekcí vnitřnímu vzduchu, kdeţto větší část tepla sdílí přímo, tj. bez prostřednictví vzduchu, na ostatní plochy (stěny) ohraničující vytápěný prostor. Jak bylo jiţ uvedeno střední teplota stěn, při sálavém vytápění dosahuje vyšší teploty neţ teplota vzduchu ve vytápěné místnosti. Poměr obou těchto teplot nemůţe být však libovolný, musí odpovídat podmínce tepelné rovnováhy prostoru. [9] Sálavé vytápění lze rozdělit do dvou základních druhů: 7.2.5.1 Velkoplošné vytápění podlahové, stěnové nebo stropní. Příslušná stavební konstrukce je zevnitř zahřívána trubkami, v nichţ proudí teplá voda. Nejobvyklejší konstrukcí otopné plochy pro velkoplošné sálavé vytápění je keramická nebo kovová deska zahřívaná trubkami, kterými proudí teplá voda. Ke stanovení výkonu sálavé plochy, která je zevnitř nerovnoměrně zahřívaná nelineárními zdroji tepla, je nutno znát průběh teploty po jejím povrchu, resp. střední povrchovou teplotu. Odvození její získání vychází z Groberovy teorie, kterou později převzal Kalous. Její uvádění není předmětné. Dále se zabírat tímhle vytápěním není potřeba, vytápění není vhodné pro navrhovaný objekt. 7.2.5.2 Vytápění sálavými panely – zářiči Sálavé panely rozlišujeme na dva druhy - tmavé zářiče - světlé zářiče 7.2.5.2.1 Vytápění tmavými zářiči Základním kritériem pro rozlišení typu zářičů je viditelnost jimi vysílaného záření. Viditelné světlo má vlnové délky od 390nm (fialová barva, 1nm = 10 -9 m), do 760nm (červená barva). Neviditelné infračervené paprsky mají vlnové délky od 760nm do 10-5nm a lidské tělo je vnímá jen jako tepelné záření. Kovové (ocelové) předměty nemění svou barvu (optické vlastnosti) aţ do povrchové teploty cca 425 oC. tato teplota můţe být tedy nejvyšší teplotou pro tmavé zářiče. Výhody tmavých zářičů: - teplota zářiče do 425oC 37
- lze je pouţít pro niţší haly a nízkoteplotní zářiče i pro obytné místnosti, - prašné prostředí nemůţe podstatněji ovlivnit jejich sálavý výkon, - při velkoplošném provedení (zavěšené sálavé pasy, stropní či podlahové otopné plochy) je za běţných podmínek dobrá rovnoměrnost sálání v místnosti Nevýhody tmavých zářičů: - niţší měrné výkony a z toho plynoucí velké rozměry sálavých ploch - větší pořizovací náklady a větší spotřeba materiálu - niţší sálavá účinnost a větší spotřeba energie pro stejný sálavý výkon neţ u světlých zářičů - v halách s jeřábovou dopravou působí jejich zavěšení provozní obtíţe nebo je jejich pouţití vyloučeno - pokud jde o tmavé zářiče s vlastními hořáky, vyhřívané spalinami, je obsah NO x v těchto spalinách průměrně 10x vyšší neţ u světlých zářičů s bezplamenným difuzním spalováním plynu - při dané pracovní činnosti je nutno volit vyšší teplotu vzduchu neţ u světlých zářičů, coţ vede k vyšším tepelným ztrátám [9] 7.2.5.2.2 Vytápění světlými zářiči Pracovní oblast světlých zářičů je od 500oC do 950oC, u plynových zářičů spalujících zemní plyn se jedná o horní polovinu uvedeného rozsahu. Plocha zářičů je naopak velmi malá, několik dm2 (max. 20 dm2). Vzhledem k těmto okolnostem, není moţno při řešení tohoto způsobu vytápění počítat s účinnou teplotou okolních ploch tu jako při řešení velkoplošného vytápění, nebo při vytápění zavěšenými sálavými panely, ale je nutno přímo zjišťovat teplo sdílené zářičem přímo k povrchu těla Qz a s tímto teplem počítat rovnici tepelné pohody. Světlý zářič s keramickou destičkou o teplotě 950oC bez předsazené kovové mříţky a neizolovaným reflexním zákrytem má sálavou účinnost okolo 65 %. Tepelnou izolací zákrytu a kovovou sálavou mříţkou lze zvýšit účinnost, aţ na 75 % coţ se povaţuje dnes za špičkovou hodnotu u plynových zářičů. Výhody světlých zářičů: - jsou vhodné pro haly s větší stavební výškou - mají mnohem menší rozměry pro stejný výkon neţ zářiče tmavé - niţší pořizovací náklady a niţší spotřeba materiálu na vlastní zářiče i na rozvodná potrubí 38
- mají vyšší sálavou účinnost a z toho plynoucí niţší spotřebu plynu nebo obecně niţší spotřebu energie neţ tmavé zářiče pro srovnatelný případ - rovnoměrnost sálání v místnosti při zavěšení v doporučované výšce je rovněţ dobrá, pokud vodorovné vzdálenosti zářičů nejsou větší neţ výška zavěšení - pokles sálavé účinnosti při osazení v šikmé poloze je u nich menší neţ u tmavých zářič, - snadná a nenáročná montáţ Nevýhody světlých zářičů: - nejsou vhodné pro prašné provozy – moţnost zanesení porézních keramických desek - vzhledem k intenzivnějším sálavým tokům při niţších teplotách, zvlášť u určitých technologií citlivých na osálání povrchů předmětů (např. lepení a schnutí výrobků ve formách nebo přípravcích) nutno pečlivě, nejlépe po zkouškách, volit rozmístění zářičů, případně zajistit tepelnou pohodu i jiným způsobem (v menší míře to platí i pro tmavé zářiče) [9]
