Проектирование автомоечного комплекса

Максимальное давление воды на выходе составляет 4 атмосферы, максимальная температура воды на входе равна 60 ^оС, такая же температура воды и на выходе. Текстильный материал, используемый на щетках, в среднем, рекомендуется менять после 100 000 циклов помывки транспортного средства. Гарантия на все оборудование Smart Link 90 составляет 1 год. Стоимость оборудования на момент написания работы, при курсе доллара 31 руб. 80 коп. составляет 9 183 499 рублей. Доставка оборудования осуществляется компанией «Глобус», официальным дистрибьютором компаний «Hanna» и «Jim Coleman» (США) в России, и составляет 15% от стоимости оборудования [16].

Sonny's Enterprises, Inc. - крупнейший производитель оборудования для автоматической мойки автомобилей, поставщик запасных частей и химикатов, оборудования для детальной обработки и аксессуаров для автомобилей. Компания Sonny's предлагает установку 75MT с производительностью до 65 автомобилей в час. При максимальной загрузке установка потребляет 220 кВт электроэнергии. На один автомобиль расходуется 150 литров очищенной и 50 литров чистой воды. Максимальное давление воды на выходе составляет 4 атмосферы. Габаритные размеры оборудования - 24750 мм (длина) х3800 мм (ширина) х3600 мм (высота). Минимально необходимая площадь помещения для оборудования составляет 100 м². Максимальная моющая высота 2700 мм, а моющая ширина 2500 мм. Температура воды на выходе, используемая при мойке автомобиля, равна максимальной температуре воды на входе - 60 ^оС. Текстильный материал, используемый на щетках, необходимо менять после 80 000 циклов помывки автомобилей. Гарантия, предоставляемая компанией Sonny's составляет 12 лет и является максимальной среди конкурентов. Во время мойки на установке 75МТ автомобиль проходит следующие этапы:

1. Конвейер. Подача роллера под переднее колесо дополнен комплектом направляющих рельс для гарантии удержания правого колеса. Расстояние между роллерами в цепи конвейера 1060 мм.

2. Предварительная мойка. Многоступенчатый процесс включает в себя: обработку под высоким давлением модулем ОМНИ 650 (60 струйных форсунок) с одновременным нанесением химиката отмачивания. Двунаправленный трубопровод отмачивания и напольные аппликаторы нанесения на бампера с подогревом химиката. Модуль нанесения Трёхцветной пены и четыре головки модуля нанесения пены для полного покрытия всех поверхностей автомобиля.

3. Контактная мойка. Ротационные щетки с тканью Микроклин и Неоглайд, используемая компанией Sonny's, легко очищают всю поверхность автомобиля при скорости цепи конвейера до 65 автомобилей в час. Миттер с тканью Микроклин очищает все горизонтальные поверхности машин, две пары ротационных щеток производят очистку передних, задних и боковых частей. Специальная щетка чистит покрышки и диски колес, установленный на ней комплект ротационных щеток с материалом Неоглайд гарантированно очищает все боковые поверхности.

4. Мойка высоким давлением. Легендарный модуль ОМНИ I 550 обрабатывает колесные арки, колеса, боковые и горизонтальные поверхности автомобиля с эксклюзивными струйными форсунками. Движение форсунок в двух плоскостях позволяет потокам воды проникать в самые труднодоступные части автомобилей.

5. Ополаскивание и сушка. Трехступенчатая дождевая система с омывателем боковых зеркал очищает поверхность автомобиля от всех остатков химикатов и наносит жидкий вспомогатель, облегчая процесс сушки. Мощная (60 л.с.) система сушки совмещает сопла различного типа для большего эффекта и меньшей платы за электроэнергию.

ООО «АВТОКЛИНИНГ» - представитель SONNY'S Enterprises на территории России и стран СНГ. Они поставляют оборудование по прямым заводским ценам или помогают приобрести его напрямую с завода. Они занимаются поставкой оборудования, запчастей и химикатов, монтажом, гарантийным и после гарантийным обслуживанием, помогают в проектировании, консультировании и обучении персонала.

Стоимость оборудования Sonny's 75MT на период написания дипломного проекта составляет 9 941 960 рублей. Доставка оборудования составляет 20% от общей стоимости.

Еще одна система Soft-N-Foamy 85, представленная компанией PECO CARWASH - это автоматический моечный комплекс конвейерного типа с производительностью до 70 автомобилей в час и потреблением 240 кВт при максимальной загрузке. Для мойки одного автомобиля используется 200 литров очищенной воды и 50 литров чистой. Арки высокого давления на въезде производят давление 5 атмосфер. Текстильный материал контактных ротационных щеток необходимо заменить после 100 000 циклов мойки автомобилей. Транспортное средство промывается водой при температуре 40 ^оС, что соответствует максимальной температуре воды выходе моечной системы. При длине установки 26500 мм, ширине 3250 мм и высоте 3580 мм, минимально необходимое помещение должно быть площадью - 110 м². Максимальная моющая высота 2450 мм, а ширина 2300 мм.

Комплект предлагаемого оборудования включает следующие устройства:

1. конвейер скрытого типа с подхватом автомобиля под заднее колесо

2. комплект арок нанесения химических составов в комплекте с подающими помпами и дозаторами,

3. комплект арок высокого давления мойки кузова с повышающими насосами,

4. установка мойки днища автомобилей;

5. установка мойки горизонтальных поверхностей текстильными щетками,

6. горизонтальный щеточный блок

7. блок вертикальных щеток с охватом автомобиля по периметру,

8. блок вентиляторов для сушки автомобиля

Принципиальная схема работы данной установки не отличается от работы ранее рассмотренных установок. Гарантия завода на комплектующие системы Soft-N-Foamy 85 - 10 лет. AVIK Enterprises - одна из ведущих компаний поставки оборудования PECO CARWASH из США для автоматических моек легкового и грузового автотранспорта на российский рынок. Стоимость Soft-N-Foamy 85 составляет 9 374 449 рублей, а доставка равна 15% от общей стоимости [17].

Все три рассмотренные системы находятся в одном ценовом диапазоне, но при этом у системы Soft-N-Foamy 85 наибольшая производительность по количеству автомобилей в час, а так же небольшая минимально необходимая площадь для оборудования, что естественно скажется на вкладываемых инвестициях при строительстве. Однако количество потребляемой электроэнергии по сравнению с другими системами велико, вдобавок максимальная температура воды на выходе достаточно низкая, что не обеспечит достаточного качества мойки транспортных средств.

Для сравнения у моечной системы Sonny's 75MT максимальная температура на входе и на выходе одинаковая - 60 ^оС, что считается достаточным для высокого качества мойки. Производительность системы Sonny's 65 автомобилей в час и при максимальной загрузке она использует меньшее потребление электроэнергии, чем Soft-N-Foamy 85. Гарантия, предоставляемая на комплектующие фирмы Sonny's является максимальной, что может свидетельствовать об уверенности производителя в качестве. Но у системы 75МТ есть недостатки, во-первых, срок службы текстильного материала используемого на ротационных щетках меньше, чем у других систем, следовательно материальные затраты будут выше, а прибыль меньше, и во-вторых, цена Sonny's 75MT превышает другие рассматриваемые системы.

Наименьшая цена у системы Smart Link 90 от фирмы Hanna, а также наименьшее потребление электроэнергии, при максимальной загрузке в 60 автомобилей в час, в сравнении с аналогичными системами. Важным параметром считается температура воды на выходе, а на Smart Link 90 она равна максимальной температуре воды на входе, что обеспечит высокое качество мойки.

