W przypadku wybuchu pożaru w budynku kluczowe dla bezpieczeństwa ludzi i konstrukcji jest efektywne usuwanie dymu i szkodliwych gazów. Systemy oddymiania w połączeniu z systemami napowietrzania odgrywają tu decydującą rolę, zapewniając dopływ świeżego powietrza z zewnątrz, które zastępuje uciekające dym i gazy pożarowe. Koordynacja pracy tych systemów jest niezwykle ważna, a ich prawidłowe funkcjonowanie zależy od wielu elementów wykonawczych, w tym od drzwi napowietrzających.
Mechanizm działania systemów oddymiania i napowietrzania
Powietrze dopływa do budynku przez otwory napowietrzające, które najczęściej znajdują się w dolnej części budynku. Powietrze to wspomaga zjawisko konwekcji, znane jako efekt komina, dzięki czemu gazy powstałe na skutek spalania uchodzą przez otwory oddymiające, zlokalizowane w górnych obszarach pomieszczeń. W celu zapewnienia odpowiedniego przepływu powietrza w razie wystąpienia pożaru, ważnym elementem instalacji systemu oddymiania są właśnie drzwi napowietrzające.
Rola i typy drzwi napowietrzających
Drzwi napowietrzające, umiejscowione najczęściej w dolnej części budynku, mają za zadanie utworzenie korytarza powietrznego wraz z klapą dymową bądź oknem oddymiającym i jak najszybsze odprowadzenie dymu z obiektu. W ofercie dostępne są drzwi napowietrzające jednoskrzydłowe i dwuskrzydłowe. W przypadku drzwi dwuskrzydłowych wyróżnia się skrzydło bierne i czynne.
Układy napowietrzające są kluczowe, ponieważ umożliwiają prawidłowe działanie systemu oddymiania, którego zadaniem jest usunięcie dymu z drogi ewakuacyjnej. Bardzo często element wykonawczy układu napowietrzającego musi być zarazem elementem systemu kontroli dostępu, ewakuacyjnym i przeciwpożarowym. Najczęściej są to drzwi zewnętrzne, które muszą być odpowiednio zaryglowane i chronić przed włamaniem.
Wymagania i normy dla układów napowietrzających
Zadaniem układu napowietrzającego jest otwarcie drzwi napowietrzających po odebraniu sygnału sterującego z systemu oddymiania grawitacyjnego. Układ musi odryglować drzwi, a następnie je otworzyć. W przypadku drzwi dwuskrzydłowych, otwarte muszą być kolejno skrzydła czynne i bierne. Cała operacja musi odbyć się w czasie nie dłuższym niż 60 sekund, zgodnie z wytycznymi normy PN-EN 12101-2 i rozporządzeniem 553 MSWiA z 27 kwietnia 2010 r.
Integracja drzwi napowietrzających z systemami bezpieczeństwa
System kontroli dostępu (KD)
System kontroli dostępu (KD) umożliwia dostęp do obszarów chronionych tylko osobom uprawnionym i ograniczenie dostępu nieuprawnionych użytkowników do określonych stref. Każdy system składa się przynajmniej z dwóch rodzajów urządzeń:
- Urządzenia wejściowe, które stwierdzają żądania wejścia do chronionych stref (szyfratory, czytniki kart, czytniki biometryczne).
- Elementy wykonawcze służące do zamykania i otwierania przejść (rygle elektromagnetyczne, zamki elektryczne, elektrozaczepy, szlabany).
Drzwi ewakuacyjne
Zgodnie z normami PN-EN 179 oraz PN-EN 1125, drzwi ewakuacyjne muszą się otworzyć w efekcie pojedynczej czynności mechanicznej skutkującej oddziaływaniem określoną siłą, nawet gdy wcześniej były poddane naciskowi wstępnemu. Dodatkowo, ze względów bezpieczeństwa, powinny być zabezpieczone przed wejściem osób niepowołanych oraz przed próbą włamania. Aby uzyskać te właściwości, można zastosować odpowiedni element ryglujący, np. zamek elektromotoryczny Abloy Certa Public, który będzie współpracował z napędem w systemie napowietrzającym wyposażonym w przekaźnik NO.