7.3 Osvětlení V téhle části se bude řešit problematika osvětlení vnitřních prostorů. 7.3.1 Osvětlovací soustavy Osvětlovací soustava je funkčně ucelený soubor osvětlovacích prostředků (tj. světelných zdrojů, svítidel a jejich příslušenství), které vytváří v osvětlovacím prostoru světelné prostředí v závislosti na vlastnostech, stavu a rozmístění těchto prostředků a rovněţ na světelných vlastnostech osvětlovacího prostoru a v něm umístěného zařízení. Účelem osvětlovací soustavy je zajistit poţadovanou úroveň zrakového výkonu a zrakové pohody pro určitou činnost s přijatelnou spolehlivostí, bezpečností osob a majetku a při přiměřených nákladech. Podle pouţitých primárních zdrojů světla a funkčního rozsahu lze osvětlovací soustavy dělit: - soustavy denního osvětlení - soustavy umělého osvětlení - soustavy sdruţeného osvětlení - soustavy integrované, které jsou součástí klimatizačního systému 39
7.3.1.1 Denní osvětlení Denním osvětlením vnitřních prostorů se chápe jak osvětlení přírodním světlem slunečním i oblohovým pronikajícím do místností osvětlovacími otvory přímo, tak osvětlení přírodní světlem odraţeným od vnějších a vnitřních překáţek. Optimální poloha, tvar a velikost osvětlovacích otvorů závisí na mnoha činitelích, např.: charakteru okolí budovy. Oslnění sluncem a oblohou je nutno omezit na přijatelnou míru ve všech situacích vyskytujících se během dne i v průběhu ročních období. Výpočet a hodnocení denního osvětlení se provádí podle ČSN 73 0580. 7.3.1.2 Umělé osvětlení Soustavy umělého osvětlení zajišťují podmínky pro zrakovou činnost při nedostatku denního osvětlení v prostorech se zanedbatelným denním osvětlením a v bezokenních prostorech. Rozlišují se tyto druhy osvětlení: - normální osvětlení - poruchové osvětlení - technologické osvětlení Hlavní osvětlení určené pro hlavní zrakovou činnost lze podle způsobu zajištění a rozloţení osvětlenosti v prostoru dělit: - celkové osvětlení, realizované zpravidla rovnoměrně rozmístěnými svítidly - odstupňované osvětlení, aplikované jako energeticky úsporná varianta celkového osvětlení, kdy světlo je soustředěno na jednotlivá pracoviště - kombinované osvětlení, které je tvořeno celkovým nebo odstupňovaným osvětlením doplněným místním osvětlením - místní osvětlení se provádí přídavnými svítidly, umístěnými v blízkosti zrakového úkolu a osvětlujícími pouze příslušnou pracovní plochu Umělé osvětlení je řešeno v ČSN 36 0450.
40
7.3.1.3 Sdružené osvětlení Sdruţené osvětlení je záměrné současné osvětlení vnitřního prostoru denním a doplňujícím umělým osvětlením. Jeho význam spočívá v zajištění potřebného osvětlení v místnostech nebo jejich funkčně vymezených částech, kde není zajištěno dostatečné denní osvětlení pro danou činnost, např. ve větších vzdálenostech od oken a při zastínění pracovních ploch vnitřním vybavením interiéru. Pro navrhování, uţívání a kontrolu sdruţeného osvětlení platí ČSN 36 0020. Norma ČSN 73 058 tvoří spojovací článek mezi normou pro denní osvětlení a normou pro umělé osvětlení ČSN 36 0450. 7.3.2 Požadavky na osvětlení Poţadavky na osvětlení jsou vyvozeny z charakteristik druhu práce s ohledem k dalším funkcím osvětlovaných objektů. Základními kriterii pro stanovení kategorie osvětlení jsou zrakový výkon a zraková pohoda, přičemţ základní kvantitativní charakteristika je osvětlenost a kvalitativní charakteristikou je rovnoměrnost osvětlení a činitel oslnění. 7.3.3 Světelné zdroje Zařízení, která vysílají optické, zpravidla viditelné záření, resp. světlo se nazývají světelné zdroje. Podle vzniku světla se elektrické světelné zdroje v zásadě dělí na zdroje teplotní (např. ţárovky) a výbojové, které jsou buď nízkotlaké (např. zářivky či nízkotlaké sodíkové výbojky), nebo vysokotlaké (např. vysokotlaké rtuťové či sodíkové výbojky). Poţadavky na světelné zdroje jsou dány provozními parametry, tj. účinností, měrný výkon a kompatibilita se zařízením, v němţ mají být provozovány. Měrný výkon světelného zdroje je podíl vyzařovaného toku (lm) a příkonu (W). Jde tedy o jeden z nejdůleţitějších ukazatelů jakosti světelného zdroje, který charakterizuje efektivnost přeměny energie elektrické na světelnou. V následujícím obr.:11 jsou uvedeny měrné výkony (lm/W) jednotlivých skupin světelných zdrojů dosahované v dnešní době.
