Slovenčina
Inzerce
SFS Hinge configurator – softwarový nástroj na zjednodušenie výpočtu hmotnosti neštandardných dverných krídel, definovanie počtu a rozmiestnenia dverných závesov
Konštrukcia dverí ostala počas stáročí rovnaká, rotačný pohyb pri otváraní dverí zabezpečujú pánty. Boli ručne kované, z masívneho železa, zväčša s dlhými prírubami na krídle. Prenesme sa do súčasnosti – v čom sú dnešné dvere iné ako tie v minulosti? Rozhodne sa líšia vyššou technologickou úrovňou použitých materiálov a priemyselným spracovaním. Princíp otvárania však ostáva rovnaký – dynamika pohybu dverí je daná fyzikou – a tá sa nemení.
Úprimne povedané – kto sa v praxi zaoberá, okrem samotných výrobcov pántov a následne výrobcov dverí, dvernými závesmi? Pokiaľ na seba neupozornia vŕzganím, alebo, v horšom prípade, zadieraním o podlahu pri otváraní, ani o nich nevieme – a tak by to malo byť. V dnešnej dobe sú prakticky všetky používané závesy dverí bezúdržbové, premazávať ich nie je potrebné. Navyše zväčša sú „3D nastaviteľné“ (v troch rovinách), minimálne výška dverí by sa mala dať nastaviť, takže so zadieraním o podlahu by nemal byť vôbec problém.
Skúsme sa na danú problematiku pozrieť bližšie. Určite ste videli, aspoň na obrázku, dvere k priloženými doskami v tvare Z a s dlhým kovaným pásom krídlového dielu pántov. Aj dnes sa s nimi stretnete, zväčša sú to dvere do stodoly, alebo iných poľnohospodárskych budov. Akým spôsobom sa naši predkovia dopracovali práve k takejto konštrukcii? Rozhodne neprepočítavali vektory síl pôsobiacich na dverné závesy a ich výslednicu. Riadili sa tak, ako my, fyzikálnymi zákonmi, aj keď iba na základe skúseností a intuície.
Technici spoločnosti SFS vyvinuli program na zjednodušenie výpočtu počtu potrebných závesov a ich rozmiestnenie na neštandardných dverách. Avšak, skôr ako sa dostaneme k samotnému programu s názvom Hinge configurator, aby sme pochopili jeho funkciu, je potrebné trocha teórie.
Trocha teórie
Je zrejmé, že dvere ako celok predstavujú z hľadiska technickej mechaniky pomerne komplikovaný systém. Okrem statického namáhania závesov dochádza aj k ich veľmi významnému dynamickému namáhaniu. Dôkazom toho je, že pri certifikácii jednotlivých pántov podľa normy EN 1935 je ich veľmi podstatnou a určite najzložitejšou súčasťou tzv. cyklický test, v ktorom sa na testovacom zariadení s kalibrovanými závažiami, simulujúcimi hmotnosť dverí vykonáva 200 000 cyklov otvárania/zatvárania dverí. Meria sa opotrebovanie závesov, ktoré sa prejaví „zvesením dverí“. Norma je skutočne veľmi prísna, pokiaľ pánty získajú príslušný certifikát, nemusíme sa báť ich použiť. Tých 200 000 cyklov simuluje cca. 20 rokov bežného používania dverí, čo je dobrá správa.
Ako teda správne postupovať pri nadimenzovaní a rozmiestnení dverných závesov tak, aby sme sa vyhli „prevádzkovým“ problémom pri používaní dverí?
Pri nesprávnom nadimenzovaní a určení pozície pántov môže dôjsť k ich poškodeniu, napríklad použitím samozatvárača s aretáciou
Je zrejmé, že pri určení počtu kusov dverných závesov potrebných na dané dvere zohráva najdôležitejšiu úlohu hmotnosť dverného krídla, na ich rozmiestnenie majú vplyv rozmery krídla a ďalšie faktory.
Môžu teda 80 kilogramové dvere vážiť viac než 80 kilogramov? Áno, za určitých okolností môžu. V prípade, že dverné krídlo je v „štandardných“ rozmeroch a má danú hmotnosť, jedná sa o tzv. reálnu hmotnosť dverí, ktorá vychádza zo štrukturálnych faktorov.
A aké sú štandardné rozmery? Opäť sa obrátime na európsku normu EN 1935, ktorá rieši problematiku jednoosích závesov a hovorí jasne – závesy sa certifikujú na skúšobných rámoch simulujúcich dverné krídlo o rozmeroch: výška 2000 mm x šírka 1000 mm. Takže, pokiaľ naše dverné krídlo nepresahuje uvedené rozmery, môžeme pokojne nadimenzovať počet pántov a ich umiestnenie na hmotnosť, ktorú dané krídlo má a tak je to v poriadku. Sily pôsobiace na pánty pri dynamickom a statickom namáhaní pri prevádzke sú v „tolerancii“, alebo povedané strojárskou hantírkou v „epsilonovom pásme“, z tohto dôvodu ich nemusíme zohľadňovať.
Z praxe však vieme, že niektoré dvere sa môžu javiť „ťažšie“ než je ich reálna hmotnosť – minimálne z hľadiska nosnosti dverných závesov a následne aj z ich opotrebenia. Riešením môže byť aj spomínaná prídavná zosilňujúca konštrukcia v tvare „Z“, ktorá kompenzuje dynamické a statické zaťaženie dverí pri prevádzke. Tieto silové faktory sa navonok prejavujú, ako keby boli dvere ťažšie, než v skutočnosti sú.
Stretávame sa s takýmito „neštandardnými“ dverami v praxi? Áno, a to nielen v historických budovách pri masívnych vchodových dverách, ale čoraz viac aj v moderných interiéroch. Súvisí to s rozvojom technológie výroby dverí – množstvo tzv. „funkčných dverí“, tj. protipožiarnych, dymotesných, núdzových východov aj bezpečnostných, je možné zaradiť práve do tejto skupiny. Nielen dvere v nemocniciach, kde ich šírka kvôli prevozu ležiacich pacientov na prvý pohľad o dosť presahuje 1 meter, navyše v prípade röntgenológie a rádio diagnostického oddelenia, do dverného krídla „zakomponujeme“ olovený plát s hrúbkou 1 mm, avšak do tejto skupiny môžu patriť aj dvere, ktoré máme doma a nevieme o tom. Prečo? Pozrime sa na to spolu.
Pokiaľ sme hovorili o reálnej hmotnosti, ďalšia zložka hmotnosti, ktorá nám napadá, by mala byť samozrejme „imaginárna“, podobne ako pri komplexných číslach. Logiku by to malo, keďže priamo odvážiť ju nevieme, ale napriek tomu tam je…
Na strednej škole nás naučili, že komplexné číslo c = a + bi, kde „a“ je jeho reálna časť, „b“ je jeho imaginárna časť a „i“ je tzv. imaginárna jednotka, definovaná ako i2 = -1 (pozri obrázok vedľa).
Takže môžeme metaforou „zadefinovať“: celková hmotnosť dverí je súčtom reálnej hmotnosti dverí (popísané vyššie) a tzv. „relatívnej hmotnosti dverí“ (danej ďalšími vplyvmi). V prenesenom význame na grafickom znázornení komplexného čísla je hľadanou hodnotou výslednica „modrý vektor“.
Vieme, že v prípade exaktného výpočtu všetkých faktorov určujúcich dodatočnú (relatívnu) hmotnosť by bolo potrebné riešiť sústavu diferenciálnych rovníc, ale do toho sa samozrejme nepustíme. Použijeme teda zjednodušenie.
Môžeme si pomôcť analógiou z výpočtovej techniky. Na akej báze funguje počítač? Základom je, že všetky matematické operácie je možné previesť na sčítanie. Takže počítač je vo svojej podstate „rýchly sčítač“, pracujúci v binárnom kóde.
Takže sa aj my v rámci aproximácie pokúsime sily pôsobiace na dvere pri otváraní a pri ponechaní v otvorenom stave dverí nahradiť hmotnosťou, ktorá je adekvátnou substitúciou uvedených síl. Získame tým relatívnu hmotnosť, samozrejme v kilogramoch, a šikovne sa zbavíme Newtonov / Newtonmetrov. Máme teda dve hmotnosti – reálnu a relatívnu – tie môžeme jednoducho sčítať, a tým dostaneme tzv. celkovú hmotnosť dverí. Takto postupujeme aj pri ďalších výpočtoch, v ktorých hlavnú úlohu zohráva reálna hmotnosť dverí.
V budúcom vydaní nášho časopisu vysvetlíme, ako vplývajú „nadštandardné“ rozmery dverného krídla a ďalšie faktory na celkovú hmotnosť dverí.
Autor: Ing. Peter Illéš, SFS Group CZ s.r.o., Turnov
Kontakt: peter.illes@sfs.com
Foto: archív autora
Kontakty:
SFS Group CZ s.r.o.
Division Construction
Vesecko 500, CZ-511 01 Turnov
tel.: +420 481 354 452
mobil: +420 721 563 471
e-mail: peter.illes@sfs.com
www.sfs.com
Súvisiace články:
