PL231536B1 - Smoke flap, preferably one-wing flap - Google Patents

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest klapa dymowa, która ma podstawę wykonaną z blachy stalowej ocynkowanej, ogniowo o grubości co najmniej 1,5 mm, załamanej wokół podstawy w proporcji 3:2 powierzchni pionowej i skośnej oraz ramę dolną (9) wykonaną z aluminium o grubości co najmniej 2 mm w formie kątownika, ramę skrzydła uchylnego (10) składającą się z ramiaka (4) wykonanego z kształtownika aluminiowego i dociskającej wypełnienie skrzydła (11), wykonane z co najmniej jednej komorowej płyty poliwęglanowej typu Solar Control o różnym zabarwieniu, zawierającą filtr IR-Heat-sto, aluminiowej ramy górnej (12) w kształcie kątownika połączonej z podstawą (9) zawiasami (2) oraz owiewek aerodynamicznych (3) usytuowanych w narożnikach przeciwległych do zawiasów (2), przy czym od strony wewnętrznej, wzdłuż profilu ramiaka (4) umieszczono klips termiczny (5) wykonany z PCV i zaopatrzony w uszczelki górną (7) i dolną (6).The subject of the application is a smoke damper with a base made of hot-dip galvanized steel sheet with a thickness of at least 1.5 mm, bent around the base in a 3:2 ratio of vertical and diagonal surface, and a bottom frame (9) made of aluminum with a thickness of at least 2 mm in the form of an angle bar, hinged sash frame (10) consisting of a rail and stile set (4) made of aluminum section and pressing down the sash infill (11), made of at least one cellular Solar Control polycarbonate panel of various colors, containing an IR-filter Heat-sto, an aluminum upper frame (12) in the shape of an angle bar connected to the base (9) with hinges (2) and aerodynamic fairings (3) located in the corners opposite to the hinges (2), and from the inside, along the rail and stile set profile (4 ) there is a thermal clip (5) made of PVC and equipped with upper (7) and lower (6) seals.

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest jednoskrzydłowa klapa dymowa.The subject of the invention is a single-wing smoke damper.

Klapy dymowe stanowią istotną część systemu wentylacji pożarowej zapewniając odpowiedni poziom bezpieczeństwa pożarowego zgodnie z wymogami przepisów budowlanych i ochrony przeciwpożarowej. Podstawową funkcją klapy dymowej jest sprawne odprowadzania na zewnątrz dymu, szkodliwych substancji oraz ciepła powstałych w wyniku pojawienia się ognia w budynku. Klapy dymowe mogą być również wykorzystywane jako element systemu wentylacji budynku.Smoke dampers are an important part of the fire ventilation system, ensuring an appropriate level of fire safety in accordance with the requirements of building regulations and fire protection. The main function of the smoke damper is to efficiently discharge smoke, harmful substances and heat generated as a result of fire in the building to the outside. Smoke dampers can also be used as an element of the building ventilation system.

Klapy dymowe różnią się kształtem, wielkością i sposobem montażu oraz sposobem sterowania otwarciem. Różnice pomiędzy klapami dymowymi wynikają z miejsca zastosowania.Smoke dampers differ in shape, size and installation method as well as the method of controlling the opening. The differences between the smoke dampers result from the place of application.

W klapach dymowych stosowane są dwa podstawowe systemy otwierania klap dymowych: pneumatyczny i elektryczny. W systemie pneumatycznym wykorzystywana jest energia kinetyczna dwutlenku węgla zgromadzonego pod wysokim ciśnieniem naboju. W przypadku wystąpienia pożaru następuje automatyczne uruchomienie mechanizmu dzięki zadziałaniu bezpiecznika temperaturowego, albo wyzwalacza termicznego, albo czujnika wykrywania pożaru. W określonych przypadkach klapa dymowa może być otwarta ręcznie za pomocą przycisku lub dźwigni umieszczonych zazwyczaj w skrzynce alarmowej. W drugim przypadku jest to sygnał elektryczny odbierany przez układ sterujący z czujki dymowej albo temperaturowej.Two basic smoke damper opening systems are used in smoke dampers: pneumatic and electric. The pneumatic system uses the kinetic energy of carbon dioxide accumulated under the high pressure of the cartridge. In the event of a fire, the mechanism is automatically activated due to the activation of the temperature fuse, or the thermal release, or the fire detection sensor. In certain cases, the smoke damper can be opened manually by means of a button or levers usually located in the alarm box. In the second case, it is an electrical signal received by the control system from a smoke or temperature detector.

Napędy elektryczne stosowane są przede wszystkim do sterowania klapami wolnostojącymi. Zestaw sterujący składa się z centrali oddymiania, czujki dymowej, przycisku oddymiania, siłownika elektrycznego z napędem zębatkowym lub łańcuchowym, przycisku przewietrzania i opcjonalnie modułu pogodowego.Electric drives are used primarily to control free-standing dampers. The control set consists of a smoke exhaust control panel, smoke detector, smoke exhaust button, electric actuator with rack or chain drive, ventilation button and optional weather module.

Klapy dymowe wyposażone wyłącznie w pneumatyczne urządzenia oddymiające nie realizują funkcji przewietrzania, o ile nie zostanie w nich zamontowany dodatkowy siłownik elektryczny.Smoke dampers equipped only with pneumatic smoke exhaust devices do not perform the ventilation function, unless an additional electric actuator is installed in them.

Każda klapa wyposażona w wyzwalacz pneumatyczny jest w zasadzie samodzielnym urządzeniem, a klapy otwierane elektrycznie zazwyczaj tworzą systemy złożone z kilku lub kilkunastu urządzeń.Each damper equipped with a pneumatic release is basically an independent device, and electrically opening dampers usually form systems consisting of several or a dozen devices.

Rodzaj zastosowanego napędu klapy zależy od rodzaju i przeznaczenia obiektu oraz rozmiarów pokrywy klapy. Napędy elektryczne stosuje się zazwyczaj w budynkach użyteczności publicznej i w klatkach schodowych, natomiast pneumatyczne w pomieszczeniach magazynowych i produkcyjnych oraz w wielkopowierzchniowych obiektach handlowych. Natomiast kształt i wielkość klap mogą być dowolne, choć najczęściej stosowane są klapy montowane na otworach prostokątnych, rzadziej w okrągłych, przy czym podstawa klapy w połowie jest zgięta tworząc ukośny cokół. Klapy zamykane są pojedynczym bądź podwójnym skrzydłem uchylnym. Coraz częściej spotyka się też urządzenia żaluzjowe. Zaletą tego rozwiązania jest niewielka siła potrzebna do otwarcia oraz dużo mniejszy opór, jaki otwarta klapa stawia opływającemu ją powietrzu.The type of the damper drive used depends on the type and purpose of the object and the size of the damper cover. Electric drives are usually used in public utility buildings and staircases, while pneumatic drives are used in storage and production rooms and in large-area commercial facilities. On the other hand, the shape and size of the dampers can be any, although the most common are the dampers mounted on rectangular openings, less often in round ones, with the base of the damper being bent in half, creating an oblique plinth. The flaps are closed with a single or double tilt sash. Shutters are also more and more common. The advantage of this solution is the low opening force and much lower resistance that the open hatch puts on the air flowing around it.

Wypełnienie skrzydła klapy stanowią różnego rodzaju tworzywa: poliwęglan komorowy lub lity o różnej grubości i różnym stopniu transparentności (przeźroczyste, mleczne, przydymione lub kolorowe) oraz płyty warstwowe (np. aluminium - izolacja - aluminium), stanowiące tzw. „ślepe” wypełnienie. Zastosowanie w klapie wypełnienia przepuszczającego światło pozwala doświetlić pomieszczenia chronione.The flap leaf is filled with various types of materials: cellular polycarbonate or solid polycarbonate of various thickness and with varying degrees of transparency (transparent, milky, smoky or colored) and sandwich panels (e.g. aluminum - insulation - aluminum), constituting the so-called "Blind" filling. The light-transmitting filling in the hatch allows to illuminate the protected rooms.