41
Obr.: 11 Měrný výkon světelného zdroje
Cena světelného zdroje je rovněţ jedním z důleţitých faktorů určujících efektivnost osvětlovací soustavy. Musí však být posuzována komplexně s dalšími parametry, určujícími jak investiční tak provozní náklady osvětlovací soustavy jako celku.
7.4 Rozvody vzduchu Především se zaměříme na systémy rozvodu stlačeného vzduchu pro průměry 28 mm. Při rozvodu stlačeného vzduchu je důleţité splnění hlavně dvou kritérií: 7.4.1 Doprava stlačeného vzduchu v nezměněné kvalitě. Je třeba zajistit, aby nedocházelo ke znehodnocení vzduchu, např. vlivem nečistot v potrubí, korozí apod. V praxi investuje mnoho provozovatelů značné prostředky do úpravy a filtrace stlačeného vzduchu v kompresorové stanici, a přitom následně dopravuje stlačený vzduch např. zkorodovaným potrubím a tak vzduch opět znehodnocuje, coţ má nepříznivý vliv na produktivitu a ţivotnost připojených strojů. [10]
42
7.4.2 Doprava stlačeného vzduchu o nezměněném tlaku. Vzduch musí být dopravován s minimálními ztrátami v potrubí. Ztráty jsou většinou způsobeny turbulencemi při proudění či netěsnostmi. Systém spojek je pouţitelný zejména pro hliníkové a polyamidové trubky, mají značné přednosti pro své specifické vlastnosti, pouţívají se ale i pro měděné trubky či trubky z VPE. Důleţité je to, aby potrubí mělo kalibrovaný průměr a tak zaručenou těsnost. Rozsah pouţití mosazných spojek je od –20 do +60 °C. Tlak můţe být do 1,6 MPa (16 bar) při teplotě 20 °C. Do spojek se trubka pouze zasouvá, přídrţné prstýnky ji spolehlivě drţí i při maximálním tlaku. Tento pruţný krouţek má výrazně více dílů neţ dosud pouţívané systémy, a jeho spolehlivost je proto vyšší. Montáţ potrubí je jednoduchá a rychlá. Naopak demontáţ je moţná pouze tehdy, je-li pouţit speciální nástroj, který rozpojení umoţní. Tak je zajištěno, ţe demontáţ rozvodu neprovede neoprávněná osoba. Spojka obsahuje těsnicí krouţek kruhového průřezu (tzv. O-krouţek), který je odolný proti oleji obsaţenému ve stlačeném vzduchu a proti agresivnímu kondenzátu. To zajišťuje výrazně delší ţivotnost celého systému. Spojky zaručují plný průtok a optimální proudění s minimální turbulencí, coţ výrazně sniţuje ztráty tlaku v systémech. Spojky jsou také odolné proti korozi, necitlivé k výkyvům teplot a mechanické zátěţi, která je způsobena např. dilatací potrubí. To je důleţité zejména při pouţití plastového potrubí, které má velkou tepelnou roztaţnost. Smontovaný rozvod je okamţitě připraven k pouţití. Důleţitá je také skutečnost, ţe v případě potřeby rozšířit rozvod není nutné ţádné svařování, řezání apod. S pouţitím jednoduchého a běţně dostupného nářadí je moţné rozvod za velmi krátkou dobu upravit. V současné době se kvůli poţadavkům na kvalitu u rozvodů stlačeného vzduchu, popsaným v úvodu, stále častěji upouští od dříve tradičních materiálů, jako jsou tzv. černá ocel a pozinkované potrubní rozvody. Nahrazují se stále více materiály z plastů či potrubím z hliníku a mědi. Na výrobu trubek z plastu se převáţně pouţívá polyamid. [10]
43
7.5 Zvláštní úprava lakovny Lakovny se řídí zvláštní legislativou: Vyhláška č. 48/1982 Sb. Nařízení vlády č. 406/2004 Sb. Pokud jsou v lakovně otvory v poţárních stěnách nebo ve stropech, musí být provedeny tak, aby nedovolovaly šíření ohně do lakovny nebo z ní. V místnostech bezprostředně sousedících s lakovnou nesmějí být v blízkosti vstupu do lakovny zdroje jiskření ani otevřeného ohně. Lakovny nesmějí být pouţívány pro skladování nátěrových hmot. Topná tělesa musí být upravena nebo umístěna tak, aby se na ně nemohly stavět nádoby s nátěrovými hmotami ani nalakované předměty k sušení. Po skončení práce musí pracovníci z lakovny odstranit nátěrové hmoty, hořlavé kapaliny a jejich zbytky. V zařízeních pro úpravy nátěrovými hmotami musí být zabezpečeno, aby koncentrace výparů v ţádném místě nepřesáhla 25 % spodní meze výbušnosti. Výpary kapalin a částice nátěrových hmot rozptýlené při stříkání musí být kromě toho odsávány místně, případně celkově, jestliţe pouţitá technologie zaručuje malý rozptyl. Odsávací potrubí musí být opatřeno filtry z nehořlavého materiálu nebo jiným zařízením na zachycování částic nátěrových hmot před vstupem do potrubí. Dojde-li k poruše odsávacího zařízení, musí být nanášení nátěrových hmot ihned přerušeno. Stříkací pistole s automatickým ovládáním musí být zajištěny tak, aby stříkání mohlo započít aţ po zapnutí odsávacího zařízení. Jako rozprašovací látka se nesmí při stříkání pouţívat kyslík ani hořlavé plyny. Ruční stříkání nátěrových hmot s obsahem olovnatých sloučenin je zakázáno. Nátěrové hmoty s obsahem chromanů smějí být nanášeny ručním stříkáním jen v místně odsávaných prostorech. [11] V zařízení pro elektrostatické nanášení se smí pouţívat pouze nátěrových hmot s bodem vzplanutí vyšším neţ 21°C. Zaměstnanci pověření obsluhou zařízení v lakovně musí být seznámeni: -
s místním provozním řádem
-
poţárním řádem pracoviště
-
s poplachovými směrnicemi apod.
