SLOVENSKÁ POĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA V

NITRE

TECHNICKÁ FAKULTA

2123414

HYGIENA PRACOVNÉHO PROSTREDIA VO VYBRANOM

VÝROBNOM OBJEKTE

2010/2011 Igor Bojda, Bc.

SLOVENSKÁ POĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA

V NITRE

TECHNICKÁ FAKULTA

HYGIENA PRACOVNÉHO PROSTREDIA VO VYBRANOM

VÝROBNOM OBJEKTE

Diplomová práca

Študijný program: Spoľahlivosť a bezpečnosť technických

systémov

Študijný odbor: 2386800 Kvalita produkcie

Školiace pracovisko: Katedra Stavieb

Školiteľ: Jana Lendelová, Ing., PhD.

Nitra, 2010/2011 Igor Bojda, Bc.

Čestné vyhlásenie

Podpísaný Igor Bojda vyhlasujem, ţe som záverečnú prácu na tému „Hygiena

pracovného prostredia vo vybranom výrobnom objekte“ vypracoval samostatne

s pouţitím uvedenej literatúry.

Som si vedomý zákonných dôsledkov v prípade, ak uvedené údaje nie sú pravdivé.

V Nitre 9. marca 2011

Igor Bojda

Poďakovanie

Týmto ďakujem vedúcej diplomovej prace Ing. Jane Lendelovej, PhD. za odborne

vedenie, pripomienky a cenne rady ktoré my boli poskytnuté na vypracovanie

diplomovej práce.

Abstrakt

Diplomová práca sa zaoberá hygienou pracovného prostredia vo vybranom

poľnohospodárskom objekte na školskej farme v Oponiciach.

Cieľom diplomovej práce bolo navrhnúť stavebno-technické riešenie ochrany ľudí

a zvierat z hľadiska hygieny pracovného prostredia v zimnom období. Úloha bola

spracovaná na základe uskutočnených termovíznych a mikroklimatických meraní

v dojárni na školskej farme v Oponiciach. Optimalizáciou stavebno-technických riešení

boli vypracované systémy na zaistenie hygieny práce a pracovného prostredia v zimnom

období z hľadiska teploty a vlhkosti.

Kľúčové slová: teplota, vlhkosť, dojáreň, strešná konštrukcia, hygiena pracovného

prostredia

Abstract

The diploma thesis deals with the hygiene of workplace in the selected agricultural

object of the school farm in Oponice.

The aim of the thesis was to create a constructional and technical design of

protecting both workers and animals from the perspective of the workplace hygiene

during winter periods. The task had been processed on the basis of thermovisual and

microclimatic measurings taken in the milking area of the Oponice school farm. By

optimizing the constructional and technical designs the systems ensuring the work and

workplace hygiene during winter periods from the aspects of temperature and humidity

were carried out.

KEY WORDS: temperature, humidity, milking area, roof construction, workplace

hygiene

6

Obsah

Úvod 8

1 Prehľad o stave riešenej problematiky 9

1.1 Kvalita prostredia v objektoch 9

1.1.1 Tepelná pohoda 10

1.2 Vykurovacie systémy 10

1.2.1 Elektrické podlahové vykurovanie 10

1.2.2 Vykurovanie závesnými sálavými panelmi 11

1.2.3 Infračervené plynové ţiariče 13

1.2.3.1 Tmavé ţiariče 14

1.2.3.2 Svetlé ţiariče 15

1.2.4 Infračervené elektrické ţiariče 16

2 Počítačové programy AutoCAD, 3ds Max 6 18

2.1 História programov CAD, AutoCAD 18

2.1.1 Program AutoCAD 18

2.1.2 Technológie CAD, CAE, CAM 19

2.2 Programu 3ds Max 6 20

2.2.1 Uţívateľské rozhranie a pracovné pohľady v programe 3ds Max 6 22

2.2.2 Vytváranie objektov v programe 3ds Max 6 23

2.2.3 Modelovanie v programe 3ds Max 6 24

3 Cieľ práce 25

4 Metodika práce 26

7

5 Výsledky práce 30

6 Záver 48

7 Diskusia 50

Pouţitá literatúra 52

Prílohy 54

8

Úvod

Ľudia sa odpradávna snaţia zveľaďovať svoje prostredie nielen kvôli pohodliu,

estetike, ergonómii ale hlavne, v posledných rokoch tak dôleţitej, hygiene. Hygiena ako

obsiahly vedný odbor, ktorý rok čo rok so zvyšujúcimi sa nárokmi na bezpečnosť,

ochranu zdravia a enviromentu, naberá na dôleţitosti. Ľudia si čím ďalej tým viac

uvedomujú dôleţitosť vytvárať nové myšlienky ohľadom zlepšenia ochrany svojho

zdravia a okolia, enviromentu, ktoré následne transformujú do noriem, smerníc

a nariadení.

Jednou z vetiev hygieny je hygiena pracovného prostredia. Do hygieny

pracovného prostredia spadajú aj poľnohospodárske objekty , v ktorých sa vyskytujú

potravinárske produkty a preto kontrola hygieny v týchto objektoch naberá

v posledných rokoch na dôleţitosti.

Je teda dôleţité uţ pri samotnom návrhu poľnohospodárskych objektov dbať na

pravidlá hygieny a navrhnúť múry, vetranie, inţinierske siete respektíve celý objekt tak

aby spĺňal naň kladené nároky, ktoré sú zahrnuté v príslušných normách, smerniciach

a nariadeniach vyplývajúcich zo zákona pre daný poľnohospodársky objekt, pre danú

prevádzku.

Vďaka takto hygienicky zabezpečenej stavbe, dokáţeme zlepšiť nielen zdravie

poľnohospodárskych produktov, zamestnancov ale aj zlepšiť tak podmienky pre

poľnohospodárske zvieratá, ktoré sa v týchto objektoch nachádzajú a dávajú ľuďom po

stáročia obţivu.

9

1 Prehľad o stave riešenej problematiky

1.1 Kvalita prostredia v objektoch

Kvalita prostredia ako faktor v poňatí mikroklimatických parametrov ovplyvňuje

nielen ţivotný a pracovný komfort, ale i pohodu chovaných zvierat. Je to ovplyvňujúca

veličina dosahovaných produkčných parametrov. Kvalitu prostredia ovplyvňuje mnoho

ukazovateľov. Medzi tie najhlavnejšie patria teplota, vlhkosť a prúdenie vzduchu.

Slnečná energia ako jeden zo zdrojov energie ovplyvňuje externé i interné hodnoty

teploty, vlhkosti i prúdenia vzduchu. Tepelné zisky z vonkajšieho prostredia sú pri

oslnení rozhodujúce hlavne u ľahkých stavieb. Orientácia objektu a tienenie okien majú

vplyv na tepelnú pohodu v objekte (Dahlsveen a kol., 2003). V občianskych budovách

otvorené výplne so zasklenými plochami predstavujú významný podiel na tepelnej

bilancií budovy. Na klimatizovaných budovách je potrebné hľadať kompromis medzi

optickými a energetickými vlastnosťami zasklenia tak, aby nevznikali príliš vysoké

tepelné zisky za zasklením, najmä v letnom období. Tento kompromis sa dá analyzovať

len nestacionárnymi metódami tepelných bilancií v ročnom priebehu (Chmúrny, 2003).

V moderných otvorených objektoch pre chov dobytka, ktoré sa budujú s odľahčeným

opláštením a takmer bez pouţitia skla, ku optimalizácii vnútornej klímy patrí aj vhodný

reţim vetrania. Ten zabezpečuje dostatočnú výmenu maštaľného vzduchu vonkajším

čerstvým vzduchom. Takéto objekty sú najčastejšie riešené prirodzeným vetraním.

Výmena vzduchu sa tu čiastočne uskutočňuje na základe rozdielu tlaku a teploty

vzduchu v maštali a vonku. V letných mesiacoch však vznikajú situácie, v ktorých nie

je dosiahnutý preukázateľný rozdiel v teplotách a v okolí vládne bezvetrie. Vtedy je

potrebné pouţiť prídavné otvorené plochy v konštrukcií (Brestenský a kol., 2002).

Podľa Nagy (2002) sa správnymi a dostatočne účinnými opatreniami zároveň vylúči,

obmedzí potreba inštalácie umelého vetrania alebo klimatizácie. Problém prehrievania

budov v letnom období je moţné tieţ obmedziť zníţením mnoţstva slnečnej tepelnej

energie prenikajúcej do budovy.

