Введение
Набор дверей, вращающихся вокруг вертикальной оси.
Оборотная дверь обычно состоит из трех или четырех дверей, подвешенных на центральном валу и вращающихся вокруг вертикальной оси внутри цилиндрического корпуса. Чтобы воспользоваться такой дверью, человек входит в корпус между двумя дверями и затем непрерывно движется к нужному выходу, поддерживая темп вращения дверей. Оборотные двери были разработаны для снижения сильного давления, создаваемого потоком воздуха в высотных зданиях (так называемый эффект стека), при этом обеспечивая проход большого количества людей. Они также энергоэффективны, поскольку работают как воздушный шлюз, предотвращая сквозняки и уменьшая потери тепла или холода в здании по сравнению с обычной дверью.
Строительство
Вокруг центрального вала вращающейся двери обычно располагаются три или четыре панели, называемые "крыльями" или "створками". Вращающиеся двери большого диаметра могут пропускать коляски и багажные тележки на колесах. Некоторые "витринные вращающиеся двери" включают небольшую стеклянную нишу, позволяющую демонстрировать небольшие объекты, такие как скульптуры, манекены или растения, проходящим мимо пешеходам. Такие ниши могут быть установлены на центральной оси или прикреплены к крыльям вращающейся двери. Крылья вращающихся дверей обычно изготавливаются из стекла, чтобы люди могли видеть друг друга и предвидеть действия при прохождении через дверь. Ручные вращающиеся двери вращаются с помощью толкателей, приводя в движение все крылья. Вращающиеся двери обычно оснащены "регулятором скорости" (губернатором) для предотвращения слишком быстрого вращения. Автоматические вращающиеся двери приводятся в действие сверху/снизу центрального вала или по периметру. Автоматические вращающиеся двери оснащены датчиками безопасности, однако зафиксирован как минимум один смертельный случай. При проектировании небоскребов необходимо предусматривать средства для предотвращения сквозняков, такие как вращающиеся двери, чтобы избежать эффекта трубы: всасывания воздуха на большой скорости в основании и выброса его через вентиляционные отверстия в крыше при отоплении здания, или всасывания воздуха через вентиляционные отверстия и выброса его через двери при охлаждении – оба эффекта обусловлены конвекцией. Современные вращающиеся двери позволяют отсоединять отдельные створки от центрального вала, обеспечивая свободное движение в обоих направлениях. Эта функция, называемая "аварийным выходом" или "разблокировкой", обычно используется только в чрезвычайных ситуациях или для прохода крупногабаритных предметов. Наиболее эффективным способом реализации является конструкция "книжного раскрытия", позволяющая разом отсоединить все 3 или 4 крыла. Обычно вращающаяся дверь всегда закрыта, чтобы предотвратить попадание ветра и сквозняков в здание и эффективно снизить нагрузку на системы отопления и кондиционирования. В странах с правосторонним движением вращающиеся двери обычно вращаются против часовой стрелки (если смотреть сверху), позволяя людям входить и выходить только с правой стороны двери. В странах с левосторонним движением, таких как Австралия и Новая Зеландия, вращающиеся двери вращаются по часовой стрелке, однако в Великобритании направление вращения может быть смешанным. Направление вращения часто обеспечивается механизмом регулятора двери или ориентацией щеточного уплотнителя (накладки).
Безопасность
В качестве устройств безопасности вращающиеся двери могут также использоваться для ограничения входа одновременно только одному человеку, если зазор между створками достаточно мал. Это в отличие от обычной двери, которая позволяет второму человеку легко пройти следом за авторизованным лицом. Для обеспечения повышенной безопасности может потребоваться специальный тип пуленепробиваемого стекла. Иногда вращающаяся дверь проектируется для одностороннего движения. Примером может служить их широкое использование в аэропортах для предотвращения обхода контрольно-пропускных пунктов, когда человек пытается войти через выход. Такие двери оснащены тормозом, который активируется датчиком при попытке входа с неправильной стороны. Дверь также начинает вращаться в обратную сторону, чтобы позволить нарушителю выйти, одновременно уведомляя службу безопасности о произошедшем. Двери с выходом через турникет часто используются в метро и других системах скоростного транспорта для предотвращения безбилетного проезда. Аналогично, они применяются на крупных спортивных стадионах, в парках развлечений и других подобных местах, чтобы обеспечить свободный выход пешеходов, но предотвратить несанкционированный вход. Эти двери обычно механические, с панелями, состоящими из горизонтальных перекладин, проходящих сквозь "стену" из переплетенных (чередующихся) перекладин, что позволяет створкам вращаться, но блокирует попытки незаконного проникновения через выход.
