Bramy szybkobieżne dla przemysłu – kompendium wiedzy

Co to brama szybkobieżna?

Brama szybkobieżna jest przegrodą służącą do minimalizacji przeciągów w budownictwie. Na rynku występują bramy płaszczowe rolowane z PVC oraz bramy zbudowane z ocieplonych segmentów – ten typ jest wynikiem ulepszenia bram segmentowych i roletowych. Istotne cechy to:

• wysoka prędkość działania – otwieranie nawet do 4 m/s
• wytrzymała konstrukcja umożliwiająca wysoką ilość cykli otwierania i zamykania
• niski koszt konserwacji 

Dostępne są bramy o działaniu poziomym lub pionowym. Bramy mogą przyjąć dowolne rozmiary – sprawdzą się zarówno w sklepie, małej hali przemysłowej, jak i w hangarze lotniczym. Bramy obowiązkowo wyposażone są w układy bezpieczeństwa – niezbędna jest ochrona przed najechaniem płaszcza bramy na osobę lub przedmiot. Dopuszczalne siły nacisku oraz czas reakcji bramy po najechaniu na przeszkodę ustala norma “Bezpieczeństwo użytkowania bram z napędem” – PN-EN 12453 z 2017 roku.

Historia bram szybkobieżnych

Pierwsza na świecie brama szybkobieżna rolowana została zaprojektowana przez szwedzką firmę Albany Door Systems i wprowadzona na rynek w 1968 roku. Firma ówcześnie była znana pod nazwą Nomafa. W roku 2012 markę Albany przejęła grupa ASSA ABLOY.

Oprócz firmy ASSA ABLOY, współcześnie na rynku bram szybkobieżnych dominują producenci tacy jak Hormann, Seuster, Efaflex, Novoferm, Albany, Dynaco.

Bramy szybkobieżne są znane również jako:

• bramy foliowe, zwijane / bramy segmentowe
• bramy szybkorolowane, rolowane
• bramy przemysłowe rolowane

Gdzie spotykane są bramy szybkobieżne?

Bramy szybkobieżne świetnie odnajdują się w obiektach przemysłowych, chłodniach, marketach i hurtowniach. Wykorzystywane są także w wielu dziedzinach, między innymi w przemyśle farmaceutycznym oraz przemyśle spożywczym (najczęściej w wykonaniu ze stali nierdzewnej). 

Jak zbudowana jest brama szybkobieżna?

Brama szybkobieżna rolowana składa się z następujących elementów:

• napęd elektryczny – wysokoobrotowy silnik elektryczny połączony z przekładnią redukcyjną odpowiada za wykonanie ruchu.
• sterownik – kontroluje wszystkie elementy elektryczne i elektroniczne (napęd, sygnalizacja, zabezpieczające kurtyny świetlne, fotokomórki, czujniki krawędziowe oraz inne). Poprzez urządzenia aktywacyjne (wyłączniki pociągowe, kasety sterujące, wyłączniki radarowe, wyłączniki radiowe oraz inne) kontroluje napęd i jego pozycję (dzięki czujnikowi pozycji jak np. enkoder absolutny bądź inkrementalny).
• wał – przenosi ruch obrotowy, na niego zwijany jest płaszcz.
• skrzydło w formie płaszczu, wykonane z folii PVC. Płaszcz może zostać wykonany w wielu kolorach oraz zawierać elementy przezroczyste.
• prowadnice w których porusza się płaszcz bramy.
• fotokomórka bezpieczeństwa lub kurtyna / bariera bezpieczeństwa (wiele wiązek fotokomórek). 

Brama może być wyposażona również w dodatkowe elementy, takie jak listwy przeciwwiatrowe, uszczelki, ciężary przeciwwag i pasy tekstylne. W przypadku montażu zewnętrznego często wykorzystuje się obudowę stalową wału i napędu, aby uchronić bramę przed warunkami atmosferycznymi. 

Rozmiar bramy szybkobieżnej

W większości przypadków szerokość bramy szybkobieżnej wynosi od 1,25 m do 7 m, natomiast wysokość wynosi od 2 m do 6 m. Bramę można dopasować pod konkretny otwór, a maksymalne wymiary różnią się w zależności od wybranego modelu i producenta, przykładowo:

• Hormann V5030 SEL ma maksymalny rozmiar 5m x 5m; V6030 SEL 6m x 5m, V6020 TRL 6m x 7m
• EFAFLEX EFA-STR oraz ASSA ABLOY RR3000 ISO mogą mieć wymiary do 7m x 6m; 
• Hormann V4015 SEL R może maksymalnie osiągnąć rozmiar 4m x 4m
• Hormann posiada w swojej ofercie również bramy do szczególnie dużych otworów, jak V10008 (10m x 6,25m), czy też  F14005 (8m x 8m).