После анализа этих систем можно сделать вывод, что Smart Link 90 от фирмы Hanna при меньшей цене, меньшему потреблении электроэнергии, продолжительному сроку службы текстильных материалов, достаточно невысокого процента за доставку в полной мере удовлетворил бы требования нашего проекта. Но по сравнению с другими системами Smart Link 90 использует больше чистой воды, для мойки одного автомобиля, что существенно увеличит расходы. Помимо всего этого моющая высота и моющая ширина уступают по пропускной способности системе Sonny's 75MT, которая сможет предоставить услугу мойки большему проценту потребителей, вследствие способности обслужить автомобили больших размеров.

Исходя из этого, предлагается установить в проектируемом комплексе систему Sonny's 75MT.

3. Технологический расчет предприятия

Расчет поточной линии непрерывного действия при полной механизации работ по мойке и сушке автомобилей и отсутствии уборочных операций, выполняемых на других постах вручную, число постов линии соответствует числу механизированных установок (для мойки автомобилей, дисков колес, сушки). Рабочие на линии при этом могут отсутствовать за исключением оператора для управления системой. Для обеспечения максимальной производительности линии пропускная способность отдельных постовых установок должна быть равна пропускной способности основной установки для мойки автомобилей [18]. В этом случае такт линии и необходимая скорость конвейера определяются из выражений:

(3)

(4)

где - производительность механизированной моечной установки автомобилей на линии; а - габаритная длина автомобиля, м; - расстояние между автомобилями на постах линии, м.

Поскольку по условию нашего проекта линия обслуживания предусматривает механизацию только моечных работ, и требуются дополнительные операторы мойки, осуществляющие предварительное ополаскивание с целью сбива снега, грязи, насекомых с лакокрасочного покрытия, а также продувку замков и дверных проемов транспортного средства после поста сушки. В этом случае такт линии (в минутах) рассчитывается с учетом скорости перемещении автомобилей, обеспечивающей возможность выполнения работ вручную в процессе движения автомобиля.

 (5)

Пропускная способность (авт/ч) линии

(6)

Число рабочих Р_ео, занятых на постах ручной обработки зоны обслуживания, определяется так:

(7)

где - число линий обслуживания; - трудоемкость уборочно-моечных работ выполняемых вручную при механизированной мойке, чел.-ч. При полностью механизированной мойке, трудоемкость уборочно-моечных работ в 5 раз ниже, чем при ручной, следовательно = 0,04 чел.-ч. Тогда число рабочих будет равно:

Из этого следует, что в смену на предприятии будут находится 4 человека: менеджер, кассир-оператор и 2 оператора мойки. Проектируемое предприятие планируется при круглосуточном режиме работы, следовательно необходимо 3 бригады, работающих по 8 часов. Итого создано 12 рабочих мест.

Площади автомоечного комплекса по своему функциональному назначению подразделяются на две основные группы: производственно-складские и вспомогательные [19].

В состав производственно-складских помещений входят зоны уборочно-моечных работ, склады, а также технические помещения энергетических и санитарно-технических служб и устройств (компрессорные, трансформаторные, насосные, вентиляционные камеры и т.п.). Для малых комплексов при небольшой производственной программе некоторые участки с однородным характером работ, а также отдельные складские помещения могут быть объединены [20].

В состав вспомогательных площадей предприятия в соответствии со СНиП 1192-76 входят: санитарно-бытовые помещения, пункты управления, административные помещения.

Определение площадей помещений

Состав и площади помещений определяются размером станции обслуживания и видами выполняемых работ. На начальном этапе проектирования расчет ведется укрупнено. В последующем, при разработке вариантов планировочного решения, площади уточняются.

Площадь производственных участков для выполнения уборочно-моечных работ определяется по формуле 8.

(8)

где - площадь, занимаемая автомобилем и оборудованием в плане, рассчитывается, зная габаритные размеры оборудования, поскольку размеры автомобиля не превышают его размеров. Из этого следует, =94 м²; - количество постов и автомобиле-мест в расчетной зоне, =1; - коэффициент плотности расстановки оборудования.

Коэффициент К_п представляет собой отношение площади, занимаемой автомобилями, проездами, проходами, рабочими местами, к сумме площадей проекции автомобилей в плане. Величина К_п зависит от габаритов автомобиля и расположения постов. При одностороннем расположении постов К_п=6 - 7. При двухсторонней расстановке постов и поточном методе обслуживания К_п может быть принят равным 4 - 5.

Данная площадь является минимальной, поскольку учитана площадь, занимаемая оборудованием, без учета складских помещений, офисных помещений, зоны въезда автомобиля и выезда.

Расчет площадей вспомогательных помещений. Вспомогательные помещения (административные, общественные, бытовые) являются объектом архитектурного проектирования и должны соответствовать требованиям СНиП II-92-76 «Вспомогательные здания и помещении промышленных предприятий».

Детальная разработка вспомогательных помещений производится в объеме архитектурно-строительной части проекта на основании заданий проектировщиков-технологов. Расчет площадей отдельных вспомогательных помещений производится по соответствующим нормам и числу работающих [21].

Площади административных помещений рассчитываются исходя из штата управленческого аппарата, а общественных помещений - списочного числа работающих. Площади бытовых помещений рассчитываются исходя из штатной численности работающих, числа работающих в наиболее многочисленной смене, группы производственного процесса по классификации СНиП II-92-76, соотношения числа мужчин, и женщин. Исходя их всего этого суммарная площадь вспомогательных помещений составит 72 м² [22].

На предприятии автоматической мойки туннельного типа обслуживания легковых автомобилей наиболее распространенными являются склады запасных частей, насосных станций, гидравлических насосных модулей, резервуаров с очищенной водой, эксплуатационных материалов (отдельное или общее помещение) и склады инструмента. Расчет складских помещений станции технического обслуживания легковых автомобилей определяется в зависимости от видов хранимых запасных частей и материалов из расчета на 1000 комплексно обслуживаемых автомобилей. Так в нашем проекте склад предназначен для хранения запасных частей моечного оборудования, материалов, различной химии, ПАВ, смазочных и заправочных материалов, а также в нем установлены гидронасосы и насосные станции. Необходимо предусмотреть отдельное помещение для системы оборотного водоснабжения с резервуарами для очищенной воды. Зная размеры оборудования и его необходимое количество, а также количество химии необходимой на обслуживание автомобилей в течение месяца, можно рассчитать площадь складских помещений:

, (9)

где - суммарная площадь горизонтальной проекции по габаритным размерам оборудования, м²; - коэффициент плотности расстановки оборудования, согласно данным по ОНТП АТП СТО для механизированных моек, =2,5, следовательно:

Исходя из всего этого общая площадь занимаемая зданием составит приблизительно 600 м².

Технологическая планировка производственных зон и участков представляет собой план расстановки постов, автомобиле-мест ожидания и хранения, технологического оборудования, производственного инвентаря, подъемно-транспортного и прочего оборудования и является технической документацией проекта, по которой расставляется и монтируется оборудование [23].

Для разработки общего объемно-планировочного решения автомоечного комплекса в ряде случаев недостаточно иметь только площади отдельных помещении, рассчитанных по удельным показателям, а необходимо знать геометрические размеры и конфигурацию отдельных зон и участков, что требует укрупненной проработки их планировочных решений. Это, прежде всего, относится к зонам мойки, особенно при поточном методе организации обслуживания, и участкам с крупногабаритным оборудованием. Поэтому в ряде случаев проработка планировочных решений отдельных зон и участков производится одновременно с разработкой общего объемно-планировочного решения зданий автомойки [24].

Уточнение и окончательная доработка технологических планировок зон я участков выполняются на основе размеров помещений исходя из принятого общего объемно-планировочного решения зданий.

Для размещения постов мойки и уборки автомобилей, бытовых помещений а также системы оборотного водоснабжения, должны предусматриваться отдельные производственные помещения.

Посты уборочно-моечных работ располагаются в отдельных помещениях, что связано с характером выполняемых операций (шум, брызги, испарения).

