Bramy garażowe stanowią bardzo szeroki asortyment wyrobów, różniących się konstrukcją, wyposażeniem technicznym oraz sposobem otwierania i zamykania.
Jeszcze kilkanaście lat temu powszechne były bramy ręcznie otwierane i zamykane z rozwieranymi skrzydłami, zaopatrzonymi w „stopki” zapobiegające niespodziewanym ruchom skrzydeł pod wpływem wiatru. Zamykane były solidną kłódką, koniecznie osłoniętą przyspawanym pierścieniem z rury, aby chroniły przed włamywaczami.
Teraz to już historia, bramy garażowe stanowią bardzo szeroki asortyment wyrobów, różniących się konstrukcją, wyposażeniem technicznym oraz sposobem otwierania i zamykania.
Brama nie powinna sprawiać trudności przy jej otwieraniu i zamykaniu, nie powinna też stwarzać zagrożenia dla jej użytkowników, ma być skutecznym zamknięciem. Trzeba zdać sobie sprawę, że nowoczesna brama garażowa jest maszyną, która otwierając się i zamykając, nie powinna stwarzać zagrożenia dla osób, pojazdów, a także zwierząt znajdujących się w pobliżu. Stosowane napędy elektryczne, w jakie wyposażone są bramy, mogą spowodować zagrożenie uderzeniem i zgnieceniem przez krawędź skrzydła podczas ruchu zamykania. Z tych względów bramy są poddawane badaniom dla sprawdzenia, czy spełniają wymagania bezpieczeństwa użytkowania, funkcjonalne, trwałości mechanicznej, izolacyjności cieplnej, a dodatkowo izolacyjności akustycznej. Schemat ruchu przegrody i jej położenie po otwarciu przedstawiają szkice (rys. 1).
rys. 1. Schemat ruchu skrzydeł bramowych i ich położenie po otwarciu
Najpopularniejszymi typami bram garażowych są: bramy ze skrzydłem segmentowym (a, b) i bramy ze skrzydłem uchylnym (d). Obydwie są bramami o pionowym kierunku otwierania. Są to konstrukcje, które nie wymagają rezerwacji miejsca przed frontem garażu lub wymagają jej niewiele w porównaniu do tradycyjnych bram i wrót rozwieranych. Wyjątkowo, zwłaszcza w garażach budynków wielorodzinnych, stosowane są bramy ze skrzydłem zwijanym (c).
Wymagania dla bram i metody ich badań są zawarte w normach. Podstawową jest zharmonizowana norma wyrobu PN-EN 13241-1, spełniająca wymagania dyrektywy UE nr 89/106/WE. Norma wymienia zestaw badań niezbędnych do uzyskania znaku CE, badania powinny być wykonane w laboratorium mającym status europejskiej jednostki notyfikowanej.
Brama, która przeszła wymagane badania, powinna być zaopatrzona w tabliczkę znamionową zawierającą dane jak na rys. 2.
rys. 2. Przykładowa tabliczka znamionowa (etykieta) bramy
Bramy segmentowe
W bramach segmentowych (a) ruchomą przegrodę tworzą segmenty połączone ze sobą zawiasami. Materiały użyte do budowy segmentów decydują o właściwościach wytrzymałościowych, cieplnych i akustycznych. Stosowane są następujące rodzaje segmentów:
– Segmenty będące płytami warstwowymi z obustronnym poszyciem z blach stalowych lub aluminiowych grubości ~0,5 mm i wnętrzem wypełnionym styropianem lub pianką poliuretanową. Bramy zbudowane z takich segmentów mają dobre właściwości cieplne. Grubość segmentów wynosi od 40 do 80 mm. Segmenty mogą zawierać okna. Materiałem przeziernym są najczęściej dwie płyty akrylu, przedzielone ramką, co zwiększa izolacyjność cieplną. Zestaw ma łączną grubość 16–30 mm i jest osadzony w elastycznych uszczelkach z PVC lub EPDM. Zewnętrzne blachy poszycia segmentu nie powinny stykać się ze sobą. Przerwa pomiędzy nimi zapewnia izolacyjność termiczną. Producenci segmentów podają wartość współczynnika przenikania ciepła U segmentów. Nie należy tego utożsamiać z izolacyjnością termiczną całej bramy, która jest kilkakrotnie niższa. Wpływ na to mają boczne osłony krawędzi segmentów, przeszklenia, otwory wentylacyjne i połączenia międzysegmentowe.