Stan techniki zawiera szereg dokumentów ujawniających różne rozwiązania konstrukcyjne klap dymowych.The prior art contains a number of documents disclosing various design solutions for smoke dampers.

W patencie europejskim nr EP2184555 ujawniono klapę dymową, według której pokrywa składa się według dwóch oddalonych od siebie płaszczyzn i połączonych ze sobą tak, aby otwierały się jednocześnie, gdzie przestrzeń (powietrzne) pomiędzy nimi zapewnia odpowiednią izolację cieplną, zastępując inne materiały, jak np. wełnę mineralną przez co zmniejsza się koszt i waga takiej klapy.European patent no. EP2184555 discloses a smoke damper in which the cover consists of two planes spaced apart and connected to each other so as to open simultaneously, where the (air) spaces between them provide adequate thermal insulation, replacing other materials such as e.g. mineral wool, which reduces the cost and weight of such a damper.

W patencie europejskim nr EP2028331 ujawniono klapę dymową zaopatrzoną w ruchome owiewki, które mają szczególne zastosowanie w przypadku otwarcia klapy przy dużym wietrze, kiedy wiatr może uniemożliwić wydobywanie się dymu. Brak tych owiewek w przypadku zamkniętej klapy może skutkować pogorszeniem parametrów izolacyjnych klapy. Problem ten był również przedmiotem rozwiązania opisanego w patencie europejskim nr EP1380707, w którym zastosowano system owiewek zamocowanych do włazu w celu utworzenia „komina” umożliwiającego w warunkach wietrznych wylot dymu.The European patent no. EP2028331 discloses a smoke flap provided with movable fairings, which is particularly applicable in the event of opening the flap in high winds, when the wind may prevent the escape of smoke. The lack of these fairings in the case of a closed damper may result in deterioration of the damper insulation parameters. This problem has also been the subject of the solution described in European Patent No. EP1380707, which uses a system of fairings attached to the hatch to form a "chimney" allowing smoke to escape in windy conditions.

Wiele opisów patentowych dotyczy poszczególnych elementów konstrukcji klapy, mające na celu zmniejszenia awaryjności klapy w przypadku szczególnie trudnych warunków atmosferycznych, np.Many patents concern individual elements of the damper structure, aimed at reducing the failure rate of the damper in the case of particularly difficult weather conditions, e.g.

PL 231 536 B1 w trakcie opadów śniegu automatyczne zrzucanie śniegu dzięki reakcji czujników powierzchniowych, jak opisano to w patencie europejskim nr EP2453185.In the event of snowfall, automatic snow discharge due to the response of surface sensors as described in European Patent No. EP2453185.

Ponieważ klapy dymowe ingerują w konstrukcję budynku poprzez stworzenie dodatkowych otworów oraz dodatkowych, wystających ponad powierzchnię dachu urządzeń, na ich skuteczność działania szczególnie w trudnych warunkach atmosferycznych ma wpływ konstrukcja klapy dymowej i jej podstawowe parametry takie jak odpowiednio duża powierzchnia czynna mierzona aerodynamicznym współczynnikiem przepływu klap dymowych Cv, odpowiednio niska przenikalność termiczna wyrażona współczynnikiem parametrach. Zatem do najistotniejszych parametrów klap dymowych należą: powierzchnia czynna i związany z nią aerodynamiczny współczynnik przepływu Cv (w znanych rozwiązaniach na poziomie 0,7), przenikalność termiczna wyrażona współczynnikiem U (w znanych rozwiązaniach zazwyczaj powyżej 1,6 W/ m²K) oraz odpowiednio ukształtowany profil ramy.As smoke dampers interfere with the building structure by creating additional openings and additional devices protruding above the roof surface, their effectiveness, especially in difficult weather conditions, is influenced by the design of the smoke damper and its basic parameters, such as a sufficiently large active area measured by the aerodynamic flow rate of the smoke dampers. Cv, correspondingly low thermal transmittance expressed by the coefficient of parameters. Thus, the most important parameters of smoke dampers include: active surface and the related aerodynamic flow coefficient Cv (in known solutions at the level of 0.7), thermal transmittance expressed by the coefficient U (in known solutions, usually above 1.6 W / m ² K) and properly shaped frame profile.

Klapa dymowa według wynalazku ma aerodynamiczny współczynnik przepływu Cv > 0,75, współczynnik przenikalności termicznej U na poziomie 1,2-1,3 W/m²K co umożliwi odpowiednia konstrukcja skrzydła klapy, którego kąt otwarcia wyniesie około 165°, poprzez połączenie konstrukcji profilu ze stopu aluminium z tzw. klipsem termicznym wykonanym z hartowanego PCV o współczynniku termicznym, co pozwoliło uzyskać U = 2,5 W/m2K, oraz odpowiednio ukształtowanej podstawy klapy. W przypadku podstawy analiza numeryczna z użyciem programu ANSYS Fluent wykazała, że skośny układ cokołu podstawy w proporcji 3:2 części pionowej i części skośnej pozwala uzyskać współczynnik aerodynamiczny Cv > 0,75.The smoke damper according to the invention has an aerodynamic flow coefficient Cv> 0.75, a thermal transmittance coefficient U of 1.2-1.3 W / m ² K, which will be possible thanks to the appropriate construction of the flap wing, the opening angle of which will be about 165 °, by combining aluminum alloy profile with the so-called with a thermal clip made of hardened PVC with a thermal coefficient, which allowed to obtain U = 2.5 W / m2K, and a suitably shaped hatch base. In the case of the base, a numerical analysis using the ANSYS Fluent software showed that the oblique arrangement of the plinth in the proportion of 3: 2 of the vertical part and the oblique part allows for an aerodynamic coefficient Cv> 0.75.

W odmianach wykonania klapa ma system otwarcia napędowo-sterujący pneumatyczny albo elektryczny zasilany napięciem 24 V DC.In some variants, the damper has a pneumatic or electric drive and control system powered by 24 V DC.

