Kontrola dostępu a okucia. Jak działają okucia w systemach kontroli dostępu?

Drzwi połączone z systemami kontroli dostępu stanowią współczesne rozwiązanie zarządzania bezpieczeństwem pomieszczeń i budynków. Kontrola dostępu pozwala na ograniczenie nieuprawnionym użytkownikom możliwości wejścia do określonych stref, uprawnionym z kolei zapewnia wstęp do obszarów chronionych.

Kontrola dostępu jest możliwa dzięki zastosowaniu odpowiednich urządzeń, pozwalających na sterowanie dostępem, oraz zainstalowaniu drzwi wyposażonych w stosowne okucia. Do najczęściej występujących w systemach kontroli dostępu okuć zaliczyć można zawiasy, zamki, elektrozaczepy i rygle elektromagnetyczne oraz zamykacze i napędy.

Zasady działania systemów kontroli dostępu

Tradycyjna kontrola dostępu do poszczególnych pomieszczeń, określonych stref lub całych obiektów jest realizowana z zastosowaniem drzwi albo bram wyposażonych w różnego typu zamki z kluczami. To dość ograniczona metoda kontroli dostępu, a przy wielu użytkownikach korzystających z danego wejścia i mających dostęp do kluczy – właściwie nieskuteczna. Znaczne utrudnienia występują w przypadku zgubienia klucza, gdyż bezpieczeństwo może zapewnić tylko wymiana zamka lub wkładki bębenkowej oraz wszystkich kluczy. Wskazane uciążliwości tego typu kontroli dostępu eliminuje wprowadzenie systemu kontroli dostępu, którym można określić zespół wzajemnie powiązanych urządzeń elektronicznych oraz mechanicznych, pozwalających użytkownikowi na całkowity dostęp do wyznaczonych stref lub tylko w określonym czasie. Głównym jego celem jest zapewnienie lub zablokowanie dostępu do stref chronionych. W skład każdego systemu kontroli dostępu wchodzą dwa podstawowe rodzaje urządzeń:

• wejściowe urządzenia identyfikujące, które decydują o możliwości wejścia do stref chronionych w obiekcie, są to głównie domofony oraz czytniki kart i skanery,
• zaporowe urządzenia wejściowe pozwalające na przejście – są nimi głównie drzwi oraz bramy albo furtki wyposażone w stosowne okucia (zawiasy, zamki, rygle elektromagnetyczne itp.), a także bramki lub szlabany.

Kontrola dostępu - wejściowe urządzenia identyfikujące

Identyfikowanie użytkowników systemów kontroli dostępu może być realizowane poprzez różnorakie urządzenia wejściowe, które są zależne od wymaganego stopnia zabezpieczenia. Zasadniczo przyjmowany jest poniższy podział:

• standardowy stopień zabezpieczeń – w którym system kontroli dostępu bazuje na szyfratorze numerycznym albo alfanumerycznym, a dostęp do określonej strefy uzyskuje się po wprowadzeniu stosownego kodu;
• średni stopień zabezpieczeń – kontrola dostępu, w której używane są identyfikatory w postaci kart z nadrukowanym kodem kreskowym, kart zbliżeniowych lub czipowych, a dane z nich odczytuje się przez odpowiednie czytniki;
• wysoki stopień zabezpieczeń – uzyskiwany dzięki zastosowaniu czytników biometrycznych w postaci skanerów (np. czytniki linii papilarnych lub siatkówki albo tęczówki oka), które po odczycie identyfikatora przesyłają dane do urządzenia nadrzędnego, porównującego otrzymane informacje z zapisanymi w bazie.

Przykładowe drzwi rozwierane wraz ze schematem urządzeń stosowanych w systemie kontroli dostępu z wykorzystaniem m.in. czytnika linii papilarnych pokazano na poniższym rysunku. Po przyłożeniu palca do czytnika i jego identyfikacji zainstalowany w skrzydle napęd otwiera drzwi automatycznie, a po wejściu do pomieszczenia samoczynnie je zamyka.

