Siłowniki – podstawowe informacje

PrzezAgata Nosek
Siłownik ramieniowy Aumüller, FTA 600 R S12, FUMARO

Czym jest siłownik w systemie oddymiania?

Siłownik to urządzenie wykonawcze, które zamienia energię (np. elektryczną, sprężonego gazu) w ruch mechaniczny – prostoliniowy lub obrotowy – umożliwiając otwieranie lub zamykanie określonych elementów. W kontekście systemów oddymiania jest to komponent, który przekłada sygnał z systemu pożarowego na działanie fizyczne. Innymi słowy, po wykryciu pożaru siłownik automatycznie otwiera klapy dymowe, okna oddymiające czy drzwi napowietrzające, tworząc drogi do odprowadzenia dymu lub dopływu świeżego powietrza. Jego rola jest kluczowa – to on zapewnia rzeczywiste otwarcie przewidzianych otworów oddymiających, co umożliwia zadziałanie wentylacji pożarowej.

Rodzaje siłowników ze względu na źródło zasilania

Siłowniki dzielimy m.in. na:

  • Elektryczne – najczęściej spotykane w systemach oddymiania. Napędzane są silnikiem na prąd (zwykle 24 V DC). Stosuje się je do otwierania klap dymowych, okien oddymiających i napowietrzających oraz drzwi napowietrzających. Wykorzystują energię elektryczną z centrali oddymiania do wywołania ruchu mechanicznego.

  • Pneumatyczne – wykorzystują sprężony gaz (najczęściej nabój CO₂). Po zadziałaniu zapłonnika uwalniają gaz, który błyskawicznie wypycha tłok siłownika. Taki mechanizm spotyka się przy dużych klapach dymowych w halach czy magazynach – jednorazowy nabój CO₂ potrafi w ułamku sekundy otworzyć ciężką klapę na dachu. Wadą jest jednorazowość zadziałania (nabój po użyciu trzeba wymienić) i konieczność okresowej kontroli ciśnienia w instalacji.

  • Hydrauliczne – napędzane cieczą pod ciśnieniem. Charakteryzują się najwyższą siłą działania, dlatego używane są tam, gdzie potrzeba ogromnej mocy. W kontekście ochrony przeciwpożarowej stosuje się je rzadko (częściej w przemyśle, maszynach czy dźwigach), ponieważ w systemach oddymiania wymagane siły zapewniają zwykle siłowniki elektryczne lub pneumatyczne.

Uwaga: W praktyce zdecydowana większość systemów oddymiania opiera się na siłownikach elektrycznych 24 V DC z uwagi na ich niezawodność, możliwość pracy zarówno w trybie pożarowym, jak i codziennej wentylacji, oraz łatwe zasilanie z centrali z podtrzymaniem (akumulatory). Siłowniki pneumatyczne są zarezerwowane głównie dla bardzo dużych urządzeń (np. dachowych klap o powierzchni wielu metrów kwadratowych), natomiast rozwiązania hydrauliczne przy oddymianiu budynków praktycznie nie występują.

Typy siłowników stosowane w oddymianiu (konstrukcja i zastosowanie)

Oprócz podziału ze względu na rodzaj napędu, siłowniki różnią się konstrukcją i rodzajem ruchu, co determinuje ich zastosowanie przy konkretnych elementach:

Siłownik łańcuchowy do okien i klap oddymiających

Siłowniki łańcuchowe

Siłowniki łańcuchowe zawierają zwijany łańcuch (stalowy lub zębaty pasek) wysuwający się podczas pracy. Dzięki kompaktowej budowie montuje się je na ramach okien lub klap. Idealnie nadają się do okien oddymiających (fasadowych i dachowych), które muszą się uchylić. Typowy skok (wysuw) łańcucha wynosi od ok. 100 do 800 mm – większe długości są rzadkością, gdyż siłownik musi zdążyć otworzyć okno w <60 sekund, co przy zbyt długim łańcuchu byłoby trudne. Siłowniki łańcuchowe mają zazwyczaj umiarkowaną siłę (200–500 N), wystarczającą do lekkich skrzydeł okien. Są często wykorzystywane także do codziennej naturalnej wentylacji pomieszczeń.

Siłownik trzpieniowy (wrzecionowy) do klap dymowych

Siłowniki trzpieniowe (wrzecionowe)

Posiadają wysuwający się sztywny pręt (trzpień) napędzany śrubą lub zębatką. Zapewniają znacznie większą siłę i dłuższy skok niż łańcuchowe – standardem są długości 500–1200 mm, a największe modele osiągają nawet 1500–2000 mm wysuwu. Dzięki temu nadają się do ciężkich klap dymowych na dachach i dużych okien dachowych, które trzeba szeroko otworzyć (np. kopułowe świetliki). Są też szybsze – potrafią otwierać się szybciej niż łańcuchowe, co pozwala spełnić wymaganie czasu otwarcia mimo dużego skoku. Najmocniejsze siłowniki wrzecionowe osiągają siły rzędu 5000–6000 N (udźwig około pół tony), co pozwala unieść ciężkie połacie dachu nawet obciążone śniegiem.

Siłownik ramieniowy do drzwi i okien napowietrzających

Siłowniki ramieniowe (łamanego ramienia)

Zbudowane z przegubowego ramienia, które podczas pracy rozkłada się i popycha skrzydło. Stosowane głównie do drzwi napowietrzających na klatkach schodowych (otwieranie drzwi na parterze w celu dopływu powietrza) oraz do okien rozwiernych (otwieranych na bok). Zapewniają ruch kątowy – zwykle otwierają drzwi lub okno do kąta 90° względem ramy. Moc takich siłowników wyrażana jest momentem obrotowym (Nm) zamiast liniowej siły, gdyż działają obrotowo blisko zawiasów. Siłowniki ramieniowe są bardzo silne – muszą pokonać opór samozamykaczy drzwiowych oraz ciężar skrzydeł przy małym ramieniu – i potrafią pewnie utrzymać drzwi otwarte w trakcie pożaru.

Napęd ryglujący/zasuwa elektromotoryczna

Napędy ryglujące (zasuwy elektromotoryczne)

To małe siłowniki liniowe o krótkim skoku (kilka do kilkudziesięciu mm) i stosunkowo niewielkiej sile, służące tylko do odblokowania lub zaryglowania okna/klapy. Montuje się je jako uzupełnienie głównego siłownika otwierającego, w sytuacji gdy okno ma dodatkowe rygle lub wielopunktowe zamknięcia. Przykładowo, w oknach fasadowych oddymiających bywa montowany siłownik łańcuchowy do uchylania skrzydła oraz osobny siłownik ryglujący, który przed otwarciem zwalnia zasuwnice okucia okiennego. Napędy ryglujące zapewniają poprawne doszczelnienie okien w stanie spoczynku i zabezpieczenie przed włamaniem, a podczas alarmu pożarowego – szybkie odryglowanie skrzydła.

W praktyce każdy z powyższych typów może występować w systemie oddymiania, często w kombinacji: np. na klatce schodowej standardem jest siłownik łańcuchowy lub trzpieniowy na klapie dymowej w dachu oraz siłownik ramieniowy na drzwiach dole, plus ewentualnie napęd ryglujący do drzwi dwuskrzydłowych. Dobór odpowiedniego typu zależy od konstrukcji elementu do otwarcia (okno dachowe, fasadowe, drzwi, klapa) oraz wymaganej geometrii otwarcia.

Kluczowe parametry doboru siłownika (skok, siła, zasilanie)

Siłowniki dobiera się tak, by były w stanie wymagany element skutecznie otworzyć w warunkach pożaru. Kluczowe parametry techniczne, na które należy zwrócić uwagę, to:

  • Długość wysuwu (skok): Maksymalna droga, na jaką wysuwa się łańcuch lub trzpień siłownika. Musi być ona dobrana do konstrukcji okna/klapy, tak aby osiągnąć wymagany kąt otwarcia. Przykładowo norma PN-EN 12101-2 wymaga otwarcia klap dymowych i okien oddymiających do pełnego kąta przewidzianego w projekcie w czasie ≤60 sekund. Dlatego dla dużych otworów dachowych często potrzeba siłownika o skoku ok. 700–1000 mm (by uzyskać ~90° otwarcia). Siłowniki łańcuchowe z reguły mają krótsze skoki (200–500 mm), trzpieniowe – dłuższe (nawet 1000+ mm). Zbyt krótki wysuw spowoduje, że okno nie otworzy się dostatecznie, natomiast zbyt długi nie zawsze jest potrzebny (a wydłuża czas otwarcia). Dobierając siłownik, należy sprawdzić wymagany kąt otwarcia i na tej podstawie dobrać skok urządzenia.

  • Siła (udźwig): Określana w niutonach [N] – informuje, jakie obciążenie siłownik może podnieść lub przytrzymać. 10 N to w przybliżeniu 1 kg siły. Siłowniki do oddymiania zazwyczaj dysponują siłą od 200 N (ok. 20 kg) do 1000 N (100 kg), choć są i mocniejsze konstrukcje. Zapotrzebowanie na siłę zależy od ciężaru i wymiaru skrzydła oraz dodatkowych obciążeń (np. śnieg na klapie dachowej). Co ważne, większość ciężaru skrzydła spoczywa na zawiasach, więc siłownik nie musi dźwigać całej masy, a jedynie pokonać opory ruchu i częściowo ciężar. Przykładowo małe okno fasadowe otworzy siłownik o sile 300 N bez problemu, ale dużą klapę dachową 1,5×1,5 m trzeba wyposażyć w siłownik np. 1000 N (zwłaszcza że zimą dojdzie ciężar śniegu). Dla drzwi napowietrzających siłę wyrażamy jako moment obrotowy – standardowe napędy ramieniowe oferują np. 30–50 Nm, co odpowiada skutecznemu otwarciu ciężkich drzwi z samozamykaczem. Zawsze należy sprawdzić w dokumentacji producenta, jak ciężkie skrzydło dany siłownik obsłuży. Lepiej mieć zapas mocy – siłownik pracujący na granicy wydajności może nie otworzyć okna przy gorszych warunkach (np. silny wiatr napierający na okno).

  • Napięcie zasilania: Większość siłowników oddymiających jest zasilana niskim napięciem 24 V DC, zgodnym z centralami oddymiania (te wyposażone są w akumulatory, więc dostarczają 24 V również przy braku zasilania sieciowego). Dostępne są też siłowniki na 230 V AC, jednak te stosuje się głównie do codziennej wentylacji lub w sytuacjach, gdy integracja z centralą 24 V jest utrudniona. W systemach PPOŻ preferowane jest 24 V DC – zapewnia to bezpieczeństwo (niskie napięcie) i działanie nawet przy zaniku prądu (centrala z akumulatorami). Użycie siłowników 230 V wymaga zapewnienia im zasilania awaryjnego lub zasilenia przed głównym wyłącznikiem pożarowym, co komplikuje instalację. Absolutnie nie wolno mylić zasilania przy podłączaniu siłowników – podanie 230 V na siłownik 24 V natychmiast go uszkodzi (zdarzały się przypadki omyłkowego podłączenia pod napięcie międzyfazowe 400 V, co powoduje całkowite spalenie urządzeń). Wymóg stosowania kabli o odporności ogniowej (np. PH90/E90) dotyczy także przewodów zasilających siłowniki – muszą one zachować funkcjonalność w warunkach pożaru przez wymagany czas, a także być tak podłączone, by odcięcie zasilania budynku (przeciwpożarowy wyłącznik prądu) ich nie unieruchomiło.

Zapytaj eksperta

Wymagania norm i przepisów dotyczące siłowników oddymiających

Urządzenia stosowane w systemach przeciwpożarowych muszą spełniać rygorystyczne normy oraz krajowe przepisy – dotyczy to również siłowników:

  • PN-EN 12101-2 (Systemy kontroli dymu i ciepła – Urządzenia oddymiające grawitacyjnie): to kluczowa norma europejska określająca wymagania dla naturalnych urządzeń oddymiających (NSHEV), w tym okien i klap oddymiających wraz z napędami. Zgodnie z tą normą kompletne urządzenie oddymiające musi m.in. otworzyć się pod obciążeniem (np. wiatrem, śniegiem) do wymaganego kąta w czasie ≤60 s, zachować funkcjonalność w wysokiej temperaturze (np. 300°C przez określony czas) oraz przejść testy wytrzymałości (cykli otwarć). Siłownik jest integralną częścią takiego urządzenia – powinien mieć oznakowanie CEpotwierdzające zgodność z EN 12101-2. W praktyce oznacza to, że stosujemy tylko klapy/okna oddymiające z certyfikatem – tzw. świadectwem dopuszczenia CNBOP lub europejską certyfikacją zgodności. Montowanie „zwykłego” siłownika na niecertyfikowanym oknie dachowym nie uczyni z niego klapy dymowej! PSP przy odbiorze wymaga okazania dokumentów (certyfikat CNBOP, deklaracja właściwości użytkowych do EN 12101-2) dla każdej klapy oddymiającej i elementu systemu.

  • EN 60335-2-103 (Bezpieczeństwo mechanizmów napędowych do okien, drzwi i bram): to norma dotycząca bezpieczeństwa użytkowania siłowników jako urządzeń elektrycznych. Wymaga ona, by napęd nie stwarzał zagrożenia porażeniem, przeciążeniem czy przygnieceniem użytkowników w typowych warunkach. Dla systemów oddymiania istotne jest, by siłownik posiadał zabezpieczenia elektryczne i mechaniczne zgodne z tą normą – np. ograniczenie siły lub automatyczne wyłączenie przy napotkaniu przeszkody (istotne przy funkcji przewietrzania, żeby okno nie zmiażdżyło ręki). Spełnienie tej normy jest zwykle deklarowane przez producenta w dokumentacji urządzenia.

  • Wytyczne CNBOP-PIB: W Polsce Centrum Naukowo-Badawcze Ochrony Przeciwpożarowej wydaje wytyczne i aprobaty dla urządzeń ppoż. W przypadku siłowników do oddymiania istotne są np. Wytyczne CNBOP W-0003:2016 dotyczące oddymiania grawitacyjnego – wskazują one wymagania krajowe uzupełniające normy europejskie. CNBOP klasyfikuje siłowniki na typ A (tylko oddymianie) i typ B (oddymianie + codzienna wentylacja), gdzie typ B musi przejść surowsze testy (więcej cykli pracy, wyższa szczelność IP itp.). Ponadto polskie przepisy (Rozporządzenie MSWiA, Dz.U. 2010 nr 85 poz. 553) wymagają, by urządzenia stosowane w ochronie przeciwpożarowej posiadały świadectwo dopuszczenia – co w praktyce oznacza konieczność certyfikacji CNBOP. Dla siłowników samodzielnie może być wymagany certyfikat zgodności (np. dla siłownika drzwiowego), choć częściej certyfikowana jest cała klapa oddymiająca razem z napędem. Podczas odbiorustrażacy zwracają uwagę, czy każdy element systemu (centrala, czujki, klapy, siłowniki, przyciski) ma odpowiednie dopuszczenia. Brak certyfikatu lub niezgodność z normą to podstawa do nieodebrania budynku.

  • Warunki techniczno-budowlane i inne przepisy: Krajowe „Warunki techniczne” (rozporządzenie MI) nakładają obowiązki wyposażenia budynków w systemy oddymiania w określonych sytuacjach (np. klatki schodowe w budynkach >3 kondygnacji muszą mieć urządzenia oddymiające o powierzchni czynnej min. 1 m²). Dla nas ważne jest, że siłownik musi umożliwić osiągnięcie tej wymaganej powierzchni czynnej – czyli otworzyć skrzydło odpowiednio szeroko. Przepisy wymagają też, by uruchamianie oddymiania było automatyczne (pożarowe czujki dymu) i ręczne (przyciski oddymiania) – siłowniki muszą więc współpracować z systemem sygnalizacji pożaru (SSP). Wymagana jest również rezerwowa energia – zasilanie awaryjne w razie braku prądu (co zapewniają centrale z akumulatorami). Przewody elektryczne sterujące i zasilające elementy oddymiania muszą mieć odpowiednią odporność ogniową (np. 30 lub 90 minut ciągłości działania w ogniu). Podsumowując, dobór i montaż siłowników musi być zgodny z projektem uzgodnionym z rzeczoznawcą ppoż, a cały system spełniać zarówno normy, jak i polskie przepisy – tylko wtedy zostanie dopuszczony do użytkowania.

Zapytaj eksperta

Najczęstsze błędy przy montażu i odbiorze siłowników (jak ich unikać)

Mimo dostępności wytycznych, w praktyce zdarzają się uchybienia, które mogą skutkować niesprawnym systemem oddymiania lub negatywną oceną przy odbiorze przez PSP. Oto najczęstsze błędy związane z siłownikami oraz wskazówki, jak ich uniknąć:

  1. Brak automatycznego napowietrzania (otworów kompensacyjnych): Skupienie się wyłącznie na klapach dymowych, przy jednoczesnym pominięciu otworów napowietrzających to częsty błąd. Jeżeli nie zapewni się dopływu powietrza z dołu, system nie zadziała prawidłowo – dym nie będzie miał dokąd odpłynąć, bo w budynku wytworzy się podciśnienie. Rozwiązanie: zawsze przewiduj odpowiednie otwory napowietrzające (np. drzwi na parterze, okna w dolnych partiach) o łącznej powierzchni co najmniej równej powierzchni oddymiania. Co ważne – otwory te muszą otwierać się automatycznie wraz z klapami dymowymi. Oznacza to wyposażenie ich w siłowniki sprzężone z centralą oddymiania. Często popełnianym błędem jest zostawienie np. bramy czy drzwi jako napowietrzania, ale bez napędu – w trakcie pożaru nikt ich ręcznie nie otworzy, więc system będzie nieskuteczny. Unikajmy też zbyt małych otworów kompensacyjnych – jeżeli obliczeniowo potrzebne jest np. 5 m² napowietrzania, to jedno okno 1 m² nie wystarczy.

  2. Zastosowanie urządzeń bez wymaganych certyfikatów: Dla oszczędności lub z niewiedzy niektórzy montują zwykłe siłowniki okienne (np. stosowane w automatyce domowej) w roli urządzeń oddymiających. To poważny błąd – każdy element systemu oddymiania musi mieć dopuszczenie CNBOP lub certyfikat zgodności z normą. Użycie nieatestowanego napędu (albo, co gorsza, zwykłego świetlika jako klapy dymowej) spowoduje, że PSP nie odbierze instalacji. Jak temu zapobiec? Korzystaj wyłącznie ze sprawdzonych urządzeń posiadających stosowne dokumenty – certyfikowane klapy dymowe, siłowniki z odpowiednimi atestami, dedykowane centrale itp. Przy odbiorze przygotuj te dokumenty do wglądu. Pamiętaj, że urządzenie bez certyfikatu może nie zadziałać w krytycznej chwili – nie warto ryzykować bezpieczeństwa dla pozornego zysku.

  3. Zły dobór siłownika – za słaby lub o nieodpowiednim skoku: Czasem spotyka się sytuacje, że zainstalowany siłownik nie jest w stanie w pełni otworzyć okna lub klapy – albo brakuje mu siły, albo wysuwu. Efekt może być taki, że okno uchyli się tylko częściowo (zmniejszona powierzchnia oddymiania) lub będzie się męczyło z otwarciem dłużej niż 60 sekund, co jest niezgodne z normą. Jak uniknąć? Już na etapie projektu należy przeliczyć wymagany kąt otwarcia i wziąć pod uwagę obciążenia (masa skrzydła, ewentualny śnieg, wiatr). Dobierz model siłownika o zapasie siły i odpowiednim skoku – producenci podają w katalogach maksymalną wielkość okna/klapy dla danego napędu. Jeśli klapa jest duża lub ciężka, być może trzeba zastosować dwa siłowniki współpracujące. Błąd doboru często wychodzi przy odbiorze: klapa nie osiąga wymaganego kąta lub nie trzyma się w pozycji otwartej pod naporem wiatru. Dlatego zawsze konsultuj dobór z ekspertami lub producentem, jeśli masz wątpliwości.

  4. Nieprawidłowe okablowanie i zasilanie: Błędy w instalacji elektrycznej potrafią unieruchomić nawet najlepszy sprzęt. Typowe uchybienia to złe podłączenie siłowników pod względem napięcia (np. zasilenie 24 V z sieci 230 V – co kończy się spaleniem urządzeń), pomylenie biegunowości przy kilku siłownikach na jednym oknie (dwa napędy „ciągną” okno w przeciwne strony), czy użycie kabli bez odporności ogniowej (mogą się przepalić w pożarze, odcinając zasilanie siłownika zanim zdąży on zadziałać). Równie groźne jest podłączenie zasilania siłowników za przeciwpożarowym wyłącznikiem prądu – jeśli wyłącznik odetnie zasilanie całego budynku, a centrala/siłowniki nie są zasilane niezależnie, to system oddymiania zostanie wyłączony w momencie pożaru! Uniknięcie tych błędów wymaga rzetelnego projektu elektrycznego: wszystkie obwody sterujące ppoż. zasilaj przed wyłącznikiem głównym i prowadź kablami o odporności ogniowej, stosuj wyłącznie dedykowane zasilacze i centrale oddymiania (z wbudowanymi akumulatorami), a montaż zlecaj uprawnionym instalatorom, którzy znają te wymagania. Po podłączeniu całość trzeba przetestować – każdy siłownik powinien reagować poprawnie na sygnał z centrali i posiadać zasilanie awaryjne.

  5. Brak konserwacji i dokumentacji: Nawet poprawnie zamontowany system oddymiania wymaga regularnych przeglądów i testów. Częstym zaniedbaniem jest pozostawienie urządzeń bez okresowego sprawdzania – może się okazać po latach, że siłownik zardzewiał lub akumulatory w centrali są zużyte i okno się nie otworzy. Równie problematyczny bywa brak wymaganej dokumentacji przy odbiorze: jeśli inwestor nie dostarczy projektu powykonawczego, instrukcji obsługi, protokołów z uruchomienia i certyfikatów, PSP może odmówić odbioru do czasu uzupełnienia braków. Rozwiązanie: prowadź dokumentację od początku, każdą zmianę konsultuj z projektantem ppoż., a po zakończeniu prac zrób pełny rozruch systemu z symulacją pożaru. Sporządź protokół z prób (w tym czasu otwarcia klap – udokumentuj, że mieszczą się w 60 s). Upewnij się, że masz wszystkie atesty urządzeń w aktualnych wersjach. Ponadto zaplanuj przeglądy serwisowe co najmniej raz do roku – podczas nich technicy sprawdzą m.in. mechanizm siłownika, nasmarują elementy ruchome, przetestują działanie z centrali itp. Taka dbałość nie tylko ułatwi odbiór przez PSP, ale – co najważniejsze – zagwarantuje sprawne zadziałanie systemu w razie prawdziwego pożaru.

Zapytaj eksperta

Podsumowanie i wskazówki końcowe

Siłowniki to strategiczne elementy systemów oddymiania – od ich doboru, jakości i montażu zależy skuteczność usuwania dymu w pożarze. Aby spełnić wymagania przepisów i straży pożarnej, należy stosować wyłącznie certyfikowane urządzenia, zgodne z normami PN-EN, oraz instalować je zgodnie z projektem i sztuką budowlaną. Prawidłowo zaprojektowany system zapewni pełne otwarcie klap/okien w ≤60 sekund, dostateczny napływ powietrza kompensacyjnego i niezawodne sterowanie – co umożliwi ewakuację ludzi i akcję gaśniczą w bezpieczniejszych warunkach. Dokumentacja techniczna i odbiory okresowe są nieodłącznym elementem utrzymania systemu w gotowości.

Jeśli masz wątpliwości co do doboru siłowników lub interpretacji przepisów, warto skonsultować się z ekspertami branżowymi. Dzięki doświadczeniu w projektowaniu i realizacji systemów PPOŻ, pomożemy rozwiać niejasności, dobrać optymalne rozwiązania i zapewnić, że Twój system oddymiania spełni wszystkie wymogi – na papierze i w rzeczywistości. Edukacja i precyzyjne informacje to podstawa bezpieczeństwa pożarowego, dlatego mamy nadzieję, że powyższy artykuł wyjaśnił podstawowe kwestie dotyczące siłowników i ułatwi Ci uniknięcie typowych błędów przy realizacji projektu. W rezultacie przyczynisz się do stworzenia skutecznej i zgodnej z prawem instalacji oddymiania, co z pewnością zostanie docenione zarówno przez specjalistów PPOŻ, jak i inspektorów PSP przy odbiorze obiektu.

Może zainteresuje Cię również: