W przypadku pożarów, zatrucie dymem jest najczęstszą przyczyną uszczerbków na zdrowiu i śmierci. Gaz spalinowy może spowodować utratę przytomności już po trzech wdechach, a śmierć po dziesięciu. Trujący dym stanowi zatem bezpośrednie zagrożenie. Podczas pożaru zawsze powstaje także dym: z 10 kg papieru lub tektury uwalnianych jest do 10 000 m³ gazów spalinowych. Nawet palący się kosz na śmieci może szybko wypełnić pomieszczenie biurowe dymem od góry do dołu - aż do całkowitego zadymienia.
Przebieg jest dramatyczny: w ciągu niecałych trzech minut dym początkowo ogranicza widoczność. Ludzie tracą orientację i wpadają w panikę. Drogi ewakuacyjne przestają być rozpoznawalne. Do tego dochodzi tlenek węgla (CO), którego stężenie gwałtownie wzrasta wraz z postępem pożaru. Trujące gazy spalinowe muszą zostać jak najszybciej usunięte z budynku, co jest kluczowym zadaniem systemów oddymiania.
Czym są systemy oddymiania i odprowadzania ciepła (RWA)?
System oddymiania realizuje zadanie z zakresu bezpieczeństwa pożarowego poprzez usuwanie dymu powstałego podczas pożaru. Jego celem jest utworzenie stabilnej warstwy dymu w strefie podsufitowej i pozostawienie przestrzeni wolnej od dymu na poziomie posadzki, co ma umożliwić bezpieczną ewakuację. Oddymianie ma również za zadanie odprowadzanie ciepła, co pozwala na zmniejszenie temperatury wewnątrz pomieszczenia, a tym samym wydłużenie ochrony elementów konstrukcyjnych budynku.
Terminem RWA (Rauch- und Wärmeabzugsanlagen) określa się zarówno system oddymiania, jak i odprowadzanie ciepła powstałego podczas pożaru. Systemy oddymiania stanowią integralną część systemów zabezpieczeń przed zagrożeniami pożarowymi i służą do usuwania dymu oraz trujących gazów z pomieszczeń, co zwiększa bezpieczeństwo osób oraz ułatwia pracę strażakom. Choć w budynkach montowana jest wentylacja, system oddymiania jest niezależny od niej.
Rodzaje systemów oddymiania
Istnieją dwa główne typy systemów oddymiania:
- Oddymianie grawitacyjne: Działa w oparciu o naturalną siłę wyporu termicznego, tj. bez dodatkowego napędu wentylacyjnego. Urządzenia do grawitacyjnego odprowadzania dymu i ciepła to na przykład okna, świetliki dachowe i żaluzje wentylacyjne, które otwierają się automatycznie w przypadku pożaru, zapewniając w ten sposób odprowadzanie dymu i gorących gazów z budynku.
- Oddymianie maszynowe: Działa z napędem silnikowym, np. wentylatorami oddymiającymi. Po wykryciu dymu przez czujkę dymową lub naciśnięciu przycisku oddymiania, centrala oddymiania uruchamia wentylatory, które zasysają dym i gorące powietrze na zewnątrz.
Systemy oddymiania są aktywowane automatycznie (poprzez czujniki dymu) lub ręcznie (poprzez przyciski oddymiania). W ten sposób gazy spalinowe i energia cieplna są wyprowadzane z budynku. Systemy oddymiania mają kluczowe znaczenie dla funkcjonowania systemów oddymiania i odprowadzania ciepła w górnym obszarze oraz dopływu świeżego powietrza w dolnym obszarze.
Elementy składowe systemu oddymiania
Naturalne systemy oddymiania i odprowadzania dymu i ciepła (RWA) składają się z:
- Urządzeń do oddymiania i odprowadzania ciepła, np. okien, naświetli, świetlików dachowych, z których każde wyposażone jest w układ napędowy.
- Układu sterowania i zasilania (centrali oddymiania).
- Elementów wyzwalających, np. czujnika dymu, przycisku RWA.
- Dopływu powietrza, np. otwierane okna w dolnych częściach elewacji lub drzwi.
