Wymagania i parametry bram wielkogabarytowych. Charakterystyka przemysłowych bram hangarowych

Bramy wielkogabarytowe muszą mieć odpowiednie parametry, by spełniać swoją funkcję nawet w ekstremalnych warunkach atmosferycznych. Muszą być odporne na działanie silnego wiatru, opadów, mrozu i wysokiej temperatury.

Spis treści

1. Szczelność bramy przemysłowej
2. Izolacja bramy przemysłowej
3. Odporność na obciążenie wiatrem
4. Wymiary
5. Bezpieczeństwo użytkowania

Bramy wielkogabarytowe zazwyczaj przeznaczone są do pracy w trudnych warunkach, muszą więc być odporne na błoto, brud, pył, wilgoć, ekstremalne temperatury, korozję i uszkodzenia mechaniczne. Najlepiej zatem, by miały jak najmniej części ruchomych i minimalne wymagania w zakresie konserwacji. Trzeba je tak zaprojektować i wykonać, by były trwałe, niezawodne oraz zapewniały najwyższy poziom bezpieczeństwa i sprawny dostęp do obiektów. Powinny być szczelne (gwarantują to np. wielopunktowe ryglowanie, systemy uszczelek), niewrażliwe na śnieg, deszcz, a także odporne na mróz (zwłaszcza napędy i torowiska dolne – możliwe jest podgrzewanie tych elementów).

Szczelność bramy przemysłowej

Właściwości bramy w zakresie odporności na przenikanie wody opadowej klasyfikowane są według zasad podanych w normie PN-EN 12425:2002. Na przykład dla bramy klasy 2. ciśnienie próbne wynosi 50 Pa. Oznacza ono różnicę ciśnień pomiędzy jedną a drugą stroną zamkniętej bramy. Jest ona szczelna, gdy nie dochodzi do przenikania wody po 20-minutowym działaniu natrysku wodnego. Do klasy 3. będzie należeć brama, przez którą woda nie przenika przy ciśnieniu próbnym >50 Pa. Według ww. normy to wyjątkowy przypadek, gdyż sposób działania natrysku wodnego ustalają indywidualnie między sobą producent i klient/użytkownik.

Izolacja bramy przemysłowej

Większość bram wielkogabarytowych o konstrukcji stalowej lub aluminiowej jest ocieplana np. warstwą styropianu, pianki poliuretanowej, poliestrowej bądź wełny mineralnej. Maksymalne wartości współczynnika U_Cmax określają przepisy poszczególnych państw. W Polsce podane są w Rozporządzeniu Ministra Infrastruktury z 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (DzU nr 75, poz. 690 z późn. zm.). W załączniku do ww. rozporządzenia – „Wymagania izolacyjności cieplnej i inne wymagania związane z oszczędnością energii” – ujęto wartości współczynnika przenikania ciepła, które zależą od temperatury obliczeniowej ti w pomieszczeniu, zgodnie z § 134 ust. 2 rozporządzenia lub określanej indywidualnie w projekcie technologicznym. Dla budynków produkcyjnych, magazynowych i gospodarczych dopuszcza się większe wartości współczynnika U niż U_Cmax oraz U_max określone w warunkach technicznych (≤1,3 W/(m²K)), jeśli uzasadnia to rachunek efektywności ekonomicznej inwestycji, obejmujący koszty budowy i eksploatacji budynku. Ważne są także przepuszczalność powietrza (klasa zgodnie z PN-EN 12426) oraz izolacyjność akustyczna (według PN-EN ISO 717-1), zwłaszcza w przypadku hal produkcyjnych, w których generowany jest wysoki poziom hałasu. Ww. parametry są uwzględniane podczas projektowania, ale często ich wartości dobiera się nie tylko ze względu na konieczność spełnienia norm i przepisów, lecz także dopasowania do potrzeb i warunków występujących przy danej realizacji.

Odporność na obciążenie wiatrem

Najistotniejszym parametrem bram wielkogabarytowych, wynikającym m.in. z dużej powierzchni pancerza, jest odporność na obciążenie wiatrem. Dlatego muszą one mieć odpowiednio sztywną konstrukcję i specjalne zabezpieczenia na napór wiatru. Norma PN-EN 12424 „Bramy. Odporność na obciążenie wiatrem. Klasyfikacja” podaje klasy odporności na obciążenie wiatrem, która została zdefiniowana jako „zdolność bramy do przeciwstawienia się parciu wiatru”. Parcie wiatru to siła nacisku wywierana na powierzchnię, wyrażona w paskalach.Bramy zewnętrzne powinny być zaprojektowane dla przewidywanej różnicy ciśnień, jakim mogą być poddane, i badane na specjalnym stanowisku, które oddziałuje na weryfikowaną bramę ustaloną wartością ciśnienia. Przedstawione klasy podają ciśnienie dodatnie. Obciążenie ssące lub przeciwny jego kierunek należy określać jako klasę ujemną, np. obciążenie wiatrem o wartości 300 Pa, przyłożone do wewnętrznej powierzchni bramy, powinno być wykazane jako klasa –1. Trzeba pamiętać, że wymaganie ww. normy ma zastosowanie tylko do bramy zamkniętej i nie dotyczy możliwości otwarcia i zamknięcia oraz działania pod obciążeniem wiatrem. Zaleca się jednak, aby instrukcje obsługi bramy zawierały ostrzeżenie stwierdzające, że użytkowanie bramy w warunkach wietrznych może być niebezpieczne.Ponadto norma PN-EN 12444 „Bramy. Odporność na obciążenie wiatrem. Badania i obliczenia” dopuszcza również wykonanie badania przez równomierne rozkładanie obciążników na ułożonej poziomo bramie i realizację dodatkowych obliczeń.

