自动扶梯防坠落玻璃安全幕墙安装要求及检验注意事项分析

冯 伟 黄建宇

（1．天津市特种设备监督检验技术研究院 天津 300192）

（2． 国家市场监管重点实验室（特种设备数字孪生共性技术） 天津 300192）

自动扶梯是目前常见的运输工具，乘客在乘坐过程中，看似很安全，周围有扶手装置起到安全围栏的作用，但是通过新闻媒介也会看到一些从自动扶梯坠落的事故发生，使许多人产生恐慌心理。2015 年5 月19 日，东莞1 名2 岁小男孩在商场独自玩耍时，在扶手入口处被扶手带向上拖行随即甩到自动扶梯外侧，从1 楼跌落至负1 楼[1]。2016 年11 月11 日14 时，在上海青浦区某广场，1 名老人抱着1 名婴儿，在自动扶梯入口处，由于身体不稳，在刚进入梯级阶段身体发生倾斜，怀里的婴儿滑落至自动扶梯外侧中空区域，从3 楼直接掉到1 层地面，经抢救无效死亡[1]。

针对此类事件，自动扶梯相对较多的一些商场和车站等场所根据现场实际情况，沿自动扶梯外延全程加装防止乘客跌落或者物品掉落的防坠落措施，比较常见的有玻璃安全幕墙[1]、防坠格栅等，这些措施可以增加乘客乘梯过程中的安全性，避免跌落至自动扶梯外部中空区域，尤其是下行过程。

但是，通过前期调研计算或者现场安装时发现，安装自动扶梯防坠落装置虽然降低了坠落风险但又会产生新的风险。比较常见的新风险有桁架初始强度无法满足加装防坠落装置，防坠落装置与扶手带距离过小，还包括装置的固定等。不过，目前国内并没有相关法律法规和标准对玻璃安全幕墙等防坠落装置的安装和检验提出要求，因此本文着重在玻璃安全幕墙的安装要求和检验注意事项上加以分析并提出建议，为相关从业人员提供一定的参考。

1 现行法规标准中对自动扶梯防坠落措施的要求

目前国内应用于自动扶梯防坠落的措施主要包括：1）设置在自动扶梯出入口位置的危险区域防护装置，该装置会高出扶手带10 cm 以上，目的就是防止人尤其是小朋友由于误接触扶手带而引起的卷起坠落至自动扶梯外侧的情况发生，起到一定的防坠落效果；2）在自动扶梯外盖板高度1 m 处设置类似梯形箱的防攀爬装置，防止人手抓扶手带顺着外盖板向上攀爬以致坠落的情况发生；3）沿自动扶梯中空侧全程安装防坠落装置，比如常见的玻璃安全幕墙、防坠落栏杆或者格栅等，该装置可以有效防止由于人未站稳，身子倾斜导致坠落的情况发生，降低坠落的风险。

1.1 危险区域防护护栏

TSG T7005—2012《电梯监督检验和定期检验规则——自动扶梯与自动人行道》[2]（下面简称检规）中对危险区域防护的要求体现在3.2（2）条，见表1，此要求的目的就是防止人从自动扶梯出入口位置跌落至扶梯下方。

表1 检规对危险区域防护的要求

而在GB 16899—2011《自动扶梯和自动人行道的制造与安装安全规范》（下面简称GB 16899—2011）中的附录A 第A.2.7 条同样对危险区域防护护栏的具体尺寸做出了相应的规定，如图1 所示，需要注意的主要有4 个位置：1）护栏高度需要高出扶手带至少100 mm；2）该装置距离扶手带水平距离80 ～120 mm；3）该装置距离扶手带下沿垂直距离为25 ～100 mm；4）该装置距离护壁板的距离不得大于120 mm[3]。

图1 GB 16899—2011 中的出入口危险区域防护装置要求

然而GB 16899—2011 未对危险区域防护护栏的实际高度作出要求，只是要求在自动扶梯出入口处高出扶手带至少100 mm 即可，目前市面上自动扶梯扶手高度比较常见的规格是0.9 m、1.0 m、1.1 m 等尺寸，如果商场等场所只设计该装置高出扶手带100 mm，那么最低高度只有1 m，而在GB 50352—2019《民用建筑设计统一标准》中对公共楼宇中庭最小高度的要求是1.2 m，那么危险区域防护护栏的高度不满足公共楼宇中庭最小高度的要求，同样存在很大的安全隐患。

1.2 防攀爬装置

对于人为手抓扶手带沿自动扶梯外盖板向上爬的这种行为，为了避免此种行为而产生的跌落风险，在GB 16899—2011 中第5.5.2.2 条要求：“扶手装置应没有任何部位可供人员正常站立。如果存在人员跌落的风险，应采取适当措施阻止人员爬上扶手装置外侧。”[3]同时，在自动扶梯检规中也有相应的检验要求，见表2[2]，该防攀爬装置可以参考图2 进行设计。

图2 防攀爬装置

表2 检规对防攀爬装置的要求

1.3 开放空间全程防护装置

挪威在自动扶梯防坠落方面开创先河，这个国家对自动扶梯开放区域的防护非常看重，早在2010 年，就颁布法律法规要求在自动扶梯开放空间侧加装全程防坠落装置，具体要求为高出地面3 m 需要加装防坠落装置。而蒂森电梯公司作为挪威最大的电梯公司，在2006 年发明了自动扶梯玻璃幕墙的装置来防止乘客坠落,该装置要求高出扶手带至少300 mm。日本对于存在高空坠落风险的自动扶梯中空位置强制要求在自动扶梯外围全程加装防坠物装置。[1]

●1.3.1 玻璃安全幕墙

如果自动扶梯安装在中空位置，任何一侧存在高空坠落的风险，可以在自动扶梯扶手外侧安装图3 所示的玻璃安全幕墙防坠落装置。该装置可以避免当乘客进入自动扶梯时由于不稳身体侧倾导致其本人或者手中婴儿或者物品掉落至自动扶梯下方的危险，可以将坠落物挡回扶手装置内侧安全区域。

图3 自动扶梯防坠落玻璃安全幕墙

●1.3.2 防坠物格栅

有的商场在自动扶梯临空侧扶手装置下方全程加装防坠物格栅，见图4，当乘客手中物品不小心从手中滑落时，该装置可以将物品拦截在格栅上，防止物品坠落至自动扶梯下方，避免砸到下方路过的其他人员。

图4 防坠物格栅

●1.3.3 金属栏杆

同样在自动扶梯存在坠落风险侧可以全程加装高出扶手带一定高度的金属材质的防护栏杆，见图5，该栏杆也可以起到防止坠落的作用。

图5 防坠落栏杆

2 玻璃安全幕墙的安装要求

2.1 金属桁架挠度与强度计算

金属桁架作为整个自动扶梯的承载机构，在设计和选型初期应对其挠度与强度进行计算，这对整个自动扶梯能否安全运行至关重要。在GB 16899—2011 中对桁架的挠度和强度有相关要求。其中定义自动扶梯载荷分为2 部分，分别为自动扶梯自重和额定乘客载荷。自动扶梯自重载荷包括金属桁架、梯级、扶手装置、装潢等部件的均匀分布载荷，以及驱动主机、控制柜等部件的集中分布载荷。对于将玻璃安全幕墙直接安装在桁架上的情况，需要将玻璃安全幕墙的重量计算到自重中去，确保自动扶梯在自重及额定乘客载荷下的挠度及强度满足要求，保证自动扶梯桁架结构的安全性。而额定乘客载荷按照每个梯级2 名乘客并在梯级上均匀分布按5 000 N/m2计算。玻璃安全幕墙确定好金属桁架支撑位置后，需对金属桁架结构的挠度与强度进行计算分析，具体如下：

1）自动扶梯金属桁架的挠度要求：自动扶梯按用途可分为普通型和公共交通型，普通型自动扶梯和公共交通型自动扶梯根据满载乘客载荷计算的最大挠度，分别应小于等于自动扶梯金属桁架两端支撑位置距离的1/750 和1/1000。这二者的最大区别在于公共交通型自动扶梯主要应用于客流量大的场所如地铁、火车站等，负载集中，要求更加严格。根据式（1），可以求得金属桁架最大变形量为：