Centrala oddymiania jest podstawowym, autonomicznym elementem składowym systemu. Kontroluje i steruje całym systemem, reguluje czas przewietrzania, sygnalizuje alarm w przypadku zakłóceń i posiada zintegrowany service timer do kontroli przeglądów konserwacyjnych. Funkcja oddymiania PPOŻ realizowana jest w przypadku zadziałania automatycznej czujki dymu lub temperatury, wciśnięcia przycisku „Uruchomienie” w ręcznym przycisku oddymiania (RPO), lub wysterowania zewnętrznym sygnałem alarmowym. Najwyższy priorytet ma funkcja oddymiania PPOŻ, niższy sygnał z czujki pogodowej, a najniższy - przewietrzanie.
Siłowniki - kluczowy element systemów oddymiania
Siłownik to urządzenie wykonawcze, które zamienia energię (np. elektryczną, sprężonego gazu) w ruch mechaniczny - prostoliniowy lub obrotowy - umożliwiając otwieranie lub zamykanie określonych elementów. W kontekście systemów oddymiania jest to komponent, który przekłada sygnał z systemu pożarowego na działanie fizyczne. Po wykryciu pożaru siłownik automatycznie otwiera klapy dymowe, okna oddymiające czy drzwi napowietrzające, tworząc drogi do odprowadzenia dymu lub dopływu świeżego powietrza.
Rodzaje siłowników ze względu na źródło zasilania
- Elektryczne: Najczęściej spotykane w systemach oddymiania. Napędzane są silnikiem na prąd (zwykle 24 V DC). Stosuje się je do otwierania klap dymowych, okien oddymiających i napowietrzających oraz drzwi napowietrzających.
- Pneumatyczne: Wykorzystują sprężony gaz (najczęściej nabój CO₂). Stosowane przy dużych klapach dymowych w halach czy magazynach. Wadą jest jednorazowość zadziałania i konieczność okresowej kontroli ciśnienia.
- Hydrauliczne: Napędzane cieczą pod ciśnieniem. Charakteryzują się najwyższą siłą działania, ale w systemach oddymiania stosowane są rzadko.
W praktyce, zdecydowana większość systemów oddymiania opiera się na siłownikach elektrycznych 24 V DC z uwagi na ich niezawodność, możliwość pracy w trybie pożarowym i codziennej wentylacji, oraz łatwe zasilanie z centrali z podtrzymaniem (akumulatory).
Typy siłowników stosowane w oddymianiu (konstrukcja i zastosowanie)
- Siłowniki łańcuchowe: Zawierają zwijany łańcuch wysuwający się podczas pracy. Idealne do okien oddymiających (fasadowych i dachowych), które muszą się uchylić. Mają umiarkowaną siłę (200-500 N) i typowy skok od 100 do 800 mm.
- Siłowniki trzpieniowe (wrzecionowe): Posiadają wysuwający się sztywny pręt. Zapewniają znacznie większą siłę i dłuższy skok niż łańcuchowe (standardowo 500-1200 mm, nawet do 2000 mm). Nadają się do ciężkich klap dymowych na dachach i dużych okien dachowych.
- Siłowniki ramieniowe (łamanego ramienia): Zbudowane z przegubowego ramienia, które rozkłada się i popycha skrzydło. Stosowane głównie do drzwi napowietrzających na klatkach schodowych (otwieranie drzwi na parterze w celu dopływu powietrza) oraz do okien rozwiernych (otwieranych na bok). Zapewniają ruch kątowy, otwierając drzwi lub okno do kąta 90°. Są bardzo silne, pokonując opór samozamykaczy drzwiowych.
- Napędy ryglujące (zasuwy elektromotoryczne): Małe siłowniki liniowe o krótkim skoku, służące do odblokowania lub zaryglowania okna/klapy. Stanowią uzupełnienie głównego siłownika otwierającego, gdy okno ma dodatkowe rygle lub wielopunktowe zamknięcia.
Dobór odpowiedniego typu siłownika zależy od konstrukcji elementu do otwarcia (okno dachowe, fasadowe, drzwi, klapa) oraz wymaganej geometrii otwarcia.
Kluczowe parametry doboru siłownika
Siłowniki dobiera się tak, by były w stanie skutecznie otworzyć wymagany element w warunkach pożaru. Kluczowe parametry to:
- Długość wysuwu (skok): Maksymalna droga, na jaką wysuwa się łańcuch lub trzpień siłownika. Musi być dobrana do konstrukcji okna/klapy, tak aby osiągnąć wymagany kąt otwarcia (zgodnie z PN-EN 12101-2, otwarcie do pełnego kąta w czasie ≤60 sekund).
- Siła (udźwig): Określana w niutonach [N]. Informuje, jakie obciążenie siłownik może podnieść lub przytrzymać. Zapotrzebowanie na siłę zależy od ciężaru i wymiaru skrzydła oraz dodatkowych obciążeń (np. śnieg). Dla drzwi napowietrzających siłę wyraża się jako moment obrotowy [Nm].
- Napięcie zasilania: Większość siłowników oddymiających jest zasilana niskim napięciem 24 V DC, zgodnym z centralami oddymiania (wyposażonymi w akumulatory). Zapewnia to bezpieczeństwo i działanie nawet przy zaniku prądu.
Normy i przepisy dla siłowników oddymiających
Urządzenia stosowane w systemach przeciwpożarowych muszą spełniać rygorystyczne normy i krajowe przepisy:
- PN-EN 12101-2: Kluczowa norma europejska określająca wymagania dla naturalnych urządzeń oddymiających (NSHEV), w tym okien i klap oddymiających wraz z napędami. Siłownik jest integralną częścią takiego urządzenia i powinien mieć oznakowanie CE.
- EN 60335-2-103: Norma dotycząca bezpieczeństwa użytkowania siłowników jako urządzeń elektrycznych, wymagająca zabezpieczeń przed porażeniem, przeciążeniem czy przygnieceniem.
- Wytyczne CNBOP-PIB: W Polsce Centrum Naukowo-Badawcze Ochrony Przeciwpożarowej wydaje wytyczne i aprobaty dla urządzeń ppoż. Polskie przepisy wymagają, by urządzenia stosowane w ochronie przeciwpożarowej posiadały świadectwo dopuszczenia (CNBOP).
- Warunki techniczno-budowlane: Krajowe „Warunki techniczne” nakładają obowiązki wyposażenia budynków w systemy oddymiania w określonych sytuacjach (np. klatki schodowe w budynkach >3 kondygnacji muszą mieć urządzenia oddymiające o powierzchni czynnej min. 1 m²).
Brak certyfikatu lub niezgodność z normą jest podstawą do nieodebrania budynku. Przewody elektryczne sterujące i zasilające elementy oddymiania muszą mieć odpowiednią odporność ogniową (np. 30 lub 90 minut ciągłości działania w ogniu).
Najczęstsze błędy przy montażu i odbiorze siłowników
- Brak automatycznego napowietrzania: Pominięcie otworów napowietrzających sprawia, że system nie zadziała prawidłowo. Otwory te muszą otwierać się automatycznie wraz z klapami dymowymi i mieć łączną powierzchnię co najmniej równą powierzchni oddymiania.
- Zastosowanie urządzeń bez wymaganych certyfikatów: Każdy element systemu oddymiania musi mieć dopuszczenie CNBOP lub certyfikat zgodności z normą. Użycie nieatestowanego sprzętu to poważny błąd.
Automaty do drzwi skrzydłowych w systemach oddymiania
W celu usprawnienia procesu napowietrzania w budynkach można wykorzystać otwory już istniejące w elewacji, przede wszystkim okna i drzwi wejściowe. Drzwi dwuskrzydłowe, powszechnie stosowane w ciągach komunikacyjnych budynków użyteczności publicznej, doskonale sprawdzają się jako element systemu napowietrzania podczas gaszenia pożaru.
Automatyczne sterowanie drzwiami - napęd DDS
Firma D+H Polska proponuje wykorzystanie dwuskrzydłowych drzwi do napowietrzania budynków w systemach przeciwpożarowych, wskazując stosowne mechanizmy. Rozwiązanie to umożliwia sterowanie drzwiami wyposażonymi w rygle blokujące skrzydło bierne.
Napęd drzwiowy DDS 54/500 firmy D+H został przygotowany z myślą o potrzebie automatycznego sterowania drzwiami, umożliwiając ich otwarcie w określonych sytuacjach, takich jak ewakuacja, napowietrzanie bądź wyrównywanie ciśnień w systemach przeciwpożarowych budynków. W ściśle określonych warunkach, zakończone rolką ramię napędu wypycha skrzydło, powodując ich otwarcie pod kątem 90 stopni. Wszystkie funkcje napędu oraz długość wysuwu są programowalne.
Dzięki dużej sprawności i kompaktowej konstrukcji napęd DDS 54/500 wymaga niewiele miejsca, co pozwala na jego zastosowanie w każdych warunkach montażowych, na ścianie lub ościeżnicy, bez ingerencji w standardowe funkcje drzwi. Zastosowane innowacyjne rozwiązania elektroniczne umożliwiają otwieranie zarówno skrzydeł pojedynczych, jak i podwójnych. Napęd jest przystosowany do współpracy z systemami kontroli dostępu, domofonowymi oraz dowolnym elektrozamkiem. Umożliwia też sygnalizację stanu położenia drzwi oraz wykorzystanie funkcji samozamykacza. W DDS 54/500 zastosowano również rozwiązania zabezpieczające na wypadek zagrożenia przytrzaśnięciem, a także elektroniczny wyłącznik przeciążeniowy. Badania CNBOP i uzyskane świadectwo dopuszczenia potwierdziły niezawodną pracę napędu, jego długotrwałą żywotność oraz bezawaryjność.
Działanie systemu napowietrzania z użyciem DDS
Do pełnego i prawidłowego działania systemu napowietrzania z użyciem drzwi dwuskrzydłowych firma D+H Polska zaleca zastosowanie następujących urządzeń:
- centrali sterującej RZN (obciążalność wyjść: nie mniej niż 2 A)
- napędów drzwiowych DDS 54/500 (po jednym na skrzydło)
- modułu przekaźnikowego TR43-K (prąd maks.: 17 mA)
- modułu sekwencyjnego otwierania/zamykania S11
- zasilacza 24 VDC/2 A do zasilania rygli elektromechanicznych
- rygla elektromechanicznego (2 szt. - do blokady górnej i dolnej)
- elektrozamka rewersyjnego 12 V/24 V (do współpracy z kontrolą dostępu)
- puszki przyłączeniowej ppoż. 100×100×80 mm (wys.×szer.×dł.)
Po zainstalowaniu i uruchomieniu systemu napowietrzania, zadziałanie centrali sterującej RZN spowoduje uruchomienie napędów DDS, które otworzą oba skrzydła drzwiowe w celu napowietrzenia. W chwili podania napięcia na siłowniki w module TR43-K przełączają się styki, odcinając zasilanie od rygli elektromechanicznych i od elektrozamka, co powoduje odblokowanie drzwi, które następnie zostaną otwarte przez napęd DDS. Moduł FS41 zapewnia właściwą kolejność otwierania i zamykania się napędów DDS.
W ofercie firmy D+H są dostępne również inne rodzaje napędów, przystosowane do sterowania różnymi elementami systemów wentylacji, napowietrzania czy też oddymiania, np. klapami lub oknami oddymiającymi. Pamiętajmy, że instalacja oddymiająca jest uśpionym urządzeniem zabezpieczającym. Nawet po wielu latach musi być ona niezawodna i w pełni sprawna do uruchomienia w razie pożaru. Stała i profesjonalna konserwacja jest niezbędna do zapewnienia tego funkcjonalnego bezpieczeństwa.
Automatyczne napędy do drzwi - ogólne informacje
Większość drzwi w budynkach użyteczności publicznej oraz budynkach zamieszkania zbiorowego wyposażona jest w napęd mechaniczny, który automatycznie otwiera i zamyka skrzydło lub skrzydła drzwiowe. Wybór rodzaju napędu zależy od różnych kryteriów, w tym od cech przewidywanego użytkownika oraz dokładnych wymagań eksploatacyjnych i konstrukcyjnych.
Napęd powinien być tak zaprojektowany i wykonany, aby był zdolny do poruszania i zatrzymywania skrzydeł drzwiowych w bezpieczny sposób, we wszystkich warunkach użytkowania. Powinien także zapewnić łatwość połączenia wszystkich związanych z tym urządzeń uruchamiających, zatrzymujących i zabezpieczających. Automatyczne napędy do drzwi podlegają regulacjom prawnym dotyczącym wprowadzania do obrotu i stosowania wyrobów budowlanych, zawartym m.in. w Ustawie o wyrobach budowlanych.
Regulacje prawne i normy
Podstawowym dokumentem regulującym zagadnienia wyrobów budowlanych w Państwach Unii Europejskiej jest Dyrektywa Rady Wspólnot Europejskich 89/106/EEC. Ponieważ w skład napędów drzwi wchodzą silniki elektryczne, przekładnie i urządzenia sterujące, powinny one uwzględniać także postanowienia Dyrektyw dotyczących maszyn (98/37/EEC), sprzętu elektrycznego niskonapięciowego (73/23/EEC) oraz kompatybilności elektromagnetycznej (89/336/EEC). Wszystkie te dyrektywy zostały wprowadzone do polskiego systemu prawnego odpowiednimi ustawami i rozporządzeniami.
Szczegółowe wymagania dotyczące automatycznego napędu do drzwi uwzględniające postanowienia wynikające z dyrektyw ujęte są w następujących normach europejskich, wprowadzonych do Katalogu Polskich Norm, np.:
- PN-EN 12978:2004 (U) Drzwi i bramy. Urządzenia zabezpieczające do drzwi i bram z napędem. Wymagania i metody badań.
- PN-EN 60335-2-103:2004 Elektryczny sprzęt do użytku domowego i podobnego. Bezpieczeństwo użytkowania. Część 2-103: Wymagania szczegółowe dotyczące układów napędowych do bram, drzwi i okien.
Oprócz wymienionych norm uwzględniać należy obligatoryjne wymagania wynikające z przepisów techniczno-prawnych, w tym głównie z rozporządzenia Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie. Dotyczą one m.in. zakazu stosowania drzwi obrotowych do celów ewakuacji oraz wymagań dla drzwi rozsuwanych i rozwieranych na drogach ewakuacyjnych, które muszą zapewniać automatyczne i ręczne otwieranie bez możliwości blokowania.
Ogólna charakterystyka napędów do drzwi rozwieranych (skrzydłowych)
W typowych rozwiązaniach źródłem napędu jest silnik elektryczny z pompą, który poprzez układ hydrauliczny i ramię (lub szynę ślizgową) dokonuje otwarcia skrzydła drzwi. Zamykanie skrzydła realizowane jest poprzez sprężynę i ramię (lub szynę ślizgową). Zespół kontrolno-sterujący umożliwia automatyczne zatrzymanie skrzydeł w położeniach skrajnych oraz w miejscach, w których w poprzednim cyklu pracy wystąpiła jakakolwiek przeszkoda.
Napędy do drzwi rozwieranych charakteryzują się przeważnie następującymi podstawowymi danymi technicznymi:
- Napięcie zasilania: 230 V
- Maksymalny pobór mocy: 250 W
- Masa skrzydeł: do 250 kg
- Czas otwierania: 1,5-5 s
- Czas zamykania: 3-6 s
- Czas utrzymania w stanie otwartym: max 30 s
- Temperatura otoczenia: od -15°C do +40°C
- Maksymalna szerokość skrzydła: 1400 mm
- Maksymalny kąt otwarcia: 115°
Wyposażenie napędów drzwi rozwieranych obejmuje różne warianty ramion (pchające, ciągnące, szyny ślizgowe), czujniki obecności, radary, fotokomórki, zamki elektromagnetyczne, funkcję „Impuls ręczny” oraz „docisku”, funkcję „zapamiętania stałego kąta otwarcia”, przełącznik programów, odbiornik do zdalnego otwierania i regulator kolejności zamykania skrzydeł.
tags: #automat #do #drzwi #skrzydlowych #oddymianie