44
-
včetně přezkoušení z teoretických a praktických znalostí obsluhy zařízení (zkoušky znalostí 1x za 3 roky) Provozní řád má obsahovat zejména: způsob a četnost výměny náplně filtrační
skříní, dobu, kdy musí být spuštěna vzduchotechnika zajišťující výměnu vzduchu před zahájením a po ukončení práce, popis opatření, která musí být provedena v případě poruchy vzduchotechnického zařízení (např. otevření oken, dveří, odstranění nátěrových barev z lakovny apod.), zásady osobní hygieny při zacházení s nátěrovými hmotami, poskytování první pomoci. Větrání lakovny se řeší podle ČSN 65 0201 (výměnou vzduch min. 6 x za hodinu) jako podtlakové. Vzduch odsávaný z lakovny nahrazován tak, aby byl udrţen podtlak. V prostorách, kde se vyskytují hořlavé kapaliny I. a II. třídy nebezpečnosti, musí být zajištěno havarijní větrání s desetinásobnou výměnou vzduchu za hodinu (havarijní větrání). Páry většiny ředidel a rozpouštědel jsou těţší neţ vzduch, shromaţďují se na nejniţším místě podlahy a odtud musí být odváděny. [11]
8 Vlastní práce Ve vlastním řešení práce se budu zabývat rekonstrukcí a dispozičním řešením projektu výrobního podniku v oblasti dřevozpracujícího průmyslu.
8.1 Vlastní popis objetu Stav průmyslových objektů v České republice po stránce stavebně technické a tepelně izolační není na nejlepší úrovni, ale pomalu se to zlepšuje. Především díky výstavbě nových hal a rekonstrukcím těch starých. Ještě před zahájením návrhu rekonstrukce jsem provedl podrobný průzkum, abych zjistil odpovídající stav konstrukce, převáţně jsem kontroloval pouţité materiály pouţité při stavbě a jejich tloušťky. Před zahájením rekonstrukce objektu doporučuji ještě zavedení sond, popř. jsou-li vhodné klimatické podmínky, provést termovizní měření spojené např. s měřením tepelného odporu, resp. součinitele prostupu tepla nebo spárové průvzdušnosti okny, vraty a dveřmi. Dále bych doporučil provést tepelně technické hodnocení podle ČSN 73 0504 u všech obvodových konstrukcí, které bude v plánu rekonstrukce. Ještě bude potřeba provést energetické hodnocení stávajícího stavu, tj. vypočítat všechny tepelné charakteristiky objektu. Zjištěné hodnoty porovnáme s hodnotou, 45
kterou připouští norma. U částí, které nebudou vyhovovat, tj. nevejdou se do hodnot tepelného odporu připouštěných normou, bude třeba provést návrh změn, který po následném přepočítání bude splňovat normou stanovené hodnoty. Objekt je částečně rekonstruován, jsou udělány nové ţelezobetonové podlahy, které splňují normy pro zakázkovou výrobu nábytku svou pevností, vnitřní strukturou a povrchovou vrstvou. Na celém objektu jsou nová plastová okna s dvojitým izolačním sklem. Částečně je rekonstruované zdivo. Z vnitřní strany jsou bílé sádrové omítky na, kterých se neusazuje tolik prachu jako na omítkách klasických.
8.2 Výběr varianty Vypracovaly se dvě varianty dispozičního rozloţení strojů a byla vybrána vhodnější z nich. V obou případech se podařilo oddělit část výrobní od části montáţní, aby stroje nerušily v montáţní části. Jednou byl zvolen chod materiálu zleva doprava a podruhé opačně zprava doleva. Jako vhodnější varianta dispozice strojního vybavení se vybrala varianty číslo II. V této variantě jsou lépe rozmístěny stroje, kolem kterých se nachází větší mnoţství odkládacích ploch, na které se umístí dílce uloţené na paletách. Do varianty II se podařilo vhodněji umístit strojní zařízení tak aby se pracovníci obsluhující stroje vzájemně nerušili a měli dostatečnou pracovní pohodu. V této variantě se nebudou cítit stísněně a nebudou jim pod nohama zavazet palety s dílcem. Ve variantě II se bral zřetel na denní světlo, které tam proniká okny a pracoviště jsou umístěny tak aby byli ideálně osvětlována.