На рисунке 23 представлена планировка автомоечного комплекса с расстановкой струйно-щеточной системы Sonny's 75 MT, вспомогательного оборудования, бытовых помещений и складских помещений.

4. Архитектурно-строительные решения автомоечного комплекса

Автомоечный комплекс по условиям проекта, располагается в новом производственном здании на территории, которая принадлежит УСК «АРЕНА-Металлург».

В состав здания входит:

1. стальной каркас на железобетонном фундаменте;

2. бетонные полы с приёмными лотками для воды;

3. утеплённые стены и потолок - минвата 100 мм;

4. обшивка внешних и внутренних стен, потолка и кровли профнастилом;

5. установка пластиковых окон, дверей и секционных ворот [25].

Данное промышленное здание выполняется по каркасной схеме (рисунок 24). В качестве материала для каркаса принят железобетон. Несущим остовом одноэтажного каркасного промышленного здания служат поперечные рамы и связывающие их продольные элементы.

Статическая работа каркаса рамно-связевая.

Рисунок 24 - Каркасная рамно-связевая конструктивная схема

Поперечная рама каркаса состоит из стоек (колонн), жестко заделанных в фундамент, и плит-оболочек, опертых на ЖБ продольные балки. Соединение колонн с покрытием шарнирное.

В продольном направлении жесткость обеспечивается постановкой вертикальных портальных связей, и жестким диском покрытия.

Железобетонный каркас состоит из следующих элементов:

- фундамент;

- фундаментные балки;

- колонны;

- продольные балки;

- плиты-оболочки;

- стеновые панели.

Монолитные железобетонные фундаменты со ступенчатой плитной частью (серия 1.412) под колонны серии КЭ-01-52.

Обрез фундамента располагается на отметке - 0,150 м под железобетонные колонны.

Колонна площадью сечения 1,0 x 0,4 и 0,5 м, подколонник площадью сечения 1,8 x 1,2 м, глубина стакана 0,95 м. Фундамент ФГ 31-35 (см. рисунок 25). Площадь сечения подошв: первой - 3,3 x 2,4 x 0,3 м, второй - 2,4 x 1,8 x 0,3. Высота фундамента 3,0 м. Объем бетона 7,97 м³. Фундаменты армируются типовыми арматурными сетками (горизонтальный элемент) и плоскими каркасами (вертикальный элемент), изготовленные из арматуры периодического профиля [26].

Рисунок 25 - Схема фундамента: ФГ 31-35

Фундаментная железобетонная балка для шага колонн 6 м (серия КЭ-01-23).

Самонесущие стены промышленного здания устанавливают на фундаментные балки. Сечение балки трапецеидальное, размеры сечения показаны на рисунке 26, посредством которых нагрузку передают на фундаменты колонн каркаса. Фундаментные балки укладывают на специально заготовленные бетонные столбики, устанавливаемые на обрез фундаментов (- 0,150 м). Это так называемые приливы площадью сечения 0,3 x 0,6 м с обрезом на отметке - 0,45 м (при высоте балок 0,4 м, для шага колонн 6 м).

При замерзании под действием увеличивающихся в объеме пучинистых грунтов в фундаментных балках могут возникнуть деформации, а также промерзание пола вдоль стен, от этого избавляются путем засыпки балки с боков и снизу шлаком. Поверх фундаментных балок укладывают гидроизоляцию из цементно-песчаного раствора или из двух слоев рулонного материала на мастике. На поверхности земли вдоль фундаментных балок устраивают отмостку или тротуар. После установки сборных фундаментных балок зазоры между ними и колоннами заполняют бетоном. Под воротами фундаментные балки не устраиваются.

Для крепления торцевых стеновых панелей предусмотрены колонны торцевого фахверка из сварного широкополочного двутавра. Шаг колонн фахверка 6 м. Привязка фахверковых колонн к крайним поперечным осям нулевая. Для навешивания поперечных перегородок устанавливаются фахверковые колонны из двух швеллеров №20 с шагом 6 м.

