W ostatnich latach coraz większą popularnością cieszą się drzwi szklane. Odznaczają się one walorami estetycznymi i higienicznymi, stąd projektanci coraz częściej, w szczególności w budynkach użyteczności publicznej, stosują rozwiązania, w których jednym z elementów przegród stałych są drzwi szklane. Mogą one występować samodzielnie, bądź jako jeden z komponentów ścian wewnętrznych przeszklonych (np. działowych) lub zewnętrznych (np. w zabudowie witrynowej).

Za drzwi szklane uważa się takie, których skrzydła - z wyjątkiem okuć, ewentualnie innych akcesoriów, są wykonane całkowicie z tafli szklanych (szyb pojedynczych - jednolitych lub warstwowych klejonych, bądź z szyb zespolonych).

Szkło w takich skrzydłach jest materiałem konstrukcyjnym. Drzwi szklane mogą mieć ościeżnice (wykonane najczęściej z kształtowników aluminiowych) lub mogą być drzwiami bezościeżnicowymi, w których skrzydła są osadzone na zawiasach mocowanych bezpośrednio do ścian, najczęściej również szklanych, względnie są osadzone na zawiasach trzpieniowych, mocowanych do posadzki i sufitu (w szczególności dotyczy to drzwi do pomieszczeń w budynkach biurowych).

Aktualnie brak jest norm i dokumentów normatywnych krajowych jak też norm europejskich, odnoszących się bezpośrednio do drzwi szklanych wewnętrznych. Opublikowana ostatnio norma (PN-EN 14351-1 Okna i drzwi - Norma wyrobu, właściwości eksploatacyjne - Część 1: Okna i drzwi zewnętrzne bez właściwości dotyczących odporności ogniowej i/lub dymoszczelności) obejmuje natomiast drzwi szklane zewnętrzne.

W normie tej znajduje się wzmianka o drzwiach szklanych bezościeżnicowych, jednakże w jej treści nie ma rozróżnienia drzwi szklanych od drzwi tradycyjnych, w których szkło pełni rolę jedynie wypełnienia skrzydła a nie konstrukcji. Należy zaznaczyć, że w porównaniu do drzwi tradycyjnych w drzwiach szklanych zachodzi potrzeba położenia większego nacisku na zagadnienie bezpiecznej eksploatacji, co wiąże się z właściwościami technicznymi szkła, takimi jak przezroczystość i kruchość, powodującymi zagrożenie np. przy wpadnięciu człowieka na drzwi (wskutek ich niezauważenia) lub uderzeniu ciężkim bądź twardym przedmiotem.

W Zakładzie Badań Lekkich Przegród i Przeszkleń Instytutu Techniki Budowlanej wykonano w ostatnich latach badania kilku typów drzwi szklanych. W artykule przedstawiono wyniki oraz wnioski płynące z tych badań. Należy zaznaczyć, że badania dotyczyły wyłącznie geometrii drzwi oraz ich właściwości wytrzymałościowo-funkcjonalnych, nie obejmowały natomiast innych zagadnień, np. izolacyjności cieplnej i akustycznej, odporności ogniowej itd.

Badanie 1
Badanie dotyczyło drzwi przesuwnych w ścianie wewnętrznej działowej w budynku użyteczności publicznej. Schemat drzwi przedstawiono na rys. 1.

 

Drzwi szklane

Rys. 1. Schemat drzwi przesuwnych w ścianie działowej: widok i przekroje

Konstrukcja drzwi
Skrzydło drzwi przesuwnych jest wykonane z tafli ze szkła bezpiecznego hartowanego SECURIT, jednowarstwowego, grubości 8 mm, szerokości 800 mm i wysokości 2350 mm. Górna krawędź tafli szklanej jest osadzona w dwudzielnej listwie zaciskowej, wykonanej z profili aluminiowych. Szyba skrzydła jest zamocowana w listwie przez docisk (obie jej części są ze sobą silnie skręcone śrubami, a pomiędzy powierzchnie szyby i listwy są włożone uszczelki karbowane z EPDM).

Krawędź przymykowa skrzydła jest zakończona profilem aluminiowym z uszczelką oporową. Podobny profil, wraz z uszczelką, jest umieszczony na przeciwległym boku otworu drzwiowego. Krawędź dolna szyby skrzydła jest osadzona w profilu aluminiowej listwy cokołowej o przekroju w kształcie ''H''. Podczas przesuwu skrzydła listwa cokołowa ślizga się po kostce tworzywowej, zamocowanej w posadzce, stanowiącej element prowadzenia dolnego skrzydła.


Skrzydło jest zawieszone na 2 śrubach M10 z rolkami jezdnymi – w górnej prowadnicy (szynie) aluminiowej, stanowiącej tor przesuwu. Prowadnica z kolei jest oparta na słupkach ściany. W prowadnicy – po obu stronach otworu drzwiowego – są umieszczone blokady ruchu skrzydła z elementami sprężystymi i gumowymi wkładkami oporowymi. Konstrukcję ściany stanowi szkielet z dwudzielnych profili ze stali St 37, tworzących słupki i rygle, wypełnienie natomiast – tafle ze szkła SECURIT grubości 8 mm oraz panele nieprzezroczyste z płyt wiórowych lub płyt MDF.

Wyniki badania
Maksymalne odchyłki wymiarów tafli szklanej skrzydła od wartości deklarowanej:
szerokość +1 mm,
wysokość –1 mm,
grubość + 0,2 mm.
Różnica długości przekątnych: 1 mm,
Maksymalna odchyłka tafli szklanej od prostokątności (mierzona w odległości 500 mm od naroża): 0,25 mm,
Siła statyczna potrzebna do zamknięcia drzwi (pokonanie oporu uszczelek i blokady): 75 N,
Siła dynamiczna potrzebna do zamknięcia drzwi: 15 N,
Siła potrzebna do otworzenia drzwi (bez gwałtownego szarpnięcia): 40 N,
Siła potrzebna do swobodnego przesuwu skrzydła po prowadnicy: 6 N,
Odkształcenia skrzydła pod wpływem obciążenia statycznego siłą skupioną P=100 N, przyłożonego w dolnym narożu przymykowym, prostopadle do skrzydła:
– odkształcenia doraźne w miejscu przyłożenia siły 32,93 mm,
– odkształcenia trwałe w miejscu przyłożenia siły 0,51 mm.
Opisane wyżej obciążenie nie spowodowało uszkodzeń ani obniżenia sprawności działania drzwi.
Odporność na wstrząsy: po 300 uderzeniach skrzydła drzwiowego w blokadę oraz w listwę oporową otworu ościeża – z energią 12 J – drzwi nie doznały uszkodzeń oraz zachowały sprawność działania.

Wnioski z badania
1. Odchyłki wymiarów i prostokątności tafli szklanej skrzydła drzwiowego są mniejsze od dopuszczalnych wg PN-EN 12150-1:2002 „Szkło w budownictwie – Termicznie hartowane bezpieczne szkło sodowo-wapniowo-krzemianowe – Część 1: Definicje i opis”.
2. Siły eksploatacyjne, potrzebne do obsługi drzwi, nie przekraczają wartości maksymalnych, dopuszczalnych ze względów ergonomicznych.
3. Przyjęte wartości obciążenia statycznego oraz dynamicznego nie spowodowały uszkodzeń drzwi ani obniżenia ich sprawności działania.

Badanie 2
Badanie zostało przeprowadzone na drzwiach rozwieranych, będących elementem ruchomym w ścianie wewnętrznej działowej, przeznaczonej do budynku użyteczności publicznej. Schemat drzwi i testów sprawdzających odporność drzwi na obciążenia statyczne przedstawiono na rys. 2.

 

 Rys. 2. Schemat drzwi rozwieranych w ścianie działowej: widok i przekrój pionowy


Konstrukcja drzwi
Skrzydło drzwi rozwieranych stanowi tafla ze szkła bezpiecznego hartowanego, jednowarstwowego, o szerokości 900 mm, wysokości 2040 mm i grubości 10 mm. Skrzydło jest osadzone na 2 zawiasach stalowych trzpieniowych, zamocowanych w nadprożu ościeżnicy i w dolnym ryglu ramy drewnianej imitującej posadzkę. Ościeżnica drzwi jest wykonana z profili aluminiowych o przekroju eliptycznym. Łączenie profili ościeżnicowych w narożach – za pomocą wkrętów aluminiowych. We wrębie ościeżnicy jest umieszczona uszczelka z polipropylenu. W drzwiach zamontowano zamek stalowy, nakładany na skrzydło, z wkładką bębenkową. Ościeżnica jest osadzona w ścianie, wykonanej z segmentów z tafli szklanych, ze szkła takiego samego jak drzwi lecz o grubości 12 mm, łączonych ze sobą szczeliwem silikonowym. Na obwodzie zewnętrznym ściany tafle są osadzone w profilach aluminiowych o przekroju trapezowym, przy użyciu uszczelek z PVC. Profile obwodowe są mocowane do przegrody masywnej (w tym przypadku była nią rama drewniana o przekroju 50x100 mm) za pomocą wkrętów.

Wyniki badania
Maksymalne odchyłki wymiarów tafli szklanej skrzydła od wymiarów deklarowanych:
szerokość, wysokość 0 mm, grubość 0,01 mm.
Różnica długości przekątnych: 0 mm.
Maksymalna odchyłka tafli szklanej od prostokątności (mierzona w odległości 500 mm od naroża): 0,35 mm.
Siła dynamiczna potrzebna do zamknięcia drzwi: 2 N.
Odkształcenia skrzydła rozwartego do kąta 90o, pod wpływem obciążenia statycznego siłą skupioną pionową P1=1000 N, przyłożoną w górnym narożu przymykowym i działającą w płaszczyźnie skrzydła:
– odkształcenia doraźne w dolnym narożu, w osi siły 4,33 mm,
– odkształcenia trwałe (po 15 min.) w dolnym narożu, w osi siły 1,06 mm.
Odkształcenia skrzydła pod wpływem obciążenia statycznego siłą skupioną poziomą P2=300 N, przyłożoną na wysokości klamki w kierunku otwierania i działającą prostopadle do płaszczyzny skrzydła:
– odkształcenia doraźne, w osi siły 22,52 mm,
– odkształcenia trwałe (po 15 min.), w osi siły 0,67 mm.
Odkształcenia skrzydła pod wpływem obciążenia statycznego siłą skupioną poziomą P3=200 N, przyłożoną w dolnym narożu przymykowym, prostopadle do skrzydła (skręcanie statyczne):
– odkształcenia doraźne w miejscu przyłożenia siły 26,34 mm,
– odkształcenia trwałe w miejscu przyłożenia siły 0,18 mm.

Żadne z ww. obciążeń statycznych nie spowodowało uszkodzeń ani obniżenia sprawności działania drzwi.

Badania odporności na obciążenia dynamiczne oraz odporności na wielokrotne cykliczne otwieranie i zamykanie były wykonywane w laboratoriach zagranicznych z wynikiem pozytywnym, w związku z tym badań tych nie powtarzano w laboratorium ZBLPiP ITB.

Wnioski z badania
1. Odchyłki wymiarów i prostokątności tafli szklanej skrzydła drzwiowego – podobnie jak w drzwiach z badania 1 – spełniają wymagania normy PN-EN 12150-1:2002.
2. Siła dynamiczna potrzebna do zamknięcia drzwi jest znacznie mniejsza od maksymalnie dopuszczalnej ze względów ergonomicznych.
3. Zadane obciążenia statyczne nie spowodowały uszkodzeń drzwi ani obniżenia ich sprawności działania. Wg aktualnych wymagań, zgodnie z normą PN-EN 1192:2001 „Drzwi – Klasyfikacja wymagań wytrzymałościowych”, badane drzwi uzyskały rezultaty kwalifikujące je w zakresie odporności na obciążenie pionowe – do 3 klasy, a w zakresie wytrzymałości na skręcanie statyczne – do 1 klasy wytrzymałości.

Uwaga: Badanie odporności na obciążenie siłą skupioną, działającą na wysokości klamki, prostopadle do płaszczyzny skrzydła nie jest objęte normą PN-EN, w związku z tym właściwość ta nie jest objęta klasyfikacją.

Badanie 3
Badanie wykonano na drzwiach wahadłowych zewnętrznych, przeznaczonych jako ruchome zamknięcie obiektu o przeznaczeniu handlowym. Schemat drzwi i ich wygląd zewnętrzny podczas badania przedstawiono na rys. 3 oraz na fotografii.

 
 Rys. 3. Schemat badanych drzwi wahadłowych: widok i przekroje

Konstrukcja drzwi
Skrzydło drzwi wahadłowych stanowi tafla ze szkła bezpiecznego hartowanego, jednowarstwowego, o szerokości 1008 mm, wysokości 2330 mm i grubości 10 mm. Tafla ma w narożach prostokątne wycięcia do osadzenia stalowych zamków i zawiasów.  Skrzydło jest wyposażone w pochwyt z rury stalowej oraz 2 zamki  i 2 zawiasy, umieszczone w narożach. Ościeżnica drzwi jest ramą z profili aluminiowych o przekroju zamkniętym, prostokątnym. Połączenia stojaków ościeżnicy z jej nadprożem są wykonane w narożach na kostki aluminiowe i wkręty. Powierzchnie ościeżnicy, okuć oraz pochwytu są wykończone lakierem proszkowym. Nad skrzydłem drzwi mają nadświetle o wymiarach 314x1009 mm z takiej samej tafli szklanej jak skrzydło. Między skrzydłem a ościeżnicą, nadświetlem i progiem istnieją szczeliny o szerokości od 2 do 7 mm. Konstrukcja zawiasów umożliwia obrót skrzydła w obu kierunkach (na zewnątrz i do wewnątrz pomieszczenia) o kąt 90o.

Wyniki badania
Maksymalne odchyłki wymiarów tafli szklanej skrzydła od wymiarów deklarowanych:
– szerokość, wysokość, grubość 0 mm.
Siła potrzebna do maksymalnego rozwarcia skrzydła od położenia zamkniętego 47,30 N.
Siła potrzebna do otworzenia i zamknięcia drzwi przy użyciu zamków:
– zamek górny 1,14 N,
– zamek dolny 0,99 N.
Odkształcenia skrzydła rozwartego do kąta 90o, pod wpływem obciążenia statycznego siłą skupioną pionową P1=800 N, przyłożoną w górnym narożu przymykowym i działającą w płaszczyźnie skrzydła:
– odkształcenia doraźne w dolnym narożu, w osi siły 0,60 mm,
– odkształcenia trwałe (po 15 min.) w dolnym narożu, w osi siły 0,10 mm.
Odkształcenia skrzydła pod wpływem obciążenia statycznego siłą skupioną poziomą P3=250 N, przyłożoną w dolnym narożu przymykowym, prostopadle do skrzydła (skręcanie statyczne):
– odkształcenia doraźne w miejscu przyłożenia siły 48,67 mm,
– odkształcenia trwałe w miejscu przyłożenia siły 1,94 mm.
Odporność na uderzenie ciałem miękkim i ciężkim: po uderzeniach w miejsca położone na przecięciu przekątnych skrzydła, z obu jego stron, z energią 60 J, drzwi nie doznały uszkodzeń oraz zachowały sprawność działania.
Odporność na obciążenie wiatrem (patrz fot. 1): maksymalne ugięcia brzegów pionowych skrzydła (w środku wysokości), pod wpływem obciążenia ciśnieniem próbnym wiatru „p” (skrzydło w położeniu zamkniętym na obydwa zamki; szczeliny między skrzydłem a ościeżnicą, progiem i nadświetlem – uszczelnione) wynosiły:
Drzwi poddane badaniu na obciążenie wielokrotnie cyklicznie zmienne – 50 cykli obciążenia od 0 do 400 Pa i z powrotem do 0 oraz badaniu na obciążenie bezpieczeństwa od 0 do 1200 Pa i z powrotem do 0 nie uległy uszkodzeniom, zachowując po badaniu sprawność działania.

Wnioski z badania
1. Odchyłki wymiarów tafli szklanej skrzydła drzwiowego są mniejsze od dopuszczalnych wg PN-EN 12150-1:2002. Siła potrzebna do manualnego rozwarcia drzwi, nie przekracza wartości maksymalnej, dopuszczalnej ze względów ergonomicznych.
2. Przyjęte wartości obciążeń statycznych i dynamicznych, w tym obciążenie wiatrem, nie spowodowały uszkodzeń drzwi ani obniżenia ich sprawności działania. Ze względu na uzyskane wyniki drzwi można zakwalifikować:
– w zakresie odporności na obciążenie statyczne pionowe
– do klasy 3,
– w w zakresie wytrzymałości na skręcanie statyczne oraz odporności na uderzenie ciałem miękkim i ciężkim (obciążenie udarowe) – do klasy 2, wg PN-EN 1192:2001;
– w zakresie odporności na obciążenie wiatrem – do klasy C1 wg PN-EN 12210:2001.

 
Drzwi wahadłowe podczas badania odporności na obciążenie wiatrem


Wnioski ogólne
1. Przeprowadzone badania wykazały, że drzwi szklane mogą z powodzeniem spełniać wymagania podobne do tych jakie stawiane są drzwiom tradycyjnym. Należy jednak pamiętać, że niektóre wymagania mogą być niekiedy trudne do spełnienia.
Odnosi się to np. do drzwi zewnętrznych i ich szczelności na przenikanie powietrza i wody opadowej oraz izolacyjności cieplnej (drzwi szklane zwykle nie mają uszczelek). W takich przypadkach zastosowaniu drzwi szklanych powinno towarzyszyć odpowiednie rozwiązanie projektowe, np. osłona drzwi przed opadami w postaci daszka lub cofnięcia drzwi z lica ściany, wprowadzenie zamykanego przedsionka lub nadmuchu ciepłego powietrza na drzwi w sezonie grzewczym itp.
2. Drzwi szklane mogą być stosowane wszędzie tam gdzie istotną rolę odgrywa estetyka elewacji lub wnętrza oraz zachowanie szczególnych wymagań higienicznych, pod warunkiem spełnienia wymagań techniczno-użytkowych, odpowiadających przewidywanym warunkom eksploatacji.
Wymagania te mogą być ustalane m. in. na podstawie normy PN-EN 14351-1:2000 oraz Zaleceń Udzielania Aprobat Technicznych ITB dla drzwi tradycyjnych – z uwzględnieniem specyfiki materiału takiego jak szkło. Systemy drzwi szklanych – przed ich wprowadzeniem do obrotu i stosowania – powinny podlegać weryfikacji doświadczalnej w badaniach prowadzonych przez uprawnioną jednostkę naukowo-badawczą.
3. Tafle skrzydeł drzwi szklanych mogą być wykonywane wyłącznie ze szkła bezpiecznego, hartowanego lub klejonego. Powinny one być w sposób widoczny oznakowane w celu uniknięcia przypadków wpadania na nie osób.

mgr inż. Marek Żarnoch
ITB

więcej informacji: Świat Szkła 6/2006

  • Logo - alu
  • Logo aw
  • Logo - fenzi
  • Logo - glass serwis
  • Logo - lisec
  • Logo - mc diam
  • Logo - polflam
  • Logo - saint gobain
  • Logo termo
  • Logo - swiss
  • Logo - guardian
  • Logo - forel
  • vitrintec wall solutions logo

Copyright © Świat Szkła - Wszelkie prawa zastrzeżone.