46
8.3
Vybavení stroji a zařízeními
8.3.1 Velkoplošná pila HOLZHER – CUT 85 Industry 6210
Obr.: 12 Velkoplošná pila HOLZHER – CUT 85 Industry 6210
Typ pily s řezným cyklem směrem od příloţného pravítka (tj. garáţ vozík je vpravo). Horní přítlačný trámec je ovládán pneumaticky a je moţné podle typu řezaného materiálu nastavit přítlačnou sílu. Pilový agregát se po THK vedeních pohybuje rychlostí aţ 100 m/min, přičemţ rychlost posuvu lze plynule regulovat. Boční doraz se pohybuje taktéţ na THK vedeních rychlostí aţ 80 m/min. Na tomto stroji lze vytvářet dráţku nebo polodráţku ve 2 nastavitelných hloubkách (např. 7 mm a 14 mm). [12] Parametry: Délky řezů (mm) 3250 šířka řezů (mm) 3150 Výška řezu/přesah pilového kotouče (mm) 85/97 Výkon motorů – hlavní/předřez (kW) 11/2,2 Rychlost pojezdu pilového agregátu (m/min) 0-100 47
Rychlost pojezdu bočního dorazu (m/min) 0-80 Standardní výbava: Volitelná výška řezu – moţnost dráţkování Automatická délka řezu – rozpoznání konce dílce Boční přítlak – přítlak úzkých dílců k bočnímu pravítku 60 - 1300 mm 3 ks vzduchových stolů o rozměru 1800x600 mm Zbytkový řez – moţnost zajetí kleštinami aţ pod trámec a tím pádem moţnost řezu na nulové pozici 6 ks upínacích kleštin na bočním dorazu Ovládání CUTCONTROL 2 s 15“ TFT monitorem a PC s procesorem INTEL Pentium Optimalizační software OPTI-PRO
48
8.3.2 Olepovačka hran HOLZHER - ARCUS 1334
Obr.: 13 Olepovačka hran HOLZHER ARCUS 1334
Olepovačka vyšší třídy s ovládáním jednotlivých agregátů z ovládacího panelu pro rychlé a přesné přestavení stroje volbou programu. Zcela nová konstrukce základního rámu – podstatně zesíleného pro maximální tuhost a přesnost uloţení agregátů, vedení podávacího pásu na kulatém profilu aj. Pneumaticky ovládaná závora vkládání dílců = max. zkrácení mezery mezi jednotlivými dílci. Pro olepování desek do max. tloušťky 60 mm, maximální tloušťka hran do 8 resp. 15mm. [13] Technický popis: -moţnost pouţívat hrany v rolích v tl. 0,4 - 3 mm nebo nákliţky do tl 8 mm -pro různé druhy materiálů: dýha, fólie, melamin, masivek, PVC, ABS aj. -výška hrany max. 66 mm -výška dílce 6 – 60 mm při tloušťce hrany max. 3 mm -výška dílce 6 – 40 mm při tloušťce hrany max. 8 mm 49
-podávací rychlost variabilní posuv 8 - 18 m/min -SPS programování: tzv. traťové body, aktivace a nastavení jednotlivých agregátů -počítadlo provozních hodin, počtu kusů a délky nalepených hran s moţností ukládání jednotlivých zakázek do paměti -nastavitelná náběţná hrana v zásobníku -nastavitelná rovina zásobníku hran pro nastavení optimálního přesahu spodní hrany -nakládací kolo zásobníku hran v roli ø 820 mm -podávací pás s centrálním mazáním (ručně) -motorické nastavení výšky přítlačného trámce -výsuvná podpěra pro velké dílce -otočný ovládací panel -bezpečnostní prvky a protihlukové kryty -frekvenční měniče 200 a 300 Hz
50
8.3.3 CNC obráběcí centrum
Obr.: 14 CNC obráběcí centrum HOLZHER PROMASTER S 7023
HOLZHER - PROMASTER S 7023 Slouţí k obrábění především velkoplošných formátů – desek z lamina, DTD, MDF, masivu a podobných materiálů. Určeno pro zakázkovou výrobu v menších a středních provozech. Konstrukce stroje dostatečně tuhá, umoţňuje pouţití vysokých rychlostí posuvu a dlouhou ţivotnost uloţení agregátů. Masivní svařovaný rám stroje s broušenými prismatickými vedeními ve všech osách. Kuličkové šrouby pro posuv jednotek v osách y, z, ozubený hřeben v ose x. Základní provedení stroje: Trámcový stůl se 4 mi konzolami, kaţdá konzola s jedním dorazem a dvěma přísavkami, 18 vertikálních vrtáků s roztečí 32 mm, dvojice horizontálních vrtáků pro osu X, dvojice horizontálních vrtáků pro osu Y, volné místo pro další dvojici horizontálních vrtáků v ose X, volné místo pro pilový agregát pro osu X, frézovací agregát 6.5 kW, 2 pracovní pole, vakuová pumpa 100m3. Variantně moţno provedení s pevným stolem nebo rastrovým stolem namísto trámců. 51
PC ovládací pult, s 15" LCD monitorem, síťová karta, integrovaný modem CDROM/CD-RW Windows XP. SIEMENS Sinumerik 810 D - kompaktní digitální řízení. CAMPUS – ovládací software pro Windows v českém jazyce, parametr/makro programování,
programování
podle
vzorců
a
proměnných,
volné
grafické
programování, CAD funkce, DXF rozhraní CABINET CONTROL LIGHT - základní verze software umoţňující konstrukci jednoduchých výrobků – skříňového nábytku, včetně náhledu, konstrukce, kalkulace a vizualizace – umoţňuje přímý rozpad výrobku na jednotlivé dílce – kusovník - s automatickým vygenerováním obsluţného programu pro jednotlivé dílce. [13]
52
8.3.4 Formátovací pila ROBLADN Z 3200
Obr.: 15 Formátovací pila ROBLAND Z 3200
Formátovací pila vyšší řady ze sortimentu firmy ROBLAND má moderní robustní ocelovou konstrukci stojanu, desku stolu ze silnostěnné litiny a vrchní část pojezdového vozíku v celohliníkovém provedení se zvýšenou tuhostí proti ohybu. Pojezdový vozík má prizmatické vedení pomocí valivé klece s kuličkami, které pojíţdí po kalených tyčích. Toto uspořádání pojezdu vozíku má nízký valivý odpor a dlouhou ţivotnost, provedení je velmi odolné proti opotřebení a nečistotám. Proto je na uloţení pojezdového vozíku poskytována záruka 6 let!. V základním provedení stroje je motorické naklápění pilového agregátu v rozmezí 0-45°, motorický zdvih a klesání pilového kotouče. Podpěrné saně s výsuvným příčným pravítkem do délky 3200 mm, pouţitelné oboustranně. V případě úhlového řezu lze toto příčné pravítko nastavit na libovolný úhel, pro úhlové řezy na malých dílcích lze dokoupit malé úhlové pravítko, které se montuje do přední části vozíku. Troje otáčky jsou přestavitelné změnou polohy klínového řemenu. Motor má automatickou brzdou. Seřizovací mechanizmus předřezu je na pravém boku pily, nastavování se provádí bez pouţití nástrojů a díky ukazateli boční polohy je nastavení předřezového kotouče vůči hlavnímu kotouči záleţitostí krátké chvíle. Povrch vozíku a pravítek je eloxovaný. Rameno s krytem pro horní odsávání a zadní prodlouţení stolu jsou zahrnuty ve standardní výbavě stroje. Jako podpěra pro velké desky je standardně dodáván podpěrný stůl, který se osazuje z boku na pojezdový vozík. Za příplatek si lze dokoupit digitální ukazatel polohy zaráţky na příčném pravítku, digitální ukazatel polohy podélného pravítka. [14]
53
8.3.5 Podlahový stříkací box EKO-LAK - MOS 2500
Obr.: 16 Podlahový stříkací box EKO-LAK - MOS 2500
Pracovní prostor:
šířka 2 500 mm, výška 1 950 mm
Odsávané mnoţství vzduchu:
2,4 m3/s (8 600 m3 /hod.)
Tlaková ztráta:
300 Pa
Elektrický příkon:
3,6 kW
Nejprodávanější typová velikost umoţňuje denní pouţívání na nástřik výrobků odpovídajících rozměrů. Typické vyuţití nalézá při výrobě dřevěných oken, nábytku, různých strojírenských výrobků. [15]
54
8.3.6 Odsavač pilin ACword - FT 504
Obr.: 17 Odsavač pilin ACword – FT 504
Nejvýkonnější řada odsávacích strojů s odpadními vaky. Velmi kvalitní motor o příkonu 3 kW je zárukou vysokého výkonu a přitom umoţňuje značné úspory energie při dlouhodobém provozu. Kombinace filtrů zaručuje optimální filtrační plochu. Pro odsávání od několika strojů současně, např. od srovnávacích, tloušťkovacích a čtyřstranných frézek, rozmítacích pil, okenních center, CNC strojů, apod. Velmi často pouţívaná varianta pro centrální odsávání menší stolárny. [16] Při odsávání pilin musí být dodrţena norma ČSN EN 12779.
