Wymagania, metody badań i klasyfikacja

Długo oczekiwane normy dotyczące metod badań odporności na włamanie obowiązują już ponad dwa lata. Normy są efektem wieloletnich (od 1999 r.) prac Komitetu Technicznego CEN/TC 33, zajmującego się problemami związanymi z drzwiami, oknami, żaluzjami, okuciami budowlanymi i ścianami osłonowymi.

Doświadczenia z badań laboratoryjnych i uwagi dotyczące metod badań gromadziła i analizowała Grupa ds. Wyrobów o Podwyższonej Odporności na Włamanie działającej w ramach TC 33. Przyjęcie i ustanowienie norm EN w 2011 r. poprzedziły projekty norm ENV z 2006 r., które rozesłano do krajowych Komitetów Technicznych ds. Normalizacji w krajach członkowskich CEN w celu ankietyzacji, tj. zgłoszenia ew. uwag. W stosunku do norm ENV opracowanych w 1999 r., wprowadzono istotne zmiany w metodach badań, rodzaju wyrobów, jakich dotyczą, a także w klasyfikacji wyrobów budowlanych pod względem odporności na włamanie.

Normy zostały przyjęte i ustanowione jako PN-EN przez Polski Komitet Normalizacyjny w lipcu 2011 r. Norma PN-EN 1627 podaje wymagania i klasyfikację drzwi, okien, żaluzji, ścian osłonowych i krat pod względem odporności na włamanie. Norma została przetłumaczona, z oryginalnej wersji angielskiej, bez jakichkolwiek zmian, na język polski przez Komitet Techniczny nr 169 ds. Okien, Drzwi, Żaluzji Okuć, działający przy Wielkopolskim Oddziale Instytutu Techniki Budowlanej i zatwierdzona przez Prezesa PKN jako PN-EN 1627:2012P.

Rys. 1. Przykłady zamocowania obiektów badań

Metody badań są podane w trzech normach: PN-EN 1628, która podaje metodę badania odporności na obciążenia statyczne, PN-EN 1629, która podaje metodę badania odporności na obciążenia dynamiczne i PN-EN 1630, w której podano metodę badania odporności na włamanie ręczne (z użyciem narzędzi). Te trzy normy zostały przyjęte w oryginalnej wersji angielskiej.

Rys. 2. Obciążanie statyczne okna

Warto dodać, jaki jest zakres norm i ich ograniczenia. Normy dotyczą wyłącznie wyrobów budowlanych, takich jak różne typy drzwi, okien, ścian osłonowych, żaluzji i krat, nie zajmują się sposobami ich wbudowania i połączenia z obiektami budowlanymi. Nie zajmują się także odpornością zamków na próby ataku z użyciem narzędzi manipulacyjnych ani zamknięciami sterowanymi elektrycznie lub elektromagnetycznie.

 Rys. 3. Obciążanie statyczne drzwi

Wyroby budowlane objęte nowymi normami odporności na włamanie

Dotychczasowe normy dotyczyły różnych typów okien, drzwi i żaluzji, natomiast nowe dodają do nich ściany osłonowe i kraty oraz wprowadzają tzw. „Grupy wyrobów”, które scharakteryzowane są następująco:

Grupa 1: wyroby, które mają pełne i sztywne skrzydło lub otwierający się element, a sposobem zasadniczym otwierania jest obrót. Przykładem takich wyrobów są rozwierane drzwi wejściowe i drzwi balkonowe, okna rozwierane, uchylne i rozwierano-uchylne oraz ściany osłonowe zawierające rozwierane drzwi i/lub okna.

Grupa 2: wyroby, które mają pełne i sztywne skrzydło lub otwierający się element, a sposobem zasadniczym otwierania jest przesuwanie. Przykładem takich wyrobów są przesuwane drzwi, drzwi balkonowe, przesuwane okna i ściany osłonowe zawierające przesuwane drzwi i/lub okna.

Grupa 3: wyroby, które mają skrzydło lub otwierający się element, zbudowane z pewnej liczby sztywnych elementów połączonych razem tak, że elementy mogą się przemieszczać względem siebie. Przykładem takich wyrobów są żaluzje zwijane.

Grupa 4: wyroby, które mają jeden otwór lub większą liczbę otworów, z wyłączeniem otworów wrzutowych na listy. Przykładem takich wyrobów są kraty.

Klasy odporności na włamanie

Dotychczas mieliśmy sześć klas odporności na włamanie – od klasy 1 (najsłabsza) do klasy 6 (najtrudniejsza do sforsowania). Nowa norma wprowadza oznaczenie klas odporności dodając litery „RC” (resistance class), dotychczas, zwłaszcza w wyrobach niemieckich, spotykało się oznaczenie „WK” – skrót od Widerstand Klasse. Wprowadza nowe klasy odporności na włamanie RC 1 N i RC 2 N, lecz nie ustanawia dla nich wymagań dotyczących oszklenia, ponieważ w tych klasach mogą być stosowane przepisy krajowe. Zazwyczaj powszechnie są stosowane zestawy oszklenia zespolonego, więc wystarczające jest, aby jedna tafla spełniała wymagania tej klasy odporności, o jaką ubiega się wyrób.

Rys. 4. Obciążanie dynamiczne okna

Dla pozostałych klas odporności określono wymagania dotyczące oszklenia i okuć. Dotychczasowa norma nie precyzowała wymagań dla zamków wg PN-EN 12209, wkładek bębenkowych zamków wg PN-EN 1303 i klamek wg PN-EN 1906. Nowa norma podaje wymagane znaki, a wymagania w zakresie ochrony przed wierceniem, wyłamaniem, ukręceniem, przecięciem itp. zawiera osobna tablica załącznika B normy. Ze względu na jej obszerność i hermetyczność oznaczeń, zrozumiałych wyłącznie dla fachowców, nie podajemy szczegółów.

Rys. 5. Obciążanie dynamiczne drzwi

Ważne jest stwierdzenie, że wyroby uprzednio sklasyfikowane w klasach od 2 do 6 wg EN V 1627:1999, spełniają wymagania dla tych samych klas od RC 2 do RC 6 wg normy PN-EN 1627:2012P.

Jak przeprowadza się badanie odporności na włamanie?

Kolejność poszczególnych badań określa norma PN-EN 1627. Jako pierwsze powinno być przeprowadzone sprawdzenie okuć i oszklenia (jeśli występuje) wg PN-EN 1627, następnie przystępuje się do badania odporności na obciążenia statyczne wg PN-E1628, kolejno wykonuje się badanie odporności na obciążenia dynamiczne wg PN-EN 1629 (tylko w klasach RC1÷RC3). Na końcu przeprowadza się próbę włamania ręcznego z użyciem narzędzi zgodnie z PN-EN 1630 (z wyjątkiem klasy RC 1).

Do badania powinny być przygotowane dwa jednakowe obiekty badań.

Wymagana jest następująca dokumentacja techniczna:

• rysunki techniczne pokazujące szczegóły konstrukcyjne obiektu badań,
• rysunki techniczne pokazujące sposoby zamknięcia i zaryglowania,
• wykaz części składowych,
• instrukcja montażowa.

Jeden obiekt poddawany jest badaniom odporności na obciążenia statyczne oraz dynamiczne, a następnie jest poddawany tzw. badaniu wstępnemu odporności na włamanie ręczne. Drugi obiekt, całkowicie sprawny technicznie, nie osłabiony innymi badaniami, jest poddawany głównemu badaniu ręcznemu z użyciem narzędzi.

Badający znają budowę obiektu badań, położenie i liczbę rygli, miejsca wzmocnione, znają także wyniki badań statycznych, dynamicznych, wstępnego badania ręcznego i w ten sposób zyskują handicap nad „zawodowymi” włamywaczami.

Przebieg badania będzie przedstawiony na przykładzie badania drzwi i okna, czyli najpopularniejszych wyrobów poddawanych temu badaniu. Po pierwsze powinna być określona klasa odporności, którą chce się uzyskać i strona (lub strony) narażone na atak. Obiekty badań powinny być specjalnie przygotowane do badań, zgodnie z wymaganiami normy, przez zamocowanie w sztywnych stalowych ramach, symulujących ościeże.

 Przykłady przedstawia rys. 1.

(...)

 Badanie odporności na obciążenia statyczne wg PN-EN 1628

Obciążenie przykłada się prostopadle do płaszczyzny skrzydła w kierunku jego otwarcia, na rygle, zawiasy (oznaczone F3), pomiędzy punktami ryglowania, jeśli ich odległość przekracza 400 mm (oznaczone F2) i naroża wypełnień (oznaczone F1). Przykłady miejsc obciążanych przedstawiają rysunki.

Zmieniły się sposoby przykładania obciążeń statycznych i pomiary odkształceń.

Wg ENV 1628:1999, badanie obciążeniami statycznymi powinno przebiegać następująco:
- narastanie statyczne, bez uderzeń, do wartości wstępnej 0,3 kN,
- narastanie statyczne, bez uderzeń, do wartości zadanej w ciągu 60 s,
- utrzymywanie osiągniętej wartości obciążenia przez 60 s, z dokładnością ±2%,
- rejestracja odkształcenia pod wpływem obciążenia z dokładnością ±0,1 mm (stosowane były dwa czujniki przemieszczeń: jeden na ościeżnicy, drugi na obciążanym skrzydle – różnica wskazań jest wynikiem badania),
- zdejmowanie obciążenia w sposób statyczny, bez uderzeń, w ciągu 60 s.

Rys. 6. Przenoszenie wyników badań na inne okna

Norma PN-EN 1628:2011 podaje następujące zasady badania obciążeniami statycznymi:
- narastanie obciążenia w sposób statyczny, bez uderzeń, przez 10÷20 s,
- utrzymywanie obciążenia na zadanym poziomie przez 8÷12 s,
- sprawdzenie odkształcenia z użyciem sprawdzianu A (wałek ø10 mm), lub B (wałek ø25 mm),
- zdejmowanie obciążenia bez uderzeń,
- dopuszczalna odchyłka prostopadłości działającego obciążenia do powierzchni przykładanej może wynosić 5°.

Nowością normy PN-EN 1628:2011 jest także przykładanie dwóch obciążeń działających jednocześnie.
W wyrobach Grupy 1 (skrzydła rozwierane) stosuje się tylko w klasie RC 1, a w wyrobach Grupy 2 (skrzydła przesuwne) we wszystkich klasach od RC 1 do RC 6.

Zasady przykładania obciążeń są następujące:
- obydwa obciążenia wzajemnie prostopadłe przykłada się do punktu unieruchomienia (rygiel), działając w kierunku otwarcia skrzydła,
- pierwsze obciążenie narasta statycznie do wartości zadanej, w czasie nie przekraczającym 30 s i jest utrzymywane na zadanym poziomie przez 8÷12 s, tak długo, jak narasta drugie obciążenie,
- drugie obciążenie narasta statycznie do wartości zadanej, bez uderzeń, w czasie 10÷20 s.

Rys. 7. Przenoszenie wyników badań na inne drzwi

Badanie odporności na obciążenia dynamiczne wg PN-EN 1629
Naroża i geometryczny środek skrzydła są obciążane udarowo dużym ciałem miękkim. Wymagane jest, aby w badaniu obciążeniami dynamicznymi badany wyrób nie został otworzony ani nie utracił właściwości funkcjonalnych.

W naroża wyrobu wykonywane jest jedno uderzenie. W środek geometryczny wyrobu lub środek wypełnienia (oszklenie, panel) wykonywane są trzy uderzenia. Przypadki szczególne, np. wyroby dwuskrzydłowe lub mające nietypowy kształt i wymiary oszklenia, rozstrzyga norma. Przerwa pomiędzy uderzeniami w kolejne punkty powinna wynosić ok. 60 s.

Porównanie metod badań obciążeniami dynamicznymi
Istotną zmianą w badaniu odporności na obciążenia dynamiczne jest zmiana ciała uderzającego. Ciało duże miękkie w kształcie worka kulisto-stożkowego o masie 30 kg, długości ~450 mm i średnicy ~350 mm zostało zastąpione znormalizowanym ciałem udarowym wg PN-EN 12600:2005, zbudowanym z dwóch opon, mającym masę 50 kg. Zmieniła się też długość cięgna, na którym zawieszone jest ciało uderzające.
Norma ENV 1629:1999 podaje długość cięgna wynoszącą 1500 mm, natomiast norma PN-EN 1629:2011 określa długość na „min. 1000 mm”.

Zmieniono wysokości spadku ciała udarowego, aby otrzymać zbliżone do poprzednich wartości energii. Nie zmieniono klas, w których badanie jest wykonywane, tj. klasy RC1, RC2 i RC3. Wyjaśnieniem nie wykonywania badań w klasach RC5 i RC6 jest wartość obciążeń statycznych w tych klasach, znacznie przewyższających możliwe do uzyskania w praktyce laboratoryjnej wartości obciążeń dynamicznych, limitowanych masą ciała uderzającego i wysokością spadku.

Badanie ręczne z użyciem narzędzi wg PN-EN 1630
Podstawowe zasady badania z użyciem narzędzi nie zostały zmienione. Pewnej modyfikacji i uzupełnieniu uległy zestawy narzędzi do badania w każdej klasie odporności.

Badanie przeprowadza się aż do osiągnięcia celu badań, tj. aż do otwarcia wyrobu lub do wykonania jednego z otworów przejścia o następujących kształtach i wymiarach:
- prostokątny o wymiarach 400x250 mm, lub
- eliptyczny o wymiarach 400x300 mm, lub
- kołowy o średnicy 350 mm.

Badanie wykonuje zespół pracowników laboratorium:
- kierownik zespołu nadzorujący przebieg badania oraz protokołujący wyniki,
- laborant wykonujący pomiary czasów podczas badania,
- laborant stosujący przemoc fizyczną i wybrane narzędzia, starający się w jak najkrótszym czasie otworzyć obiekt badań lub wykonać w nim odpowiedni otwór.

Laborant stosujący przemoc fizyczną powinien być wyposażony w ubranie robocze, rękawice, okulary ochronne itp. Badający znają szczegóły konstrukcyjne wyrobu oraz wyniki badań statycznych i dynamicznych. 

Próba włamania ręcznego składa się z dwóch części: badania wstępnego (wykonywanego na wyrobie uprzednio badanym obciążeniami statycznymi i dynamicznymi) i badania głównego (wykonywanego na wyrobie całkowicie sprawnym technicznie).

W badaniu wstępnym badający typują i sprawdzają przez użycie narzędzi przypuszczalnie najsłabsze miejsca, określają sposób działania i wybierają odpowiednie narzędzia, stosownie do określonej uprzednio klasy odporności, o którą ubiega się wyrób. Badanie wstępne może trwać 25% czasu badania zasadniczego w klasie odporności, o którą ubiega się wyrób.

Badanie główne, przez cały czas trwania powinno być przeprowadzone na najwyższym możliwym poziomie intensywności działania.
W trakcie badania, badający może zmieniać narzędzia i miejsca oddziaływania. Przerwy na odpoczynek, zmianę narzędzi lub na podjęcie decyzji o sposobie działania są dopuszczalne, ale ich czas nie wlicza się do czasu oporu, lecz jest wliczony w czas badania.

Przebieg badania głównego powinien być filmowany. Jeżeli w czasie odpowiadającym określonej uprzednio klasie odporności, badanie nie doprowadziło do otwarcia wyrobu lub wykonania w nim otworu umożliwiającego wejście, to wynik badania jest pozytywny.

Ocena wyników badań. Przenoszenie wyników badań na obiekty o innych wymiarach
Wyniki badania mogą być przeniesione na obiekty mające inne wymiary, pod następującymi warunkami:
zzidentyczność konstrukcji i części składowych, zzniezmienione odległości „A” zaryglowań od naroży, zzliczba miejsc zaryglowań może być zmieniona, lecz odległości pomiędzy nimi nie mogą być większe niż w badanym obiekcie.

mgr inż. Jan Matraś

Normy:
PN-EN 1627:2012P Drzwi, okna, ściany osłonowe, kraty i żaluzje – Odporność na włamanie – Wymagania i klasyfikacja
PN-EN 1628:2011E Drzwi, okna, ściany osłonowe, kraty i żaluzje -- Odporność na włamanie – Metoda badania dla określenia odporności na obciążenie statyczne
PN-EN 1629:2011E Drzwi, okna, ściany osłonowe, kraty i żaluzje -- Odporność na włamanie – Metoda badania dla określenia odporności na obciążenie dynamiczne
PN-EN 1630:2011E Drzwi, okna, ściany osłonowe, kraty i żaluzje -- Odporność na włamanie – Metoda badania dla określenia odporności na próby włamania ręcznego

Całość artykułu w wydaniu drukowanym i elektronicznym 
Inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne
Więcej informacj: Świat Szkła 01/2014