– Segmenty z profili aluminiowych zimnych, otrzymywanych metodą wytłaczania. Profile tworzą ramę zewnętrzną, a wypełnieniem mogą być materiały przezierne (płyty z tworzyw sztucznych: akrylowe lub poliwęglanowe) lub nieprzezierne (blachy aluminiowe przedzielone materiałem izolacyjnym, np. płytą styropianu).
– Segmenty z profili aluminiowych z przekładką izolacyjną. Obydwie części profilu łączone są listwami izolacyjnymi. Zapewnia to podwyższoną izolacyjność cieplną (opór cieplny) bramy. Wypełnieniami przeziernymi są dwie szyby akrylowe, przedzielone ramką, osadzone w uszczelkach z PVC lub EPDM. Wypełnienia nieprzezierne stanowią blachy aluminiowe lub tworzywa sztuczne, przedzielone materiałem izolacyjnym.
Podczas otwierania lub zamykania skrzydło bramowe przesuwa się wzdłuż prowadnic pionowych zamocowanych po obydwu stronach ościeża. Bramy segmentowe są wyposażone w uszczelki: progowe, nadproża, boczne i międzysegmentowe.
Urządzeniami zapewniającymi bezpieczeństwo użytkowania są:
– urządzenie wychwytowe w przypadku pęknięcia sprężyny;
– urządzenie wychwytowe w przypadku zerwania linki;
– urządzenie zainstalowane w uszczelce progowej (tzw. listwa bezpieczeństwa), powodujące automatyczny przesuw otwierania, gdy podczas zamykania skrzydło bramowe natrafi na przeszkodę;
– układy fotokomórek zatrzymujących ruch zamykania skrzydła, gdy w świetle ościeża znajdzie się przeszkoda.
Ukształtowanie krawędzi segmentów powinno zapobiegać zakleszczeniu palców w szczelinie między segmentami podczas przesuwu przegrody. Przykłady rozwiązania tego problemu przedstawia rys. 3.
rys. 3. Kształty współpracujących krawędzi segmentów
Często w połaci bram wykonywane są drzwi wejściowe. Jest to uzasadnione dla bram dużych rozmiarów, lecz drzwi osłabiają połać bramy, komplikują i podrażają jej konstrukcję, obniżają szczelność i izolacyjność cieplną. Producenci na ogół także nie zalecają takich rozwiązań. Stosować je można w przypadkach, gdy nie ma możliwości wykonania obok bramy osobnych drzwi.
Bramy uchylne
Uchylne skrzydło bramy jest jednolitą ruchomą przegrodą jednoskrzydłową, wykonującą podczas otwierania lub zamykania ruch złożony – postępowy i obrotowy, zajmując w końcu położenie poziome pod stropem garażu. Ruch złożony skrzydła składa się z trzech ruchów:
– ruch prostoliniowy po prowadnicy w kierunku k,
– ruch krzywoliniowy wokół środka obrotu O1,
– ruch krzywoliniowy wokół środka obrotu O2.
Schemat kinematyczny ruchu uchylnego skrzydła bramy przedstawia rys. 4.
rys. 4. Fazy ruchu skrzydła bramy uchylnej podczas otwierania; O – środki obrotu
rys. 5. Schematyczny wygląd bram zwijanych (roletowych)
Gdy brama jest otwierana, napięcie sprężyn wspomaga ruch skrzydła bramy. W pozycji bramy otwartej sprężyny zapobiegają samoczynnemu opadnięciu skrzydła. Należy pamiętać, że skrzydło podczas ruchu otwierania nie porusza się wyłącznie pionowo, lecz także wysuwa się na zewnątrz. W zależności od wysokości bramy i rozwiązania konstrukcyjnego jest to od 0,5 do 0,7 m. Skrzydło bramowe jest wykonywane z blachy stalowej (trapezowej) grubości ~1 mm, z przetłoczeniami usztywniającymi. W skrzydle mogą się znajdować okienka doświetlające, podobnie jak w bramach segmentowych. Od strony wewnętrznej skrzydła jest możliwość mocowania docieplenia, najczęściej stosowane są płyty styropianu grubości maks. 10 mm, osłonięte blachą lub boazerią z PVC. Bramy uchylne wyposażone są w uszczelki: boczne, progową i nadproża wykonywane z EPDM, gumowe lub PVC.