Dobierzmy rozmiar pod nasze zastosowania

Dobrany rozmiar zależy wyłącznie od zastosowań użytkownika. Najmniejsze bramy umożliwiają przejazd wózkiem ręcznym z paletą. Większe bramy pozwalają na przejazd wózka widłowego elektrycznego czy też samochodu dostawczego. Wyjątkowym przypadkiem są bramy wielkogabarytowe, które mogą być dostosowane nawet do rozmiaru samolotu. 

Jak duży otwór przygotować do montażu bramy?

Otwór bramowy na gotowo powinien wynosić nie więcej niż podane wymiary światła otworu bramy.

W przypadku mniejszego otworu nic złego się nie stanie – prowadnice bramy jedynie zajdą dalej na ściany. Za duża wysokość powoduje gorsze uszczelnienie przestrzeni pomiędzy halami, a za duża szerokość powoduje wchodzenie prowadnic na ściany (większa przestrzeń montażowa)

Zasilanie bramy szybkobieżnej – ile faz?

Jedna faza najczęściej wystarcza, szczególnie jeśli stosujemy bramę ze sterownikiem z wbudowaną przetwornicą częstotliwości. Przy dużych bramach stosowane są mocniejsze sterowniki, które wymagają zasilania trójfazowego. Informacje dotyczące zasilania oraz wymaganych faz możemy odnaleźć na karcie danego produktu, czy też na naszej stronie, gdzie wyszczególniamy wszystkie istotne informacje.

Jaka jest żywotność bram szybkobieżnych?

Żywotność bram szybkobieżnych zależy od wielu czynników – temperatury, wilgotności, zasolenia powietrza, wykorzystanego sterownika, stopnia eksploatacji, etc. Poszczególne podzespoły różnią się wytrzymałością. Średnia żywotność bramy szybkobieżnej przy regularnej konserwacji wynosi kilka lat. Warto podkreślić, że poprawny montaż i regularna konserwacja znacznie zmniejszają koszty eksploatacji.

Okres gwarancji producenta

Producenci bram szybkobieżnych przeważnie udzielają 24 miesiące gwarancji na bramy, z wyłączeniem napędów, elektroniki i elementów sterowania, które gwarancja obejmuje przez okres 12 miesięcy. 

Nasza firma dokonując napraw elektroniki sterowników również udziela 12 miesięcy gwarancji, natomiast sprzedając używaną bramę udzielamy 24 miesięcznej gwarancji na warunkach zbliżonych do gwarancji producenta. Dlaczego? Wiemy, że po wykonaniu remontu sprzedawane przez nas bramy nie ulegają samoczynnym awariom.

Ile wynosi i od czego zależy żywotność sterowników?

Żywotność sterowników jest zależna od temperatury i wentylacji otoczenia. Sterowniki zamontowane w komorach chłodni ulegają uszkodzeniu przy około milionie do 1,5 miliona cykli. W temperaturze pokojowej (około 20 C) sterowniki mają przeważnie żywotność do 450 tysięcy cykli. Wraz z wzrostem temperatury i ograniczeniem wentylacji żywotność się pogarsza. Tym samym, zalecane jest zamontowanie sterownika w otoczeniu o niskiej temperaturze.

Ile wynosi i od czego zależy żywotność napędów?

Żywotność napędów deklarowana jest przez producentów na około 250 tysięcy cykli. Nasze doświadczenie pokazuje, że zastosowanie sterowników z przetwornicą częstotliwości pozwala silnikowi osiągnąć ponad 1 milion cykli.

Na żywotność napędu wpływają także czynniki atmosferyczne. Wysoka temperatura wpływa negatywnie na zachowywanie się uszczelniaczy napędu oraz na gęstość oleju przekładniowego. Wilgotność i zasolenie powietrza obniżają natomiast żywotność hamulca elektromagnetycznego w przypadku niskiego stopnia eksploatacji. Regularna, prawidłowa konserwacja urządzeń pozwala uniknąć uszkodzeń wywołanych przez powyższe czynniki.

