Najczęstszą przyczyną śmierci ludzi w pożarach nie jest bezpośrednie oddziaływanie ognia, a wydzielający się podczas pożaru dym. Człowiek w zadymionym środowisku łatwo traci orientację, co w dużej mierze utrudnia mu ewakuację z płonącego budynku, a toksyczne gazy powstające podczas procesu spalania oraz niska zawartość tlenu doprowadzić mogą do utraty przytomności, a w konsekwencji do śmierci. Dlatego też bardzo istotnym jest zaprojektowanie w budynku odpowiednich dróg ewakuacyjnych, które to w czasie niezbędnym do ewakuacji osób znajdujących się wewnątrz budynku będą wolne od dymu [1], [4], [8].

 

     Jednym z elementów składowych stosowanych w rozwiązaniach dróg ewakuacyjnych są drzwi dymoszczelne. Dymoszczelnością, ogólnie nazywana jest zdolność danego elementu do eliminacji lub ograniczenia przemieszczania się dymu lub spalin (gazów) z jednej strony elementu na drugą. Natomiast w przypadku drzwi oznacza ona (wg Rozporządzenia [1]) klasę dymoszczelności Sm, ustaloną według kryteriów normy PN-EN 13501-2 [4] na podstawie badania przeprowadzonego zgodnie z PN-EN 1634-3 [5].

 

2013-04-35-1

Fot. 1. Element próbny przed badaniem dymoszczelności, zamocowany w konstrukcji mocującej

 

 

Badanie [5]

     Badanie ma na celu jak najlepsze odwzorowanie działania na drzwi efektów pożaru. Dlatego też norma [5] określa dwa przypadki związane albo z fazą rozwoju pożaru albo z odległością drzwi od pożaru: kiedy nie występuje zauważalny wzrost temperatury (w przypadku gdy drzwi znajdują się w znacznej odległości od miejsca powstania pożaru dochodzący do nich dym traci dużo ciepła podczas przemieszczania się co w konsekwencji sprawia, że ma on niższą temperaturę i mniejszą zdolność unoszenia się, jednakże ciągle może on powodować w danej strefie ograniczenie widoczności) i kiedy temperatura wzrasta do poziomu, w którym co prawda nie zachodzi zapalenie materiałów palnych, jednakże w wyniku oddziaływania ciepła nastąpić mogą deformacje lub uszkodzenia uszczelnień. Warunki te określone są następująco:

  • warunki oddziaływania temperatury otoczenia (około 20°C),
  • warunki oddziaływania temperatury podwyższonej (około 200°C).

     Pomiary przepływu powietrza przeprowadzane są na elemencie próbnym, który zamontowany jest w konstrukcji mocującej (lub uzupełniającej) wypełniającej ramę badawczą. Na fot. 1 przedstawiono element próbny zamontowany w konstrukcji mocującej, a na fot. 2 element zamontowany w konstrukcji uzupełniającej.

 

 

2013-04-35-2

Fot. 2. Element próbny przed badaniem dymoszczelności, zamocowany w konstrukcji uzupełniającej

 

 

Konstrukcja mocująca [3], [5], [9]

     Konstrukcja mocująca to rodzaj konstrukcji służącej do zamocowania elementu próbnego i wypełniającej w sposób nieprzepuszczalny dla powietrza przestrzeń pomiędzy elementem próbnym i otworem w ramie badawczej. Musi ona posiadać odpowiednią sztywność i wytrzymałość.

     Ponieważ przedmiotem badania jest również uszczelnienie pomiędzy konstrukcją mocującą, a elementem próbnym, powinno być ono rozwiązane w sposób uniemożliwiający przepływ powietrza oraz wytrzymujący temperaturę badania.

     Wyróżniamy konstrukcje mocujące sztywne i podatne.

     Konstrukcja mocująca podatna powinna być zamontowana w taki sposób, który zapewni jej swobodę odkształcenia wzdłuż pionowych krawędzi w kierunku prostopadłym do płaszczyzny konstrukcji: oznacza to, że obie pionowe krawędzie konstrukcji powinny być wykonane jako krawędzie swobodne.

     Konstrukcja mocująca sztywna nie powinna mieć swobody odkształcenia wzdłuż pionowych krawędzi w kierunku prostopadłym do płaszczyzny konstrukcji – oznacza to że powinna być zamocowana do wnętrza ramy do badań tak, jak w warunkach rzeczywistych.

     Szczególnym rodzajem konstrukcji, w której mocowany jest element próbny jest konstrukcja uzupełniająca, która to jest tożsama z konstrukcją, w której zestaw drzwiowy ma być zamontowany w rzeczywistości.

     Należy pamiętać, aby wszystkie szczeliny pomiędzy konstrukcją mocującą lub uzupełniającą a ramą badawczą szczelnie wypełnić materiałem nieprzepuszczającym powietrza.

 

Element próbny [5], [9]

     Element próbny powinien być w pełni reprezentatywny dla zestawu drzwiowego, który zostanie zastosowany w warunkach rzeczywistych. Powinien on posiadać rzeczywiste wymiary, jeśli nie ograniczają tego wymiary czołowego otworu komory badawczej. Jeśli otwór ten jest za mały należy przebadać element o największych możliwych wymiarach zgodnych z zastosowaną konstrukcją mocującą lub uzupełniającą. Ponadto należy pamiętać, że jeśli w skład zestawu drzwiowego wchodzą: płyta górna, boczna lub płycina licująca, przeszklone lub nieprzeszklone; powinny one być badane jako część zestawu.

     Konstrukcja elementu próbnego oraz zastosowane wykończenie, okucia i wyposażenie powinny być w pełni reprezentatywne dla tych, które zastosowane zostaną w rzeczywistości. Każde uszczelnienie zastosowane w elemencie próbnym lub pomiędzy elementem próbnym a konstrukcją mocującą, powinno być identyczne z tym, które będzie stosowane w praktyce.

     Dla pełnej oceny należy przeprowadzić badanie przepływu z obu stron zestawu drzwiowego. Badanie w temperaturze otoczenia przeprowadzić można na jednym elemencie próbnym (odwracając go na drugą stronę lub wytwarzając podciśnienie w komorze badawczej). W przypadku badania w temperaturze podwyższonej element próbny może ulec uszkodzeniu dlatego też badanie z każdej strony należy przeprowadzić na oddzielnym elemencie próbnym.

     Na fot. 3÷6 przedstawiono różne elementy próbne przed badaniem dymoszczelności, odpowiednio: drewniane drzwi dwuskrzydłowe; aluminiowe, profilowe drzwi dwuskrzydłowe; stalowe drzwi jednoskrzydłowe oraz stalowe drzwi dwuskrzydłowe.

 

 

2013-04-36-1

Fot. 3. Drewniane, przeszklone drzwi dwuskrzydłowe przed badaniem dymoszczelności

 

 

2013-04-36-2

Fot. 4. Aluminiowe, profilowe drzwi dwuskrzydłowe z przeszkleniem oraz panelem nieprzeziernym przed badaniem dymoszczelności

 

 

2013-04-36-3

Fot. 5. Stalowe, przeszklone drzwi jednoskrzydłowe przed badaniem dymoszczelności

 

 

2013-04-36-4

Fot. 6. Stalowe, przeszklone drzwi dwuskrzydłowe przed badaniem dymoszczelności

 

 

Sezonowanie elementu próbnego [5]

     Konstrukcja, która zostanie przebadana, powinna być sezonowana zgodnie z PN-EN 1363-1 [3]. W przypadku kiedy badany zestaw drzwiowy wykonany jest w całości z materiałów niehigroskopijnych (np. szkła, metalu itd.) należy sezonować go przez okres minimum trzech dni zanim przeprowadzone zostanie badanie. Spełnione powinny zostać również wszystkie dodatkowe wymagania dotyczące sezonowania określone w odpowiedniej normie wyrobu.

     Szczegółowe wymagania dotyczące przygotowania mechanicznego elementu próbnego przed badaniem w zakresie dymoszczelności określone zostały w PN-EN 14600 [7].

 

 

Weryfikacja elementu przed badaniem [5], [9]

     Przed badaniem dymoszczelności dostarczony do laboratorium zestaw drzwiowy zostaje poddany weryfikacji. Dlatego też Zleceniodawca powinien dostarczyć do tego czasu dokładny opis elementu próbnego, wystarczający do sprawdzenia i potwierdzenia dokładności dostarczonych informacji. Element próbny może być jednak skonstruowany w taki sposób, że nie da się go sprawdzić przed badaniem bez spowodowania trwałego uszkodzenia, wtedy możliwa jest weryfikacja elementu po badaniu.

     W przypadku zestawów drzwiowych, które wyposażone są w zamykacze i które przeznaczone są do otwierania bez pomocy siły mechanicznej, konieczne jest określenie siły zamknięcia skrzydła. Pomiary te są niezbędne do wyznaczenia sił użytych do utrzymania skrzydeł drzwi w pozycji zamkniętej, aby zapewnić, że są one reprezentatywne dla stosowanych w rzeczywistości.

     Siła zamknięcia mierzona jest za pomocą siłomierza przy otwarciu skrzydła drzwiowego na odległość 100 mm od pozycji zamknięcia i stanowi najwyższy zarejestrowany odczyt licznika między pozycją zamknięcia a pozycją 100 mm.

     W przypadku zestawów drzwiowych o działaniu dwustronnym siła powinna być określona dla każdego kierunku otwierania. W przypadku zespołów drzwiowych składanych siła powinna być określona w kierunku otwierania.

     Weryfikacji podlegają również zadeklarowane wcześniej przez Zleceniodawcę szczeliny przez które może przenikać dym. Z reguły są to szczeliny pomiędzy krawędziami skrzydła a ościeżnicą, szczeliny występujące na styku skrzydeł (w przypadku drzwi dwuskrzydłowych) oraz szczelina progowa. Oczywiście szczeliny te powinny być reprezentatywne dla stosowanych w warunkach rzeczywistych, tak by zapewnić odpowiednie prześwity, np. między elementami stałymi i ruchomymi.

     W praktyce pomiar szczelin wykonywany jest przynajmniej w 3 miejscach każdego boku, góry oraz dołu skrzydła drzwiowego, przy czym szczeliny sprawdzane są w odległościach nie większych niż 750 mm od siebie z dokładnością nie przekraczającą 0,5 mm. Szczeliny, których nie da się określić w sposób bezpośredni mierzone są pośrednio lub obliczane.

     Przykładowe miejsca pomiaru szczelin w przypadku drzwi dwuskrzydłowych przedstawiono na rys. 1.

     W przypadku, gdy drzwi badane są wyłącznie w temperaturze otoczenia, do określenia klasyfikacji Sa, szczelina progowa może być dokładnie uszczelniona za pomocą materiału nieprzepuszczającego powietrza.

 

 

2013-04-37-1

Rys. 1. Przykładowe miejsca pomiaru szczelin w przypadku drzwi dwuskrzydłowych

 

 

Przygotowanie urządzeń, sprzętu pomiarowego oraz elementu próbnego przed badaniem [5]

     Przed zamocowaniem ramy badawczej w czołowym otworze urządzenia badawczego należy każde skrzydło zestawu drzwiowego otworzyć do kąta 30° i zamknąć ręcznie lub przy użyciu zamykacza, jeżeli był zastosowany. Czynność należy powtórzyć 10 razy.

     Po dokonaniu weryfikacji oraz cyklu otwierania i zamykania skrzydła rama badawcza wraz z zamontowaną w niej konstrukcją mocującą oraz elementem próbnym dostawiana jest do czołowego otworu komory badawczej. Urządzenie badawcze oraz rama muszą być skonstruowane w taki sposób aby po połączeniu stworzyć szczelne zamknięcie.

     Komora badawcza umożliwiająca badanie zarówno w temperaturze otoczenia, jak i temperaturze podwyższonej musi być wyposażona w osprzęt umożliwiający pomiar temperatury (do min. 2500C z dokładnością ±4°C), ciśnienia (z dokładnością do 10% wartości mierzonej) oraz przepływu powietrza (do min. 55 m3/h z dokładnością ±1 m3/h).

     Do pomiaru temperatury w komorze badawczej zamontować należy 2 (w przypadku badania tylko w temperaturze otoczenia) lub 9 (w przypadku badania w temperaturze otoczenia i temperaturze podwyższonej) równomiernie rozłożonych termoelementów.

     Czujka ciśnienia powinna być zamontowana w komorze badawczej, w geometrycznym środku elementu próbnego, w odległości 50÷150 mm od jego powierzchni.

 

 

Przebieg badania [5]

     Badanie dymoszczelności rozpoczyna się od ustalenia strumienia przepływu przez urządzenie badawcze i konstrukcję mocującą lub uzupełniającą w temperaturze otoczenia. Następnie wyznaczany jest całkowity strumień przepływu w temperaturze otoczenia. Odejmując od całkowitego strumienia przepływu strumień przepływu przez urządzenie badawcze i konstrukcję mocującą otrzymamy strumień przepływu przez element próbny w temperaturze otoczenia. Należy wykonać pomiar przy różnicach ciśnienia 10 Pa i 25 Pa lub, w przypadku wymagań specjalnych, możliwy jest również pomiar przy innych różnicach ciśnienia. Różnica ciśnienia powinna być utrzymywana przez 2 minuty, a wartość strumienia przepływu przez element próbny powinna być wyznaczana pod koniec tego okresu.

     W przypadku gdy element sprawdzany jest również w temperaturze podwyższonej następnym krokiem badania jest podniesienie temperatury w komorze badawczej do wymaganej ustabilizowanej temperatury 200°C (±20) w ciągu 30 min (±5). Po wykonaniu tej czynności sprawdzany jest całkowity strumień przepływu w temperaturze podwyższonej, a następnie strumień przepływu przez urządzenie badawcze i konstrukcję mocującą lub uzupełniającą. Podobnie, jak dla temperatury otoczenia, od pierwszej z wyżej wymienionych wartości odejmuje się tę drugą i otrzymuje strumień przepływu przez element próbny w temperaturze podwyższonej. Należy tutaj wykonać pomiar przy różnicach ciśnienia 10 Pa, 25 Pa i 50 Pa lub, w przypadku wymagań specjalnych, możliwy jest również pomiar przy innych różnicach ciśnienia Pomiary te powinny zostać wykonane w ciągu 10 minut od osiągnięcia temperatury badania, a różnica ciśnienia, podobnie jak w badaniu w temperaturze otoczenia, powinna być utrzymywana przez 2 minuty.

     Na rys. 2 przedstawiono przykładowy wykres ciśnienia różnicowego oraz całkowitego strumienia przepływu.

 

 

2013-04-37-2

Rys. 2. Przykładowy wykres ciśnienia różnicowego oraz całkowitego strumienia przepływu

 

 

Klasyfikacja [4], [5], [6], [10]

     Klasyfikacja w zakresie dymoszczelności wykonywana jest zgodnie z PN-EN 13501-2 [4], norma ta definiuje dwie klasy dymoszczelności drzwi:

     Sa – w przypadku, gdy maksymalna prędkość przepływu mierzona w temperaturze otoczenia, przy ciśnieniu do 25 Pa nie przekracza 3 m3/h na metr szczeliny pomiędzy ruchomymi a zamocowanymi elementami składowymi drzwi, z wyłączeniem szczeliny progowej;

     Sm – w przypadku gdy maksymalna prędkość przepływu mierzona zarówno w temperaturze otoczenia, jak i temperaturze podwyższonej, przy ciśnieniu do 50 Pa nie przekracza 20 m3/h, w przypadku drzwi jednoskrzydłowych, lub 30 m3/h w przypadku drzwi dwuskrzydłowych.

 

     Zakres bezpośredniego zastosowania wyników badania drzwi dymoszczelnych przedstawiony jest w PN-EN 1634-3:2006/AC:2006 [5], natomiast zasady dotyczące poszerzenia zakresu zastosowania opisane są w PN-EN 15269-20 [6].

     Kluczem do osiągnięcia wymaganego zakresu zastosowania jest dobór odpowiedniego elementu próbnego oraz konstrukcji mocującej.

     Zakres bezpośredniego zastosowania wyników badania jest ograniczony do dopuszczalnych zmian, które to można wprowadzić do elementu próbnego po pomyślnym badaniu dymoszczelności. Zmiany te wprowadzić można bez potrzeby dodatkowych obliczeń, ocen itp.

     Zastosowanie wyników badań dymoszczelności może zostać rozszerzone. Wnioskować o takie rozszerzenie może tylko i wyłącznie „właściciel” wszystkich badań odniesienia i istniejących wcześniej wyników badań będących podstawą rozszerzenia lub osoba posiadająca pisemne pozwolenie „właściciela” na wykorzystanie przedstawionej dokumentacji badawczej.

     Rozszerzony zakres zastosowania jest prognozowaniem oczekiwanej dymoszczelności drzwi, którego głównym założeniem jest to, że dany element po rozszerzeniu osiągnąłby wymaganą klasę dymoszczelności, w przypadku gdy zbadano by go zgodnie z PN-EN 1634-3:2006/AC:2006 [5].