Klapa dymowa według wynalazku składa się z podstawy wykonanej z blachy stalowej o grubości co najmniej 1,5 mm, ocynkowanej ogniowo, załamanej wokół podstawy w proporcji 3:2 powierzchni pionowej i skośnej, zbudowanej z czterech segmentów łączonych śrubami i mocowanej do podłoża za pomocą śrub, gwoździ, nitów lub kołków, zabezpieczonej i uszczelnionej przy pomocy pianki poliuretanowej albo wełny mineralnej, a warstwę przeciwwilgociową tworzy folia PCV albo termozgrzewalna papa bitumiczna oraz z ramy dolnej wykonanej z aluminium o grubości co najmniej 2 mm w formie kątownika, ramy skrzydła uchylnego składająca się z ramiaka w formie kształtownika aluminiowego i dociskającej wypełnienie skrzydła wykonane z co najmniej jednej komorowej płyty poliwęglanowej typu Solar Control o różnym zabarwieniu, zawierającą filtr IR-Heat-sto, aluminiowej ramy górnej w kształcie kątownika połączonej z podstawą zawiasami oraz owiewek aerodynamicznych mocowanych do górnego kołnierza klapy w narożnikach przeciwległych do zawiasów i mechanizmu otwierania klapy, przy czym od strony wewnętrznej, wzdłuż profilu ramiaka umieszczono klips termiczny wyk onany z PCV i zaopatrzony w górnej i dolnej części w uszczelki. W odmianie wykonania w celu usztywnienia przeciwzawiasowego boku, wewnątrz ramiaka umieszczane jest wypełnienie profilem z kształtownika stalowego o przekroju prostokątnym. System otwierania alarmowego klapy dymowej składa się z górnego stelaża wykonanego z profilu stalowego mocowanego do ramy skrzydła uchylnego, rygla hakowego mocowanego do górnego stelaża, przegubowego stelaża dolnego mocowanego do podstawy klapy, urządzenia napędowo-sterującego systemu pneumatycznego lub elektrycznego oraz urządzenia wspomagającego sterowanie. Wynalazek wykorzystuje dostępne na rynku gotowe elementy takie jak przegubowy stelaż dolny produkcji „Grasl Pneumatic-Mechanik GmbH, urządzenie napędowo-sterujące składające się z siłownika typu PMAV albo PMDV osadzone w stelażu przegubowym, urządzenie ryglujące, automatyczne urządzenia wyzwalające (termowyzwalacz typu TAVE lub TAVZ) i ręczne urządzenie wyzwalające w postaci skrzynki alarmowej. W przypadku systemu elektrycznego wykorzystywana jest bezobsługowa centralka sterująca np. AFG-2004. Natomiast do ręcznego załączenia alarmu służy ręczny przycisk oddymiania.The smoke damper according to the invention consists of a base made of a steel sheet with a thickness of at least 1.5 mm, hot-dip galvanized, bent around the base in a 3: 2 ratio of vertical and inclined surface, made of four segments joined with screws and fixed to the base with screws , nails, rivets or dowels, secured and sealed with polyurethane foam or mineral wool, and the anti-moisture layer is made of PVC foil or heat-weldable bitumen tar paper and a lower frame made of aluminum with a thickness of at least 2 mm in the form of an angle bar, a tilt sash frame consisting of made of a stile in the form of an aluminum section and pressing the leaf filling made of at least one Solar Control chamber polycarbonate plate of different colors, including the IR-Heat-sto filter, an aluminum upper frame in the shape of an angle connected to the base with hinges and aerodynamic fairings fixed to the upper flange flaps at the corners adjacent to the hinges and the flap opening mechanism, while on the inside, along the stile profile, there is a thermal clip made of PVC and provided with gaskets in the upper and lower parts. In an embodiment variant, in order to stiffen the anti-hinge side, a filling with a profile made of a steel section with a rectangular cross-section is placed inside the rail. The smoke damper alarm opening system consists of an upper rack made of a steel profile attached to the tilt sash frame, a hook bolt attached to the upper rack, an articulated lower rack attached to the base of the damper, a pneumatic or electric system drive and control device and a control support device. The invention uses ready-made elements available on the market, such as an articulated lower rack manufactured by "Grasl Pneumatic-Mechanik GmbH, a drive and control device consisting of a PMAV or PMDV actuator embedded in an articulated rack, a locking device, automatic triggering devices (TAVE or TAVZ thermal fuse) and a manual triggering device in the form of an alarm box. In the case of the electrical system, a maintenance-free control unit is used, eg AFG-2004. The manual smoke exhaust button is used for manual alarm activation.

Przedmiot wynalazku został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym:The subject of the invention is shown in the example in the drawing, where:

Fig. 1 przedstawia klapę oddymiającą w przekroju poprzecznym;Fig. 1 shows the smoke exhaust damper in cross section;

Fig. 2 przedstawia klapę oddymiającą na podstawie stalowej w rzucie prostokątnym w widoku z boku w stanie otwarcia;Fig. 2 shows the smoke exhaust damper on a steel base in a rectangular view in a side view in the open condition;

Fig. 3 przedstawia rzut prostokątny ramiaka z rysunkiem przekroju poprzecznego.Fig. 3 shows a rectangular view of the stile with a cross-sectional drawing.

Klapa dymowa według wynalazku ma podstawę 1 wykonaną z blachy stalowej ocynkowanej ogniowo o grubości co najmniej 1,5 mm i załamanej wokół podstawy w proporcji 3:2 powierzchni pionowej i skośnej i ramę dolną 9 wykonaną z aluminium o grubości co najmniej 2 mm w formie kątownika, ramę skrzydła uchylnego 10 składającą się z ramiaka 4 wykonanego z kształtownika aluminiowego i dociskającej wypełnienie skrzydła 11 wykonane z co najmniej jednej komorowej płyty poliwęgla4The smoke damper according to the invention has a base 1 made of hot-dip galvanized steel sheet with a thickness of at least 1.5 mm and bent around the base in a 3: 2 ratio of vertical and inclined surface, and a lower frame 9 made of aluminum with a thickness of at least 2 mm in the form of an angle bar frame of the tilt wing 10 consisting of a rail 4 made of an aluminum section and pressing the filling of the wing 11 made of at least one cellular polycarbonate plate4

PL 231 536 B1 nowej typu Solar Control o różnym zabarwieniu, zawierającą filtr IR-Heat-sto, aluminiowej ramy górnej 12 w kształcie kątownika połączonej z podstawą 9 zawiasami 2 oraz owiewek aerodynamicznych 3 usytuowanych w narożnikach przeciwległych do zawiasów 2, przy czym od strony wewnętrznej, wzdłuż profilu ramiaka 4 umieszczono klips termiczny 5 wykonany z PCV i zaopatrzony w uszczelki górną 7 i dolną 6.PL 231 536 B1 of the new Solar Control type of different color, including the IR-Heat-sto filter, an aluminum upper frame 12 in the shape of an angle, connected to the base 9 by hinges 2, and aerodynamic fairings 3 located in the corners opposite to the hinges 2, where on the inside along the profile of the stile 4 there is a thermal clip 5 made of PVC and provided with upper 7 and lower 6 seals.

W odmianie wykonania w celu usztywnienia przeciwzawiasowego boku, wewnątrz ramiaka 4 umieszczone jest wypełnienie profilem 8 z kształtownika stalowego o przekroju prostokątnym.In an embodiment variant, in order to stiffen the anti-hinge side, a filling with a steel profile 8 of rectangular cross-section is placed inside the sill 4.

Zastosowanie odpowiednio wyprofilowanej podstawy, wypełnienia skrzydła oraz klipsa termicznego pozwoliło poprawić parametry klapy dymowej, w szczególności współczynników Cv i U.The use of a properly profiled base, leaf filling and a thermal clip allowed to improve the parameters of the smoke damper, in particular the Cv and U coefficients.

Claims (2)

Zastrzeżenia patentowePatent claims 1. Klapa dymowa zawierająca ramę dolną (9) wykonaną z aluminium o grubości co najmniej 2 mm w formie kątownika, ramę skrzydła uchylnego (10) składającą się z ramiaka (4) wykonanego z kształtownika aluminiowego i dociskającej wypełnienie skrzydła (11) wykonane z co najmniej jednej komorowej płyty poliwęglanowej typu Solar Control o różnym zabarwieniu, zawierającą filtr IR-Heat-sto, aluminiowej ramy górnej (12) w kształcie kątownika połączonej z podstawą (9) zawiasami (2) oraz owiewek aerodynamicznych (3) usytuowanych w narożnikach przeciwległych do zawiasów (2), znamienna tym, że podstawa (1 wykonana jest z blachy stalowej ocynkowanej ogniowo o grubości co najmniej 1,5 mm i jest zgięta w proporcji 3:2 powierzchni pionowej i skośnej, przy czym wzdłuż profilu ramiaka (4) od strony wewnętrznej umieszczono klips termiczny (5) wykonany z PCV i zaopatrzony w uszczelki górną (7) i dolną (6).1. Smoke damper including a lower frame (9) made of aluminum with a thickness of at least 2 mm in the form of an angle bar, a tilt wing frame (10) consisting of a rail (4) made of aluminum section and pressing the leaf filling (11) made of at least one cellular Solar Control polycarbonate plate of different colors, containing the IR-Heat-sto filter, an angle-shaped aluminum upper frame (12) connected to the base (9) with hinges (2) and aerodynamic fairings (3) located in the corners opposite to hinges (2), characterized in that the base (1 is made of hot-dip galvanized steel sheet with a thickness of at least 1.5 mm and is bent in the proportion of 3: 2 to the vertical and inclined surface, while along the stile profile (4) from the side inside, there is a thermal clip (5) made of PVC and equipped with upper (7) and lower (6) gaskets. 2. Klapa dymowa według zastrz. 1, znamienna tym, że wewnątrz ramiaka (4) w przeciwzawiasowym boku umieszczone jest usztywnienie w formie profilu (8) wykonane z kształtownika stalowego o przekroju prostokątnym.2. Smoke damper according to claim A stiffening in the form of a profile (8) made of a steel section with a rectangular cross-section is placed inside the frame (4) in the anti-hinge side.