Wyznaczanie siły samozamykacza w systemach różnicowania ciśnienia
Podczas projektowania systemów różnicowania ciśnienia (SRC) jednym z elementów które należy uwzględnić podczas wykonywania obliczeń jest siła potrzebna do otwarcia drzwi do strefy chronionej nadciśnieniem.
Należy pamiętać o tym, że ochrona nadciśnieniowa, mimo, że jest jednym z najskuteczniejszych mechanizmów obrony przed zadymieniem to prowadzi do wytworzenia wektora siły działającego na drzwi a skierowanego przeciwnie do kierunku ich otwarcia, czyli utrudnia ich otwarcie. W normie PN-EN 12101:6 dopuszczalna wartość takiego wektora siły została określona na 100N, jako wartość bezpieczna z której pokonaniem nie powinny mieć problemu również osoby starsze, niedołężne czy też dzieci. Wartość w/w wektora siły rośnie wprost proporcjonalnie do wartości nadciśnienia jakie wytworzymy w strefie chronionej, dlatego też działanie instalacji SRC w żadnym scenariuszu nie powinno prowadzić do nadmiernego przyrostu tego parametru. Zdolność układu do precyzyjnej regulacji nadciśnienia sprawdzana jest nie tylko na stanowisku pomiarowym podczas wykonywania badań hydraulicznych potrzebnych do uzyskania dopuszczeń do stosowania w budownictwie ale jest również jednym z parametrów weryfikowanych podczas odbiorów. Współczesne instalacje SRC takie jak zestawy do różnicowania ciśnienia FlaktGroup SMIA/SMPA posiadają również możliwość samokontroli poszczególnych elementów a ewentualne awarie są komunikowane zarówno na panelu sterującym jak i do systemu SSP. Zatem ten czynnik wpływający na możliwość ewakuacji jest dobrze przebadany i nadzorowany w trakcie eksploatacji budynku.
Dodatkową składową jaką należy uwzględnić podczas analizy sił działających na drzwi będzie wektor siły pochodzący od samozamykacza. Stanowi ona ważny element w równaniu ponieważ kierunek jej wektora jest tożsamy z wektorem siły wytworzonej przez instalację SRC, co oznacza, że osoba uciekająca z budynku musi pokonać sumę tych sił. Jak zatem uwzględnić wpływ samozamykacza na siłę otwarcia drzwi i tym samym odpowiednio zwymiarować instalację SRC? Bilans sił działających na drzwi można zapisać w następujący sposób:
gdzie:
F – całkowita siła potrzebna do otwarcia drzwi [N]
Mr – moment siły samozamykacza [Nm]
W – szerokość drzwi [m]
A – powierzchnia drzwi [m2]
∆p – różnica ciśnienia po obu stronach drzwi [Pa]
d – odległość od klamki do bliższej krawędzi drzwi [m]
Źródło: 2002: “Principles of Smoke Management” [Klote, Milke]
Powyższe równanie zapisano z pominięciem sił które mogą powstać na skutek niedokładnego montażu drzwi w ścianie, zakładając, że takie niedociągnięcia zostaną wyeliminowane w trakcie odbiorów. Z przedstawionego równania wynika, że siła potrzebna do otwarcia drzwi musi równoważyć sumę sił samozamykacza i tej pochodzącej od nadciśnienia. Przykładowo, dla drzwi o szerokości 1m i wysokości 2m, odległości klamki od krawędzi 10cm, dla różnicy ciśnienia 50Pa, rozwiązując równanie otrzymujemy dopuszczalną wartość siły samozamykacza 40N. W przypadku kiedy instalacja SRC została wyregulowana poprawnie a mimo to podczas odbiorów pomiar siły potrzebnej do otwarcia drzwi wskazuje wartości przekraczające 100N, warto sprawdzić moment siły zastosowanego samozamykacza i jeżeli to możliwe odpowiednio ją skorygować. Należy również stosować samozamykacze z regulacją prędkości zamykania i domykania drzwi – takie rozwiązanie zapobiega gwałtownemu zamykaniu drzwi z dużą siłą co może okazać się bardzo niepożądane podczas ewakuacji.
Przykład samozamykacza górnego z ramieniem nożycowym
Na koniec należy podkreślić, że żadne rozwiązania techniczne ani próby odbiorowe nie zastąpią regularnych testów instalacji wykonywanych już podczas eksploatacji budynku połączonych ze szkoleniami jego najemców, bowiem tylko świadome i wytrenowane zachowanie użytkowników w połączeniu ze skutecznie działającą instalacją może przyczynić się do zmniejszenia skutków zagrożenia pożarowego.