Odsávací kapacita Podtlak na vstupu Odsávací rychlost
8700 m3/h 1800 Pa 35 m/s
Filtrační plocha Objem odpadních vaků
18 m2
Hlučnost Hmotnost Výška Šířka Délka
1,33 m3
Připojovací hrdlo Napětí Frekvence Výkon motoru Počet fází
300 mm 400 V 50 Hz 3 kW 3
87 dB 171 2900 750 3450
kg mm mm mm
55
8.3.7 Kompresor ATLASCOPCO - ZH 4000+ - 26000+
Obr.: 18 Kompresor Orlík – SKS 51/500
Technologie: Vodou chlazené odstředivé kompresory Výkonnost: Výkonnost kompresoru 3500 aţ 27000 m3/h Tlak: Výstupní tlak 2 aţ 13 bar(e) Velikost motoru: 315 aţ 2750 kW – 50 Hz nebo 500 aţ 3500 Hp – 60Hz Hladina hluku: 68 aţ 85 dB(A) Šroubový kompresor má nulový obsah oleje a je certifikován dle normy ISO 8573-1 třídy 0 (2001) [17]
56
8.3.8 Odsavač pilin ACword - FT 302
Obr.: 19 ACword - FT 302
Odsávací kapacita Podtlak na vstupu Odsávací rychlost Filtrační plocha Objem odpadních vaků
Hlučnost Hmotnost Výška Šířka Délka
80 68 2600 740 1700
3600 1740 41 4,9 0,4
m3/h Pa m/s m2 m3
Připojovací hrdlo Napětí Frekvence Výkon motoru Počet fází
180 400 50 1,1 3
mm V Hz kW
dB kg mm mm mm
57
9 Diskuze Nakolik bude dispozice rozmístění strojů funkční a kvalitní ukáţe jedině čas a provoz samotný. Jediný a nejúčinnější způsob kontroly vhodného rozmístění je v takto zařízených prostorech vyrábět a pracovníci sami postupem času zjistí, jestli jim při manipulaci s materiálem nějaká překáţka překáţí či nikoliv. Kolem kaţdého stroje je ponechána dostatečná vzdálenost na kaţdou stranu. Rozměry dostatečné vzdálenosti vychází z maximálních obráběných rozměrů materiálu, v našem případě se jedná o LTD nejčastějšího rozměru 2800x2070 mm. Tato vzdálenost se neměří od začátku/konce stroje, ale od začátku/konce nástroje. Návrh rozloţení strojů není konečný, v nábytkářském provozu musí firmy neustále modernizovat svůj strojový park, aby udrţely kvalitu výrobků minimálně na stejné úrovni jako konkurence. Technologie strojů a obráběných materiálu jde velmi rychle kupředu a kaţdé vedení nábytkářské firmy má přehled o nových technologiích a snaţí se v rámci finančních moţností reagovat a disponovat lepšími stroji neţ konkurence. Uţ při výběru strojů se přihlíţelo ke stávajícímu půdorysu a především se bral ohled na zpracovávaný materiál. Rozmístění strojů je voleno vhodně a logicky, aby byl tok materiálu plynulý a bez zbytečných časových prostojů, smyslem není, aby materiál leţel na paletě, ale plynulé zpracování v dílně s návazností na montáţ u zákazníka.
58
10 Závěr Rozmístění strojů do stávajícího půdorysu se provádělo ve dvou variantách, z nichţ byla vybrána vhodnější varianta, tato moţnost více vyhovuje organizaci a řízení zakázkové výroby nábytku, především lepší kontinuitou návaznosti strojů v průběhu výroby. Vyhovuje po stránce technické obsluhy strojů, ke kaţdému stroji se dá přistoupit i ze zadní strany odkud se provádí jeho pravidelná údrţba. V první části se nachází část výrobní a sklad LTD uloţených vertikálně na kovovém stojanu poblíţ velkoplošné pily. Pouţitím velkoplošné pily docílíme přesného řezu na desetiny milimetru a mnohem rychlejšího dělení plošných materiálů neţ v případě řezání na formátovací pile. Velkoplošná pila má omezenou moţnost řezu a proto byla ponechána i pila formátovací. Olepovačka hran byla pouţita z kategorie vyšší třídy s kvalitním olepováním hran. Díky CNC obráběcím centru dosáhne výroba nejvyšší přesnosti při obrábění a na desetinu milimetru přesně navrtané všechny otvory do boků a ploch dílců. Velkoplošná pila a CNC centrum má za následek zvýšení kvalifikovanosti pracovníků, především v předvýrobní fázi. Programy pro velkoplošnou pilu a CNC centrum bude chystat člověk s vysokými znalostmi praktickými i teoretickými a samozřejmě výbornou znalostí práce na PC. V montáţní části se budou výrobky montovat do podsestav, které budou expedovány k zákazníkovi a na místě montovány. Často se bude jednat o nábytek vestavěný, nebo pevně spojený se zdí, proto nebude moţné, aby si jej zákazník odvezl sám v kartonových krabicích, sám si jej sloţil a namontoval.
59
11 Resumme The deployment of machines in the current floor plan is carried out in two variants, from which was a more appropriate option selected, this option is more suitable organization and management of custom-made furniture, particularly better continuity of machinery during production. It meets the technical operation of machines, each machine can be proceeded even from the back side from where it is carried out regular maintenance. The first part is a part of production and LTD warehouse stored vertically on a metal rack near the large saw. Using the large saws is achieved cutting the exact tenth of a millimeter and a faster cutting of flat materials than in the case of cutting the sizing saw. Large saw has limited ability to cut and therefore was left also the formatting saw. Edge banding machine was used for high-end category with a quality edge lipping. With CNC machining center production reaches the highest precision during machining and a tenth of a millimeter precise drilling any holes in the sides and flat parts. Large saw and CNC machining center is to increase the competence of workers, particularly in the pre-stage. Software for large saw and CNC center will prepare a person with high practical and theoretical knowledge and, of course, excellent PC skills. At the installation area the products are assembled into subassemblies that are shipped to the customer and installed on site. It will be often a built-in furniture, or firmly attached to wall, therefore is not possible for the customer to take it in cardboard boxes an to build it himself at home.