Bramy zwijane
Bramy zwijane (roletowe) są pionowymi ruchomymi przegrodami utworzonymi przez zespół rolet (lamel) połączonych ze sobą kształtowo-zawiasowo. Częściej stosowane są w budynkach wielorodzinnych, zbiorowych garażach podziemnych, z powodzeniem jednak mogą być również stosowane w garażach przydomowych.
Podczas otwierania lub zamykania skrzydło bramowe przesuwa się pionowo po bocznych, pionowych prowadnicach i nawija na wał umieszczony powyżej nadproża. Istnieją rozwiązania konstrukcyjne, w których wał nawojowy ma możliwość przesuwu poziomego na odcinku „a” podczas nawijania lub odwijania zespołu rolet (otwierania lub zamykania bramy), co zmniejsza opory ruchu, ponieważ przesuw zespołu rolet odbywa się po stycznej do średnicy wału.
Krawędzie boczne zespołu rolet przesuwają się w prowadnicach bocznych, mających uszczelki z tworzywa sztucznego i dodatkowe uszczelki szczotkowe – rys. 5.
Do otwierania i zamykania bram zwijanych stosowane są elektromechaniczne zespoły napędowe sterowane ręcznie – przyciskami lub w sposób zdalny (opcjonalnie), za pomocą fal elektromagnetycznych z użyciem pilota. Zespoły napędowe są samohamowne, tzn. zabezpieczają przed niekontrolowanym opadnięciem zespołu rolet. Brama musi mieć urządzenie umożliwiające ręczne otwarcie (lub zamknięcie) w przypadku braku zasilania.
Dodatkowym wyposażeniem może być zespół fotokomórek wyłączających napęd podczas zamykania, gdy w ich osi pojawi się przeszkoda.
Ruchoma przegroda może być zbudowana z następujących rodzajów rolet:
– Rolety jednościenne o wysokości 60–120 mm, wykonywane z blachy stalowej lub aluminiowej grubości 1–1,5 mm walcowanej na zimno. Mogą zawierać otwory doświetlające wypełnione materiałami przejrzystymi z tworzywa sztucznego. Stosowane są także otwory o średnicy 5 mm, których powierzchnia wynosi ok. 25% powierzchni rolety, zapewniające wentylację oraz doświetlenie pomieszczenia garażu (rys. 6a).
– Rolety dwuścienne o wysokości 80–100 mm i grubości ok. 20 mm, wytłaczane ze stopu aluminium. Ich wnętrze wypełnia pianka poliuretanowa. Mogą zawierać otwory doświetlające przysłonięte przejrzystymi taflami z tworzyw sztucznych (rys. 6b).
rys. 6. Schematyczny wygląd rolet
W przypadku bram zwijanych o zwiększonej prędkości otwierania i zamykania, stosowanych w zbiorowych garażach podziemnych budynków wielorodzinnych, hałas wytwarzany przez ruch skrzydła może być uciążliwy, ponieważ przenosi się przez konstrukcję budynku na kondygnacje mieszkalne.
W Polsce nie stawia się wymagań w stosunku do izolacyjności akustycznej bram. Ich ocena akustyczna może być jednak przydatna w przypadku indywidualnych wymagań akustycznych, związanych z ochroną pomieszczeń w budynku wielorodzinnym, w którym znajduje się podziemny garaż zbiorowy.
