Ważną rolę w ścianach oddzielenia pożarowego o określonej odporności ogniowej odgrywają bramy przeciwpożarowe. Stanowią zamknięcia otworów zapewniających właściwe bezpieczeństwo pożarowe w budynkach użyteczności publicznej, zamieszkania zbiorowego oraz przemysłowych i magazynowych. Jednymi z dość często stosowanymi wyrobami są bramy przesuwne , głównie poziomo, chociaż występują bramy przesuwne pionowo, zwane także opuszczanymi.
PROBLEMATYKA WYMAGAŃ I STOSOWANIA
Wymagania pożarowe dotyczące wyrobów budowlanych, obowiązujące w sposób obligatoryjny, określa rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (jednolity tekst w Dz. U. z 2019 r., poz. 1065 z późniejszymi zmianami). Zagadnieniom bezpieczeństwa pożarowego poświęcono w rozporządzeniu dział VI, obejmujący m.in. problematykę odporności pożarowej budynków, stref i oddzieleń pożarowych oraz wymagań przeciwpożarowych dla elementów wykończenia wnętrz i wyposażenia stałego.
Wymieniony dokument zawiera także załączniki, w tym związane z bezpieczeństwem pożarowym. Załącznik 1 obejmuje wykaz Polskich Norm występujących w rozporządzeniu, których stosowanie jest co prawda zgodnie z dotyczącymi ich przepisami dobrowolne, jednak poprzez fakt ich przywołania w rozporządzeniu, stają się obowiązkowe. Są to m.in. normy określające szczegółowe wymagania z dziedziny bezpieczeństwa pożarowego oraz klasyfikacji ogniowej. Z kolei w załączniku 2 zawarto określenia odnoszące się do palności i rozprzestrzeniania ognia, odpowiadające im europejskie klasy reakcji na ogień itp. Ponadto w rozporządzeniu umieszczono rozdział dotyczący stref pożarowych i oddzieleń przeciwpożarowych, z którego wynikają klasy odporności ogniowej elementów tych oddzieleń oraz zamknięć znajdujących się w nich otworów. Klasy sformułowano w stosownej tabeli odnoszącej się do drzwi przeciwpożarowych i innych zamknięć przeciwpożarowych, do których zalicza się bramy. Wynika z niej m.in. że:
- w budynku klasy odporności pożarowej A stosować należy bramy przeciwpożarowe klasy odporności ogniowej co najmniej EI 120,
- w budynkach klas odporności ogniowej B i C stosować należy bramy przeciwpożarowe klasy odporności ogniowej co najmniej EI 60,
- w budynkach klas odporności ogniowej D i E stosować należy bramy przeciwpożarowe klasy odporności ogniowej co najmniej EI 30.
Wyjaśnić należy, iż aby brama przeciwpożarowa została sklasyfikowana przykładowo do klasy odporności ogniowej EI 60, powinna spełniać parametry techniczne wymagane w zakresie izolacyjności ogniowej (I) oraz szczelności ogniowej (E) w czasie co najmniej 60 min. Definicje tych pojęć są następujące:
- odpornością ogniową określa się zdolność elementu budynku do spełniania określonych wymagań w warunkach odwzorowujących przebieg pożaru, a jego miarą jest wyrażony w minutach czas od momentu rozpoczęcia pożaru, do chwili osiągnięcia przez element budynku jednego z trzech granicznych kryteriów w postaci nośności, szczelności lub izolacyjności,
- nośnością ogniową nazywamy stan, w którym element próbny przestaje spełniać swoją funkcję nośną, wskutek zniszczenia mechanicznego, utraty stateczności, przekroczenia granicznych wartości przemieszczeń lub odkształceń,
- izolacyjnością ogniową nazywamy stan, w którym element próbny przestaje spełniać funkcję bezpiecznego oddzielenia na skutek przekroczenia na powierzchni nienagrzewanej granicznej wartości temperatury,
- szczelnością ogniową określa się stan, w którym element próbny przestaje spełniać funkcję bezpiecznego oddzielenia na skutek rozszczelnienia przegrody (powstania pęknięć lub szczelin o wymiarach przekraczających graniczne wartości) lub pojawienia się ognia na powierzchni nienagrzewanej.