 

 

2013-04-37-3

Fot. 7. Uszczelka opadająca

 

 

Podsumowanie [1], [2], [8]

     Dymoszczelność drzwi zależna jest od wielu czynników związanych zarówno z ich konstrukcją, jak i ze sposobem zamocowania. Przy projektowaniu drzwi tego typu należy ogromną uwagę zwrócić na ich odpowiednie uszczelnienie, tak, aby w jak największym stopniu ograniczyć możliwość przedostania się przez nie dymu. Ciekawym rozwiązaniem, umożliwiającym dobre uszczelnienie szczeliny progowej są uszczelki opadające (fot. 7).

     Nie da się ocenić klasy dymoszczelności drzwi na podstawie samego ich projektu. Nawet niewielka zmiana w konstrukcji, czy też sposobie zamocowania drzwi może znacząco wpłynąć na ich właściwości związane z dymoszczelnością, dlatego też jedynym sposobem na określenie rzeczywistej klasy dymoszczelności drzwi jest wykonanie badania zgodnie z PNEN 1634-3:2006/AC:2006 [5].

     Należy również pamiętać o odpowiednim sposobie użytkowania tego typu drzwi, jeżeli mają one spełniać swoje zadanie w warunkach pożaru. Wszystkie elementy mechaniczne drzwi powinny być w odpowiedni sposób konserwowane. Drzwi dymoszczelne powinny być zaopatrzone w urządzenia umożliwiające ich samoczynne zamknięcie w razie pożaru i ich skrzydła nie mogą być blokowane elementami, które to zamknięcie uniemożliwią. Nie dopuszcza się również aby drzwi zamknięte były w sposób uniemożliwiający ich natychmiastowe użycie w przypadku pożaru (dlatego też podczas badania wymaga się aby drzwi nie były zamknięte na klucz).

     Istotne jest również aby nie „pomagać” zamykaczom w zamykaniu skrzydeł drzwiowych, gdyż w konsekwencji doprowadzić to może do tego, że skrzydła te nie będą się domykać.

 

mgr inż. Bartłomiej Sędłak
Zakład Badań Ogniowych ITB Wojskowa Akademia Techniczna
Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.

 

 

Bibliografia
[1] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz. U. Nr 75, Poz.690)
[2] Rozporządzenia Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 7 czerwca 2010 r. w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów (Dz. U. Nr 109, Poz. 719)
[3] PN-EN 1363-1:2012 Badania odporności ogniowej Część 1: Wymagania ogólne
[4] PN-EN 13501-2+A1:2010 Klasyfikacja ogniowa wyrobów budowlanych i elementów budynków – Część 2: Klasyfikacja na podstawie badań odporności ogniowej, z wyłączeniem instalacji wentylacyjnych
[5] PN-EN 1634-3:2006/AC:2006 Badanie odporności ogniowej i dymoszczelności zestawów drzwiowych i żaluzjowych, otwieralnych okien i elementów okuć budowlanych Część 1: Badanie odporności ogniowej drzwi, żaluzji i otwieralnych okien
[6] PN-EN 15269-20 Rozszerzone zastosowanie wyników badań odporności ogniowej i/lub dymoszczelności zespołów drzwiowych i żaluzjowych oraz otwieralnych okien, łącznie z elementami okuć budowlanych Część 20: Dymoszczelność rozwieranych zestawów drzwiowych stalowych, drewnianych i profilowych przeszklonych w ramach metalowych
[7] PN-EN 14600:2009 Drzwi, bramy i otwieralne okna o właściwościach odporności ogniowej i/lub dymoszczelności – Wymagania i klasyfikacja
[8] Kopciński R. Zamknięcia dymoszczelne – drzwi i okna chroniące życie, „Świat Szkła” 2/2011
[9] Sędłak B. Metodyka badań odporności ogniowej drzw przeszklonych Część 1 „Świat Szkła” 3/2012
[10] Roszkowski P., Sędłak B. Klasyfikacja w zakresie odporności ogniowej przeszklonych ścian działowych „Świat Szkła” 7-8/2012

 

 

Całość artykułu w wydaniu drukowanym i elektronicznym 

inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne

więcej informacj: Świat Szkła 4/2013

  • Logo - alu
  • Logo aw
  • Logo - fenzi
  • Logo - glass serwis
  • Logo - lisec
  • Logo - mc diam
  • Logo - polflam
  • Logo - saint gobain
  • Logo termo
  • Logo - swiss
  • Logo - guardian
  • Logo - forel
  • vitrintec wall solutions logo

Copyright © Świat Szkła - Wszelkie prawa zastrzeżone.