式中：

Fmax——最大变形量；

L——桁架最大水平跨距。

2）自动扶梯金属桁架的强度要求：通过金属桁架材料的屈服强度与分析得出的金属桁架在自重与5 000 N/m2的额定乘客载荷下的最大应力值的比值计算，该比值应符合金属桁架的安全系数要求。金属桁架安全系数可通过式（2）求得：

式中：

Zs——安全系数；

σb——金属桁架的屈服强度；

σmax——最大Mises (第四强度理论的等效应力)应力值。

2.2 框架安装

自动扶梯的防护玻璃安全幕墙比较常见的安装方式有2 种，第1 种是直接加装在自动扶梯的桁架外盖板上方，但是通过这种途径安装玻璃安全幕墙的需要有制造厂家的授权才可以施工，否则不予以许可。第2 种方式是安装1 个与自动扶梯金属桁架完全平行的独立框架，见图6，并将玻璃安全幕墙安装在独立框架上，这种方法是相对安全可靠的，但是成本会有所提高[4]。

图6 玻璃安全幕墙独立框架

在设计初期应注意的是，根据玻璃安全幕墙的实际要求，在将玻璃安全幕墙框架组合安装后，应能实现框架多角度调整，以满足玻璃安全幕墙在平面度、垂直度方面灵活调整的目的。

目前自动扶梯已安装的玻璃安全幕墙有部分已发现了一些问题，比如玻璃破碎造成坠落的情况，这其中有部分是由于玻璃本身的材质问题，但是也有安装的玻璃框架的原因，而玻璃安全幕墙的框架有时会成为造成幕墙失效的主要原因，比如框架本身设计不合理，安装的框架无法承担其自身重量和玻璃的重量，导致强度不够造成框架变形，最终导致玻璃安全幕墙破碎。为了防止这种情况的发生，在设计中需要引入抗疲劳试验，这样可以避免框架超负荷工作下的不安全性。

2.3 玻璃的选择与安装

●2.3.1 玻璃的选择

对比玻璃安全幕墙、防坠物格栅和金属栏杆这3种常见的防坠落装置，从价格、安装工艺和防护等级综合考虑，玻璃安全幕墙的造价成本低，安装简单并且安全等级相对较高。因此，玻璃安全幕墙是大部分商场及车站首选方案。但是，由于自动扶梯玻璃安全幕墙的玻璃材料没有强制要求使用钢化玻璃，并且对玻璃的型号也没有硬性要求，因此，存在很大的破裂风险；另外，对于玻璃护栏的安装工艺要求也高，否则在冲击很大的情况下，会导致玻璃连带护栏一同坠落至自动扶梯下方，这样会对从自动扶梯下方经过的人员产生危险。因此，针对上述可能产生的风险，对玻璃安全幕墙的玻璃选型至关重要。

当玻璃安全幕墙作为防坠落措施时，可以提高玻璃的安全等级，来降低在使用中发生玻璃破裂的可能性。

1）选择合适的玻璃安全等级。玻璃本身材质脆，受到外力极易发生破裂，造成不可预估的伤害，因此，为降低玻璃幕墙的破裂给自动扶梯下方经过的人员带来的伤害，安装的玻璃安全幕墙应采用安全玻璃。对于室内安全玻璃的规定，在JGJ 113—2015《建筑玻璃应用技术规程》中第7.2.3 条有详细描述：“人群集中的公共场所和运动场所中装配的室内隔断玻璃应符合下列规定：有框玻璃应使用符合表3 的规定，且公称厚度不小于5 mm 的钢化玻璃或公称厚度不小于6.38 mm的夹层玻璃；无框玻璃应使用符合表3的规定，且公称厚度不小于10 mm 的钢化玻璃[5]。”

表3 安全玻璃的最大许用面积

2）对于自动扶梯出入口处经常会被乘客触及的玻璃安全幕墙，由于可能会受到横向冲击力的作用，比如碰撞等行为，对于安装不精细的玻璃安全幕墙，极易发生坠落风险，因此应对安装工程中的玻璃安全幕墙的护栏的牢固程度及玻璃的安全等级充分验证。该位置的玻璃安全幕墙可以通过横向载荷摆锤试验模拟可能产生的工况，加以验证其安全性，冲击试验方法在GB 7588—2003《电梯制造与安装安全规范》的附录J 摆锤冲击试验中有具体规定。

●2.3.2 玻璃的安装

为了使玻璃安全幕墙安全系数提高，可以采用新型的安装固定型式，就是增加二次保护的措施，来降低玻璃安全幕墙发生坠落的风险。可以通过如图7 所示的方法将玻璃固定在玻璃框架与立柱之间，再将二次保护的防坠块用卡接块卡入卡接槽的方式加以固定，这样可以通过四角定位块与玻璃立柱将玻璃固定，又通过防坠块实现二次保护的目的，提高玻璃安全幕墙的安全系数。另外，为了减少部件间的震动摩擦，可以在立柱靠近玻璃一侧放置硅胶垫片，这样可以减少噪声并提高乘梯舒适性。

图7 玻璃安全幕墙二次保护装置

3 检验注意事项及建议

3.1 注意事项

从防坠落装置整体出发，在实际检验当中，会遇到很多由于安装了防坠落装置而产生的不符合检验标准的问题，比如安装的防坠落装置与扶手带距离小于80 mm，很容易发生挤手的风险；防坠落装置整体高度不够，且与楼层板形成夹角，容易发生剪切的风险；防坠落装置整体结构固定不牢固，容易发生坠落的新风险。

因此，加装的防坠落装置需要评定风险系数，从实际目的出发，判断在加装了防坠落装置后，是否实际降低了防坠落风险，而不会产生新的坠落风险。加装防坠落装置时还需要考虑以下因素：1）至自动扶梯扶手带任意部位的水平距离不小于100 mm，并且至扶手带任意部位的垂直距离不小于25 mm。2）至扶手带外侧的距离不应大于150 mm。3）该装置需高出扶手带上表面不少于300 mm，一般为300 ～500 mm。4）防坠落装置在任何一点上均应承受300 N 的力作用在5 cm2上而不出现永久变形，该装置的上横梁和顶部应能承受一个890 N 的垂直作用力。当使用玻璃或者塑料时，安全系数应不小于4。5）该装置应连续且无间隙，有可能接触的部位应为圆形或者斜面。

另外，已经投入使用的自动扶梯，在检验时，如果发现该自动扶梯存在坠落风险，可以告知使用单位该风险的存在，让使用单位判断是否需安装防坠落装置。如果使用单位采用直接加装在自动扶梯扶手装置外侧，则需要制造厂家授权并需满足设计要求；如果加装的防坠落措施是玻璃安全幕墙等型式，建议在合适位置沿自动扶梯桁架全程加设单独玻璃安全幕墙框架安装防坠落装置。

对于还未出厂的自动扶梯，在前期设计阶段，把防坠落装置的重量考虑进去，在出厂就使自动扶梯具备防坠落功能，并告知使用单位现场需要加设防坠落装置，由使用单位自行进行风险评估并进行完善。

3.2 建议

目前由于我国关于自动扶梯开放空间防坠落装置法律法规方面的缺失，导致坠落事件越来越常见，造成的损失令人痛惜，因此在未来检验规则和制造标准的修订时，可以从风险评估的角度进一步完善防坠落方面的要求，有效降低因为坠落而产生的风险。具体方法可以参照国外先进理念，提高乘客使用自动扶梯时的安全系数。另外，对于在用自动扶梯存在坠落风险的情况，建议增加此类装置防止坠落的情况发生。

4 结束语

解决自动扶梯的坠落现状，一方面从健全法律法规出发，使得我国目前在防坠落方面的缺失得以完善，另一方面也需要使用单位进一步评估自身自动扶梯安全系数，对于需要提高安全系数的现场，可以通过加装玻璃安全幕墙等手段，有效提高防坠落的效果。另外本文为从业人员提供了提高玻璃安全幕墙装置安全系数需要注意的事项，使乘客更安全的乘梯。