Bramy przeciwpożarowe są objęte zharmonizowaną normą wyrobu PN-EN 16034:2014-11 Drzwi, bramy i otwieralne okna – Norma wyrobu, właściwości eksploatacyjne – Właściwości dotyczące odporności ogniowej i/lub dymoszczelności. Jednak na jej podstawie nie można zdefiniować danego wyrobu przeciwpożarowego w kompleksowy sposób, gdyż niezbędne jest zadeklarowanie albo udowodnienie przez uzyskanie odpowiednich wyników badań, podstawowych charakterystyk określonych w normach wyrobów nie mających właściwości w zakresie odporności ogniowej. W odniesieniu do bram właściwą normą z tego zakresu jest PN-EN 13241-1+A2:2016-10 Bramy – Norma wyrobu, właściwości eksploatacyjne.
Podkreślić więc należy, iż budowlane wyroby przeciwpożarowe, do których zalicza się także bramy, są w sposób odmienny od wyrobów nie cechujących się tą właściwością, wprowadzane do obrotu. Wymagają one w pierwszej kolejności udowodnienia poprzez badania, że wyrób budowlany będący urządzeniem przeciwpożarowym, jak brama, może być zastosowany jako standardowy (bez odporności ogniowej). Dopiero następnym krokiem, na podstawie badań ogniowych z pozytywnym wynikiem, może być nadanie takiemu wyrobowi cech przeciwpożarowych.
Jak już powyżej stwierdzono, brama przeciwpożarowa powinna spełniać przede wszystkim wymagania ogólne, wynikające z normy PN-EN 13241-1+A2:2016-10. Dotyczą one bezpieczeństwa oraz zagadnień eksploatacyjnych, z wyjątkiem odporności ogniowej i dymoszczelności. Ponadto norma odwołuje się do szeregu innych dokumentów normalizacyjnych, określających szczegółowe wymagania związane z aspektami mechanicznymi, bezpieczeństwem użytkowania bram z napędem, odpornością na obciążenia wiatrem, instalowaniem oraz użytkowaniem itp. Do najistotniejszych zaliczyć można następujące normy:
- PN-EN 12604:2002 Bramy – Aspekty mechaniczne – Wymagania, przedstawiająca wymagania eksploatacyjne dla bram oraz zalecenia w zakresie ich projektowania i konstruowania, aby w bezpieczny sposób były zdatne do instalowania, konserwowania, naprawiania i użytkowania.
- PN-EN 12453:2020 Bramy – Bezpieczeństwo użytkowania bram z napędem – Wymagania, określająca bezpieczeństwo użytkowania wszystkich bram wyposażonych w napęd oraz opisująca zagrożenia oraz sytuacje i zdarzenia zagrażające.
- PN-EN 12635:2004 Bramy – Instalowanie i użytkowanie, podająca informacje, które powinny być dostarczone przez producenta bram, w celu zapewnienia bezpiecznego instalowania, działania i użytkowania, łącznie z konserwacją i naprawą.
- PN-EN 12424:2002 Bramy – Odporność na obciążenie wiatrem – Klasyfikacja, zawierająca zgodnie z tytułem, klasyfikację odporności (klasy od 1 do 5) znajdujących się w stanie zamkniętym bram, na obciążenia wiatrem.
PRZYKŁADOWE ROZWIĄZANIA KONSTRUKCYJNE
Bramy przesuwne poziomo
Bramy tego rodzaju otwierają się poprzez poziome przesuwanie skrzydła/skrzydeł równolegle do płaszczyzny ściany, w lewą lub prawą stronę, z maksymalną prędkością 0,3 m/s. Przeciwpożarowe bramy występują w odmianach – jednoskrzydłowe (rys. 1) i dwuskrzydłowe (rys. 2) przesuwane liniowo oraz w wersji teleskopowej wieloskrzydłowe (rys. 3), które są przewidziane do hal o ograniczonej przestrzeni montażowej. Wyroby te najczęściej są oferowane w klasach odporności ogniowej: EI 30, EI 60 i EI 90. Zazwyczaj tego rodzaju bramy składają się z następujących głównych elementów:
- skrzydła/skrzydeł zawieszonego na górnej szynie jezdnej,
- zespołu jezdnego,
- przeciwwagi.
Ruch skrzydła odbywa się za pomocą przesuwających się po szynie wózków jezdnych z łożyskowanymi rolkami. Ponadto bramy mogą być wyposażone w stosowne mechaniczne napędy elektryczne oraz w rozwierane drzwi przejściowe (rys. 4). Asortyment wymiarowy oferowanych bram kształtuje się przeważnie następująco (pomiar w świetle przejścia):
· bramy przesuwne liniowo jednoskrzydłowe:
- szerokość: od 1000 mm do 12000 mm,
- wysokość: od 2000 mm do 7500 mm,
· bramy przesuwne liniowo dwuskrzydłowe i teleskopowe:
- szerokość: od 1500 mm do 12000 mm,
- wysokość: od 2000 mm do 7500 mm.
Podawana jest także maksymalna powierzchnia bramy określana po badaniach przez jednostkę badawczą, np. iż nie może przekraczać 36 m2.
Jak już powyżej zaznaczono, przeciwpożarowe bramy przesuwne mogą mieć wbudowane rozwierane drzwi przejściowe (jedne lub dwoje), zazwyczaj o wymiarach w świetle przejścia:
- szerokość: od 625 mm do 1200 mm,
- wysokość: od 1750 mm do 2100 mm.
Dodać należy, iż w odniesieniu do bram wyposażonych w drzwi przejściowe występują pewne ograniczenia wymiarowe, polegające na określeniu minimalnych wymiarów bram, a mianowicie: wysokość powinna być nie mniejsza niż 2100 mm, a szerokość nie mniejsza niż 1650 mm (bramy jednoskrzydłowe) lub 2750 mm (bramy dwuskrzydłowe).
W zależności od przeznaczenia i powierzchni, bramy mogą być otwierane ręcznie przy pomocy uchwytów np. muszlowych lub pałąkowych, natomiast zamykanie następuje samoczynnie pod wpływem zadziałania mechanizmu przeciwwagi.
Z kolei bramy wyposażone w napęd elektryczny otwierają się i zamykają automatycznie po podaniu sygnału ze sterownika. W przypadku zaistnienia pożaru zamykają się zawsze w sposób analogiczny jak przy obsłudze ręcznej tj. samoczynnie, z pomocą mechanizmu przeciwwagi. Po podaniu sygnału z centrali pożarowej „spada” pole magnetyczne na cewce elektromagnesu, rozprzęgając tym samym mechanizm jezdny bramy od napędu elektrycznego. W konsekwencji następuje przy pomocy siły przeciwwagi zamknięcie bramy, z jednoczesnym utrzymaniem stabilnej prędkości zamykania, uzyskanej dzięki specjalnemu regulatorowi szybkości zamykania.
Przeciwpożarowe bramy przesuwne o podanej powyżej charakterystyce produkuje m.in. firma Hőrmann. Są to przykładowo bramy przesuwne systemu TORTEC typu FST 30, przedstawione na fot. 1. Wyroby powinny być osadzane w ścianach o klasie odporności ogniowej nie niższej niż EI 30. Skrzydła tych bram zbudowane są z paneli o grubości 72 mm oraz szerokości od 196 mm do 1598 mm. Poszczególne panele łączy się ze sobą na „pióro – wpust”, co pokazano na fot. 2 , a następnie skręca stalowymi prętami gwintowanymi M10. Liczba prętów kształtuje się w granicach od 1 do czterech i jest zależności od wysokości bramy. Poszycie paneli wykonuje się ze stalowej blachy o grubości od 0,75 mm d0 1,0 mm, ocynkowanej, która może być polakierowana w kolorach wg RAL. Panele są wypełnione następującymi materiałami izolacyjnymi:
- wełną mineralną różnych producentów, grubości 70 mm oraz gęstości od 10,5 kg/m2 do 52,5 kg/m2,
- płytami gipsowo-kartonowymi typu BF lub typu F , grubości od 9,5 mm do 20 mm oraz gęstości od 9 kg/m2 do 17,2 kg/m2,
- płytami Promina Damplatte o grubości 5 mm lub 6 mm i gęstości 5,5 kg/m2 lub 6,6 kg/m2 oraz płytami PROMATECT – 100 albo Promaxon typ A o grubości 20 mm i gęstości 18,4 kg/m2.
Powyższe materiały izolacyjne stanowiące wypełnienie skrzydła bramy są sklejone z blachami poszycia stosownymi klejami poliuretanowymi.
Wchodzące w skład skrzydeł panele mogą mieć zainstalowane przeszklenia, wykonane z szyb typu Pyrostop F30 lub Promat F30 o grubości 15 mm lub 16 mm. Przeszklenia mają jednak ograniczenia wymiarowe, w związku z czym nie mogą być większe niż: w odniesieniu do szerokości – 524 mm, a w odniesieniu do wysokości – 1024 mm. Ponadto przymyki bramy są wyposażone w samoprzylepne uszczelki pęczniejące o grubości 1,5 mm lub 1,8 mm.
Jak już w publikacji zaznaczono, skrzydło bramy przesuwnej jest zawieszone na wózkach jezdnych wyposażonych w dwie rolki: cylindryczną bieżną oraz wklęsłą prowadzącą, poruszających się po stanowiącej górną prowadnicę nośnej szynie jezdnej. Szyna o specjalnym kształcie, który zapewnia optymalne rozłożenie sił, jest wykonana z ocynkowanego zimnowalcowanego kształtownika stalowego. Mocuje się ją do ściany lub stropu za pomocą stosownych konsoli albo wieszaków, a cały mechanizm jest osłonięty maskującą obudową. Przekrój zaprezentowanego mechanizmu prowadzenia skrzydła bramy przesuwnej pokazano na fot. 3.
Bramy mogą mieć wbudowane jednoskrzydłowe drzwi rozwierane, wykonane jako pełne lub przeszklone, lewe albo prawe. Drzwi składają się z dwóch podstawowych elementów – skrzydła oraz ościeżnicy. Płytę skrzydła wykonuje się ze stalowej blachy ocynkowanej grubości od 0,75 mm do 1,0 mm, która może być pomalowana jak sama brama. Wypełnienie stanowi wełna mineralna o grubości 60 mm i gęstości od 9 kg/m2 do 27 kg/m2 oraz płyty stosowane w budowie skrzydła bramy. Materiały izolacyjne są sklejone z blachami poszycia także odpowiednim klejem poliuretanowym. Drugi podstawowy element drzwi jakim jest ościeżnica, wykonuje się z ze stalowej blachy ocynkowanej o grubości od 1,0 mm do 2,0 mm, w wersji z progiem lub bezprogowej. Funkcjonowanie drzwi zapewniają zastosowane w nich okucia w postaci dwóch zawiasów, zamka wpuszczanego zapadkowo-zasuwkowego, klamki z rdzeniem stalowym i tarczą drzwiową (tzw. szyldem), samozamykacza oraz czopów przeciwwyważeniowych. Przykładowe przeszklone drzwi przejściowe o podanej charakterystyce przedstawiono na fot. 4.
Otwieranie i zamykanie bramy nie wyposażonej w mechaniczny napęd elektryczny następuje poprzez ręczne, przy pomocy uchwytu muszlowego lub pałąkowego przesuwania skrzydła. W zależności od sposobu wbudowania, możliwy jest przesuw w lewą lub prawą stronę, natomiast zamykanie następuje samoczynnie, pod wpływem przeciwwagi z ciężarkami.
Bramy systemu TORTEC typu FST 30 charakteryzują się specjalnym wyposażeniem, umożliwiającym realizację funkcji wysprzęglania, która pozwala na dowolne pozycjonowanie skrzydła. Dzięki możliwości wysprzęglania, bramę bardzo łatwo się otwiera, a także możliwe jest przesunięcie skrzydła w wymagane przez użytkownika miejsce, przykładowo do szerokości pozwalającej na swobodne przejście. Jest to rozwiązanie polecane szczególnie do stosowania w przypadku bram bardzo często uruchamianych w trakcie eksploatacji.
Prezentowane bramy mogą być także wyposażone w napędy elektryczne, przedstawione w dalszej części publikacji.
Dodać można, iż firma Hőrmann oferuje jeszcze tego rodzaju bramy w klasach odporności ogniowej EI 60 oraz EI 90.
Bramy przesuwne pionowo – opuszczane
Bramy przesuwające się ruchem pionowym, zwane popularnie opuszczanymi, stanowią coraz częściej stosowany otworowy wyrób przeciwpożarowy. Zainstalowanie bramy wymaga jednak odpowiedniego miejsca powyżej otworu. Jednocześnie stanowią idealne rozwiązanie w pomieszczeniach, w których dysponujemy miejscem jedynie powyżej otworu bramowego. Konstrukcja charakteryzuje się skrzydłem poruszającym się pionowo w prowadnicach z maksymalną prędkością 0,15 m/s. Skrzydło tego rodzaju bramy jest zamocowane na wózkach jezdnych i zawieszone na stalowych linkach zabezpieczonych przed zerwaniem i zamyka się grawitacyjnie pod własnym ciężarem lub przeciwciężaru. Utrzymywanie bramy w pozycji otwartej umożliwia hamulec elektromagnetyczny/elektrotrzymacz podłączony do centrali przeciwpożarowej. W przypadku zagrożenia pożarowego centrala zwalnia hamulec i skrzydło zamyka przejście pomiędzy strefami pożarowymi. Ponadto zapewniona jest stała prędkość zamykania oraz możliwość zatrzymania w dowolnym momencie, Otwieranie bramy standardowo odbywa się w sposób ręczny. Występuje także możliwość otwierania automatycznego, poprzez wyposażenie w silnik elektryczny z centralą sterującą. Schematyczną konstrukcję bramy przesuwnej o ruchu pionowym tj. opuszczanej firmy Entros obrazuje rys. 5.
Przeciwpożarowe bramy opuszczane występują głównie w dwóch wersjach: jednoskrzydłowe o ruchu liniowym i dwuskrzydłowe teleskopowe. Mogą być także wyposażone w rozwierane drzwi przejściowe. Oferowane są bramy o klasie odporności ogniowej od EI 30 do EI 120 o maksymalnych wymiarach 15000 mm x 6000 mm.
Jednym z producentów przeciwpożarowych bram przesuwnych pionowo o przedstawionych powyżej cechach jest firma Małkowski-Martech S.A. W swoim asortymencie produkcji posiada m.in. przeciwpożarowe bramy opuszczane jednoskrzydłowe typu Marc-O, których przedstawiciela pokazano na fot. 5 oraz dwuskrzydłowe teleskopowe typu Marc-Ot, a przykładowe rozwiązanie konstrukcyjne obrazuje fot. 6. Producent deklaruje trwałość bram w liczbie 50 000 cykli pracy.
Skrzydła bram typu Marc-O mają grubość 60 mm (kl. odporności ogniowej EI 60) lub 100 mm (kl. odporności ogniowej EI 120) i są złożone z paneli o maksymalnej szerokości 1200 mm oraz wysokości odpowiadającej wysokości bramy. Każdy panel jest wykonany z modyfikowanej, ognioodpornej wełny mineralnej, wzmocnionej wewnątrz prętami stalowymi o średnicy 8 mm. Płaszcz skrzydła bramy stanowi standardowo stalowa blacha ocynkowana grubości od 0,5 mm do 0,7 mm i/lub powlekana fabrycznie lakierem w kolorach RAL. Pionowe prowadnice skrzydła są również wykonane ze stalowej blachy ocynkowanej. Brama jest wyposażona w przeciwciężar, zabudowany we wspólnym zespole z prowadnicami, osłonięty blachą stosowaną na płaszcz skrzydła. Ponadto mogą w niej być zamontowane drzwi przejściowe o standardowych wymiarach 900 mm x 2000 mm, z progiem o wymaganej przepisami wysokości, niższej niż 20 mm. Drzwi są zawieszone na zawiasach umożliwiających dopasowanie kierunku ich otwierania oraz wyposażone standardowo w zamek zapadkowy i klamkę.
Bramy opuszczane teleskopowe typu Marc-Ot stosuje się głównie w tych przypadkach, gdy dysponowane miejsce nad bramą jest zbyt małe, aby zainstalować bramę jednoskrzydłową. Podstawową wersję stanowią bramy dwuskrzydłowe, ale producent oferuje również rozwiązania trzy- i czteroskrzydłowe. Przykładowa brama typu Marc-O (T3)60 składa się z trzech skrzydeł wypełnionych wełną mineralną i z poszyciem z blachy stalowej (identycznych jak typu Marc O), systemów prowadnic i przeciwciężarów, elektrotrzymacza oraz elementów prowadzących i maskujących. Skrzydła bramy są zawieszone na zestawach cięgien linowych połączonych poprzez krążki linowe z przeciwciężarami. Z kolei do skrzydła zamocowane są zespoły ślizgowe, zapewniające jego poruszanie się pomiędzy prowadnicami. W bramach typowo stosuje się dwa przeciwciężary montowane wraz z osłonami po obu stronach, ale możliwe jest jego usytuowanie tylko z jednej strony bramy.
NAPĘDY I STEROWANIE BRAM PRZESUWNYCH
Przeciwpożarowe bramy przesuwne poziomo są często wyposażane w mechaniczny napęd elektryczny, umożliwiający podczas codziennej eksploatacji ich szybkie otwieranie i zamykanie. Komfortową obsługę zapewniają: sterownik na przycisk, sterownik na klucz oraz nadajnik zdalnego sterowania. Automatyczne otwieranie następuje zazwyczaj w systemie czuwakowym za pomocą sterownika. Zintegrowany mechanizm blokujący bezpiecznie utrzymuje skrzydło bramy w położeniu otwartym. W przypadku wybuchu pożaru, brama zamyka się automatycznie na sygnał sterownika lub w razie awarii zasilania. Sam proces zamykania jest realizowany poprzez zadziałanie przeciwwagi z ciężarkami.
Napędy do przeciwpożarowych bram przesuwnych oferuje szereg producentów, w tym firma Hőrmann. Są to m.in. napędy typu SupraMatic HT, szczególnie przydatne w strefach o dużym nasileniu ruchu. Ponadto nie wymagają częstej konserwacji, a przykładowy wyrób przedstawiono na fot. 7. Napęd charakteryzuje się stabilną prędkością zamykania, która może być płynnie regulowana w zakresie od 0,08 m/s do 0,2 m/s, poprzez wbudowany w skrzynkę przeciwwagi hydrauliczny regulator prędkości, pokazany na fot. 8.
Przeciwpożarowe bramy przesuwne pionowo – opuszczane zamykają się grawitacyjnie, a szybkość ruchu skrzydła jest regulowana przez odpowiedni dobór przeciwciężaru. Jak już w publikacji stwierdzono, utrzymywanie bramy w pozycji otwartej umożliwia elektrotrzymacz podłączony do centrali przeciwpożarowej. Poszczególni producenci bram opuszczanych oferują również dostawę zestawu sterowania bramą. W skład zestawu wchodzi centrala sygnalizacji pożaru, wykonana zgodnie z wymaganiami normy PN-EN 54-2:2002 Systemy sygnalizacji pożarowej – Część 2: Centrale sygnalizacji pożarowej. Instaluje się ją standardowo w pobliżu bramy i zasila napięciem 230V AC 50Hz. Zasilacz buforowy jest wyposażony w akumulatory, które utrzymują bramę w pozycji otwartej przez okres 72 godzin po zaniku napięcia zasilania (jeżeli nie występuje zagrożenie pożarowe). Ponadto do zestawu sterowania zazwyczaj należą: elektrotrzymacz, przełącznik techniczny, czujka przeciwpożarowa, sygnalizator akustyczny oraz elementy wyposażenia dodatkowego.
inż. Zbigniew Czajka
OKNO 4/2020
Literatura
Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12.04.2002 r.
Normy: PN-EN 16034:2014-11, PN-EN 13241-1+A2:2016, PN-EN 12604:2002,
PN-EN 12453:2020, PN-EN 12635:2004, PN-EN 12424:2002, PN-EN 54-2:2002
Materiały informacyjne firm: Hőrmann, Entros, Małkowski-Martech, Bramsec