Экстренное использование
28 ноября 1942 года в Бостоне, штат Массачусетс, произошел пожар в популярном ночном клубе "Коконат Гров", в результате которого погибли 492 человека. Одной из основных причин такого большого числа жертв стала единственная вращающаяся дверь у входа. Когда обезумевшая толпа посетителей попыталась использовать ее для эвакуации, дверь быстро заклинило, зажав множество людей между дверью и давившей на нее толпой. В итоге многие погибли от отравления дымом, не сумев выбраться из горящего клуба. В 1943 году в штате Массачусетс был принят закон, требующий устанавливать рядом с вращающейся дверью распашную дверь, открывающуюся наружу, или делать саму вращающуюся дверь откидной (чтобы она превращалась в двойную перегородку, складывающуюся на 180 градусов), обеспечивая возможность прохода с обеих сторон. Американские вращающиеся двери теперь изготавливаются откидными. В некоторых юрисдикциях требуется, чтобы рядом с вращающейся дверью находилась как минимум одна распашная дверь, либо в соответствии с общепринятой практикой, либо по закону. Например, в Строительном кодексе провинции Онтарио 3.4.6.14 указано, что вращающиеся двери должны "(a) быть откидными или (b) иметь рядом с ними распашные двери, обеспечивающие эквивалентную пропускную способность для эвакуации".
История
22 декабря 1881 года Х. Бокхаккер из Берлина получил немецкий патент DE18349 на "Tür ohne Luftzug" или "Дверь без сквозняка", в которой использовался вращающийся цилиндр с дверью, которую пользователь поворачивал в направлении выхода после входа. Теофилусу Ван Каннелю из Филадельфии был выдан патент США 387 571 7 августа 1888 года на "Конструкцию штормовой двери". Патентные чертежи демонстрируют вращающуюся дверь с тремя секциями. В патенте описывается, что она имеет "три радиально расположенных и равноудаленных крыла, оснащенных уплотнителями или эквивалентными средствами для обеспечения плотного прилегания". Дверь "обладает многочисленными преимуществами по сравнению с распашной дверью – она абсолютно бесшумна и эффективно предотвращает проникновение ветра, снега, дождя или пыли". "Более того, дверь не может быть открыта ветром, исключена возможность столкновения, и при этом люди могут одновременно входить и выходить". В патенте также указано "исключение уличного шума" как еще одно преимущество вращающейся двери. Далее описывается, как секцию можно сделать откидной, чтобы через вращающуюся дверь можно было пронести длинные предметы. Сам патент не использует термин "вращающаяся дверь". Существует городская легенда, появившаяся примерно в 2008 году, утверждающая, что изобретение было вызвано его фобией открывать двери для других, особенно для женщин; однако, по данным Snopes, этому нет никаких подтверждений. В 1889 году Институт Франклина в Филадельфии наградил Ван Каннеля медалью Джона Скотта за вклад в развитие общества. В 1899 году первая в мире деревянная вращающаяся дверь была установлена в ресторане "Ректор" на Таймс-сквер в Манхэттене, расположенном на Бродвее между 43-й и 44-й улицами. В 2007 году Теофилус Ван Каннель был занесен в Национальный зал славы изобретателей за это изобретение.
Исследования
Исследования обмена воздуха и энергии, связанные с использованием вращающихся дверей, проводились несколько раз. Самое раннее такое исследование было проведено в 1936 году , который в то время работал в компании van Kannel, производящей вращающиеся двери. За исследованием Симпсона последовало исследование Шутрума и др. в 2003 году. Эти исследования были направлены на получение детальных измерений количества воздуха и тепла, передаваемых внутри отсеков двери во время ее вращения. За исключением чисто теоретического исследования van Schijndel и др., измерения, полученные в ходе других исследований, использовались для создания проектных графиков, позволяющих инженерам оценивать количество воздуха, проходящего через дверь, в зависимости от скорости вращения и разницы температур. Однако ни одно из этих исследований не упоминается в действующих строительных нормах. Вышеупомянутые исследования касаются конкретного типа дверей, для которых они проводились, а именно дверей размером 2 м x 2 м с четырьмя отсеками. Хотя, по-видимому, эти размеры были стандартными для четырехсекционных дверей в то время, в настоящее время это уже не так. Более позднее экспериментальное исследование провели Schutrum и др. 25 мая 2006 года было опубликовано исследование MIT под названием «Изменение привычек в сторону устойчивого развития: исследование использования вращающихся дверей на территории кампуса MIT». В нем Б. А. Каллум, Оливия Ли, Ситта Суккаси и Дэн Весоловски пришли к выводу, что «значительная энергия экономится, когда люди используют вращающиеся двери вместо распашных – даже самые незначительные изменения привычек способствуют сохранению энергии. Изменение одной привычки действительно может в конечном итоге оказать влияние на окружающую среду в глобальном масштабе». Несмотря на то, что владельцы зданий предпочитают вращающиеся двери для экономии энергии, некоторые люди могут избегать их использования из-за кажущихся больших физических усилий.