Technologia zamków elektromotorycznych w napowietrzaniu
Zamki Abloy dobrze spełniają funkcję otwierania drzwi napowietrzających ze względu na automatyczne odryglowanie drzwi przed rozpoczęciem pracy siłowników oraz automatyczne zaryglowanie po zakończeniu napowietrzania. Zamki te rozwiązują często napotykany problem z drzwiami dwuskrzydłowymi, gdzie skrzydło bierne jest ryglowane w górnej i dolnej części drzwi, a podczas napowietrzania oba skrzydła muszą zostać odblokowane automatycznie.
Otwarcie zamka Abloy Certa Public jest inicjowane poprzez styk bezpotencjałowy - zwarcie styków w sterowniku zamka EA420. Sygnał otwarcia może być wysyłany równolegle poprzez system kontroli dostępu i system oddymiania grawitacyjnego. Odblokowanie górnego zamka skrzydła biernego jest inicjowane poprzez zasilenie cewki tego zamka. Po zainicjowaniu pracy napędów, napęd skrzydła czynnego przesyła sygnał otwarcia do sterownika zamka Abloy Certa Public. Napęd skrzydła biernego zamyka obwód zasilający górnego zamka skrzydła biernego. Czasy działania wbudowanych przekaźników NO napędów, jakie należy ustawić, to 15 s dla skrzydła czynnego i 25 s dla skrzydła biernego. W przypadku drzwi jednoskrzydłowych współpraca podzespołów funkcjonalnych jest taka sama jak w przypadku skrzydła czynnego.
Monitorowanie i wytrzymałość zamków elektromotorycznych
Systemy kontroli dostępu i klucze elektroniczne kontrolują jedynie uprawnienia dostępowe i wejścia jako zdarzenia w systemie, bez użycia dodatkowych elementów monitorujących. Zamki elektromotoryczne dostarczają znacznie więcej informacji o stanie drzwi za pośrednictwem sygnałów monitorujących. Zamek samoczynnie przetwarza informacje z systemów zabezpieczeń i sygnały alarmowe oraz przekazuje informacje o stanie rygla (wysunięty, zasunięty), otwarciu drzwi, celowym uszkodzeniu kabla, użyciu klamki od strony ewakuacyjnej czy otwarciu drzwi za pomocą klucza.
W kontroli dostępu głównym i istotnym parametrem jest wytrzymałość mechaniczna zamka. Dzięki funkcji samoryglowania (drzwi automatycznie zatrzaskują się po zamknięciu), wytrzymałość mechaniczna zamka może sięgać nawet 4000 kg. Często w przypadku zastosowania innych rozwiązań, takich jak zwory elektromagnetyczne czy elektrozaczepy, nie jest możliwe osiągnięcie nawet jednej dziesiątej tej wartości. Drzwi antywłamaniowe muszą być przede wszystkim solidnie ryglowane. Jeśli elementami ryglującymi są zwory lub elektrozaczepy, nie jest możliwe spełnienie tego wymagania i jednoczesne zapewnienie automatycznego napowietrzania po otrzymaniu sygnału z systemu oddymiania.
Bezpieczeństwo i wielofunkcyjność
W wielu przypadkach drzwi muszą spełniać wiele wymagań jednocześnie: pełnić rolę drzwi przeciwpożarowych i ewakuacyjnych, a jednocześnie służyć do napowietrzania. Zamki elektryczne Abloy zapewniają otwarcie mechaniczne za pomocą klamki bądź dźwigni antypanicznej. Działają we wszystkich okolicznościach, niezależnie od rodzaju systemu zarządzania czy napięcia zasilania. Spełniają wymagania norm ewakuacyjnych EN179 i EN1125 oraz przeciwpożarowej EN1634-1.