Основные колонны у торца, смещенные на 500 мм, дополнены по всей высоте до плоскости стены приколонными фахверковыми стойками [27].

Плита-оболочка представляет собой короткий цилиндрический свод-оболочку с двумя боковыми ребрами-диафрагмами сегментного очертания. Высота плиты на опоре 140 мм, в шелыге свода 1000 мм. Толщина оболочки в пролете 30 мм. Толщина стенки бокового ребра 40 мм. Наружная грань усилена ребрами жесткости с интервалом до 1,6 м. Железобетонная плита-оболочка представлена на рисунке 26.

Основная арматура плиты-оболочки состоит из двух преднапряженных стержней, расположенных в нижней зоне ребер и образующих затяжки свода, торцовой арматуры ребер и сварной сетки в оболочке.

Плита опирается на нижележащие конструкции четырьмя стальными пятами, расположенными в ее углах и обеспечивающими заанкеривание затяжек.

В оболочке могут быть предусмотрены отверстия: для светоаэрационных либо аэрационных фонарей и для водоприемника.

Применение плит-оболочек значительно сокращает количество марок и монтажных элементов покрытия, уменьшает его конструктивную высоту, а, следовательно, и площадь обстраивающих его стен.

Рисунок 26 - Плита оболочка 3х15 м.

Для необходимой теплоизоляции принята трехслойная навесная стеновая панель общей толщиной 250 мм, состоящая из двух слоев железобетона, толщиной 70 мм и 50 мм (л=1,92 Вт/м°С), и внутреннего слоя из минваты толщиной 100 мм плотностью г=150 кг/м3 (л=0,052 Вт/м°С), являющегося эффективным утеплителем.

Для проектируемого здания приняты пластиковые оконные панели (серия ПР-05-80/71). Устанавливается один ярус окон шириной 4,5 м и высотой 2,5 м и 1,8 м. Остекление двойное, оконные переплеты выполнены из пластиковых профилей.

Здание бытовых помещений - располагаемое в пристрое к основному производственному зданию. Размеры в плане 6000 х 12000 мм, одноэтажное, высота этажа 3,3 метра. Здесь располагается касса, санитарный узел, центр управления моторами, компрессорная и кабинет менеджера [28].

Здание с продольными поперечными стенами.

В качестве ограждающих конструкций проектом предусмотрены навесные стеновые панели серии 1.432-5. Они воспринимают нагрузки от собственной массы и ветровые нагрузки в пределах одного шага. В проекте приняты трехслойные стеновые панели толщиной 250 мм, состоящие из внутреннего и наружного слоев железобетона, толщиной 70 мм и 50 мм и внутреннего слоя из минераловатных плит 100 мм. по ГОСТ 9573-96, являющихся эффективным утеплителем (рисунок 29). Длина рядовых панелей 5980 мм. В торце панели ставится антисептированный брус. Плиты перекрытия - сборные железобетонные, многопустотные по серии 1.141.1.

Рисунок 27 - Рядовая стеновая панель

Нижние стеновые панели опираются на фундаментные балки по слою гидроизоляции из цементно-песчаного раствора. Крепление панелей к каркасу осуществляется с помощью крепежного элемента. Стеновые панели над оконными проемами устанавливаются на стальные опорные столики, привариваемые к колоннам.

Выбор конструкции пола определяется видом и интенсивностью силовых и не силовых воздействий, которым он подвергается в период эксплуатации предприятия, а также спецификой предъявляемых к нему требований, обусловленных протекающими в помещении гидро- и теплотехническими процессами. В проекте предусмотрен пол, состоящий из подстилающего слоя (100 мм бетона марки 100) и покрытия (цементно-песчаный раствор 50 мм), что соответствует тяжелым механическим воздействиям. Место примыкания пола к стене накрывается растворным плинтусом [29].

Рисунок 28 - Сечение туннеля