10

1.1 .1 Tepelná pohoda

Tepelná pohoda je taký stav, pri ktorom človek nepociťuje ani chlad, ani

nadmerné teplo. Definuje sa ako pocit spokojnosti s tepelným stavom prostredia. Prvou

podmienkou na vytvorenie takéhoto stavu je, aby osoba ako celok sa cítila tepelne

neutrálne, čo závisí od základných faktorov. Do tepelnej pohody spadá aj relatívna

vlhkosť vzduchu, ktorá by sa mala pohybovať v rozmedzí od 30 % do 70 %.

Kombinácia základných parametrov sa môţe určiť z rovnice tepelnej pohody,

pričom sa však uvaţuje vplyv tepelno-vlhkostnej mikroklímy na ľudské telo ako celok.

Za akceptovateľný povaţujeme taký stav, keď je v danom interiérovom prostredí

nespokojných menej ako 20% subjektov. Súčasne však okrem poţiadavky tepelnej

neutrality musí platiť, ţe nijaká časť tela sa nadmerne nepretepľuje, resp. neochladzuje.

Preto treba definovať ďalšie poţiadavky na stav tepelnej pohody, ktoré by vylúčili

moţnosť vzniku lokálnej tepelnej nepohody na ľubovoľnej časti ľudského tela. Tú môţu

zapríčiniť:

asymetrické tepelné sálanie,

vertikálny teplotný gradient vzduchu,

teplá alebo chladná podlaha,

prúdenie vzduchu.

Kaţdá z týchto príčin lokálnej tepelnej nepohody v interiéroch budov sa ďalej

analyzuje a na základe najnovších svetových výskumov sa určujú hraničné hodnoty

týchto veličín, ktoré sa čiastočne premietli i do normatívov v Európe a USA

(Lulkovičová a kol., 2001).

1.2 Vykurovacie systémy

1.2.1 Elektrické podlahové vykurovanie

Elektrické podlahové vykurovanie patrí medzi lokálne vykurovacie systémy.

K premene elektrickej energie na teplo dochádza a jeho prenos a odovzdanie do

priestoru sa uskutočňuje v jednej kompaktnej jednotke priamo vo vykurovanej

11

miestnosti. Účinnosť premeny je takmer 100%, bez zbytočných strát pri transporte

energie na miesto spotreby. Vykurovanie je ekologické, v lokalite nedochádza

k ţiadnemu znečisteniu ţivotného prostredia. Nie je potrebný komín, sklad paliva ani

priestor pre kotolňu či kotol. Rozvod elektrickej energie v porovnaní s inými

teplonosnými látkami je podstatne jednoduchší a investične lacnejší, s menšími zásahmi

do stavebných konštrukcií či nárokmi na priestor. Z hľadiska šírenia tepelného toku

z vykurovacej podlahy do interiéru platia rovnaké zásady ako pri teplovodnom type.

Veľkou výhodou vykurovania elektrickou energiou je moţnosť jej presného merania

u kaţdého spotrebiteľa individuálne, čo ho nabáda k snahe zníţiť v rámci moţností jej

spotrebu.

Moţnosti vyuţitia elektrických systémov podlahového vykurovania sú veľmi

široké. Systém môţe zabezpečovať tepelnú pohodu ako základný zdroj tepla alebo môţe

slúţiť ako doplnkové vykurovanie na temperovanie podlahy na príjemnú teplotu.

Vzhľadom na to, ţe vykurovanie sa môţe prevádzkovať s rôznymi reţimami

vykurovania, od čoho sa odvíja konštrukcia podlahy a výkon zdroja tepla, je systém

vhodný nielen do novopostavených objektov, ale uplatňuje sa aj ako jedna z moţností

pri rekonštrukcii. Môţe byť inštalovaný do celej plochy podlahy alebo sa môţu

vykurovať len určité časti. Keďţe nehrozí riziko zamrznutia systému, je vhodné aj pre

miestnosti alebo objekty vykurované len občasne. Spektrum aplikácii systémov

elektrických prvkov vykurovacej sústavy sa dá zhrnúť do týchto oblastí:

veľkoplošné vykurovanie a temperovanie,

ochranné systémy,

špeciálne aplikácie.

Medzi základné typy elektrického podlahového vykurovania patria

akumulačný, poloakumulačný alebo priamovýhrevný (Petráš, 2007).

1.2.2 Vykurovanie zavesenými sálavými panelmi

Zavesené sálavé panely (obr. 1) predstavujú jednu z optimálnych vykurovacích

sústav vhodných pre také náročné stavby pozemného staviteľstva, akými

veľkopriestorové objekty bezpochyby sú.

12

Tepelná pohoda, ktorú vytvárajú, je z fyziologického hľadiska človeku veľmi

blízka, pretoţe vzniká na podobnom princípe, na akom sa vytvára prostredie Zeme.

Slnko svojím ţiarením najprv ohrieva zemský povrch a aţ od neho sa ohrieva vzduch.

Teplota okolia je vyššia ako teplota vzduchu a to predstavuje základnú rovnicu sálavého

šírenia tepla. Ţe sa človek naozaj cíti v takomto prostredí príjemne, môţeme vidieť

v zime na horách – je slnečno, všade okolo sneh, teplota vzduchu pod bodom mrazu, ale

ľudia majú na sebe len ľahké oblečenie, a chlad určite necítia. Takýmto zimným slnkom

sú pre nás v halových objektoch práve zavesené sálavé panely.

obr. 1 Závesný sálavý panel Thermowell IVT 36

Vlastnosti, ktoré radia zavesené sálavé panely medzi často pouţívané vykurovacie

sústavy pre veľkopriestorové objekty, sú tieto:

vytvárajú pre človeka veľmi priaznivé pracovné prostredie, s rovnomerným

teplotným poľom v horizontálnom smere halového objektu,

poţadovaná výsledná teplota sa vďaka prevahe sálavej zloţky dosiahne uţ pri

pomerne nízkej teplote vnútorného vzduchu 8 aţ 10°C, z čoho vyplýva niţšia

spotreba tepla o 20 aţ 30%

v porovnaní s teplovzdušným (konvenčným) vykurovaním.

inštalovaný tepelný výkon ZSP je preto o túto hodnotu niţší,

efekt sálania umoţňuje zníţiť teplotu vnútorného vzduchu o 2 aţ 3 °C oproti

konvenčnému vykurovaniu pri zachovaní podmienok tepelnej pohody,

13

priebehom vnútornej teploty po výške halového objektu nedochádza k značným

tepelným stratám v podstrešnom priestore a k nedokurovaniu v pracovnej oblasti

človeka,

nespôsobujú prúdenie vzduchu, v dôsledku čoho nevíria prach, a tým vytvárajú

zdravšie pracovné prostredie,

vytvárajú pokojné nehlučné prostredie, bez akýchkoľvek rušivých šumov,

umoţňujú systémovú modularitu, t. j. vykurovanie po sekciách s optimálnou

reguláciou,

rýchla a jednoduchá montáţ,

vysoká ţivotnosť asi 40 rokov, s prakticky minimálnymi nárokmi na údrţbu.

Všetko má svoje výhody i nevýhody, a tak moţno objektívne konštatovať, ţe

vykurovacia sústava pomocou zavesených sálavých panelov vykazuje veľkú

zotrvačnosť z dôvodu akumulácie tepelnej energie do stavebných konštrukcií, najmä do

podlahy. Samotná reakcia sústavy na zmenu vnútornej výpočtovej teploty na inú

hodnotu nie je okamţitá.

Zavesená sálavé panely majú široké pouţitie takmer vo všetkých oblastiach

pozemného staviteľstva, vo výrobných a skladových priestoroch, športových halách

a telocvičniach, výstavných priestoroch, autoservisoch, prednáškových miestnostiach,

kanceláriách, sakrálnych stavbách, predajniach, reštauráciách, komunikačných

priestoroch, či objektoch hospodárskeho charakteru (Petráš, 2007).

1.2.3 Infračervené plynové ţiariče

Bolo dokázané, ţe vyţarujúce infračervené ţiarenie podporuje krvný obeh a

metabolizmus, odstránenie toxínov a ťaţkých kovov z nášho tela, zmiernenie napätia,

stresu, bolesti a účinné hojenie rán.