Otwory napowietrzające umożliwiają napływ chłodnego powietrza, które na zasadzie wyporu termicznego wypycha ku górze dymy oraz gorące powietrze, a te w dalszej kolejności odprowadzane są na zewnątrz poprzez otwory oddymiające znajdujące się w górnej części budynku. Na system napowietrzania składają się otwory napowietrzające - okna lub drzwi - wyposażone w samozamykacze współpracujące z centralą oraz pozostałymi urządzeniami systemu oddymiania. W celu zapewnienia odpowiedniego poziomu napowietrzenia budynku, można także wykorzystać już istniejące otwory - okna i drzwi wejściowe. W budynku użyteczności publicznej powszechnie stosowane są dwuskrzydłowe drzwi główne prowadzące z klatki schodowej na zewnątrz obiektu i to one właśnie, po wyposażeniu w niezbędne mechanizmy, z powodzeniem przyjmują funkcję drzwi napowietrzających w systemach oddymiania. W codziennej eksploatacji wykorzystywane jest w nich jedynie skrzydło czynne.
Siłowniki w systemach oddymiania i napowietrzania
Siłowniki są kluczowymi elementami wykonawczymi w systemach bezpieczeństwa pożarowego. W zależności od przeznaczenia, wyróżnia się siłowniki okienne oddymiające, przeznaczone do klap i okien odprowadzających dym, oraz siłowniki okienne i drzwiowe napowietrzające, stosowane w drzwiach zapewniających napływ świeżego powietrza. W codziennej eksploatacji urządzenia te pozostają zwykle zamknięte lub nieaktywne, ale po sygnale z centrali pożarowej albo czujek uruchamiają się automatycznie, otwierając przewidziane przegrody budowlane. Dzięki pracy napędów system oddymiania skutecznie usuwa gorący dym z obiektu, a przez otwarte drzwi napowietrzające napływa chłodniejsze powietrze, poprawiając warunki ewakuacji.
Certyfikacja i wymagania normatywne dla siłowników
Aby siłownik mógł zostać zastosowany w systemie oddymiania, musi spełniać określone wymagania przepisów i norm. Polskie regulacje wymagają Świadectwa Dopuszczenia CNBOP-PIB lub odpowiedniego certyfikatu zgodności z normami zharmonizowanymi. Podstawową normą europejską dla siłowników oddymiania jest PN-EN 12101-2. Dodatkowo stosuje się wymagania normy PN-EN 60335-2-103 dotyczącej bezpieczeństwa użytkowania elementów napędowych.
| Najważniejsze wymagania dla napędów oddymiania | Wartość/Norma |
|---|---|
| Certyfikacja | Świadectwo Dopuszczenia CNBOP-PIB lub zgodność z normami zharmonizowanymi |
| Norma podstawowa | PN-EN 12101-2 |
| Bezpieczeństwo napędów | PN-EN 60335-2-103 |
| Czas otwarcia | Do 60 sekund zgodnie z wymaganiami EN 12101-2 |
| Zasilanie standardowe | 24 V DC z centrali z zasilaniem awaryjnym |
Siłowniki łańcuchowe do okien oddymiających
Siłowniki łańcuchowe do okien oddymiających należą do najpopularniejszych rozwiązań stosowanych do automatycznego otwierania okien dachowych i fasadowych podczas pożaru. Charakteryzują się kompaktową budową oraz dużym wysuwem. Przykładem jest AUMULLER KS4, siłownik łańcuchowy 24 V DC, certyfikowany przez CNBOP. Umożliwia montaż na różnych typach okien i sprawdza się zarówno w systemach oddymiania grawitacyjnego, jak i w funkcji codziennej wentylacji.
Dobór siłownika łańcuchowego zależy od wymiarów i ciężaru okna, wymaganej wielkości otwarcia, oporów uszczelek oraz ewentualnych siłowników ryglujących. Istotne są też testy trwałości, klasa IP oraz zakres temperatur pracy.