Sterownik z przetwornicą częstotliwości a żywotność napędu

Przetwornica częstotliwości stopniowo zmienia prędkość pracy silnika przed pełnym zamknięciem i otwarciem. Przekłada się to na długą żywotność napędu oraz na zwiększoną szybkość działania. 

Działanie bramy z przetwornicą częstotliwości możemy porównać do auta, w którym sprzęgło pozwala nam płynnie ruszyć, pedał gazu umożliwia dalsze przyspieszenie, a hamulec umożliwia delikatne wyhamowanie pojazdu.

Gorszej jakości bramy szybkobieżne posiadają sterownik przekaźnikowy, który można porównać do przełącznika włącz / wyłącz. Brak łagodnego działania szybko sprawia, że napęd pracuje wolno oraz głośniej niż z przetwornicą. W przypadku nagłej awarii użytkownik ponosi wysokie koszty – zazwyczaj wymagana jest wymiana całego napędu.

Wyższy koszt zakupu początkowego lepszej bramy często okazuje się mniejszym kosztem niż eksploatacja bramy z sterownikiem przekaźnikowym. Rozwiązaniem pośrednim jest zakup używanej, dobrej jakościowo bramy szybkobieżnej po remoncie generalnym, kierujemy do artykułu opisującego różnice pomiędzy bramami z różnymi sterownikami.

Żywotność płaszcza w bramie szybkobieżnej

Płaszcz bez wad produkcyjnych powinien funkcjonować przez cały okres eksploatacji bramy. Żywotność płaszcza bramy zależy wyłącznie od czynnika ludzkiego. Przykładowo – ewentualne uszkodzenie może zostać wywołane przez powtarzające się kolizje z wózkiem widłowym. Ciężko określić, ile razy można wjechać w bramę – nie posiadamy statystyk na ten temat. Dużo także zależy od prędkości pojazdu oraz mocy i miejsca uderzenia. 

Żywotność uszczelek w bramie szybkobieżnej

Producenci zakładają, że uszczelki należy wymieniać co 2 lata bądź co 150 tysięcy cykli. Na podstawie naszego doświadczenia możemy stwierdzić, że okres ten ulega zmianie w zależności od natężenia wiatru w otworze bramowym. Uszczelki prowadnic pionowych mogą zużyć się szybciej, jeśli występują duże przeciągi – natomiast jeśli przeciągów nie ma, często uszczelki wytrzymują wiele lat i nie wymagają wymiany.

Żywotność pasów tekstylnych

Pasy tekstylne występują w bramach z ciężarami przeciwwag, np. w bramach Hormanna otwierających się samoczynnie po utracie zasilania. Przykładem mogą być modele V2012, V2512 czy też V5030.

Według deklaracji producenta pasy tekstylne wytrzymują 100 tysięcy cykli. Z doświadczenia wynika, że mogą funkcjonować przez nawet 200-300 tysięcy cykli. Dwa główne czynniki wpływające na ich wytrzymałość to poprawny montaż oraz ustawione parametry pracy.

Jakie rozróżniamy typy bram szybkobieżnych?

Bramy szybkobieżne możemy podzielić w zależności od materiału zastosowanego do wykonania skrzydła: 

• brama spiralne / segmentowe – ze skrzydłem wykonanym ze sztywnych metalowych / aluminiowych paneli wypełnionych pianą PUR,
• brama elastyczne – ze skrzydłem w formie elastycznego płaszcza,

Stosowany jest również podział bram szybkobieżnych na:

• bramy wewnętrzne, stosowane wewnątrz budynków
• bramy zewnętrzne, instalowane w ścianach zewnętrznych budynków

Bramy spiralne i szybkobieżne bramy segmentowe

Skrzydła wykonane z metalowych paneli możemy zazwyczaj spotkać w zastosowaniu zewnętrznym. Najczęstszym materiałem wykorzystanym do produkcji płaszcza jest stal, cechująca się dużą wytrzymałością. Na rynku dostępne są również bramy wyposażone w aluminiowe segmenty. 

Producenci oferują również bramy segmentowe wykonane z metalu połączonego z pianką poliuretanową. Rozwiązanie to łączy dobrą izolacyjność akustyczną i termiczną pianki z wysoką wytrzymałością stali. Przykładem producenta oferującym izolowane bramy zewnętrzne jest Hormann – modele bram z serii HS, jak np. HS 7030 PU 42.