Vykurovanie priemyselných hál a iných veľkopriestorových objektov

infračervenými ţiaričmi sa v ostatných rokoch značne rozšírilo. Nesporné zníţenie

spotreby tepelnej energie podmienené princípom dodávky tepla do vykurovaného

priestoru sa pre mnohých dodávateľov zariadení a taktieţ pre projektantov stalo

14

zaklínadlom pri ponúkaní a presviedčaní investora o výhodnosti infraţiaričových sústav

bez ohľadu na technické riešenie pouţitého druhu a ţiariča a jeho konštrukciu.

Ako kaţdý iný výrobok majú aj infraţiariče svoje technické resp. konštrukčné

prednosti a nedostatky, rovnako aj rozdielne funkčné vlastnosti. Z hľadiska navrhovania

uţ samotný princíp dodávky tepla sálaním vyţaduje špecifický prístup pri projektovaní,

resp. rozmiestňovaní ţiaričov vo vykurovanom priestore. Konštrukčne nekvalitný

výrobok v spojení so zlým projektom môţe viesť k celkom opačným výsledkom oproti

avizovanému úspornému riešeniu. Na hodnotenie výhodnosti infraţiaričovej sústavy

treba zobrať do úvahy tieto vplyvy:

konštrukcie ţiaričov a princíp dodávky tepla do vykurovaného priestoru,

prevádzkové vlastnosti ţiariča,

ovládanie sústavy,

obsluhu a údrţbu zariadenia.

Infraţiariče dodávajú do oblasti pobytu človeka tepelnú energiu sálaním. Po

dopade na podlahu sa najprv ohrieva táto plocha a od nej vzduch. Teplota vnútorného

vzduchu stúpa hore veľmi pomaly (0,3 aţ 0,5 K/m), čo ovplyvňuje tepelnú stratu

objektu. Pod strešným plášťom, ktorý je spolu so svetlíkmi najväčšou ochladzovanou

plochou, je teplota pomerne nízka, tepelná strata je preto niţšia ako pri sústavách, kde

sa vytvára tzv. teplý vankúš vzduchu s vyššou teplotou (teplovzdušné sústavy s malou

násobnosťou cirkulácie).

Infraţiariče sa rozdeľujú podľa spôsobu spaľovania plynu a ich vonkajšieho

vzhľadu pri prevádzke na svetlé a tmavé. Svetlé ţiariče majú činnú vykurovaciu plochu

a pri prevádzke svietia. Tmavé infraţiariče nemenia farbu povrchu, preto sa nazývajú

tmavé (Petráš, 2007).

1.2.3.1 Tmavé ţiariče

Prevaţná väčšina tmavých ţiaričov (obr. 2) je vyrobená veľmi jednoducho

s reflexným krytom nenáročným z hľadiska konštrukcie, pričom jeho postranné krídelka

sú veľmi nízke. Toto riešenie ovplyvňuje sálavú účinnosť (50%), ktorá je uţ na hranici

určenia druhu vykurovacieho telesa (sálavé verzus konvenčné). Pri šikmom zavesení sa

sálavá účinnosť dostáva pod túto úroveň (45% pri uhle sklonu od vodorovnej roviny

15

30°). Ţiariče strácajú charakter sálavého telesa a prechádzajú do kategórie konvenčných

telies. Ďalším technickým nedostatkom je absencia čelných krytov, ktoré zabraňujú

zvyšovaniu konvenčnej zloţky.

Tmavý neizolovaný ţiarič má reflexný kryt riešený tak, aby dosahoval maximálnu

sálavú účinnosť. Podstata je jednak v hĺbke krytu a jednak výstupku na jeho strednej

vodorovnej časti, ktorá usmerňuje časť sálavej zloţky z vrchnej plochy trubíc do

vykurovaného priestoru.

Ďalším prvkom sú čelá a priečne delenie ţiariča na kazety s dĺţkou asi 3 m, ktoré

prakticky obmedzia pozdĺţne prúdenie vzduchu v priestore ţiariča, a tým aj potlačia

jeho konvenčnú zloţku. Vzduch je v priestore krytu bez pohybu.

Sálavá účinnosť je vo vodorovnej polohe 63%, v šikmej polohe vďaka hlbokému

krytu 58% (30° uhol sklonu). Ďalšie zvýšenie sálavej účinnosti na 72% umoţní izoláciu

krytu vďaka hliníkovej fólii, ktorú má tmavý izolovaný ţiarič. V šikmej polohe je

sálavá účinnosť 67%.

obr.2 Tmavý ţiarič Adrian Typ A

1.2.3.2 Svetlé ţiariče

Vplyv konštrukčného vyhotovenia svetlých ţiaričov (obr. 3) dala firma Swank

GmbH Köln posúdiť v Gaswärmeinstitut Essen (autorom princípu spaľovania pri

svetlých ţiaričoch je G. Schwank).

Ţiarič s otvorenou komorou

Keramické platničky sú umiestnené v spodnej časti zmiešavacej komory, bočný

reflexný kryt je oddelený od komory otvorom na odvod spalín. Sálavá účinnosť je 58 %.

Ţiarič so sálavou mrieţkou

16

Pod keramickou platničkou sa nachádza kovová mrieţka, ktorá zvyšuje sálavú účinnosť.

Spaliny sa odvádzajú otvorom zmiešavacou komorou a bočnými reflexnými krytmi.

Sálavá účinnosť je 63%.

Ţiarič so sálavou mrieţkou a predhrevom spaľovacej zmesi

Keramická platnička s kovovou mrieţkou tvoria sálavú činnú plochu. Spaliny sa

odvádzajú otvormi medzi zmiešavacou komorou a bočnými reflexnými izolovanými

krytmi do kanálika, ktorý tvorí kryt a zmiešavacia komora. Spaliny tak predhrievajú

spaľovaciu zmes.

Uzavretie komory, predhrev zmesi, ako aj izolácia krytu zvyšujú sálavú účinnosť aţ na

hodnotu 73 %.

Kombinovaný ţiarič s uzavretou deltovitou komorou

Sálavá účinnosť je 67 %.

Kombinovaný úplne izolovaný ţiarič s uzavretou komorou

Sálavá účinnosť je 82 % (Petráš, 2007).

obr.3 Svetlý ţiarič Typ IGS

1.2.4 Infračervené elektrické ţiariče.

Podobne ako plynové infračervené ţiariče aj elektrické ţiariče dodávajú teplo do

priestoru sálaním. Infraţiarič nezohrieva vzduch ako konvenčné ohrievače ako je

napríklad centrálne vykurovanie, ale ohrieva objekty a organizmy nachádzajúce sa

v priestore. Vzduch v priestore sa tak zohrieva prostredníctvom sálania tepla z takto

naakumulovaných objektov, organizmov. Teplota vnútorného vzduchu stúpa hore veľmi

pomaly (0,3 aţ 0,5 K/m), čo ovplyvňuje tepelnú stratu objektu.

17

Zdrojom tepla je elektrický prúd s ohrevom karbónovej zmesi s minimálnym

príkonom, vďaka ktorému je dosiahnuté zdravé, výhodné a energiu šetriace teplo.

Prednosti elektrických infraţiaričov sú nasledovné:

príjemný pocit tepla ako u kachľovej peci

nespaľuje kyslík ani nevysušuje vzduch

teplota pri podlahe zhodná s teplotou pri strope

suché murivo, ţiadna kondenzácia vody na stenách a v stenách

nedochádza k víreniu prachu

rýchla prispôsobivosť teploty

najniţšie prevádzkové náklady infrapanelov v porovnaní s ostatnými

vykurovacími systémami (elektrokotol, plyn,...)

vstupné náklady zrovnateľné s moderným centrálnym vykurovaním na plyn

niţšie náklady pri sanácií starých domov bez centrálneho kúrenia

zdravotné nezávadné, šetrí miesto, vysoká prevádzková bezpečnosť (poruchy

prakticky vylúčené), jednoduchá obsluha a regulácia pomocou termostatu,

presné meranie spotreby a presne spočítateľná spotreba elektrickej energie pre

kaţdý priestor alebo pre kaţdé vykurovacie teleso

Elektrické infraţiariče sa vyrábajú v rôznych prevedeniach, ako napríklad sálavé

radiátory, elektrické krby, podlahové vykurovanie, akumulačné sálavé panely, infra

lampy, atď. (obr.4).

obr.4 Elektrický infraţiarič v podobe krbu.