Siłowniki drzwiowe napowietrzające
W systemach oddymiania klatek schodowych równie ważne jak usuwanie dymu jest napowietrzanie, czyli doprowadzenie świeżego powietrza kompensacyjnego. Służą do tego siłowniki drzwiowe napowietrzające montowane nad drzwiami wejściowymi lub przewietrzającymi. Do najczęściej stosowanych należą AUMULLER FTA 600, D+H DDS 54/500, ESCO BS oraz GEZE RWA K600 T. Choć realizują ten sam cel, różnią się parametrami technicznymi, sposobem konfiguracji i dodatkowymi funkcjami.
Przykładowe rozwiązania napędów drzwiowych:
- AUMULLER FTA 600R S12: Napęd ramieniowy o sile około 600 N, z elektroniką S12 i możliwością programowania opóźnień oraz współpracy z ryglami elektromagnetycznymi.
- D+H DDS 54/500: Napęd drzwiowy 500 N z możliwością programowania parametrów pracy i szeroką kompatybilnością systemową.
- ESCO BS: Kompaktowy siłownik ramieniowy o sile około 300 N, przeznaczony do lżejszych drzwi i ekonomicznych zastosowań.
- GEZE RWA K600 T: Napęd ramieniowy o sile około 600 N do jedno- i dwuskrzydłowych drzwi, z funkcjami sygnalizacji i integracji.
Kluczowe parametry doboru siłowników
Przy doborze siłowników należy analizować siłę napędu, długość skoku, czas otwarcia, zasilanie, stopień ochrony, pobór prądu oraz zgodność z wymaganiami obiektu. Siła siłownika musi przewyższać opory wynikające z ciężaru skrzydła, uszczelek, rygli i samozamykaczy. Montaż powinien być wykonany zgodnie z wytycznymi producenta, a system musi przewidywać sygnalizację położenia drzwi lub okna.
Systemy różnicowania nadciśnienia (PN-EN 12101-6)
Rozwiązania projektowe dla systemów nadciśnieniowych są zgodne z Normą PN-EN 12101-6, która rozróżnia sześć klas systemów: A, B, C, D, E oraz F. Projektant we współpracy z rzeczoznawcą powinien ustalić, którą z klas należy zastosować w danym obiekcie. Konsekwencją tego wyboru będą narzucone przez normę kryteria, jakie należy spełnić przy projektowaniu systemu.
Łącznie rozróżnia się 5 wersji systemu opartego o upust mechaniczny. Przedstawiamy dwie przykładowe analizy dotyczące wydatków powietrza i oporów:
a) Nawiew całości powietrza do klatki schodowej
Zakładając nawiew całości powietrza do klatki schodowej, powietrze o wydatku 14 400 m³/h przemieszcza się przez otwór drzwiowy pomiędzy klatką schodową a przedsionkiem, a następnie przez otwór drzwiowy pomiędzy przedsionkiem i strefą objętą pożarem. W dalszej kolejności zostaje przetransportowane na zewnątrz budynku przez zaprojektowany system oddymiania. Do kompensacji oddymiania przy zamkniętych drzwiach przewiduje się okno oddymiające o powierzchni czynnej 2 m².
Powietrze przepływające przez otwór drzwiowy z jednej przestrzeni do drugiej z prędkością 2 m/s generuje opór 6 Pa. Ponieważ mamy dwa otwory drzwiowe, suma oporów wyniesie 12 Pa. Przy realizacji upustu mechanicznego nie występują w tym przypadku dodatkowe opory, więc sumarycznie mamy 12 Pa oporów. Największym otworem na klatce schodowej są otwarte drzwi ewakuacyjne na zewnątrz budynku, przyjmijmy, że ich powierzchnia wynosi 2 m². Aby wytworzyć na nim 12 Pa oporu, prędkość przepływającego powietrza powinna wynosić 2,9 m/s. Przy kryterium przepływu 2 m/s, do klatki schodowej musimy dostarczyć 20 880 m³/h (bez uwzględniania pozostałych nieszczelności na klatce). Zatem sumaryczna ilość powietrza niezbędna do spełnienia kryterium przepływu przy tak zrealizowanym upuście mechanicznym wynosi 14 400 m³/h + 20 880 m³/h = 35 280 m³/h. Nieszczelności klatki schodowej przy kryterium różnicy ciśnień mogą być znacząco niższe. Wentylator musi zatem tłoczyć skrajnie różne wydatki powietrza w zależności od liczby zamkniętych lub otwartych drzwi. Należy zawsze stosować urządzenia, które mają aktualne certyfikaty potwierdzające zakres pracy wentylatora oraz szybkość reakcji systemu.
