Dobór sensorów do drzwi automatycznych nie powinien zaczynać się od wyboru konkretnej technologii. Radar, aktywna podczerwień czy skaner laserowy są jedynie narzędziami. Najpierw trzeba określić rodzaj drzwi, sposób ich użytkowania, występujące strefy niebezpieczne oraz reakcję, jaką powinien wywołać sygnał z sensora.

Aktualnym wydaniem normy jest PN-EN 16005+A1:2024-06 „Drzwi z napędem — Bezpieczeństwo użytkowania — Wymagania i metody badań”. Norma nie wskazuje, że w określonym miejscu należy zastosować radar, kurtynę podczerwieni albo LiDAR. Określa natomiast zagrożenia, które trzeba ograniczyć, wymagane funkcje ochronne oraz sposób sprawdzenia ich skuteczności.

Sensory są ważną częścią systemu bezpieczeństwa, ale nie decydują o zgodności drzwi samodzielnie. Znaczenie mają również konstrukcja zespołu drzwiowego, parametry ruchu skrzydeł, zachowane odległości bezpieczeństwa, ograniczenie sił oraz sposób działania sterowania.

Aktywacja i bezpieczeństwo to dwie różne funkcje

W automatyce drzwiowej sensory mogą realizować dwie podstawowe funkcje.

Pierwszą jest aktywacja, czyli wykrycie użytkownika zbliżającego się do drzwi i wysłanie sygnału otwarcia.

Drugą jest ochrona strefy niebezpiecznej. Sensor bezpieczeństwa ma wykryć osobę lub przeszkodę w miejscu, w którym poruszające się skrzydło mogłoby spowodować uderzenie, przytrzaśnięcie albo zgniecenie.

Funkcje te mogą być realizowane przez osobne urządzenia albo przez jeden sensor kombinowany. Sam fakt, że czujnik znajduje się w jednej obudowie, nie oznacza jednak, że wszystkie jego funkcje mają charakter bezpieczeństwa. Należy sprawdzić dokumentację producenta, zakres deklarowanego zastosowania oraz sposób monitorowania urządzenia przez sterownik.

Przy doborze sensora trzeba ustalić:

  • czy ma wykrywać ruch, obecność, czy oba te zjawiska;
  • jaki obszar powinien obejmować;
  • jakie obiekty musi wykrywać;
  • w jakiej fazie ruchu drzwi ma działać;
  • jak układ sterowania powinien zareagować na detekcję;
  • co stanie się w przypadku awarii, zabrudzenia lub przerwania połączenia z sensorem.

Sensory aktywacyjne

Sensory aktywacyjne odpowiadają przede wszystkim za komfort i płynność ruchu. Powinny wykryć użytkownika odpowiednio wcześnie, aby drzwi zdążyły się otworzyć bez konieczności zwalniania lub zatrzymywania się przed wejściem.

Najczęściej wykorzystuje się w tym celu radary mikrofalowe. Typowy radar dopplerowski wykrywa poruszające się obiekty. Może również analizować kierunek ruchu, dzięki czemu nie aktywuje drzwi, gdy osoba jedynie przechodzi wzdłuż elewacji.

Prawidłowe ustawienie kierunku detekcji ogranicza liczbę niepotrzebnych otwarć. Ma to znaczenie szczególnie w obiektach klimatyzowanych i ogrzewanych, gdzie każde zbędne otwarcie zwiększa straty energii.

Klasyczny radar aktywacyjny zwykle nie wykrywa osoby, która zatrzymała się w jego polu. Z tego powodu nie powinien być automatycznie traktowany jako zabezpieczenie przed zamknięciem drzwi na nieruchomym użytkowniku.

Nie dotyczy to wszystkich technologii radarowych. Nowocześniejsze urządzenia mogą mierzyć odległość, analizować położenie obiektu i realizować także funkcję detekcji obecności. Każdorazowo należy więc sprawdzić parametry konkretnego sensora, zamiast oceniać go wyłącznie na podstawie nazwy technologii.

Sensory bezpieczeństwa

Sensory bezpieczeństwa chronią obszary, w których użytkownik może znaleźć się podczas otwierania lub zamykania drzwi.

W drzwiach przesuwnych szczególnie istotna jest ochrona światła przejścia oraz głównych krawędzi zamykających. W zależności od konstrukcji może być również konieczne zabezpieczenie miejsc, w których przesuwające się skrzydło zbliża się do ściany, osłony albo stałego elementu budynku.

W drzwiach rozwieranych trzeba uwzględnić zarówno strefę otwierania, jak i zamykania. Sensor zamontowany po jednej stronie skrzydła nie zawsze chroni zagrożenia występujące po stronie przeciwnej.

Po wykryciu osoby lub przeszkody układ sterowania powinien wywołać reakcję odpowiednią dla rodzaju drzwi i fazy ich ruchu. Może to oznaczać:

  • niedopuszczenie do rozpoczęcia ruchu;
  • utrzymanie drzwi w pozycji otwartej;
  • zatrzymanie skrzydła;
  • zmianę kierunku ruchu;
  • ograniczenie ruchu w chronionej strefie.

Nie można przyjąć jednej reakcji dla wszystkich konstrukcji. Inaczej działa zabezpieczenie drzwi przesuwnych podczas zamykania, a inaczej ochrona strefy otwierania automatycznych drzwi rozwieranych.

Aktywna podczerwień

Aktywne sensory podczerwieni są powszechnie stosowane do detekcji obecności w świetle przejścia i w pobliżu poruszających się skrzydeł.

Urządzenie emituje promieniowanie podczerwone i analizuje sygnał odbity od podłoża oraz obiektów znajdujących się w polu detekcji. Nie zawsze działa więc jak klasyczna bariera, w której obiekt fizycznie przerywa wiązkę pomiędzy nadajnikiem i odbiornikiem.

Prawidłowo ustawiony sensor może wykrywać zarówno osoby poruszające się, jak i pozostające nieruchomo. Jest to szczególnie ważne w przypadku użytkowników, którzy poruszają się wolniej, zatrzymują w świetle przejścia albo korzystają z wózka.

Skuteczność sensora zależy między innymi od:

  • wysokości i kąta montażu;
  • geometrii ustawionego pola;
  • rodzaju i koloru podłoża;
  • właściwości wykrywanych obiektów;
  • warunków oświetleniowych i środowiskowych;
  • czułości urządzenia;
  • stabilności konstrukcji, na której został zamontowany.

Duża liczba wiązek lub punktów pomiarowych nie stanowi sama w sobie potwierdzenia zgodności z normą. Ochronę należy sprawdzić na gotowych drzwiach, przy użyciu właściwych obiektów testowych i zgodnie z procedurą przewidzianą dla danego rodzaju zespołu drzwiowego.

Skanery laserowe i LiDAR

Skanery laserowe umożliwiają tworzenie precyzyjnie wyznaczonych pól ochronnych. Do tej grupy należą również urządzenia określane jako LiDAR, wykorzystujące światło laserowe do pomiaru odległości i położenia obiektów.

Technologia ta może być przydatna tam, gdzie pole detekcji ma nieregularny kształt albo gdzie trzeba dokładnie oddzielić strefę ruchu drzwi od sąsiedniego ciągu komunikacyjnego.

Skanery laserowe mogą pozwalać na:

  • tworzenie kilku niezależnych pól detekcji;
  • dokładne dopasowanie strefy do geometrii wejścia;
  • wykrywanie obiektów pozostających w bezruchu;
  • ograniczenie aktywacji powodowanych przez osoby przechodzące obok;
  • ochronę rozległych lub nietypowych stref ruchu.

Nie oznacza to jednak, że sensor laserowy będzie zawsze skuteczniejszy od podczerwieni lub radaru. Jego działanie również zależy od rozdzielczości, wysokości montażu, właściwości powierzchni, warunków otoczenia oraz prawidłowej konfiguracji.

Technologię należy dobierać do konkretnej funkcji, a nie na podstawie przekonania, że rozwiązanie nowsze lub bardziej rozbudowane automatycznie zapewnia wyższy poziom bezpieczeństwa.

Dobór sensora do rodzaju drzwi

Innych środków ochronnych wymagają drzwi przesuwne, a innych rozwierane, składane lub obrotowe.

W przypadku drzwi przesuwnych trzeba przeanalizować przede wszystkim:

  • światło przejścia;
  • obszar przed drzwiami;
  • główne krawędzie zamykające;
  • przestrzeń, w którą przesuwają się skrzydła;
  • miejsca zbliżania się skrzydła do ścian i elementów stałych.

W drzwiach rozwieranych istotne są:

  • powierzchnia zakreślana przez skrzydło podczas otwierania;
  • obszar po stronie zamykania;
  • główna i boczna krawędź zamykająca;
  • strefa w pobliżu zawiasów;
  • możliwość podejścia do drzwi z boku;
  • położenie klamek, poręczy i elementów architektonicznych.

W drzwiach obrotowych i składanych należy uwzględnić dodatkowe punkty ścinania, zgniatania i wciągania wynikające z ruchu wielu elementów względem siebie.

Nie ma więc uniwersalnego zestawu sensorów, który można bez analizy zastosować w każdym wejściu.

Użytkownicy i warunki obiektu

Pole detekcji powinno być dostosowane nie tylko do geometrii drzwi, ale także do sposobu ich użytkowania.

Inne ustawienia będą właściwe dla wejścia do biurowca, inne dla szpitala, a jeszcze inne dla obiektu handlowego, w którym użytkownicy poruszają się z wózkami zakupowymi.

Podczas projektowania należy uwzględnić możliwość korzystania z drzwi przez:

  • dzieci;
  • osoby starsze;
  • osoby z ograniczoną mobilnością;
  • użytkowników poruszających się na wózkach;
  • osoby z bagażem lub wózkami dziecięcymi;
  • osoby przemieszczające się wolno albo zatrzymujące się w przejściu.

Znaczenie ma także kierunek i natężenie ruchu, możliwość ruchu dwukierunkowego, obecność kolejek, bliskość wind, schodów, lad, reklam lub innych elementów wpływających na zachowanie użytkowników.

Konfiguracja pola detekcji

Nawet prawidłowo dobrany sensor nie zapewni bezpieczeństwa, jeżeli jego pole zostanie ustawione nieprawidłowo.

Podczas konfiguracji trzeba uwzględnić:

  • szerokość i wysokość przejścia;
  • prędkość oraz kierunek ruchu skrzydeł;
  • wysokość montażu;
  • geometrię i zasięg pola detekcji;
  • położenie głównych i bocznych krawędzi zamykających;
  • obecność ścian, słupów, wnęk i elementów wystroju;
  • rodzaj podłoża;
  • ruch osób w pobliżu drzwi;
  • możliwość występowania odbić lub zakłóceń;
  • reakcję drzwi na sygnał z każdego pola.

Pole aktywacji nie powinno być niepotrzebnie szerokie, ponieważ może powodować zbędne otwarcia. Pole bezpieczeństwa nie może natomiast pozostawiać niezabezpieczonych miejsc, w których użytkownik może znaleźć się w zasięgu poruszającego się skrzydła.

Ustawienia zapisane fabrycznie rzadko powinny być pozostawiane bez sprawdzenia. Każda instalacja wymaga dostosowania do rzeczywistej geometrii wejścia.

Monitorowanie urządzeń bezpieczeństwa

W systemach bezpieczeństwa ważne jest nie tylko wykrywanie użytkownika, ale również kontrolowanie sprawności samego sensora.

Sterownik powinien otrzymywać informację o nieprawidłowym działaniu urządzenia, jeżeli taka funkcja jest wymagana dla zastosowanego rozwiązania. Może dotyczyć to między innymi utraty komunikacji, uszkodzenia przewodu, błędu wewnętrznego albo niesprawności układu detekcji.

Po wykryciu uszkodzenia drzwi powinny przejść do stanu lub trybu przewidzianego w projekcie bezpieczeństwa. Nie zawsze będzie to natychmiastowe unieruchomienie. Reakcja zależy od typu drzwi, ich przeznaczenia oraz funkcji, którą realizuje uszkodzone urządzenie.

Deklaracja producenta sensora powinna jasno wskazywać, czy urządzenie nadaje się do zastosowania jako środek ochronny i w jaki sposób powinno być testowane przez układ sterowania.

Najczęstsze błędy

Problemy z bezpieczeństwem często wynikają nie z jakości urządzeń, lecz z ich niewłaściwego zastosowania.

Do typowych błędów należą:

  • wykorzystanie wyłącznie radaru aktywacyjnego do ochrony światła przejścia;
  • zastosowanie sensora bez sprawdzenia jego deklarowanej funkcji bezpieczeństwa;
  • zbyt małe pole ochronne;
  • pominięcie części strefy otwierania lub zamykania;
  • niewłaściwa wysokość albo kąt montażu;
  • brak ochrony bocznych krawędzi i stref przy zawiasach;
  • zasłonięcie pola detekcji reklamą, osłoną lub elementem wystroju;
  • brak ponownej konfiguracji po przebudowie wejścia;
  • nieuwzględnienie ruchu wózków, dzieci lub osób poruszających się wolno;
  • wyłączenie części pola z powodu fałszywych aktywacji bez ponownej oceny ryzyka;
  • brak kontroli funkcji monitorowania;
  • sprawdzenie drzwi wyłącznie „na oko”, bez użycia właściwych obiektów i metod testowych.

Częstym błędem jest także zwiększanie prędkości drzwi po zakończeniu odbioru. Taka zmiana może wpłynąć na wymagany zasięg detekcji, siły działające na użytkownika oraz czas dostępny na reakcję układu.

Sprawdzenie po montażu

Montaż i uruchomienie sensora nie kończą procesu. Skuteczność zabezpieczeń trzeba potwierdzić na kompletnym zespole drzwiowym.

Należy sprawdzić między innymi:

  • moment aktywacji drzwi;
  • wykrywanie użytkownika w całym wymaganym obszarze;
  • obecność ewentualnych martwych stref;
  • działanie sensorów przy różnych kierunkach podejścia;
  • reakcję drzwi podczas otwierania i zamykania;
  • wykrywanie osób pozostających nieruchomo;
  • zachowanie systemu po zasłonięciu lub uszkodzeniu sensora;
  • działanie funkcji monitorowania;
  • współpracę wszystkich pól detekcji ze sterownikiem.

Ocena bezpieczeństwa nie może ograniczać się do sensorów. Trzeba również zweryfikować prędkości i czasy ruchu, siły dynamiczne, odległości bezpieczeństwa, działanie trybu niskoenergetycznego oraz reakcję drzwi na zanik zasilania.

Jeżeli drzwi znajdują się na drodze ewakuacyjnej, mają funkcję przeciwpożarową albo współpracują z kontrolą dostępu, należy dodatkowo sprawdzić wymagania właściwe dla tych zastosowań.

Wyniki kontroli powinny zostać udokumentowane. Dokumentacja pozwala potwierdzić, jakie ustawienia sprawdzono, jakie testy wykonano i na jakiej podstawie drzwi zostały przekazane do użytkowania.

Kontrola podczas eksploatacji

Pole detekcji może z czasem ulec zmianie. Przyczyną może być przestawienie sensora, uderzenie w jego obudowę, zabrudzenie, przebudowa wejścia albo pojawienie się nowych elementów wyposażenia.

Dlatego podczas przeglądów należy kontrolować nie tylko mechanikę i napęd, ale także:

  • stabilność mocowania sensorów;
  • czystość powierzchni optycznych;
  • geometrię pól detekcji;
  • skuteczność wykrywania;
  • reakcję drzwi na sygnały bezpieczeństwa;
  • działanie monitorowania;
  • zgodność aktualnych ustawień z dokumentacją.

Sensor, który nadal wysyła sygnał do sterownika, nie musi działać prawidłowo w całym wymaganym obszarze. Sprawdzenie powinno więc obejmować rzeczywiste pole ochronne, a nie jedynie obserwację kontrolki urządzenia.

Dobór sensorów zgodnie z PN-EN 16005 polega przede wszystkim na właściwym określeniu funkcji bezpieczeństwa. Dopiero później można wybrać technologię, która tę funkcję zrealizuje.

Radar może odpowiadać za aktywację, aktywna podczerwień za detekcję obecności, a skaner laserowy za ochronę nieregularnej strefy. Równie dobrze kilka funkcji może wykonywać jedno urządzenie kombinowane. O przydatności rozwiązania decydują jego parametry, sposób integracji ze sterownikiem oraz wyniki testów wykonanych na gotowych drzwiach.

Bezpieczeństwo nie wynika z liczby zamontowanych sensorów ani z zastosowania najnowszej technologii. Zapewnia je dopiero prawidłowo zaprojektowany, skonfigurowany i sprawdzony system ochronny, odpowiadający rzeczywistym warunkom pracy drzwi.