18

2 Počítačové programy AutoCAD, 3ds Max 6

2.1 História programov CAD, AutoCAD

Prvé snahy o nahradenie papiera a rysovacej dosky počítačovou technológiou

môţeme objaviť na konci osemdesiatych rokov. Prvé priekopnícke rysovacie

programy, sa obecne nazývali CAD. Pôvodne mala skratka CAD význam Počítačom

podporované kreslenie (Computer Aided Drafting), ale v dnešnej dobe sa obvykle

prekladá ako Počítačom podporované navrhovanie (Computer Aided Design).

V polovici osemdesiatych rokov minulého storočia bolo vo vtedajšom

Československu nakúpených dve tisíc osobných počítačov v rátane programového

vybavenia. Táto akcia prebehla v rámci vládou financovaného projektu 2000 AIP -

automatizácia inţinierskych pracovísk. Vďaka tomuto kroku sa do Československa

dostal i program AutoCAD. (Spielmann-Špaček, 2006).

2.1.1 Program AutoCAD

Nech ste skúsený uţívateľ, alebo začiatočník, AutoCAD predstavuje mocný

návrhársky nástroj. AutoCAD je dokonalý sluha, robí to čo mu poviete, a nič viac.

Pomocou ponuky a panelov nástrojov sa zadávajú príkazy. Príkaz je jednoslovný pokyn,

ktorý hovorí AutoCADu, aby niečo spravil. Na zadanie príkazu AutoCAD odpovedá

správami v príkazovom okne alebo zobrazením dialógového okna. Správy

v dialógovom okne vám často napovedajú, čo je potrebné robiť ďalej, alebo ponúkajú

zoznam moţností. Jeden príkaz mnoho krát zobrazí niekoľko správ, na ktoré sa

odpovedá. Ďalšiu pomoc predstavuje miestna ponuka, ktorú je moţné vyvolať pravým

tlačidlom myši. Počas prevádzania príkazu táto ponuka uvádza zoznam volieb daného

príkazu (Omura, 1999).

AutoCAD je zloţený z troch na seba nadväzujúcich počítačových disciplín:

CAD - Computer Aided Design;

19

CAE - Computer Aided Engineering;

CAM - Computer Aided Manufacturing.

Všetky vychádzajú z počítačovej grafiky a zaoberajú sa komplexným návrhom

nových produktov a ich realizáciou.

2.1.2 Technológie CAD, CAE, CAM

CAD (Computer Aided Design - Počítačom podporované konštruovanie) je

jedna z oblastí, pri ktorej v praxi vyuţívame aplikácie výpočtovej techniky.

Nahrádza rutinnú prácu konštruktéra modernými postupmi, ktoré nám rozširujú

moţnosti, nielen o produktivitu výkresovej dokumentácie, ale predovšetkým

o moţnosť vytvorenia geometrie objektov a návrhu ďalších parametrov.

Výhodou počítačového návrhu je jeho naviazanosť na ďalšie technologické

činnosti ako napríklad spojenie vytvorených objektov do rozsiahlych zostáv

a počítačových simulácií. CAD systémy nám nahrádzajú ťaţkopádnu papierovú

agendu a sú veľmi výkonnými pomocníkmi človeka. Preberajú rutinnú činnosť,

ktorú zvládajú vykonať rýchlo a bezchybne. Tým má človek viac priestoru pre

vlastnú tvorčiu a rozhodovaciu činnosť (Fořt - Kletečka, 1998).

Úlohy systému CAD spočívajú v podpore:

návrhu a výpočtu objektov;

tvorby, úpravy a tlače výkresov;

dokumentácie projektového postupu a výkresov.

Na splnenie týchto úloh má systém CAD v podstate dve zloţky:

grafický systém disponujúci všetkými funkciami na vytvorenie

a spracovanie výkresov;

informačný systém, ktorý obsahuje napríklad vzorce na výpočet, smernice

a právne predpisy, ale aj skôr skonštruované objekty.

20

CAE (Computer Aided Engineering - Počítačom podporované inţinierstvo).

Táto počítačová disciplína sa zaoberá analýzou geometrických dát získavaných

v návrhu CAD. Tieţ nám umoţňuje simulovať a študovať chovanie navrhnutých

projektov a odstraňovať nedostatky, aby ich vlastnosti boli v predpokladaných

podmienkach realizácie optimálne. Vďaka CAE softwareu ušetríme nielen čas

a prostriedky ale tieţ je prínosom pre ekológiu výroby (Fořt - Kletečka, 1998).

CAM (Computer Aided Manufacturing - Počítačom podporovaná výroba). Sú

systémy pre prípravu dát a programov, riadenie numericky riadených strojov

pre automatickú výrobu, vyuţívajúcu geometrické a ďalšie dáta získavané vo

fázy návrhu systému CAD. Najprepracovanejšou oblasťou systému CAM je

oblasť číslicového riadenia výroby (Fořt - Kletečka, 1998).

2.2 Úvod do programu 3ds Max

Ak sa pozrieme lepšie okolo seba vidíme ako sa v posledných rokoch trh 3D

animačného softwaru rozrastá a zaţíva veľkí boom. V kinách je čoraz viac

animovaných filmov, ktoré sú v niektorom 3D programe vytvorené. Ráta sa s tým, ţe

tento trend bude isto i najďalej rásť, záleţí na poţiadavkách, ktoré uţívateľ kladie na

daný software. Vizuálne efekty sú natoľko dôleţité pre úspech scifi filmov, ţe dokonca

zatláčajú do pozadia výkony samotných hercov. Vo veľkom mnoţstve akčných filmov

je veľa času venovaného na vytváranie napätia a nastaveniu diváka na vyvrcholenie

veľkých vizuálnych efektov. Tieto filmové zábery sú známe ako „money shots“, pretoţe

to sú obvykle najlepšie zapamätateľné časti filmu a sú propagované v reklamách, aby

vytvorili záujem o film (Kennedy, 2004).

Jedným z najpredávanejších softwareov, ktorý v sebe zahŕňa modelovanie,

animáciu a renderovanie, je program 3ds Max. Na základe jeho bohatej funkcionality

môţeme v 3D svete vytvoriť takmer všetko a z hranicami kreativity sa môţete stretnúť

len vo vlastnej fantázii.

Program 3ds Max 6 je veľmi rozšírený, potvrdzuje to aj jeho pouţitie

v najrôznejších filmoch, hrách i televíznych programoch. Vyuţitie tohto programu 3ds

Max sa dá stručne zhrnúť do niekoľkých oblastí :

21

Film - špeciálne vizuálne efekty, v originále majú skratku VFX - Visual

Effects

Hry a interaktívna zábava - najväčšie pokrytie trhu

Architektonické vizualizácie, objekty (obr. 5, 6) a prieletové animácie

Reklamné spoty a televízne show

Vedecké simulácie - pouţitie v medicíne, fyzike, geografií, chémii a pod.

Program 3ds Max, nič sám od seba nevytvorí, vynaloţené úsilie však môţe veľmi

skrátiť.

Je dobré vytvárať a sústavne budovať teoretické zázemie z oblasti tradičnej

animácie, osvetlenia, filmu a špeciálnych vizuálnych efektov, lebo bez neho je

ktorýkoľvek 3D animačný program takmer nepouţiteľný. Nejde totiţ pri animácií

zabudnúť napríklad na zákon gravitácie, lomu a odrazu svetelných lúčov, trenie telies

alebo zloţitejších fyzikálnych javov. Na to je potrebné pri reálnych simuláciách v 3D

programoch neustále pamätať. Aj napriek tomu, ţe v aplikácií 3ds Max existuje napr.

zabudovaný modul REACTOR, ktorý i tieto zloţité výpočty uľahčí. Dokáţe vyriešiť

kolízie, pohyb a trenie pevných a mäkkých telies v scéne. Ide o dynamiku pevných

a mäkkých telies - rigid and soft body dynamics (Kříţ, 2004).

obr.5 Ukáţka vyuţitia programu 3ds Max pri navrhovaní budovy a jej realizácia

v reálnom prostredí.

22

obr.6 Ukáţka vyuţitia programu 3ds Max pri navrhovaní interiérov.

2.2.1 Uţívateľské rozhranie a pracovné pohľady v programe 3ds Max 6

Základné menu programu 3ds Max 6 sa skladá z hlavnej nástrojovej lišty - Main

Toolbar, pracovného prostredia - výrezy, príkazového panela, kde nájdeme:

panel Create - vytváranie objektov;

panel Modify - modifikácia objektov;

panel Hierarchy - vytváranie hierarchií objektov;

panel Motion - centrum ovládania pohybu a animácie objektu;

panel Display - zobrazovanie / skrývanie objektov;

panel Utilities - pomocné nástroje.