60
12 Seznam použitých zdrojů [1]
PLOS, J. -- ŠTĚPÁN, P. a kol. Praktická příručka plánování území a projektování staveb: výklad standardů výkonů a dokumentace, technických norem a postupů pro architekty, urbanisty a inţenýry. Praha: Verlag Dashöfer, 2004. 1 s. ISBN 8086229-26-2.
[2]
ZEMIAR, J. a kol. Technológia výroby nábytku. 1. vyd. Zvolen: Technická univerzita vo Zvolene, 2009. 286 s. ISBN 978-80-228-2064-6.
[3]
TRÁVNÍK, A. SVOBODA, J. Organizace a řízení výrobního provozu. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, 2008. 165 s. ISBN 978-807375-190-6.
[4]
TRÁVNÍK, A. Administrativa provozu. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita, 2004. 178 s. ISBN 80-7157-750-2.
[5]
TRÁVNÍK, A. Technologické operace výroby nábytku. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, 2005. 178 s. ISBN 80-7157-865-7.
[6]
TRÁVNÍK, A. Technicko technologická příprava výroby nábytku. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita, 2003. 76 s. ISBN 80-7157-679-4.
[7]
BRUNECKÝ, P. Standardy nábytku. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, 2009. 121 s. ISBN 978-80-7375-297-2.
[8]
BOTÍK, J. Modelový závod na výrobu nábytku pro potřeby výuky. Diplomová práce. Brno: MENDELU Brno, 2010. 80 s.
[9]
PROJEKTA spol. s r.o. Energeticky úsporné koncepce výstavby a rekonstrukce průmyslových objektů. MAREŠ, M.; DOLEŢAL, M.; HOŠEK, J. Energeticky úsporné koncepce výstavby a rekonstrukce průmyslových objektů [online]. Praha 2 : Česká energetická agentura, 2009 [cit. 2011-04-10]. Dostupné z WWW:
.
[10] Rozvody stlačeného vzduchu v praxi. FCC Public s. r. o. : AUTOMA - Časopis pro automatizační techniku [online]. Leden 2002, 2002, 01, [cit. 2011-04-10]. Dostupný
z
WWW:
. 61
[11] Http://www.guard7.cz [online]. 2005 [cit. 2011-04-29]. Guard7.cz. Dostupné z WWW: . [12] Formatovaci-pily.cz : http://formatovaci-pily.cz/ [online]. 2010 [cit. 2011-05-01]. Dostupné z WWW: . [13] Epimex.cz : http://www.epimex.cz/ [online]. 2010 [cit. 2011-05-01]. Dostupné z WWW: . [14] Levnestroje.cz : http://www.ephttp://www.levnestroje.cz/ [online]. 2010 [cit. 2011-05-01]. Dostupné z WWW: . [15] Www.eko-lak.cz : http://www.eko-lak.cz/ [online]. 2010 [cit. 2011-05-01]. Dostupné z WWW: . [16] Acword.cz : http://www.acword.cz/ [online]. 2010 [cit. 2011-05-01]. Dostupné z WWW:
technika/produkty/odsavace-rady-ft/FT-504-826.htm?setlng=cz>. [17] Productpagesct.atlascopco.com : http://productpagesct.atlascopco.com [online]. 2010
[cit.
2011-05-05].
Dostupné
z
WWW:
.
62
13 Seznam obrázků Obr.: 1 Obvodová konstrukce
21
Obr.: 2 Obvodová konstrukce s vnějším zateplením
21
Obr.: 3 Obvodová konstrukce s vnitřním zateplením
22
Obr.: 4 Obvodová konstrukce z tepelně izolační vrstvy
23
Obr.: 5 Tepelně izolační vrstva nad hydroizolační vrstvou
27
Obr.: 6 Tepelně izolační vrstva pod hydroizolační vrstvou
28
Obr.: 7 Jednoplášťová střecha s klasickým uspořádáním vrstev
29
Obr.: 8 Jednoplášťová střecha s obráceným pořadím uspořádáním vrstev
30
Obr.: 9 Dvouplášťová střecha
31
Obr.: 10 Střecha s tepelně izolačním podhledem
32
Obr.: 11 Měrný výkon světelného zdroje
42
Obr.: 12 Velkoplošná pila HOLZHER – CUT 85 Industry 6210
47
Obr.: 13 Olepovačka hran HOLZHER ARCUS 1334
49
Obr.: 14 CNC obráběcí centrum HOLZHER PROMASTER S 7023
51
Obr.: 15 Formátovací pila ROBLAND Z 3200
53
Obr.: 16 Podlahový stříkací box EKO-LAK - MOS 2500
54
Obr.: 17 Odsavač pilin ACword – FT 504
55
Obr.: 18 Kompresor Orlík – SKS 51/500
56
Obr.: 19 ACword - FT 302
57
14 Seznam tabulek Tab.: 1 Normové hodnoty tepelného odporu ............................................................... 20 Tab.: 2 Nejniţší přípustné normové povrchové teploty ............................................... 24 Tab.: 3 Nejniţší přípustné normové povrchové teploty ............................................... 24
15 Seznam příloh Příloha: 1 Návrh technologie
63