Bardziej zrozumiałe jest odniesienie klas odporności do prędkości wiatru. W tym wypadku można wspomóc się normą PN-EN 1991-1-4:2008/NA: 2010 „Eurokod 1: Oddziaływania na konstrukcje. Część 1–4: Oddziaływania ogólne. Oddziaływania wiatru”, w której przedstawiono strefy obciążenia wiatrem w Polsce. W przypadku bram wielkogabarytowych, projektowanych indywidualnie na potrzeby danej inwestycji, możliwości techniczne pozwalają na uzyskanie bardzo wysokiej odporności na działanie wiatru. Zazwyczaj są to bramy o klasie 3. lub 4., a nierzadko producenci deklarują klasę 5. – takie wyroby są niewrażliwe na działanie wiatru o prędkości nawet do 160 km/h. Odpowiednią odporność wiatrową konstrukcji pancerza bramy wielkogabarytowej uzyskuje się np. poprzez przeciwwiatrowe profile poziome, które w odpowiednich odstępach przenoszą obciążenia na pionowe prowadnice umocowane do budynku, aluminiowe podpory teleskopowe WPS (ang. Wind Protection System) lub podnoszone słupki, a także – zwłaszcza przy wysokich bramach rolowanych – haki lub kotwy przeciwwiatrowe.

Wymiary

Dobór bramy i jej wyposażenia wymaga od projektanta zrozumienia potrzeb użytkownika i dopasowania do nich najlepszego możliwego rozwiązania pod względem ekonomicznym i funkcjonalnym. Np. można zamontować bramę podnoszoną, ale by uzyskać 10 m światła przejazdu, musi ona mieć całkowitą wysokość ok. 12 m, co wiąże się z zaprojektowaniem wyższego budynku. Zaś w przypadku bramy przesuwnej dodatkowe 2 m nie są potrzebne, ale bardzo często musi ona wystawać poza obrys budynku, na co nie zawsze jest miejsce. Trzeba też np. wziąć pod uwagę, że bramy przesuwne z torowiskiem dolnym potrzebują fundamentu w osi bramy (zazwyczaj także systemów odwodnienia i podgrzewania), co podwyższa koszty inwestycji. Bramy wielkogabarytowe w zasadzie nie mają ograniczeń w zakresie wymiarów. W przypadku bram wieloskrzydłowych szerokość światła otworu może być dowolna. Duży otwór często dzieli się na dwa lub więcej mniejszych przy pomocy systemów uchylnych bądź podnoszonych słupów. Przykładem jest system SSG, który umożliwia połączenie trzech bram rolowanych w jednym otworze o maks. szerokości 30 m i wysokości 6 m. Po otwarciu bram środkowe słupki odblokowuje się ręcznie i przesuwa je na bok.

Bezpieczeństwo użytkowania

Bramy wielkogabarytowe, głównie te z pancerzem o dużej masie, muszą być wyposażone w odpowiednie elementy ochronne, które zagwarantują bezpieczeństwo użytkownikom. Te o ruchu pionowym powinny mieć np. urządzenie przeciwspadowe, blokady chroniące przed samoczynnym rozwinięciem się pancerza lub inne zabezpieczenia konstrukcyjne wbudowane w system zawieszenia bramy, a także ochronę przed niekontrolowanym ruchem spowodowanym awarią (brama nie może być zdolna do zamknięcia, jeżeli element składowy uległ uszkodzeniu). Bramy o ruchu poziomym powinny być zabezpieczone np. przed możliwością wykolejenia. Elementy mechaniczne bramy muszą być właściwie zaprojektowane: nie mogą stanowić zagrożenia cięciem i nie powinny mieć ostrych krawędzi. Płaszcz bramy należy tak skonstruować, by wyeliminować lub zabezpieczyć (do wysokości 2,5 m) wszelkie szczeliny grożące zgnieceniem, ścinaniem i wciąganiem. Rodzaj systemu sterowania bramami wielkogabarytowymi jest dopasowany indywidualnie do danego zastosowania. Mogą być wyposażone w napęd obsługiwany np. poprzez sterowniki z przyciskami, sterowanie radarowe, drogę radiową, przełącznik pociągowy lub za pomocą pętli indukcyjnej, a także za pomocą pilota, karty kontroli dostępu, a nawet smartfona. Są również wyposażone w rozwiązania umożliwiające obsługę bramy w przypadku braku zasilania, np. w bramach rolowanych stosuje się hamulce elektromagnetyczne z awaryjną przekładnią do napędu korbą.

Zewnętrzne nadzorowanie drogi przejazdu i wykrywanie przeszkód w świetle bramy gwarantują m.in.:

• krawędź zamykająca z czujnikami optycznymi lub fotokomórka wyprzedzająca, czyli bezdotykowy automatyczny mechanizm zabezpieczający (przeciążeniowy), który z odpowiednim wyprzedzeniem rozpoznaje utrudnienia i ludzi znajdujących się w obszarze pracy bramy;
• krata świetlna (zwana też kurtyną optyczną) zintegrowana z ościeżnicą, monitorująca płaszczyznę zamykania płyty bramy (zwykle do wysokości min. 2500 mm); krata świetlna ma szerszy obszar wykrywania niż fotokomórka i zapewnia odpowiednio większy stopień bezpieczeństwa, niemal eliminując możliwość doznania obrażeń lub uszkodzenia przedmiotów.

Dorota Czernek