Ďalej sa tu nachádza panel Menu Reactor, časový posuvník, stavová lišta - Status

Bar, zaznamenanie animácie - klúčovanie, prvky pre prehrávanie scény a panel

nástrojov pre ovládanie výrezov.

Výrezy alebo tieţ pracovné pohľady sú v programe štyri:

Top - pôdorysný pohľad;

Front - čelný pohľad;

Left - ľavý bokorys;

Perspective - perspektívny pohľad.

Tieto výrezy sú vstupnou bránou do 2D a 3D priestoru z rôznych pohľadov. Názvy

jednotlivých výrezov je vidieť v ľavom hornom rohu kaţdého z nich (obr.7).

23

obr.7 Ukáţka výrezu Top z programu 3ds Max.

2.2.2 Vytváranie objektov v programe 3ds Max 6

Základným objektom v 3ds Max 6 je objekt s názvom Box, čiţe v preklade

škatuľa, kváder. Všetky objekty nájdeme v paneli s názvom Create. Zmienený objekt

Box vytvoríme podľa Kříţa (2004) tak, ţe v perspektívnom pohľade klikneme ľavým

tlačidlom myši na hlavný stredový priesečník mrieţky, kde sa pretínajú osy X a Y, stále

drţíme ľavé tlačidlo myši. Ťaháme myšou smerom ku spodnej časti obrazovky. Tým

vytvoríme podstavu kvádra. Po pustení tlačidla myši a ďalším ťahaním smerom k hornej

časti obrazovky vytvoríme výšku kvádra. Pre ukončenie vytvárania objektu klikneme na

ľavé tlačidlo myši. Tým máme objekt v tvare kvádra, čiţe Box, vytvorený (obr.8).

obr.8 Ukáţka vytvorenia objektu Box v programe 3ds Max 6.

24

S takto vytvorenými objektmi sa dá ďalej pracovať a upravovať ich, napr.

prefarbovať, transformovať. Medzi transformácie objektov patrí:

Move - posun;

Rotation - otáčanie;

Scale - zmena mierky.

2.2.3 Modelovanie v programe 3ds Max 6

Podľa Kříţa (2004) je práve modelovanie prvým krokom v celom procese

vytvárania animácie. Ešte pred samotným modelovaním je dobré si pripraviť

uţívateľské rozhranie, myslené merné jednotky. Samotnému modelovaniu predchádza

aj návrh a dizajn objektov ktoré sú pomocou náčrtov, fyzických modelov, makiet

a podobne, predané pracovníkom v oblasti modelovania. Medzi modelovacie techniky

patria:

Polygon modeling - modelovanie z kvádra, ktorý sa prevedie na polygonovú

sieť a ta sa potom upravuje do ţiaducej podoby. Touto technikou, kedy sa

rôzne upravujú polygóny, vymodelujeme takmer všetko. K dispozícii je

modifikátor MashSmooth, ktorý patrí do skupiny modifikátorov pre delenie

plôch, tzv. Subdivision Surfaces. Pomocou neho sa zjemňuje sieťový povrch

objektov a ladíme tak jeho vzhľad na jemnejšie rozlíšenie bez výrazných

prechodov medzi polygónmi.

Modelovanie pomocou nástrojov Extrude, Boolean, Loft, Lathe a niektorými

ďalšími modifikátormi.

Patch / Spline modeling - modelovanie pomocou siete kriviek, ktorou potom

prevádzame na plátovú geometriu a upravujeme jej pod-objekty (Sub-

objects).

25

3 Cieľ práce

Cieľom diplomovej práce bolo navrhnúť moţné spôsoby zlepšenia hygieny

pracovného prostredia v dojárni na školskej farme v Oponiciach pomocou výpočtovej

techniky a zistených nedostatkov. K splneniu cieľa bolo potrebné postupovať podľa

dielčích úloh:

získať súbor informačných podkladov o zadanom objekte

zaznamenať odlišnosti v dostupných projekčných podkladoch prostredníctvom

miestnej obhliadky a zaznamenať ich do pracovnej dokumentácie

zamerať všetky konštrukčné prvky zadaných objektov vo vodorovnej i zvislej

rovine

zmerať pomocou infrakamery účinnosť infraţiaričov pouţitých v dojárni

skúmať a vyhodnotiť ostatné konštrukčné prvky a parametre ktoré ovplyvňujú

kvalitu prostredia

z pripravených projekčných podkladov a skúmaním získaných

mikroklimatických parametrov, navrhnúť technické riešenie k odstráneniu

zistených nedostatkov

26

4 Metodika práce

K naplneniu cieľa bolo potrebné analyzovať aktuálny stav dojárne pre hovädzí

dobytok nachádzajúci sa na školskej farme v Oponiciach (obr.9).

obr.9 Objekt dojárne pre hovädzí dobytok na farme v Oponiciach

Objekt dojárne slúţi k pravidelnému dojeniu cca 540 ks dojníc. Objekt je

situovaný v centrálnej časti farmy. Po oboch stranách dojárne sú situované ustajňovacie

objekty s dojnicamy (obr.10).

obr.10 Zobrazenie umiestnenia objektu dojárne pomocou 3D programu

27

Objekt je riešený ako prízemná stavba obdĺţnikového pôdorysu o rozmeroch cca

15,7 x 36,7 metra, bez povalového priestoru. Vchody do objektu sú v čelných stenách

i bočných stenách. V bočných stenách sú vchody resp. východy do ustajňovacích

objektov. Po bokoch objektu sa nachádzajú plastové okná určené na dostatočné vetranie

dojárne v lete a v zimnom období na prípadné vyuţívanie vstupu slnečného ţiarenia do

objektu dojárne. Avšak kvôli umiestneniu dojárne medzi dva ustajňovacie objekty pre

hovädzí dobytok je vyuţitie prípadného slnečného ţiarenia v zimnom období

minimálne, respektíve ţiadne, v dôsledku tienenia ustajňovacích objektov (obr.11).

obr.11 Pomocou 3D vizualizácie a nastavením osvetlenia v programe 3dsMax 6 vidíme

zabránenie dopadu slnečného ţiarenia do objektu a na steny objektu dojárne v zimnom

období v dôsledku umiestnenia dojárne medzi dva ustajňovacie objekty.

28

Keďţe v zimnom období sa do objektu nedostáva slnečné ţiarenie a objekt je

neustále otvorený z dôvodu pohybu zvierat z ustajňovacích objektov do dojárne, bolo

treba pouţiť v objekte systém vykurovania, ktorý by nevykuroval celý objekt ale len

dojacú jamu, oblasť pohybu dojičov pri dojení dojníc. Na tento účel sú v dojárni

nainštalované elektrické infraţiariče ktorých účinnosť sme sledovali pomocou

termovíznej kamery (obr.12).

obr.12 Infrakamera Guide ThermoPro TP8

Zo získaných termovíznych snímkou sme pomocou programu Guide IrAnalyser

zisťovali teplotu na povrchu sledovaného subjektu. Zo získaných povrchových teplôt

nás zaujímala hlavne teplota na povrchu rúk.

Okrem sledovania účinnosti infraţiaričov pouţitých v dojárni sme sledovali aj

parametre ovplyvňujúce kvalitu prostredia v dojárni a to teplotu a vlhkosť prostredia,

ktorú sme sledovali pomocou meracích prístrojov „COMET“ umiestnených v priestore

dojárne kde sa zdrţiava dobytok, t.z.v. čakáreň a tieţ v priestore kde dojiči vykonávajú

prevaţnú časť práce, v dojacej jame. Zo zistených výsledkov boli v zimnom období

hodnoty teploty pohybujúce sa od -2 °C do 10 °C a hodnoty vlhkosti od 60 % do 90 %

(obr.13, graf.1).

29

obr.13 Umiestnenie meracieho zariadenia „COMET“ v objekte dojárne.

graf.1 Graf zistených hodnôt teploty a vlhkosti z vybraného dňa (2.marca 2011).

Zo získaných výsledkov sme vypracovali pomocou konštrukčného programu

AutoCAD a programu na priestorové kreslenie 3dsMax 6 moţnosti a konštrukčné

návrhy na elimináciu neţiadúcich hygienických nedostatkov.