Bramy elastyczne szybkobieżne

W zastosowaniu wewnętrznym często spotykane są elastyczne bramy szybkobieżne z płaszczem PVC (nazywanym potocznie PCV). Niska waga skrzydła pozwala na osiągnięcie wysokiej prędkości otwierania oraz zamykania bramy. Najszybsze bramy potrafią osiągnąć prędkość otwierania powyżej 4 m/s – takie jak Efaflex EFA-STR. Prędkość zamykania zazwyczaj wynosi do 0,6 m/s.

Brama szybkobieżna – zalety stosowania

Niezawodność i wysoka trwałość

Bardzo często konstrukcja zawiera system autonaprawy, który polega na samoczynnym wprowadzeniu kurtyny w prowadnice po zaistnieniu kolizji. Kurtyna z PVC jest także odporna na silne uderzenia oraz stanowi barierę przed wiatrem i przeciągami. Trzeba mieć jednak na uwadze, że bramy “samonaprawialne” mają określoną żywotność i w przypadku uszkodzeń bocznych części poszycia sprawiają użytkownikowi więcej problemu, niż standardowe bramy, które trzeba ręcznie wprowadzić do prowadnic po uderzeniu. Operatorzy wózków widłowych przyzwyczajają się, że można bez konsekwencji wjeżdżać w bramy – ten tok myślenia niestety jest niszczący dla urządzeń zamontowanych w przedsiębiorstwie. Zaleta staje się początkiem złych nawyków użytkowania bram.

Oszczędzanie energii

Izolacyjność termiczna i szybkość działania bram szybkobieżnych umożliwiają utrzymać różnicę temperatury i wilgotności pomiędzy pomieszczeniami. Przepływ powietrza przy korzystaniu z bramy ograniczony jest do minimum, przez co użytkownik oszczędza energię cieplną.

Badania przeprowadzone przez DASMA

Badania przeprowadzone w 2014 roku przez DASMA (Door & Access Systems Manufacturers Association) wykazały, że wykorzystanie bramy szybkobieżnej zamiast standardowej bramy oszczędza energię już od 55 cykli dziennie. Warto podkreślić, że typowa brama szybkobieżna wykonuje co najmniej 75 cykli dziennie, a wraz ze zwiększeniem ilości cykli oszczędzamy coraz więcej energii. 

Szybkie działanie – zwiększenie wydajności firmy

Wybór odpowiedniej bramy przemysłowej prowadzi do zwiększenia wydajności firmy. Im częściej korzystamy z danej bramy, tym więcej zyskamy inwestując w bramę szybkobieżną. Płynny ruch pracowników i pojazdów zwiększa wydajność firmy i przyspiesza procesy logistyczne.

Sterylność

Jednolity materiał bram elastycznych ułatwia utrzymanie czystości na wysokim poziomie. Dzięki temu bramy szybkobieżne znajdują zastosowanie także w pomieszczeniach sterylnych (tzw. clean room) oraz w przemyśle farmaceutycznym.

Bezpieczeństwo bram szybkobieżnych

Bramy szybkobieżne wyposażone są w liczne zabezpieczenia, mające na celu ochronić użytkownika m.in. przed przypadkowym zgnieceniem.

Fotokomórka bramy a kurtyna bezpieczeństwa

Podstawowym elementem zapewniającym bezpieczeństwo jest fotokomórka, która wykrywa obiekty i osoby znajdujące się w otworze bramy. Po wykryciu przeszkody płaszcz momentalnie przestaje być opuszczany. W lepszych modelach bram przemysłowych znajdują się kurtyny bezpieczeństwa, znane również jako bariery świetlne, czy też kurtyny świetlne. Kurtyny zapewniają znacznie wyższy poziom bezpieczeństwa, ponieważ opierają się o kilkanaście do kilkudziesięciu wiązek świetlnych – fotokomórka wysyła jedynie pojedynczą wiązkę.

Na jakiej wysokości montowana jest fotokomórka?

Wysokość montażu fotokomórki zależy od bramy – najczęściej jest to ok 25-30cm, czyli wysokość na której powinny znajdować się już widły wózka paletowego. Zaletę tutaj przejawia kurtyna bezpieczeństwa, która ze względu na swoją długość obejmuje szerszy zakres otworu bramy. Sprawia to, że ciężej jest omyłkowo ominąć zamontowane zabezpieczenia.

Sygnalizacja zamykania bramy

Brama może być wyposażona również w sygnalizację w postaci migających LEDów ostrzegających przed ruchem. Jest to zabezpieczenie prewencyjne, które może okazać się szczególnie przydatne gdy opuszczający się płaszcz bramy widnieje poza polem widzenia pracowników. Przykładowym scenariuszem może być wysoka brama w hałaśliwym, ruchliwym miejscu.

Otwieranie awaryjne bramy

Na filmie przedstawiona jest brama, która posiada mechanizm samoczynnego otwierania w przypadku utraty zasilania. Mechanizm działania polega na zastosowaniu przeciwwagi. Warto wspomnieć, że jeśli brama oferuje mechanizm awaryjnej obsługi, to powinna zgodnie z europejskimi normami spełnić określone wymagania. Przykładowo – dla bram przemysłowych maksymalna wartość siły potrzebnej do obsługi ręcznej wynosi 260 N.

Brama szybkobieżna – sterowanie

Bramą szybkobieżną możemy sterować na różne sposoby. Wybór rozwiązania powinien być oparty o lokalizację bramy i obowiązujący proces produkcyjny.

Ręczne otwieranie – linka lub guzik

Gdy w pobliżu bramy występuje duży ruch, najlepszym sposobem otwierania może okazać się naciśnięcie przycisku lub pociągnięcie za linkę zwalniającą mechanizm. Ręczne operowanie bramą może zapobiec przed niepotrzebnym zużyciem napędu, stratą energii czy też w niektórych warunkach wymianą powietrza. 

Automatyczne otwieranie – czujnik ruchu

Otwieranie bramy na podstawie czujnika ruchu okaże się praktyczniejszą opcją, gdy z bramy korzystają głównie operatorzy pojazdów, na przykład wózków widłowych, czy też gdy przypadkowe aktywowanie czujnika zdarza się jedynie sporadycznie. 

Jak zabezpieczyć otwieranie bramy?

Jeśli chcemy umożliwić dostęp wyłącznie dla autoryzowanego personelu, możemy skorzystać z alternatywnych opcji otwierania bramy. Sterowniki umożliwiają korzystanie z pilota (przez co jednocześnie otrzymujemy zdalne sterowanie), zamontowanie czytnika kart kontroli dostępu czy też zamku szyfrowego. Przedstawione zabezpieczenia skutecznie chronią przed dostępem niepowołanych osób. 

Wymogi europejskie dla bram szybkobieżnych

Europejska norma EN 13241-1 przewiduje wymóg przeciwko mechanicznemu zgnieceniu podczas zamykania. Konieczne jest uniemożliwienie kontaktu z zamykaną bramą lub, w przypadku kontaktu, ograniczenie obciążenia dynamicznego poniżej ściśle określonej krzywej. Jeśli brama szybkobieżna nie spełnia jednego lub więcej z tych ograniczeń, prędkość zamykania musi zostać ograniczona do 0,5 m/s.

Aby móc wystawić oznaczenie CE, brama musi przejść szereg badań w laboratorium mającym status europejskiej jednostki notyfikowanej. Podstawą jest norma PN-EN 13241-1 “Bramy. Norma wyrobu. Część 1: Wyroby bez właściwości dotyczących ognioodporności lub dymoszczelności”. Norma określa wymagania związane z bezpieczeństwem oraz spełnia wymagania dyrektywy UE nr 89/106/WE. 

Lista wymaganych aspektów badań dla bram szybkobieżnych:

• wodoszczelności
• wydzielania substancji niebezpiecznych
• odporności na obciążenie wiatrem
• oporu cieplnego (jeśli dotyczy)
• 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

Spośród powyższej listy możemy wyróżnić parametry, które najczęściej możemy spotkać w opisie technicznym bramy. 

Klasa wodoszczelności

Wodoszczelność mierzona jest przez natryskiwanie wody w ilości 2 l / min na 1 m²  bramy. Rejestrowana jest ilość wody przedostająca się na wewnętrzną stronę bramy.

Klasa odporności na obciążenie wiatrowe

Odporność na obciążenie wiatrem mierzona jest poprzez wywieranie na bramie ustalonej wartości ciśnienia.

Klasa szczelności

Przepuszczalność powietrza mierzona jest na stanowisku zapewniającym ciśnienie +50 Pa i -50 Pa.