c) Nawiew całości powietrza do przedsionka
Zakładając nawiew całości powietrza do przedsionka, powietrze o wydatku 14 400 m³/h przemieszcza się przez otwór drzwiowy pomiędzy przedsionkiem i strefą objętą pożarem. W dalszej kolejności zostaje przetransportowane na zewnątrz budynku przez zaprojektowany system oddymiania. Do kompensacji oddymiania przy zamkniętych drzwiach przewiduje się otwór w ścianie pomiędzy strefą objętą pożarem a przedsionkiem o powierzchni czynnej 1 m².
Aby prędkość przepływu 2 m/s przez otwarte drzwi została utrzymana, do przedsionka należy nawiać dodatkowo 7200 m³/h. Sumarycznie nawiewamy do przedsionka 14 400 m³/h + 7200 m³/h = 21 600 m³/h. Powietrze przepływające przez otwór drzwiowy z jednej przestrzeni do drugiej z prędkością 2 m/s generuje opór 6 Pa. Ponieważ mamy jeden otwór drzwiowy, suma oporów wyniesie 6 Pa. Realizujemy upust mechaniczny, więc nie będą w tym przypadku występować dodatkowe opory. Sumarycznie mamy więc 6 Pa oporów. Największym otworem na klatce schodowej są otwarte drzwi ewakuacyjne na zewnątrz budynku. Przyjmijmy, że ich powierzchnia wynosi 2 m². Aby wytworzyć na nim 6 Pa oporu, prędkość przepływającego powietrza powinna wynosić 2,0 m/s. Wynika z tego, że przy kryterium przepływu 2 m/s do klatki schodowej musimy dostarczyć 14 400 m³/h (bez uwzględniania pozostałych nieszczelności na klatce).
Należy przeanalizować właściwe rozmieszczenie nawiewów powietrza na klatce schodowej, aby na żadnym piętrze nie przekroczyć dopuszczalnej siły otwarcia drzwi, która wynosi 100 N. Dotyczy to również drzwi z przedsionka do strefy objętej pożarem. Nieszczelności przedsionka oraz klatki schodowej przy kryterium różnicy ciśnień mogą być znacząco niższe. Wentylator musi zatem tłoczyć skrajnie różne wydatki powietrza w zależności od liczby zamkniętych lub otwartych drzwi. Sumaryczna ilość powietrza niezbędna do spełnienia kryterium przepływu przy tak zrealizowanym upuście mechanicznym wynosi: 14 400 m³/h + 21 600 m³/h = 36 000 m³/h. Ponieważ kompensacja oddymiania realizowana jest przez powietrze dostarczane do przedsionka, wydatek przy kryterium różnicy ciśnień wynosi 21 600 m³/h. Urządzenie nawiewne dostarcza cały czas niezmienną ilość powietrza - zarówno przy zamkniętych, jak i otwartych drzwiach. Należy zawsze stosować urządzenia, które mają aktualne certyfikaty potwierdzające zakres pracy wentylatora oraz szybkość reakcji systemu.
Codzienna wentylacja
Oprócz funkcji w systemach oddymiania, siłowniki sprawdzają się również w systemach automatycznego otwierania okien w celu wietrzenia pomieszczeń. Konstrukcje napowietrzające zapewniają dostęp świeżego powietrza do budynku, natomiast oddymiające pozwalają odprowadzić jego nadmiar.
tags: #automat #drzwiowy #z #napowietrzaniem #oddymianie