30

5 Výsledky práce

Cieľom práce bolo navrhnúť moţné spôsoby zlepšenia hygieny pracovného

prostredia vo vybranom poľnohospodárskom objekte, dojárni, na školskej farme

v Oponiciach. Dojáreň je určená k pravidelnému dojeniu cca 540 ks dojníc.

Z meraní a obhliadok objektu dojárne na farme v Oponiciach sme získali

informácie o aktuálnom stave hygieny a kvality prostredia v danom objekte dojárne.

Vďaka týmto informáciám sme vytvorili niekoľko variantov zlepšenia hygieny

pracovného prostredia v dojárni.

Medzi prvý riešený problém v dojárni patrí vysoká vlhkosť a nízka teplota, ktorú

sme namerali ako v objekte dojárne tak i v exterieri na farme v Oponiciach. Teploty

v dojárni sa pohybovali od -2 °C do 10 °C a hodnoty vlhkosti od 60 % aţ 90 %.

V exterieri boli pritom teploty okolo -8 °C a vlhkosť vzduchu sa pohybovala v rozmedzí

60 % aţ 80 %. Takto nízke teploty a vysoká vlhkosť vzduchu v objekte dojárňe

spôsobuje, na prvý pohľad viditeľné vlhnutie a plesnenie omietky na obvodových

múroch. Pričom vlhnutie omietky zhoršuje tieţ vtekanie skondenzovanej vody na

povrchu trapézových plechov do muriva (obr.14, 15).

31

obr.14 Vznik plesní na obvodových múroch objektu z dôvodu kondenzácie vlhkosti.

obr.15 3D detail strešných trapézových plechov a izolácie.

Ďalším parametrom ohľadne kvality prostredia bola teplotná pohoda dojičov ktorú

sme merali termovíziou. Pri meraní sme sledovali hlavne ruky dojičov a zo zistených

hodnôt sme urobili grafy, prostredníctvom ktorých sme zistili zlú účinnosť pouţitých

elektrických infraţiaričov.

32

Zo zistených výsledkov sme navrhli moţné varianty zlepšenia súčasného stavu.

Prvý variant spočíva v odstránení muriva o dĺţke 100 mm vo vrchnej časti obvodového

múru a umiestnení pásov z Lexanu, polykarbonátových dosiek, o dĺţke 510 mm a šírke

5800 mm, medzi jednotlivými oceľovými nosníkmi. Mohli by sme miesto

polykarbonátových dosiek pouţiť hliník, prípadne lacnejšiu verziu, pouţiť pozinkovaný

plech, no je moţné ţe by sa hliník alebo pozinkovaný plech správali rovnako ako

trapézový plech pouţitý na streche objektu, čiţe by mohlo dochádzať ku kondenzácii

vody na povrchu. Lexan je polykarbonátová doska s dutinami uzatvoreného vzduchu,

čiţe pri pouţití Lexanu je omnoho menšie riziko prípadnej kondenzácie vody (obr.16).

Lexan by bol vsunutý pod spodnú plechovú časť strechy a vyvedený mimo objekt.

Dospeli by sme tak k odtekaniu skondenzovanej vody von z objektu dojárne a zabránili

by sme tak k prenikaniu skondenzovanej vody do muriva (obr.17, 18).

obr.16 Lexan, polykarbonátové dosky.

33

obr.17 Umiestnenie odkvapového pásu z Lexanu v programe AutoCAD.

34

obr.18 3D detail odkvapového pásu z Lexanu umiestneného pod plechovou časťou

strechy a vyúsťujúceho z vonkajšej strany múru.

Druhý variant je odlišný od prvého v tom, ţe skondenzovaná voda by neodtekala

z objektu dojárne, ale by stekala po odkvape z Lexanu do odpadových kanálov , ktoré

sú umiestnené vo vnútri objektu dojárne. Nevýhodou je ţe odpadové kanály v dojárni

nie sú po celom obvode dojárne ale celková dĺţka kanálov od vstupu z ustajňovacieho

objektu do dojárne je len 9160 mm, pričom celková dĺţka riešenej časti dojárne je aţ

26000 mm, takţe zachytená skondenzovaná voda by stekala po odkvapoch na podlahu

v dojárni a tým by pri dopade kvapiek mohlo dochádzať k zafrkaniu obkladačiek

umiestnených na múre (obr.19).

Navrhovaný odkvapový systém, by skondenzované kvapky vody z trapézovej

plechovej strechy zachytil a odviedol do odpadových kanálov v dojárni. Odkvapový

systém by mal dĺţku 1600 mm a šírku 5800 mm (obr.20, 21). Nevýhodou by mohlo byť

jeho prípadné prehnutie pri tak veľkej šírke, 5800 mm.

35

obr.19 Odpadový kanál nachádzajúci sa v dojárni.

obr.20 Nákres druhého variantu v AutoCADe.

36

obr.21 3D detail odkvapu z Lexanu.

37

Tretia navrhovaná varianta je zaloţená na podobnom systéme ako druhá, teda ráta

s odvádzaním vody do odpadových kanálov vo vnútri objektu. Na rozdiel od druhej

varianty však počítame s odstránením vnútornej časti trapézovej plechovej strechy a to

v rozmere 1000 mm od obvodového múru a nahradením tejto časti strechy

polykarbonátom. Na zvyšnú časť trapézových plechov strechy napojíme odkvapový

systém z polykarbonátových dosiek, Lexanu, podobný ako sme pouţili v druhej

variante, s tým rozdielom, ţe odkvap bude spustený zvislo k zemi o dĺţke 1000 mm

a šírke 5800 mm medzi jednotlivými oceľovými nosníkmi (obr.22).

Obr. 22 Tretí variant nakreslený v AutoCADe.

Na konci odkvapu bude vyspádovaný ţľab v tvare „U“ s rozmermi strán 100 x 100

mm a dĺţkou 6000 mm, ktorý skondenzovanú vodu zvedie do odpadového kanálu

v dojárni (obr.23). Vďaka zvislej polohe Lexanu sme schopný zabrániť jeho

prípadnému prehýbaniu.

38

obr.23 3D detail vyspádovaného odkvapového systému.

39

Okrem uvedených troch typov rekonštrukcii za účelom zabránenia

skondenzovanej vode prenikať do obvodových múrov objektu, existuje ešte moţnosť

zabrániť samotnému vzniku kondenzácii vody na plechových strešných profiloch.

Samotný kondenzát nevzniká len pôsobením nízkych teplôt a vysokej vlhkosti

v dojárni ale za vznikom stojí okrem týchto dvoch podnetov aj zlá izolácia strechy,

ktorá spočíva na pouţití sklennej vlny o hrúbke 100mm. Pre uistenie sa o slabej tepelnej

izolácii pouţitej na strechu objektu dojárne sme teda urobili výpočet teploty v stavebnej

konštrukcii (viď. príloha).

Preto sme ako ďalší variant zabránenia vzniku samotnej kondenzácie vody na

povrchu vnútornej strany trapézovej plechovej strechy zvolili pouţitie striekanej

polyuretanovej peny na povrch plechových profilov s vnútornej strany strechy dojárne.

Polyuretanová pena, je tepelno-izolačný materiál. Tvrdá polyuretanová pena je

stále po vákuu najlepším tepelným izolantom, takmer dva krát lepší ako expandovaný

penový polystyrén. Hodnota meraného súčiniteľa tepelnej vodivosti polyuretanovej

peny je λ = 0,020- 0,023 W/mK.

PUR pena, je tvrdá polyuretanová pena, ktorá má uzatvorenú bunkovú štruktúru,

vďaka ktorej má výborné hydroizolačné vlastnosti. Suroviny pouţívané na výrobu

tvrdej PUR peny sú 100% ekologické. PUR penu môţeme veľmi dobre prispôsobiť

účelu pouţitia presným nastavením časového priebehu chemickej reakcie, objemovej

hmotnosti a mechanických vlastností. PUR pena je zdravotne nezávadná, neobsahuje

freóny ani formaldehydy. PUR pena je dvojzloţková a odlišuje sa od jednozloţkovej

montáţnej peny v vplyve UV ţiarenia. U PUR peny sa UV ţiarenia prejavuje veľmi

pomaly a len povrchovo. Ďalšie výhody PUR peny v pouţití sú:

- celoplošná bezmedzerovitá tepelná izolácia, min. 20mm hrubá,

- dokonalá tepelná izolácia bez tepelných mostov,

- tepelný odpor priamo úmerný hrúbke vrstvy,

- dokonalá adhézia k podkladu, samokotviaca vrstva,

- utesnenie zloţito tvarovaných povrchov a detailov,

- odstránenie kondenzácie plechových krytín,

- nízke statické zaťaţenie konštrukcie (35-45kg / m³),

- odolnosť agresívnemu prostrediu, biologickým vplyvom,

- zdravotná nezávadnosť,

40

- nedochádza k sublimácii.