Izolacyjność akustyczna określana jest wskaźnikami widma hałasu średnio- i wysokoczęstotliwościowego (wskaźnik C) oraz niskoczęstotliwościowego (wskaźnik Ctr) wyrażanymi w decybelach (dB). Z obydwu tych wskaźników wyliczany jest ważony wskaźnik izolacyjności akustycznej właściwej (Rw).
Izolacyjność akustyczna bramy jest zależna od konstrukcji skrzydła oraz od jakości zastosowanych uszczelek. Im większa jest liczba różnych materiałów tworzących skrzydło, tym większa izolacyjność akustyczna. Jest to szczególnie zalecane w przypadku bram podnoszonych pionowo, gdy wymagana jest duża izolacyjność akustyczna (np. Rw > 30 dB).
Fot.: Archiwum firmy Wiśniowski
WYMAGANIA TECHNICZNE I METODY BADAŃ
Bramy, wg normy PN-EN 13241-1, powinny być poddane następującym badaniom:
– wodoszczelności,
– wydzielania substancji niebezpiecznych,
– odporności na obciążenie wiatrem,
– oporu cieplnego (jeśli dotyczy – decyzję podejmuje producent bramy),
– przepuszczalności powietrza,
– bezpiecznego otwierania (dla bram o pionowym ruchu skrzydła),
– określenia geometrii elementów szklanych,
– wytrzymałości mechanicznej i stateczności,
– sił wywieranych (dla bram z napędem),
– trwałości wodoszczelności, oporu cieplnego, przepuszczalności powietrza, bez ich pogorszenia.
Fot.: Archiwum firmy Wiśniowski
Wodoszczelność
Wodoszczelność jest sprawdzana na stanowisku badawczym, które umożliwia natryskiwanie wody w ilości 2 ± 0,2 l/min na 1 m2 bramy i dozowanie ciśnienia wartości 10, 30, 50 Pa oraz wyższego, w przypadku gdy brama powinna mieć szczelność określoną szczególnymi wymaganiami w miejscu jej zastosowania. Badanie jest prowadzone wg normy PN-EN 12489:2002P. Klasy odporności na przenikanie wody określa się wg normy klasyfikacyjnej PN-EN 12425:2002P – tab. 1.
Podczas badania prowadzona jest obserwacja i rejestracja ilości wody przedostającej się na wewnętrzną stronę obiektu badań (przenikanie przez: połączenia między ościeżnicą a skrzydłem bramowym, przeszklenia, wypełnienia, otwory wentylacyjne itp.).
tab. 1. Klasy odporności na przenikanie wody
|
Klasa odporności
|
0
|
1
|
2
|
3
|
|
|
Czas badania [s]
|
600
|
300
|
300
|
300
|
300
|
|
Ciśnienie [Pa]
|
0
|
10
|
30
|
50
|
> 50
|
Wydzielanie substancji niebezpiecznych
Bramy powinny spełniać wymagania ustawodawstwa europejskiego i przepisów krajowych, regulacji i decyzji administracyjnych w zakresie wydzielania substancji niebezpiecznych. Europejska baza i krajowe przepisy dotyczące substancji niebezpiecznych są dostępne na stronie internetowej pod adresem: http://europa.eu.int/comm/enterprise/construction/internal/hygiene.htm. W Polsce nie ma jeszcze przepisów dotyczących wydzielania substancji niebezpiecznych z bram.
Odporność na obciążenie wiatrem
Bramy powinny być zaprojektowane dla przewidywanej różnicy ciśnień, jakim mogą być poddane. Podstawowym założeniem jest odporność bramy zewnętrznej na ciśnienie wartości 450 Pa (dodatnie i ujemne), wg normy klasyfikacyjnej PN-EN 12424:2002P. Norma ta podaje klasy odporności na obciążenie wiatrem – tab. 2.
Badanie przeprowadza się na specjalnym stanowisku, które wywiera na badaną bramę ustaloną wartość ciśnienia, norma badawcza PN-EN 12444:2002 dopuszcza również wykonanie badania przez równomierne rozkładanie obciążników na ułożonej poziomo bramie i wykonanie dodatkowych obliczeń.
tab. 2. Klasy odporności na obciążenie wiatrem
|
Klasa odporności
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
|
Ciśnienie [Pa]
|
300
|
450
|
700
|
1000
|
>1000*
|
|
* odporność określona szczególnymi wymaganiami obiektu lub pomieszczenia
|
|||||
Opór cieplny
Decyzję o określeniu dla bramy oporu cieplnego (izolacyjności termicznej) podejmuje producent. Jeśli tak, to zastosowanie ma norma PN-EN 12428:2002P, na podstawie której przeprowadzane są obliczenia współczynnika przenikania ciepła U [W/m2K]. Określenie oporu cieplnego może być także przeprowadzone na odpowiednim stanowisku badawczym.
Przepuszczalność powietrza
Badanie przepuszczalności powietrza przeprowadza się również na specjalnym stanowisku badawczym umożliwiającym podawanie ciśnienia +50 Pa i –50 Pa. Obiektem badań, w przypadku bram garażowych, powinna być brama o wymiarach nie mniejszych niż 2000 x 2000 mm (szerokość x wysokość).
Przy powyższych ciśnieniach, wg normy badawczej PN-EN 12427:2002P, określa się następujące klasy przepuszczalności powietrza wg normy klasyfikacyjnej PN-EN 12426:2002P – tab. 3.
tab. 3. Klasy przepuszczalności powietrza
|
Klasa szczelności
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
|
Ilość powietrza przenikającego [m3/m2h]
|
24
|
12
|
6
|
3
|
1,5
|
właściwości
|
|
*) przepuszczalność określona szczególnymi wymaganiami obiektu lub pomieszczenia
|
||||||
Bezpieczne otwieranie
Skrzydło poruszające się pionowo lub inne elementy ruchome bramy nie powinny się wykolejać lub spadać w sposób niekontrolowany podczas normalnej eksploatacji, pod wpływem najazdu na przeszkodę, awarii elementu zawieszenia, pod wpływem wiatru.
Podczas normalnej eksploatacji skrzydło powinno mieć możliwość zatrzymania w każdym położeniu. Jeżeli w jakiejkolwiek pozycji występuje stan niezrównoważony, to nie powinien wywierać na krawędzi zamykającej siły przekraczającej 150 N. Brama powinna być wyposażona w system hamujący, który włącza się automatycznie i zatrzymuje ruch skrzydła w momencie najazdu na przeszkodę (sześcian o boku 400 mm) lub przekroczenia dopuszczalnej prędkości podczas zamykania (maks. 0,3 m/s).
Określenie geometrii elementów szklanych
Jeżeli skrzydła bramowe są wykonane głównie z materiałów przezroczystych, powinny być barwione lub mieć umieszczone rzucające się w oczy znaki ostrzegawcze, aby uniemożliwić wejście w kolizję ze skrzydłem bramowym. Norma nie narzuca rodzaju materiału, z którego wykonane jest przeszklenie skrzydła bramowego. Stosowane są różne gatunki szkła i tworzyw sztucznych. Nie ma też ograniczeń w wymiarach lub kształtach płaszczyzn (lub powierzchni) przeszklonych. Powierzchnie przezroczyste powinny być całkowicie bezpieczne w normalnych warunkach użytkowania.
Wytrzymałość mechaniczna i statyczna
Żaden element składowy bramy oraz jej zamocowania do budynku nie powinny zostać trwale odkształcone podczas normalnego użytkowania, określonego przez producenta jako warunki techniczne eksploatacji. Odkształcenia sprężyste pod wpływem sił operacyjnych, momentów obrotowych lub różnicy ciśnień nie powinny wpływać ujemnie na prawidłowość działania.
Wymaganie nie dotyczy skutków zadziałania urządzeń zapewniających bezpieczeństwo użytkowania (tzw. przeciwspadowych, działających np. w bramach segmentowych w przypadku zerwania linki lub pęknięcia sprężyny).
Siły wywierane
W bramach z napędem wybieg skrzydła po zwolnieniu przycisku (zdalnego sterowania lub z pulpitu sterowniczego) nie powinien przekraczać 50 mm dla szczeliny otwarcia do 0,5 m i 100 mm powyżej 0,5 m. W przeciwnym razie dolna krawędź skrzydła powinna być wyposażona w elastyczną uszczelkę, której wartość odkształcenia powinna być większa niż droga wybiegu, a nacisk na element próbny średnicy 80 mm nie większy niż 150 N.
Sterowanie ruchem skrzydła powinno być prowadzone tak, aby osoba sterująca miała niczym nieograniczony widok na ruch skrzydła i jego otoczenie. W bramach z napędem powinna być możliwość ręcznego otwarcia lub zamknięcia w przypadku braku zasilania.
W bramach obsługiwanych ręcznie siła potrzebna do otwarcia lub zamknięcia bramy powinna mieścić się w granicach ergonomicznie dopuszczalnych wartości, nieprzekraczających 150 N dla bram garażowych w obiektach prywatnych. Dopuszczalne jest przekroczenie tych wartości o 50% przy rozpoczęciu ruchu i domknięciu.
Trwałość wodoszczelności, oporu cieplnego i przepuszczalności powietrza bez ich pogorszenia
Oznaczenie trwałości dotyczy bram, które mają określone właściwości w zakresie przepuszczalności powietrza, odporności na przenikanie wody i izolacyjności cieplnej. W czasie normalnej eksploatacji niektóre elementy (uszczelki, materiały izolacyjne, okucia) mogą ulegać naturalnemu zużyciu, istnieje więc potrzeba przeprowadzenia badania trwałości, polegającego na wielokrotnym otwieraniu i zamykaniu bramy. Liczbę cykli badawczych określa producent bramy i powinna ona odpowiadać ekonomicznej trwałości użytkowej bramy, a wyniki badania posłużą do wprowadzenia odpowiednich zapisów w instrukcji obsługi o okresowych wymianach zużywających się elementów.
W badaniu trwałości następuje sprawdzenie:
– zdolności do działania przez obserwację, czy odkształcenia sprężyste pod wpływem sił operacyjnych, momentów obrotowych lub różnicy ciśnień nie wpływają ujemnie na prawidłowość działania;
– zabezpieczeń przed odłączeniem lub wykolejeniem w sposób niekontrolowany podczas normalnej eksploatacji w przypadku: najazdu na przeszkodę, awarii elementu zawieszenia lub pod wpływem wiatru;
– czy brama jest wyposażona w system hamujący, który włącza się automatycznie, zatrzymując ruch skrzydła w momencie najazdu na przeszkodę lub przekroczenia dopuszczalnej prędkości podczas zamykania;
– wartości sił potrzebnych do ręcznego otwarcia lub zamknięcia bramy;
– prędkości ruchu krawędzi zamykającej, która nie powinna przekraczać 0,3 m/s.
mgr inż. Jan Matraś
Instytut Techniki Budowlanej
Normy
1. PN-EN 13241-1+A1:2012P Bramy – Norma wyrobu – Część 1: Wyroby bez właściwości ognio-odporności i dymoszczelności.
2. PN-EN 12426:2002P Bramy – Przepuszczalność powietrza – Wymagania.
3. PN-EN 12427:2002P Bramy – Przepuszczalność powietrza – Metoda badania.
4. PN-EN 12425:2002P Bramy – Odporność na przenikanie wody – Wymagania.
5. PN-EN 12489:2002P Bramy – Odporność na przenikanie wody – Metoda badania.
6. PN-EN 12444:2002P Bramy – Odporność na obciążenie wiatrem – Badania i obliczenia.
7. PN-EN 12442:2002P Bramy – Odporność na obciążenie wiatrem – Klasyfikacja.
8. PN-EN 12604:2002P Bramy – Aspekty mechaniczne – Wymagania.
9. PN-EN 12605:2002P Bramy – Aspekty mechaniczne – Metody badań.
10. PN-EN 12453:2002P Bramy – Bezpieczeństwo użytkowania bram z napędem – Wymagania.
11. PN-EN 12445:2002P Bramy – Bezpieczeństwo użytkowania bram z napędem – Metody badań.
12. PN-EN 12428:2002P Bramy – Współczynnik przenikania ciepła – Wymagania dotyczące obliczeń.