Zaporowe urządzenia wejściowe w kontroli dostępu

Jednym z dwóch podstawowych rodzajów urządzeń należących do systemów kontroli dostępu jest zaporowe urządzenie wejściowe, pozwalające na przejście do strefy chronionej. Z zasady są to drzwi, najczęściej rozwierane, w mniejszym zakresie obrotowe, a najrzadziej spotkać można przesuwne.Drzwiami rozwieranymi określany jest budowlany wyrób otworowy przeznaczony do ruchu pieszego, składający się głównie z ościeżnicy i skrzydła osadzonego z jednego boku na zawiasach. W tego typu drzwiach stosowane są niemal wszystkie sposoby identyfikowania użytkowników systemów kontroli dostępu, począwszy od najpopularniejszych, o standardowym stopniu zabezpieczenia, z użyciem domofonów analogowych, a kończąc na wysokim, gwarantowanym poprzez czytniki siatkówki oka.

Jak już wspomniano, w celu zabezpieczania pomieszczeń przed nieautoryzowanym wejściem stosuje się również drzwi obrotowe. Ich konstrukcja charakteryzuje się tym, że skrzydła są osadzone na jednej osi pionowej, będącej jednocześnie osią obrotu skrzydeł. Na poniższej fotografii przedstawiono przykładowe drzwi obrotowe z kontrolą dostępu Geryon. Zostały one wyposażone w czujniki monitorujące i analizujące ich obszar wewnętrzny. Mogą być aktywowane przy użyciu czytnika kart, przycisków oraz paneli sterowania, a także za pomocą biometrycznego systemu identyfikacyjnego.Dodać należy, że wszystkie drzwi wykorzystywane w systemach kontroli dostępu powinny być odporne na różne niepożądane działania, w tym próby sforsowania, oraz przystosowane do natężenia ruchu osobowego występującego na kontrolowanym przejściu. Ponadto powinny spełniać wymagania związane z ewakuacją ludzi w przypadku zagrożenia (np. pożarem), a także umożliwiać otwarcie awaryjne. Zaporowe urządzenie wejściowe kontroli dostępu musi bezwarunkowo otworzyć się w przypadku pożaru, pozwalając na szybką i bezpieczną ewakuację.

Zaporowe urządzenia wejściowe stosowane w systemach kontroli dostępu, występujące zazwyczaj w postaci drzwi, będą działały skutecznie tylko w przypadku wyposażenia ich w odpowiednie okucia. Najczęściej używane są elektrozaczepy i rygle elektromagnetyczne, różnego rodzaju zamki, zawiasy, zamykacze, uchwyty oraz napędy

Elektrozaczepy w kontroli dostępu

Jednymi z najbardziej rozpowszechnionych okuć stosowanych w systemach kontroli dostępu są elektrozaczepy. To urządzenia elektromagnetyczne, w obudowie symetrycznej lub niesymetrycznej, służące do zdalnego, przewodowego odryglowywania drzwi lub furtek. Występują dwa podstawowe rodzaje elektrozaczepów:

• normalnie zamknięte, zwane także standardowymi (NC) – otwarcie wejścia do zabezpieczanego obiektu wymaga doprowadzenia napięcia w celu zadziałania urządzenia i zwolnienia zaczepu, natomiast wyjście następuje po użyciu klamki umieszczonej w drzwiach od strony chronionej,
• normalnie otwarte, zwane także rewersyjnymi (NO) – zapewniają zamknięcie tylko wtedy, gdy doprowadzone jest do nich napięcie zasilające, a z chwilą jego wyłączenia lub zniszczenia przewodów zasilających (np. w wyniku przepalenia) odblokowują wejście do strefy chronionej.

Elektrozaczepy normalnie zamknięte stosuje się powszechnie w systemach domofonowych, w których nie występuje potrzeba kontroli wyjść. Dostępne są także elektrozaczepy z pamięcią – „pamiętają” one sygnał zwalniający do czasu otwarcia drzwi, a następnie go kasują, gdy zaczep wraca do pozycji zamkniętej. Występują również wersje z wyłącznikiem, w których po przesunięciu blokady zaczep jest otwarty bez zasilania, nie ma więc konieczności otwierania drzwi przyciskiem z domofonu. Z kolei elektrozaczepy normalnie otwarte są najczęściej wykorzystywane do blokowania przejść pełniących także funkcję ewakuacyjną. Jednak w przypadku spodziewanych zaników napięcia zasilającego (powodujących otwarcie drzwi) zapewnienie ciągłości pracy wymaga zastosowania zasilania awaryjnego. Elektrozaczepy rewersyjne mogą być wyposażone w czujnik sygnalizujący otwarcie lub zamknięcie drzwi.

Rygle elektromagnetyczne trzpieniowe w kontroli dostępu

W drzwiach stosowanych w systemach kontroli dostępu w coraz szerszym zakresie instaluje się rygle elektromagnetyczne trzpieniowe. Ich działanie polega na tym, że wbudowany elektromagnes pod wpływem przyłożonego napięcia wypycha lub wciąga (w zależności od rodzaju urządzenia) ruchomy trzpień, który – wchodząc w otwór w skrzydle drzwi – zabezpiecza je przed nieuprawnionym otwarciem. Rygle elektromagnetyczne, analogicznie jak elektrozaczepy, występują w dwóch rodzajach:

• normalnie zamknięte (standardowe) – otwarcie wymaga doprowadzenia napięcia,
• normalnie otwarte (rewersyjne) – zamknięcie drzwi wymaga podania napięcia.

Najczęściej zastosowanie znajdują rygle rewersyjne, odblokowujące drzwi (przeważnie przeciwpożarowe lub ewakuacyjne) po zaniku napięcia zasilającego. Zazwyczaj są wyposażone w funkcje automatycznego zamykania z regulacją czasu opóźnienia oraz sygnalizację zamknięcia i otwarcia. Mogą również mieć blokadę eliminującą zadziałanie przy niewłaściwym położeniu skrzydła drzwi, a także zasilanie awaryjne, gwarantujące pracę ciągłą. Większość rozwiązań konstrukcyjnych pozwala na pracę zarówno w pozycji pionowej, jak i poziomej. 

Zamki elektromechaniczne w kontroli dostępu

W systemach kontroli dostępu funkcjonują także zamki elektromechaniczne, w tym wpuszczane w skrzydło drzwi. Okucia te są wyposażone w wewnętrzny silniczek prądu stałego, który po otrzymaniu stosownego impulsu odblokowuje przekładnię mechaniczną, umożliwiając tym samym otwarcie drzwi. Zamek zasilany jest najczęściej prądem o napięciu 6 V DC z baterii lub zasilacza, a czas trwania impulsu zwalniającego wynosi ok. 0,5 sek. Wyrób instaluje się łącznie z odpowiednią klamką i tarczką drzwiową z czytnikiem lub klawiaturą numeryczną. 

Ciekawym, choć wymagającym zwiększonych nakładów finansowych, użyciem zamka elektromechanicznego jest zastosowanie w nim specjalnej wkładki bębenkowej, wyposażonej w cyfrową klawiaturę lub czytnik kart zbliżeniowych, a nawet czytnik linii papilarnych. W związku z tym może być ona wykorzystywana również w systemach kontroli dostępu o wysokim stopniu zabezpieczenia.

Okucie montuje się w zamku w miejsce standardowej wkładki bębenkowej w większości typowych drzwi zewnętrznych i wewnętrznych, bez konieczności jakiejkolwiek przeróbki. Podkreślić należy, że cechuje się ono wówczas jej własnościami, takimi jak zabezpieczenie przed wyciągnięciem lub rozwierceniem. Tego typu wkładka jest przeważnie zasilana przy pomocy baterii (np. 3 x 1,5 V/AAA), przez co nie wymaga wiercenia i konieczności prowadzenia przewodów. Ponadto ma sygnalizację słabych baterii oraz diodę LED informującą o działaniu.

Do rodziny zamków elektromechanicznych stosowanych w systemach kontroli dostępu zaliczyć należy również zamki wielopunktowe, zwane także listwowymi. Ich cechą charakterystyczną jest sposób działania – przekręcenie klucza powoduje zaryglowanie skrzydła w kilku punktach na wysokości drzwi. Zamki elektromechaniczne są uruchomiane przy pomocy wbudowanego silnika o napięciu od 12 do 24 V DC, natomiast rygle wysuwają się po zadziałaniu sprężyn. Ponadto każdy tego typu zamek jest wyposażony w co najmniej dwa haki. 

Tarcze z klamką i klawiaturą cyfrową lub czytnikiem kart w kontroli dostępu

Jednym z rozwiązań stosowanych w systemach kontroli dostępu z użyciem drzwi z zamkiem wpuszczanym jest ich wyposażenie w tarczę (zwaną także szyldem) z klamką i klawiaturą cyfrową lub czytnikiem kart zbliżeniowych. Na korpusie tarczy znajduje się czytnik kart zbliżeniowych lub klawiatura numeryczna, które umożliwiają zakodowanie zazwyczaj do 100 kart albo do 100 cyfrowych kodów PIN. Po zbliżeniu karty do czytnika lub wpisaniu kodu do szyfratora następuje podanie impulsu z modułu kontroli dostępu, po czym serwomotor odblokowuje przekładnię mechaniczną, co pozwala na otwarcie drzwi poprzez naciśnięcie klamki. Po zamknięciu drzwi zapadka natychmiastowo zadziała, uniemożliwiając ich otwarcie od zewnątrz bez zbliżenia karty lub wprowadzenia kodu. Prezentowane tarcze są zasilane bateriami alkalicznymi (przeważnie czterema 1,5 V typu AA), a w przypadku ich rozładowania albo awarii istnieje możliwość otwarcia zamka przy pomocy zwykłego klucza. Występują także rozwiązania z wykorzystaniem zasilaczy. 

Uchwyty z czytnikiem linii papilarnych lub kart albo klawiaturą cyfrową w kontroli dostepu

W najnowszych rozwiązaniach konstrukcyjnych drzwi wejściowych instalowanych w systemach kontroli dostępu stosowane są uchwyty z wbudowanym czytnikiem linii papilarnych lub kart zbliżeniowych, a także klawiaturą cyfrową. Uchwyty to zazwyczaj elementy ze stali nierdzewnej lub stopów aluminium, wyróżniające się nowoczesnym designem.

Czytniki i klawiatura umożliwiają otwarcie drzwi bez potrzeby używania klucza. W celu uzyskania najwyższego stopnia zabezpieczenia w formie biometrycznej kontroli dostępu wystarczy zaprogramować odcisk palca (najczęściej do 150 palców), a następnie przeciągnąć go przez czytnik linii papilarnych. Zamontowane w uchwytach czytniki są kompatybilne z większością zamków elektromechanicznych i wykluczają możliwość nieautoryzowanego otwarcia drzwi.

Zawiasy w kontroli dostępu

Zawiasy są przeznaczone do połączenia skrzydeł drzwi z ościeżnicami, a ich podstawowym zadaniem jest zapewnienie bezpiecznego oraz sprawnego działania skrzydeł zawieszonych na ościeżnicy.

Nowoczesną odmianą tych okuć są zawiasy kryte, usytuowane w luzie wrębowym drzwi (pomiędzy ramami skrzydła i ościeżnicy), które po zamknięciu skrzydła stają się niewidoczne.

W skład asortymentu zawiasów krytych wchodzą także wyroby stosowane w drzwiach instalowanych w systemach kontroli dostępu. Cechą charakterystyczną tych okuć jest możliwość stałego i bezpiecznego przewodzenia wiązki prądu z ościeżnicy na skrzydło drzwiowe, bez naruszenia przy tym ich geometrii. Jednocześnie zapewniają one kompatybilność z typowymi zamkami elektromechanicznymi, zachowując wszelkie techniczne i optyczne ich cechy. Zawiasy są z zasady wyposażone w wytrzymałe zintegrowane kable taśmowe ze specjalnymi płaskimi wtyczkami. Podkreślić należy, że zastosowanie tego typu zawiasów nie zaburza w żadnym aspekcie aranżacji wnętrz, łącząc nowoczesny design, funkcjonalność i technikę.

Zamykacze w kontroli dostępu

Prawidłowe działanie systemu kontroli dostępu wymaga zamykania drzwi przez osoby przechodzące przez kontrolowane przejście. Zdarzają się jednak przypadki ich niezamykania, co wymusza konieczność zastosowania odpowiedniego urządzenia samozamykającego, jakim jest zamykacz, zwany popularnie samozamykaczem. Okuciem tym określamy każdy ręcznie uruchamiany mechanizm, w przypadku którego energię niezbędną do zamknięcia wytwarza użytkownik przy otwieraniu drzwi tak, że kiedy drzwi zostają zwolnione, powracają w sposób kontrolowany do położenia zamknięcia. Większość zamykaczy jest wyposażona w specjalny system krzywkowy, który zapewnia szybkie zmniejszenie oporu drzwi podczas ich otwierania. Przykładowy zamykacz szynowy typu DC 700 przedstawiono na poniższej fotografii.

Występują także zamykacze specjalnie przewidziane do instalowania w drzwiach stosowanych w kontroli dostępu, charakteryzujące się konstrukcją z wbudowanym elektrozaczepem wraz z zaczepem mechanicznym. W przypadku włączonego napięcia drzwi są zamknięte i przejście jest niedostępne. Po wyłączeniu napięcia drzwi można otworzyć i przejść do strefy kontrolowanej.

Napędy drzwi w kontroli dostępu

Napędy drzwi tradycyjnie są także zaliczane do okuć budowlanych. Potwierdzeniem tego faktu jest nazwa projektu opracowanej w 1998 r. normy EN 12650-1 „Okucia budowlane. Drzwi z napędem dla ruchu pieszego. Część 1: Wymagania i metody badań” oraz EN 12650-2 „Okucia budowlane. Drzwi z napędem dla ruchu pieszego. Część 2: Bezpieczeństwo drzwi”. Normy jednak nie ustanowiono, lecz została zastąpiona innym dokumentem normalizacyjnym, przedstawionym w dalszej części publikacji.

W drzwiach rozwieranych są stosowane napędy elektrohydrauliczne albo elektromechaniczne, które mogą działać w pozycji pchającej – ze zwykłym ramieniem, lub w pozycji ciągnącej – z szyną ślizgową. Typowy napęd składa się głównie z silnika z przekładnią wielostopniową, regulatora siły zamykania, układów sterowania, podłączenia zasilania oraz sygnalizacji informacyjnej. Ponadto jest wyposażony w akumulator, zapewniający działanie przy zaniku zasilania z sieci.

W skład napędów drzwi obrotowych wchodzi zazwyczaj silnik elektryczny zintegrowany z przekładnią zębatą oraz pasy klinowe. Z napędem współdziałają urządzenia zabezpieczające, stanowiące zestaw czujników kontrolujących strefę wejścia oraz osadzonych na krawędzi ścianek bocznych i skrzydła. Napędy drzwi obrotowych są sterowane stosownymi urządzeniami składającymi się z czujnika aktywującego oraz programatora, mającymi możliwość ustawienia prędkości obrotowej, momentu obrotowego granicznego przy spotkaniu z przeszkodą itp

Literatura

1. Ustalenia Aprobacyjne GW III.21/2016, dotyczące wymagań i badań napędów do drzwi, opracowane przez Instytut Techniki Budowlanej w Warszawie.

2. Materiały informacyjne firm: G-U Polska, Dormakaba Polska, BIRA, GEZE Polska, Eura-Tech, ORNO-Polska, ASSA ABLOY Poland, LOB, Simonswerk, AVAL.

inż. Zbigniew Czajka