Strop dojárne by bolo moţné ošetriť proti vzniku kondanzátu na povrchu

trapézových plechov práve nastriekaním PUR peny (obr.24). Cena nanesenia PUR

izolácie sa pohybuje od 23€ do 30 € na m² v závislosti od pouţitej ochrany pred UV

ţiarením.

obr.24 Nástrek PUR peny na strop poľnohospodárskeho objektu.

Ďalšou moţnosťou by bolo nastriekať PUR izoláciu na vonkajšiu časť strechy.

Dosiahli by sme tým ešte lepšie tepelnoizolačné vlastnosti ako pri pouţití PUR peny na

vnútornú časť strechy a tým zabránili vzniku kondenzátu na povrchu trapézových

strešných plechov (obr.25). Nevýhodou tohto riešenia je pravidelné nanášanie

ochranných náterov na povrch PUR peny v dôsledku pôsobenia UV ţiarenia.

obr.25 Ukáţka nástreku PUR izolácie na vrchnú časť trapézovej strechy.

41

Ďalšou oblasťou hygieny pracovného prostredia ktorú sme v objekte dojárne na

školskej farme v Oponiciach sledovali bola teplotná pohoda dojičov.

Práca dojiča je hlavne v zimnom období riziková z hľadiska nízkych teplôt

v dojární i v dojacej jame. Objekty ako dojárne sú málo kedy dostatočne vykurované

ako iné obytné stavby, z dôvodu častého pohybu zvierat z nevykurovaných priestorov,

čo spôsobuje nepretrţitú cirkuláciu chladného vzduchu do dojárne.

Riziko pri práci dojiča v zimnom období sa týka hlavne rúk dojiča, pretoţe dojiči

sú nútení pracovať vo vlhkom prostredí a neustále majú kontakt s vodou.

V dojárni sú kvôli teplotnej pohode nainštalované štyri elektrické infraţiariče,

ktoré sú umiestnené v rade za sebou, v strede nad manipulačným priestorom dojičov

(obr.26). Inštalácia infraţiaričov bola prevedená z hľadiska zvýšenia teplotnej pohody

dojičov, úspornejšej technológie a hlavne z hľadiska vyhrievania iba určitej plochy

dojárne, manipulačnej časti, a nie celého objektu dojárne.

obr.26 Umiestnenie elektrických infraţiaričov v dojacej jame.

42

Výhodou infraţiaričov je ich technológia ohrevu priestoru, ktorá pracuje na

podobnom princípe ako slnečné ţiarenie. Infraţiariče teda neohrievajú samotný vzduch

v priestore v ktorom sú nainštalované, ale len predmety, steny, podlahy ktoré sa

v danom priestore nachádzajú. Tie následne akumulujú získané ţiarenie a v podobe

tepla ho zo seba uvoľňujú. Tým nie sú nutné veľké náklady na energie pouţité pri

vykurovaní iba časti dojárne, ako by boli pri vykurovaní celého objektu konvenčnými

vykurovacími jednotkami.

Pomocou termovízie sme robili meranie na zistenie teplotnej účinnosti

infraţiaričov pouţitých na farme v Oponiciach. Meranie sme robili priamo pod

infraţiaričmi a neskôr na hranici ich rozsahu vyhrievania, v oblasti nachádzajúcich sa

rúk dojiča. Termovízne snímky sa pod ţiaričom robili kaţdú minútu, pričom maximálna

doba, kedy bolo moţné pod ţiaričom stáť bez toho, aby človeka pálila od ţiarenia tvár ,

bola len 3 minúty. V priebehu druhej minúty bola povrchová teplota na vlasoch aţ

74,4°C, na tvári bola teplota 34,7°C a na rukách bola len 22,7°C (obr.27).

Ďalšie merania prebiehali v oblasti, kde dojiči vykonávajú prevaţnú časť práce.

Tam boli hodnoty teplôt na povrchu rúk len 14°C (obr.28).

obr.27 Termovízna snímka človeka nachádzajúca sa pod ţiaričom po 2 minútach.

43

obr.28 Termovízny snímok na ktorom je jasne vidieť nízku teplotu na povrchu rúk

oproti teplote na povrchu tváre.

Pomocou získaných termovíznych snímkou sme zistili nie najlepšiu účinnosť

pouţitých infraţiaričov. Infraţiariče pouţité a umiestnené v dojárni na farme

v Oponiciach vyhrievajú hlavne tú oblasť manipulačného priestoru dojárne, kde sa

dojiči vyskytujú najmenej, preto sme si pri meraní všimli a dozvedeli sa od dojičov ţe si

snaţia ruky ohriať priamo pod infraţiaričmi, pri práci majú ruky podchladené a hrozia

im tým rôzne choroby z podchladenia kĺbov a šliach, rôzne zápaly ako napríklad reuma

(obr.29, graf .2, graf.3).

44

obr.29 Termovízny snímok dojiča pri dojení. Zo snímku jasne vidieť nízku povrchovú

teplotu rúk, len okolo 14°C.

graf.2 Povrchová teplota suchých rúk je znázornená na osi Y, os X udáva počet

sledovaných snímkou získaných termovíziou.

45

graf.3 Výsledné hodnoty povrchovej teploty vlhkých rúk dojičov získané termovíziou.

Z grafov a snímokov je vidieť nie najlepšiu účinnosť v danej prevádzke. Preto sme

prišli z návrhom vyuţitia nových vykurovacích technológii, t.z.v. vykurovacích filmov,

ktoré sú absolútnou novinkou v oblasti vykurovania objektov. Pracujú na podobnom

princípe vyţarovania vzdialeného infračerveného svetla ako pouţité infraţiariče na

farme v Oponiciach. Zohrievajú len všetky predmety a ţivé organizmy, pričom

negatívne nabité ióny, ktoré vznikajú počas vykurovania zvyšujú pocit komfortu. Ich

hlavnou výhodu oproti pôvodným ţiaričom vidíme v moţnosti lepšieho umiestnenia,

tak aby nevykurovali tú časť pracoviska kde sa dojiči takmer vôbec nezdrţujú, ale práve

naopak, by boli umiestnené v podlahe dojacej jamy, smer vyţarovania by sa tak zmenil

z dola na hor, čím by sme zvýšili tepelnú pohodu dojičov a zníţili nebezpečenstvo

podchladenia rúk dojičov, čo môţe spôsobiť závaţné zdravotné ťaţkosti.

Na pouţitie v dojárni by mohli poslúţiť vykurovacie filmy. Hlavnou zloţkou

vykurovacieho filmu je uhlíková pasta zmiešaná so striebrom, nanesená špeciálnym

spôsobom na viacvrstvovú polyetylénovú fóliu. Pre zabezpečenie zásobovania

elektrickou energiou sa na fóliu nanáša medená lišta a strieborné spojovacie prvky.

Takto získaná konštrukcia je podrobená tepelnej úprave pri vysokej teplote v špeciálnej

peci, vytvorenej pre uvedené účely. Výsledkom procesu je mimoriadne stabilný, času

odolný, vynikajúcimi mechanickými vlastnosťami disponujúci a s energetického

hľadiska úsporný vykurovací film.

46

Okrem vynikajúcich mechanických vlastností, stabilite a energetickej úspory, je

systém mimoriadne odolný voči prehrievaniu a vynikajúco znáša tlak spôsobený

vysokou záťaţou (obr.30).

obr.30 Vykurovací film zaberá v podlahe len 3 – 6mm.

Vykurovací film sa vyrába v rôznych prevedeniach od šírky filmu 50cm aţ

100cm, hrúbky 0,35mm a maximálnej dĺţky od 70m do 140m (tab.1). Vykurovací film

sa montuje na existujúcu podlahu na ktorú sa nanesie termoreflexná fólia, ďalej

spomínaný vykurovací film, ochranná fólia a na koniec sa pokladá podlahová krytina.

Minimálna hrúbka krytiny by mala byť 1,5 cm (obr.31).

Šírka filmu Hrúbka filmu Maximálna dĺţka filmu

50 cm 0,35 mm 140 m

80 cm 0,35 mm 90 m

100 cm 0,35 mm 70 m

tab.1 Sortiment vykurovacích filmov ponúkaných na trhu.

47

obr.31 3D detail moţného umiestnenia vykurovacieho filmu v jame dojárne o šírke

80cm a dĺţke 11m.

48

Záver

Pomocou konštrukčného programu AutoCAD a programu pre priestorové

kreslenie 3dsMax 6 sme vypracovali moţné spôsoby zlepšenia hygieny pracovného

prostredia v zimnom období, v dojárni na školskej farme v Oponiciach. Zlepšenia sa

týkajú samotnej stavby dojárne a systému vykurovania dojacej jamy, manipulačného

priestoru dojičov. Zlepšenia týkajúce sa stavby dojárne, sa zameriavajú na odvádzanie

kondenzátu vody a úplné zamedzenie tvorby kondenzátu vody na povrchu trapézových

plechov, s dôvodu eliminácie stekanie kondenzátu do obvodových múrov a to

podnecuje ku vzniku plesne na povrchu múrov, čo je dôsledkom zhoršenia hygieny

prostredia v dojárni.

Vytvorili sme preto niekoľko moţností ktoré počítajú s pouţitím

polykarbonátových dosiek, Lexanu, ktoré by po umiestnení na konštrukciu strechy

zabraňovali vtekaniu kondenzátu vody do obvodových múrov (obr.32).

obr.32 Varianty zlepšenia rátajúce s pouţitím polykarbonátových dosiek, Lexanu.

49

Ďalšou variantou bolo pouţitie striekanej polyuretanovej PUR peny, ktorá by sa

naniesla na spodnú časť trapézových plechov z vnútornej časti strechy z dôvodu

zamedzenia vzniku kondenzátu na povrchu trapézových plechov.

Zlepšenie týkajúce sa teplotnej pohody dojičov v zimnom období sa zameriava na

vyuţitie infračerveného ţiarenia, konkrétne na vyuţitie vykurovacích filmov, ktoré by

boli umiestnené po obvode dojacej jamy, manipulačného priestoru dojičov a tým by

priamo pôsobili na pracujúceho pri výkone práce.

50

Diskusia

Kvalitu prostredia nám ovplyvňuje mnoho ukazovateľov. Medzi tieto ukazovatele

môţeme zaradiť vlhkosť, teplotu, prúdenie vzduchu, vibrácie, slnečné ţiarenie atď.

Tieto ukazovatele je preto treba prispôsobiť tak, aby sme dosiahli pozitívne výsledky

ohľadne hygieny a kvality prostredia (Dahlsveen a kol., 2003).

Ako však zabezpečiť teplotnú pohodu a primeranú vlhkosť vzduchu v zimnom

období, v objekte ktorý je neustále vystavený prúdeniu chladného vlhkého vzduchu

z exteriéru, v dojárni? A aké moţnosti navrhnúť ak nám vlhnú omietky z dôvodu

kondenzácie vlhkosti na strešnej konštrukcii? Jednou z moţných spôsobov je vytvoriť

systém odvádzania kondenzátu od muriva, tak aby nevznikal priamy kontakt muriva

a vody. My sme vytvorili tri takéto varianty odvodu skondenzovanej vody. Tieto

varianty spočívajú v pouţití polykarbonátových dosiek, a to kvôli ich tepelnej vodivosti.

Vďaka týmto variantám by sa nám mohlo podariť zamedziť vnikaniu vody do muriva

(obr.33).

obr.33 Vytvorené varianty na odvod kondenzovanej vody.

Okrem týchto variantov sme po numerickom určení teploty v stavebnej

konštrukcii našli spôsob zabráneniu vzniku kondenzátu a to prostredníctvom zateplenia

strešnej konštrukcie. Na zateplenie by bolo výhodné pouţiť striekanú polyuretanovú

PUR penu (obr.34).

51

obr.34 Príklad pouţitia striekanej polyuretanovej PUR peny.

Okrem vzniku kondenzácie vlhkosti na povrchu konštrukcii budovy nám do

kvality prostredia a hygieny zapadá aj tepelná pohoda dojičov pracujúcich v jame

dojárne. Ako však zabezpečiť pohodu dojičov ktorí sa nachádzajú v prostredí na ktoré

pôsobí nízka teplota, vysoká vlhkosť a neustále prúdenie chladného vzduchu do

objektu? Naším variantom je pouţitie vykurovania na báze infračerveného ţiarenia. Pre

potreby dojárne by sme pouţili vykurovacie filmy, ktoré by sa umiestnili do jamy

dojárne. Teda do priestoru kde dojiči zotrvávajú prevaţný čas pri dojení. Týmto

spôsobom by sme mohli dosiahnuť stav tepelnej pohody (obr.35).

obr.35 Návrh pouţitia infračervených vykurovacích filmov.

52

Pouţitá literatúra

1. RATAJ, V. a kol.: Metodika písania záverečných prác. Nitra 2002,

ISBN 80-8069-328-5

2. KENNEDY, S.: 3ds max 6 Animace a vizuální efekty. Brno: Computer Press 2004,

554 s., ISBN 80-251-0328-5

3. KŘÍŢ, J.: 3ds max 6 Praktické postupy. Brno: Computer Press 2004, 319 s.,

ISBN 80-251-0329-3

4. OMURA, G.: Autocad 2000 : Podrobný prúvodce. Praha: Grada publishing, 1999,

ISBN 80-7169-874-1

5. FOŘT, P. - KLETEČKA, J.: Učebnice pro střední školy AutoCAD R14. Prvé

vidanie. Brno: Computer Press 1998, ISBN 80-7226-0782

6. NAGY, E.: Nízkoenergetický ekologický dom. Bratislava: Jaga group 2002, 283 s.,

ISBN 80-88905-70-2

7. CHMÚRNY, I.: Tepelná ochrana budov. Bratislava: Jaga group 2003, 230 s.,

ISBN 80-88905-27-3

8. BRESTENSKÝ, V. a kol.: Sprievodca chovateľa hospodárskych zvierat. Nitra 2002,

s. 89-94, ISBN 80-88872-18-9

9. DAHLSVEEN, T. - PETRÁŠ, D. - HIRŠ, J.: Energetický audit budov. Bratislava:

Jaga group 2003, 344 s., ISBN 80-88905-86-9

53

10. Petráš, D. a kol..: Vykurovanie veľkopriestorových a halových objektov. Bratislava:

Jaga group 2007, 224 s., ISBN 978-80-8076-047-2

11. Petráš, D. – Koudelková, D..: Teplovodné a elektrické podlahové vykurovanie.

Bratislava: Jaga group 2004, 190 s., ISBN 80-88905-96-6

12. Lulkovičová, O. a kol..: Vykurovanie rodinného domu. Bratislava: Antar, s.r.o,

ISBN 80-967718-6-8

13. Rybár, P. – Šesták, F. – Juklová, M. – Veverka, J..: Denní osvětlení a oslunění

budov. Era – vydavatelství 2002, 272 s., ISBN 80-86517-33-0

14. Tomašovič, P. – Beťko, B. – Peráčková, J..: Zvuková a tepelná ochrana

v budovách. STU Bratislava 2006, ISBN 80-227-2530-7

54

Prílohy

STRECHA:

Číslo vrstvy Stavebná látka D [m] ρ [kg / m³] λ [W / m . K]

1. PUR pena* 0,1 60 0,023

2. Sklenná vlna 0,1 260 0,070

*PUR pena sa bude nanášať z vnútra objektu, zato sme ju umiestnil ako vrstvu č.1.

Výpočet pred zateplením:

Kritická povrchová teplota na vznik plesní je z tabuľky pre a vlhkosť

vzduchu 80 % rovná hodnote 5 °C.

Rosný bod sa objaví pri teplote 1,84 °C.

55

Minimálnu hrúbku novej pridanej izolácie, PUR peny si vypočítame podľa STN 73

0540 nasledovne:

Minimálna hrúbka poţadovanej izolácie podľa normy STN 73 0540 by mala byť 0,013

mm. Pre našu potrebu sme teda zvolili hrúbku izolácie 100 mm.

Výpočet po zateplení s vnútornej strany strechy:

Výpočet po zateplení z vonkajšej strany strechy: